涂的裝置，包括爆炸腔(1)，套在爆炸腔外側(cè)的冷卻腔(2)，冷卻腔有一個冷卻水進口(12)和一個冷卻水出口(14)，高壓油箱通過第一單向閥(91)與爆炸腔頭部安裝的燃油噴嘴(8)相連，空氣壓縮機(11)通過第二單向閥(92)與空氣總管道(72)相連，空氣總管道(72)分成多根空氣分管道(71)之后與爆炸腔上的相應數(shù)量的空氣進口氣(6)相連，火花塞點火器(5)安裝在空氣進氣口(6)的下游，粉末儲備箱(3)中有粉末涂料，與之相連的閥門(4)可以控制粉末通過粉末噴口(13)流出到爆炸腔(I)中。
[0018]實施例1如圖1所示，一種液態(tài)燃油爆炸噴涂裝置，裝置工作時，在啟動階段，空氣壓縮機(11)中的空氣壓力大于空氣分管道(71)和爆炸腔(I)中壓力，高壓油箱(10)中油壓大于爆炸腔(I)中的壓力，所以第一單向閥(91)和第二單向閥(92)處于打開狀態(tài)，從空氣進氣口(6)出來的空氣流入爆炸腔(I)的頭部，空氣氣流在空氣進氣口(6)的旋轉(zhuǎn)作用所以呈旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，燃油噴嘴(8)在爆炸腔(I)頭部噴出一次霧化的液態(tài)燃油，燃油在旋轉(zhuǎn)氣流的作用下與空氣繼續(xù)摻混霧化形成可燃的油氣混合物，之后火花塞點火器(5)工作點火，粉末噴口(13)釋放粉末顆粒涂料，可燃油氣混合物被點燃，油氣混合物充分燃燒，向出口方向快速傳播發(fā)展為高溫高壓超音速激波，此時由于爆炸腔中壓力升高，導致第一單向閥(91)和第二單向閥(92)關閉，停止進氣和噴油。粉末在高溫高壓的超音速激波中熔化加速，最后從爆炸腔(I)出口噴出，打在溫度較低的工件(15)表面，冷卻凝固形成涂層。激波從爆炸腔(I)中出去之后導致壓力降低，于是空氣進氣口(6)可以重新進氣，將爆炸腔中的燃燒廢氣吹除干凈，并且重新噴油，進入下一個點火過程或循環(huán)。這種方式在爆炸研宄中稱為自適應進氣和排氣，不需要電磁閥或者旋轉(zhuǎn)閥控制進氣和排氣，也稱作無閥進氣和排氣。
【主權項】
1.一種液態(tài)燃料爆炸噴涂的裝置，其特征在于:包括爆炸腔(1)，冷卻腔(2)，粉末儲備箱(3)，閥門(4)，火花塞點火器(5)，空氣進氣口(6)，空氣分管道(71)，空氣總管道(72)，噴油嘴(8)，第一單向閥(91)，高壓油箱(10)，第二單向閥(92)，空氣壓縮機(11)，冷卻水進口(12)，粉末噴口(13)，冷卻水出口(14)，工件(15)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種液態(tài)燃料爆炸噴涂的裝置，其特征在于:爆炸腔(I)是一根空心圓環(huán)管，內(nèi)徑變化范圍為lO-lOOmm，長度變化范圍為200-2000mm，一端頭部是封閉的，另一端尾部是開口的。爆炸腔(I)的封閉頭部中心線位置安裝有一個燃油噴嘴(8)，燃油噴嘴(8)的出口在爆炸腔(I)內(nèi)，燃油噴嘴(8)的進口在爆炸腔(I)外。燃油噴嘴(8)的進口與高壓油箱(10)連接。燃油噴嘴⑶的進口與高壓油箱(10)之間安裝有第一單向閥(91)。在燃油噴嘴(8)下游0-50mm的距離范圍，爆炸腔(I)上開有一定數(shù)量的空氣進氣口(6)，與空氣進氣口(6)相連接的空氣分管道(71)切向進入到爆炸腔中。所有的空氣分管道(71)以并聯(lián)方式與空氣總管道(72)相連?？諝饪偣艿?72)與空氣壓縮機(11)相連，空氣總管道(72)與空氣壓縮機(11)之間安裝有第二單向閥(92)。火花塞點火器(5)的位置爆炸腔(I)上，在空氣進氣口的下游0-50mm位置處。在火花塞點火器(5)的下游位置處，爆炸腔上安裝有一個粉末噴口(13)，粉末噴口(13)在閥門(4)的作用下可以在適當?shù)臅r間釋放粉末顆粒涂料，其他時間則停止釋放粉末顆粒涂料。冷卻腔(2)是一個與爆炸腔(I)隔離的空腔，中間充滿了冷卻水，只有兩個開口，冷卻水進口 (12)和冷卻水出口 (14) ο
