一种冷喷枪的冷却装置的制作方法

本实用新型涉及冷喷涂设备，具体地涉及一种冷喷枪的冷却装置。

背景技术：

冷喷涂是由热喷涂技术拓展而来的一种新型的、先进的表面涂层技术。冷喷涂是基于空气动力学与高速碰撞动力学原理的过程，首先将高压气体导入收缩-扩张型拉法尔喷嘴，气体流过喷嘴喉部后产生超音速流动，然后由送粉气体将喷涂粉末沿轴向从喷嘴上游送入气流中，粉末粒子经过整个喷嘴被加速到300～1200m/s以上的高速度，形成高速粒子流，与基体碰撞发生剧烈的塑性变形而沉积形成涂层。在这一过程中，工作气体通常预热，根据喷涂材料不同，温度一般在100～800℃，但远低于喷涂材料的熔点。由于喷涂过程采用相对低的温度，可避免在热喷涂过程中发生的氧化(针对金属材料)、相变、分解、化学反应、晶粒长大(针对纳米结构材料)等不利影响。目前，冷喷涂技术已经成功被用于制备大部分纯金属、合金、金属基复合材料、纳米结构金属涂层或块材等。

由于冷喷涂的温度较高，这对冷喷枪中的拉法尔喷管的材料要求较高，造成其生产成本较高，并且冷喷枪中的密封圈容易损坏，寿命较短，不仅影响喷涂过程的连续性，而且造成材料浪费。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种冷喷枪的冷却装置，以解决上述技术问题。为此，本实用新型采用的具体技术方案如下：

一种冷喷枪的冷却装置，所述冷喷枪包括气室、进气管、送粉芯组件和冷喷管组件，所述气室具有进气口、进粉口和出口，所述进气管通过所述进气口插入所述气室中，所述送粉芯组件通过所述进粉口插入所述气室中，所述冷喷管组件安装在气室的出口上，其特征在于，所述冷却装置包括第一冷却单元和第二冷却单元，所述第一冷却单元用于对送粉芯组件进行冷却，所述第二冷却单元用于对所述喷管组件进行冷却，所述第一冷却单元与所述第二冷却单元串联。

进一步地，所述第一冷却单元的具体结构为：所述送粉芯组件包括送粉芯和套设在所述送粉芯上的送粉芯套管，所述送粉芯套管对应于送粉芯的进口端位置上设有冷却水套筒，所述冷却水套筒的侧壁上设有径向对置的进水口和出水口，进水口用于连接冷却水源。

进一步地，所述第二冷却单元的具体结构为：所述冷喷管组件包括喷头管座、内喷管、外套管和冷却回水管，所述喷头管座具有进水通道和出水通道，所述内喷管和所述外套管之间形成冷却水通道，所述进水通道一端与所述冷却水套筒的出水口连通，另一端与所述冷却水通道连通，所述冷却回水管并排布置在所述外套管旁，其下端与所述冷却水通道连通，上端与所述出水通道连通

更进一步地，所述第二冷却单元的具体结构为：所述冷喷管组件包括喷头管座、内喷管、外套管和冷却回水管，所述喷头管座具有进水通道和出水通道，所述内喷管和所述外套管之间形成冷却水通道，所述进水通道一端与所述冷却水套筒的出水口连通，另一端与所述冷却水通道连通，所述冷却水通道下端与所述冷却水通道连通，上端与所述出水通道连通。

进一步地，所述内喷管包括对接在一起的上内喷管段和下内喷管段，所述上内喷管段的内径从上到下逐渐缩小，所述下内喷管段的内径从上到下逐渐增大。

进一步地，所述内喷管由诸如聚酰亚胺等高温塑料或不锈钢制成。

进一步地，所述冷却水源为自来水。

本实用新型采用上述技术方案，具有的有益效果是：本实用新型通过设置彼此串联的第一冷却单元和第二冷却单元，一方面使得拉法尔喷管能够使用成本较低且容易加工的材料制成，从而降低冷喷枪成本；另一方面可以延长冷喷枪的使用寿命。

