CN2360165Y - 超音速内燃式多功能喷枪 - Google Patents
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Abstract
一种超音速内燃式多功能喷枪,在其后手柄的底端设有进气管和进油管,枪体中间设有进砂管,其外侧是进气通道,进气通道外侧顺序设有圆环状喷油器、雾化罩、旋流器和燃烧室,枪体前端是拉菲尔管和加速管。该喷枪藉其压缩空气和燃料的特殊通道,使燃料与空气在枪体内燃烧室充气燃烧,并在高温高压焰流带动下,使喷射的物流加速,而以大于500米/秒的超音速从枪口喷出,可进行喷砂、喷丸、喷涂、切割等多种作业,其主要使用液体燃料且不需使用氧气设备,燃料成本低,结构简单,经济性好。
Description
本实用新型涉及一种机械加工表面处理装置，确切地说，涉及一种超音速内燃式多功能喷枪。
现在广泛使用的喷砂枪是以压缩空气为动力，藉助空气高速流动过程中产生的射吸作用，将砂子从枪口喷出，或借助空气压力将砂子压出，即通常所谓的“射吸式”或“压入式”两种工作方式。其主要缺点是喷出的砂粒飞行速度低，对工件表面的冲击能量小，喷砂效率低；而且，对某些严重锈蚀、腐蚀表面，或者硬化附着表面清理效果很差，甚至无能为力。
近十多年来，随着热喷涂技术的迅速发展，超音速喷涂以其涂层结合强度高、喷涂质量好而颇受人们的青睐。尤其进入九十年代后，更成为许多发达国家研究的焦点。目前国内外的超音速喷涂主要有超音速等离子喷涂和超音速火焰喷涂两种工作原理，但都存在一定的缺陷而限制了它们的进一步发展。如：等离子体喷涂设备价格昂贵难以普及，而火焰喷涂因使用氧乙炔作为喷涂燃料，其价格对于喷涂大型工件也是难以接受的。
本实有新型的目的是提供一种超音速内燃式多功能喷枪，该喷枪结构简单、经济性好，既可用于喷砂、喷涂、喷丸，也可用于切割作业，且其喷出的焰流速度为1500-1800米/秒，达到超音速，以及可以使用多种气体液体燃料，燃料成本较低。
本实用新型是这样实现的：包括有枪体、前后手柄和枪管，其特征在于：后手柄的底端设有进气管和进油管；枪体中间设有进砂管，该进砂管的外侧设有与进气管相连通的进气通道，该进气通道外侧则顺序安设有圆环状喷油器，锥状壳体的雾化罩、旋流器及燃烧室，其中喷油器进油孔与上述进油管相连通，旋流器藉其内螺纹固装在进气通道的外壁上；枪体中部设有其两端为不同锥面角的锥孔形而中间为圆孔状的拉菲尔管；枪体前端设有加速管；在燃烧室与拉菲尔管的中间，以及枪体外壁与上述枪体内的各部件之间都设有供空气流通的间隙。
其中喷油器是沿圆周均匀布设有若干个进油孔的环形壳体。
其中旋流器的环形体的内部及外圆柱表面都设有螺旋形沟道，其螺旋升角入＝30°-36°，沟道深度为1.5-2.5mm。
其中锥形壳体的雾化罩和环形燃烧室外壁上都设有沿圆周均匀布设的多个进气小孔。
其中拉菲尔管的压缩角为55°-75°，喉管直径d为8-14mm，长度为6-12mm。
上述喷枪的各零部件都采用奥氏体不锈钢制成。
本实用新型的特点主要有两点：1、压缩空气在枪体内的高速流动，可以同时满足三种使用功能：冷却功能—压缩空气从进气通道到回气通道的循环流动，可以冷却燃烧室的外壁；而从进气通道枪口喷射的过程，则可冷却拉菲尔管和加速管。助燃功能—压缩空气在回气通道回流过程中进入燃烧室，可以辅助和促进燃烧。混合功能—压缩空气从雾化罩小孔进入其内环形空间，会与雾化后的燃料微滴混合形成气—液二相可燃流体，可促进燃烧充分。2、液体燃料的雾化结构和形成燃料螺旋形气流结构；本实用新型的液体燃料从喷油器小孔喷出后，冲击雾化罩飞溅而形成雾滴，又向前进入旋流器中的双螺旋形通道后，形成螺旋形气流，可以使其中的燃料与空气充分混合，然后进入燃烧室可以充分燃烧。
该喷枪通过其压缩空气和燃料的特殊通道，使燃料与空气充分混合后，在枪体内的燃烧室里充分燃烧，并在高温高压焰流的带动下，使喷射的物流加速，可以大于500米/秒的超音速从喷枪的枪口喷出。其喷砂效率可以比喷砂机高2-5倍，喷涂的涂层结合强度p＞100MPa，其射流速度为1500-1800米/秒，马赫数为1.8以上，粒子出口速度可达到500米/秒。该喷枪不仅可以喷砂，也可以进行喷丸、喷涂、切割等其他作业，具备一机多用，综合性强的多功能特点。总之，本实用新型是可以使用煤油、酒精、甲烷、丙烷、丙稀及乙炔等多种液体、气体燃料的多功能超音速内燃式喷枪，特别适用于大型结构件(如桥梁、舰船、锅炉等)的表面锈蚀层的清理和防腐层的喷涂，可以很好地清理各种严重的表面自然污染(如油漆、油脂、水泥、生物积垢等)，具有普及推广应用的前景。
下面结合附图、详细介绍本实用新型的构造及特征。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的局部结构放大示意图。
参见图1、图2，本实用新型包括有：枪体14、前手柄12、后手柄11和枪管15，后手柄11的底端设有进气管9和进油管10，枪体14中间设有进砂管6，该进砂管6的外侧设有与进气管9相连通的进气通道5，该进气通道5的外侧顺序安设有圆环状喷油器1、锥状壳体的雾化罩2、旋流器3及燃烧室4，其中喷油器1沿周围均匀布设有若干个进油小孔，该进油孔与上述进油管10相连通，旋流器3的环形体中间及外圆柱表面设有多条螺旋形沟道，其螺旋升角λ＝＝30°-36°，沟道深度为1.5-3mm，锥形雾化罩2通过过盈配合，固定在喷油器1的外壁上，另一端的通孔则与旋流器螺旋状沟道相连通，其锥形罩壁和燃烧室4的外壁上都设有沿圆周均匀布设的多个进气小孔，旋流器藉其内螺纹固装在进气通道5的外壁上。枪体14的中部设有拉菲尔管7；前端枪管15内设有加速管8；在燃烧室4与拉菲尔管的中间，以及枪体14外壁与上述枪体14内的各零部件之间都设有供压缩空气流通的间隙。