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種液態(tài)燃料爆炸噴涂的裝置，其特征在于:高壓油箱(10)中充滿加壓的液態(tài)燃料，如汽油、煤油或其他可爆液態(tài)燃料等?？諝鈮嚎s機(11)壓縮的空氣直接取自大氣環(huán)境，用做在爆炸腔(I)中爆炸燃燒的氧化劑。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的一種液態(tài)燃料爆炸噴涂的裝置，其特征在于:空氣分管道(71)的中心線不與爆炸腔(I)的中心線相交，進入的空氣呈切向旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，空氣進氣口(6)與空氣分管道(71)的數(shù)目并不僅限于四根，其可以在爆炸腔(I)的圓周方向上均勻布置1-8根，而且其進入的切向角可以在0-90度的范圍變化，旋轉(zhuǎn)方向有左旋或右旋兩種選擇。
5.根據(jù)權利要求1、2、3或4所述的一種液態(tài)燃料爆炸噴涂的裝置，其特征在于:第一單向閥(91)是一種單向流動閥門，安裝方向要求在高壓油箱(10)側(cè)的壓力大于燃油噴嘴(8)側(cè)壓力時，液態(tài)燃油可以由高壓油箱(10)側(cè)流入到燃油噴嘴(8)側(cè)，而在任何情況都不允許燃油噴嘴(8)側(cè)流向高壓油箱(10)側(cè)。第二單向閥(92)也是一種單向流動閥門，安裝方向要求在空氣壓縮機(11)側(cè)的壓力大于空氣總管道(72)側(cè)壓力時，空氣可以由空氣壓縮機(11)側(cè)流入到空氣總管道(7)側(cè)，而在任何情況都不允許空氣總管道(7)側(cè)流向空氣壓縮機(11)偵U。
6.根據(jù)權利要求1、2、3、4或5所述的一種液態(tài)燃料爆炸噴涂的裝置，其特征在于:粉末儲備箱(3)和粉末噴口(13)中使用的粉末材料種類主要包括5種:金屬類:(Al，Zn，Cu，F(xiàn)e，Ti，V，Co，Ni);氧化物:(A1203，Cr203, MgAl204, Τ?02)碳化物:(WC, Cr3C2, TiC，SiC，91WC-9Co,85Cr3C2-15[N1-Cr])；合金:(20Cr_80Ni，30A1-0.2Fe_69.8NI，53Nb_47Ti)；其他:(TiB2，ZrB2)。
7.根據(jù)權利要求1、2、3、4、5或6所述的一種液態(tài)燃料爆炸噴涂的裝置，其特征在于:裝置工作時，啟動階段，空氣進氣口(6)進氣，燃油噴嘴(8)噴油霧化，火花塞點火器(5)點火，粉末噴口(13)釋放粉末顆粒涂料，油氣混合物燃燒，向出口方向傳播發(fā)展為高溫高壓超音速激波，第一和第二單向閥關閉，停止進氣。粉末在高溫高壓的超音速激波中熔化加速，從爆炸腔(I)出口出去打在工件(15)表面，冷卻凝固完成噴涂。激波從爆炸腔(I)中出去之后的壓力降低，于是空氣進口(6)可以重新進氣，將爆炸腔中的燃燒廢氣吹除干凈，并且重新噴油，進入下一個點火過程或循環(huán)，這種方式稱為自適應進氣和排氣，不用電磁閥或者旋轉(zhuǎn)閥控制進氣和排氣，也稱作無閥進氣和排氣。
8.根據(jù)權利要求1、2、3、4、5、6或7所述的一種液態(tài)燃料爆炸噴涂的裝置其特征在于:火花塞點火器(5)工作點火頻率與釋放噴涂顆粒的頻率一致，點火頻率與自適應的進氣和排氣的頻率要相互匹配，就目前的研宄情況該穩(wěn)定頻率可以在2-200赫茲之間。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液態(tài)燃料爆炸噴涂的裝置，特點是，產(chǎn)生爆炸波的燃料是一種液態(tài)燃料，如汽油等，攜帶方便，安全；氧化劑使用空氣，價格低廉，容易獲?。豢諝庖郧邢蜻M氣方式進入爆炸腔，燃料的摻混和霧化效果好；控制進氣和噴油的方法是通過兩個單向閥的兩側(cè)壓力差的變化來實現(xiàn)的，這種方法稱為自適應產(chǎn)生脈沖爆炸波技術，簡化了裝置；在爆炸腔中形成的高溫高壓環(huán)境的作用下，顆粒粉末快速融化，加速之后噴射到溫度較低的工件表面形成涂層。由于脈沖爆炸的工作特性，噴涂工作時間長，連續(xù)性高，顆粒粉末的材料選擇種類多，可用于多種材質(zhì)的物件的表面處理，顆粒粉末與工件的結合強度高，工件涂層表面均勻致密，氣孔率低。
【IPC分類】C23C4-12
【公開號】CN104561879
【申請?zhí)枴緾N201410719741
【發(fā)明人】張群, 閆東博, 范瑋, 李江紅, 孫順利, 武越
【申請人】西北工業(yè)大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年11月25日