附图说明

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

图1是具有根据本实用新型第一实施例的冷却装置的冷喷枪的示意图；

图2是沿图1的a-a线截取的剖视图；

图3是图2的b处的放大图；

图4是具有根据本实用新型第二实施例的冷却装置的冷喷枪的示意图；

图5是沿图4的a-a线截取的剖视图；

图6是图5的b处的放大图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

第一实施例：

如图1至3所示，描述一种冷喷枪的冷却装置。其中，所述冷喷枪包括气室1、进气管2、送粉芯组件3和冷喷管组件4。气室1具有进气口、进粉口和出口。进气管2通过所述进气口插入气室1中，以将高压高温气体输送到气室1中。送粉芯组件3通过所述进粉口插入气室1中，以将粉末输送到气室1中。所述冷喷管组件3安装在气室1的出口上，以将粉末气流高速喷射到待喷涂表面上，实现冷喷涂。所述冷却装置可包括第一冷却单元和第二冷却单元。其中，所述第一冷却单元用于对送粉芯组件3进行冷却，所述第二冷却单元用于对所述喷管组件进行冷却，并且所述第一冷却单元与所述第二冷却单元串联。即第一冷却单元的出水口与第二冷却单元的进水口连通。

在本实施例中，第一冷却单元的具体结构为：送粉芯组件3可包括送粉芯31和套设在送粉芯31上的送粉芯套管32。送粉芯套管32对应于送粉芯31的进口端位置上设有冷却水套筒33，以对送粉芯31进行冷却，一方面避免其温度过高造成银粉粘在送粉芯31上，进而影响送粉量，乃至堵塞送粉芯31，能够减少维护时间，确保生产连续性，减少材料浪费；另一方面对该位置附近的密封圈(未示出)进行冷却，以延长密封圈使用寿命，节省成本。冷却水套筒33的侧壁上设有径向对置的进水口和出水口，进水口用于连接冷却水源(未示出)，例如通过进水管34。冷却水的电导率要求在20μs/cm以下，因此，在使用过程中，如果冷却水的电导率大于20μs/cm，就需更换新的冷却水。冷却水可以是纯净水或电导率小于6μs/cm的去离子水等。

在本实施例中，第二冷却单元的具体结构为：冷喷管组件4可包括喷头管座41、内喷管42、外套管43和冷却回水管44。喷头管座41具有进水通道411和出水通道412。内喷管42和外套管43之间形成冷却水通道。进水通道411一端与冷却水套筒33的出水口(通过水管45)连通，另一端与所述冷却水通道连通。冷却回水管44并排布置在外套管43旁，其下端与所述冷却水通道连通，上端与出水通道412连通。出水通道412连接有出水管46。

内喷管42为拉法尔喷管。为了降低加工难度和加工成本，内喷管42可包括对接(例如，通过螺纹接合)在一起的上内喷管段421和下内喷管段422。其中，上内喷管段421的内径从上到下逐渐缩小，下内喷管段422的内径从上到下逐渐增大。

在这种情况下，内喷管42可由诸如聚酰亚胺等高温塑料或不锈钢等的低成本材料制成。

图3示出了本实用新型第一实施例的工作过程，其中箭头表示冷却水的流动方向。具体地，冷却水通过进水管34进入冷却水套筒33，对冷却水套筒33所对应的送粉芯组件3的部位进行冷却；然后从冷却水套筒33的出水口通过水管45进入喷头管座41，对喷头管座41内的密封圈(未示出)进行冷却，然后通过喷头管座41的进水通道411进入内喷管42和外套管43之间的冷却水通道，对内喷管42进行冷却，以防止其过热损坏；最后依次通过冷却回水管44、出水通道412和出水管46送至储水池。

第二实施例：

如图4至6所示，本实施例与第一实施例的不同之处仅在于：第二冷却单元的结构不尽相同。下面仅对第二冷却单元的结构进行描述，其余结构参见第一实施例。具体地，冷喷管组件4可包括喷头管座41、内喷管42、中套管43和外套管44。喷头管座41具有进水通道411和出水通道412。内喷管42和中套管43之间形成冷却进水通道，并且中套管43和外套管44之间形成冷却回水通道。进水通道411一端与冷却水套筒33的出水口(通过水管45)连通，另一端与所述冷却进水通道连通。所述冷却回水通道的下端与所述冷却进水通道连通，上端与出水通道412连通。出水通道412连接有出水管46。

图5示出了本实用新型第二实施例的工作过程，其中箭头表示冷却水的流动方向。具体地，冷却水通过进水管34进入冷却水套筒33，对冷却水套筒33所对应的送粉芯组件3的部位进行冷却；然后从冷却水套筒33的出水口通过水管45进入喷头管座41，对喷头管座41内的密封圈(未示出)进行冷却，然后通过喷头管座41的进水通道411进入内喷管42和中套管43之间的冷却进水通道，对内喷管42进行冷却，以防止其过热损坏；最后依次通过中套管43和外套管44之间的冷却回水通道、出水通道412和出水管46送至储水池。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。