本实用新型的工作原理如下：当压力为8kg/cm2的压缩空气从后手柄11的进气管9进入进砂管6外侧和燃烧室4内壁之间的环形截面的进气通道5，到达前端后沿径向间隙分成两路，一路继续向前进入拉菲尔管7和加速管8与枪管15外壳体之间的通道，最后从枪管15的外圆周环形孔中喷出，从而起到冷却拉菲尔管7和加速管8的作用。另一路压缩空气则沿着环形燃烧室4与枪体14外壳之间的圆环形回气通道13回流，在回流过程中，约有20％的空气从燃烧室外壁圆周均匀分布的1.5×8的径向小孔进入燃烧室补氧而辅助燃烧，其余的压缩空气则从雾化罩2的锥状壳体上的4×6的小孔进入喷油器1与雾化罩2之间的环形空间里，与雾化后的燃料混合后的可燃气体经旋流器3螺旋形沟道形成螺旋形气流后才进入燃烧室4，这样，可使燃料雾滴与空气中的氧充分混合，从而使燃烧更加充分。
液体或气体燃料则经后手柄11中的进油管10进入喷油器1，该喷油器1是沿圆周均匀布设有三个0.5毫米小孔的环状壳体，从喷油嘴喷出的液体燃料将以高速冲击雾化罩2的锥面内壁，向四处飞溅而形成雾滴，该燃料雾滴再与雾化罩小孔里进来的压缩空气混合后，经旋流器3的螺旋通道进入燃烧室4。如是气体燃料，其流动状况与上述液体燃烧流动状况相似，只是此时的雾化罩的作用是将空气与燃料相隔离，即可称为隔离罩。
砂子或粉未则从枪体尾部的进砂管6进入，并从其前端喷出后，进入压缩角为55°-75°，喉管尺寸为8-12毫米的拉菲尔管，最后经过内径为14～18毫米的加速管，以超音速(大于500米/秒)的速度喷向工件。
本实用新型的所有零部件都采用不锈钢制成。
本实用新型已经制出样品若干，经实施试验，实现了发明目的，该喷枪的推广应用具有很好的经济效益。
Claims (6)
1、一种超音速内燃式多功能喷枪，包括有枪体、前后手柄和枪管，其特征在于：后手柄的底端设有进气管和进油管；枪体中间设有进砂管，该进砂管的外侧设有与进气管相连通的进气通道，该进气通道外侧则顺序安设有圆环状喷油器、锥状壳体的雾化罩、旋流器及燃烧室，其中喷油器进油孔与上述进油管相连通，旋流器藉其内螺纹固装在进气通道的外壁上；枪体中部设有其两端为不同锥面角的锥孔形而中间为圆孔状的拉菲尔管；枪体前端设有加速管；在燃烧室与拉菲尔管的中间，以及枪体外壁与上述枪体内的各部件之间都设有供空气流通的间隙。
2、如权利要求1所述的超音速内燃式多功能喷枪，其特征在于：其中喷油器是沿圆周均匀布设有若干个进油孔的环形壳体。
3、如权利要求1所述的超音速内燃式多功能喷枪，其特征在于：其中旋流器的环形体的内部及外圆柱表面都设有螺旋形沟道，其螺旋升角入＝30°-36°，沟道深度为1.5-3mm。
4、如权利要求1所述的超音速内燃式多功能喷枪，其特征在于：上述喷枪的各零部件都采用不锈钢制成。
5、如权利要求1所述的超音速内燃式多功能喷枪，其特征在于：其中锥形壳体的雾化罩和环形燃烧室外壁上都设有沿圆周均匀布设的多个进气小孔。
6、如权利要求1所述的超音速内燃式多功能喷枪，其特征在于：其中拉菲尔管的压缩角为55°-75°，喉管直径d为8-14mm，长度为6-12mm。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN104498862B (zh) * | 2015-01-04 | 2017-01-25 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 高速燃气‑电弧复合热喷涂方法及其使用的喷枪 |
| CN113484533A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-10-08 | 中国人民解放军国防科技大学 | 基于图像处理的可见光-红外光耦合流场测量系统 |
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1999
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| CN104498862B (zh) * | 2015-01-04 | 2017-01-25 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 高速燃气‑电弧复合热喷涂方法及其使用的喷枪 |
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| CN113484533B (zh) * | 2021-07-05 | 2024-02-27 | 中国人民解放军国防科技大学 | 基于图像处理的可见光-红外光耦合流场测量系统 |
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