空气动力冷喷涂工作单元
阅读说明：本技术 空气动力冷喷涂工作单元 (Aerodynamic cold spraying working unit ) 是由 李羿含 高植强 李星彤 王亮 徐建 于 2020-12-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及空气动力冷喷涂工作单元,包括封闭式的喷涂室和超音速冷喷涂装置；喷涂室的内部设置有发电机和用于收集喷涂室内的粉尘的集尘装置,外部设置有控制室；喷涂室包括第一半腔体和第二半腔体；第一半腔体包括两个第一侧壁、前壁以及第一顶盖；第二半腔体包括两个第二侧壁、后壁以及第二顶盖；第一侧壁与第二侧壁滑动连接。本发明通过设置滑动连接的第一半腔体和第二半腔体,将喷涂室设计为抽拉式结构,实现根据待喷涂工件的大小调节喷涂室的体积,从而有效解决待喷涂工件的大小受喷涂室体积限制的问题；通过将喷涂室设计为封闭式结构,并采用集尘装置回收喷涂过程中产生的粉尘,从而有效避免造成环境污染。(The invention relates to an aerodynamic cold spraying working unit, which comprises a closed spraying chamber and a supersonic cold spraying device; the interior of the spraying chamber is provided with a generator and a dust collecting device for collecting dust in the spraying chamber, and the exterior is provided with a control chamber; the spraying chamber comprises a first half cavity and a second half cavity; the first cavity half comprises two first side walls, a front wall and a first top cover; the second half cavity comprises two second side walls, a rear wall and a second top cover; the first side wall is connected with the second side wall in a sliding mode. According to the invention, the first half cavity and the second half cavity which are connected in a sliding manner are arranged, and the spraying chamber is designed into a drawing structure, so that the volume of the spraying chamber can be adjusted according to the size of a workpiece to be sprayed, and the problem that the size of the workpiece to be sprayed is limited by the volume of the spraying chamber is effectively solved; the spraying chamber is designed to be a closed structure, and dust generated in the spraying process is recycled by adopting the dust collecting device, so that the environmental pollution is effectively avoided.)
技术领域
本发明属于冷喷涂技术领域，具体涉及空气动力冷喷涂工作单元。
背景技术
冷喷涂是一种表面喷涂工艺，整个过程中金属粒子没有被融化。即利用压缩空气或其他气体在较低的温度下(＜1000℃)加速金属粒子到临界速度(超音速)，使其在完全固态下高速撞击基体(300-1200m/s)，通过粒子与基体界面处剧烈变形而实现材料沉积的工艺。较低的气体温度可以避免粉末发生常规热喷涂工艺中诸如氧化、相变、晶粒长大等热影响。同时，较高的粒子速度有助于粒子在沉积过程中发生充分的塑性变形从而获得组织致密的沉积体。这些特点使得冷喷涂涂层通常具有高导电性、高导热性、高耐腐蚀性、高耐磨性等优异特性。此外，较低的沉积温度使得冷喷涂成为制备诸如纳米晶金属材料、纳米复合材料、金属玻璃等热敏材料，以及Ti、Cu及其合金等氧化敏感材料的有效方法，可以避免其它工艺引起的缺陷。
现有的冷喷涂工作单元通常存在着施工不灵活，易产生环境污染，工作噪音大，以及待喷涂工件的大小受喷涂室的体积限制等问题。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供空气动力冷喷涂工作单元，解决现有现有冷喷涂工作单元存在着施工不灵活，易产生环境污染，工作噪音大，以及待喷涂工件的大小受喷涂室的体积限制等问题中的至少一个。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
空气动力冷喷涂工作单元，包括封闭式的喷涂室和超音速冷喷涂装置，所述喷涂室的内部设置有发电机和用于收集喷涂室内的粉尘的集尘装置，外部设置有控制室；所述喷涂室包括第一半腔体和第二半腔体；所述第一半腔体包括两个第一侧壁、前壁以及第一顶盖；所述第二半腔体包括两个第二侧壁、后壁以及第二顶盖；所述第一侧壁与第二侧壁滑动连接。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述第一侧壁上固定安装有滑轨；所述第二侧壁上固定安装有滑块；所述滑块与滑轨滑动配合。
进一步，所述第一顶盖与第二顶盖滑动连接。
进一步，所述后壁上设置有拉门。
进一步，所述第一侧壁、前壁、第一顶盖、第二侧壁、后壁以及第二顶盖上均粘贴有吸音绵纸。
进一步，所述超音速冷喷涂装置包括布置在喷涂室外部的空气压缩机，以及布置在喷涂室内部的储气罐、送粉器和喷枪。
进一步，所述储气罐的出口安装有电磁控制阀。
进一步，所述喷涂室内设置有悬吊臂、用于控制悬吊臂升降的升降装置，以及可沿悬吊臂横向移动的机器臂；所述喷枪安装在机器臂上。
进一步，所述升降装置包括纵梁，以及安装在纵梁上的丝杠和第一电机；所述丝杆和第一电机通过连接治具连接；所述丝杆上螺纹连接有丝杆螺母；所述悬吊臂的一端与丝杆螺母连接。
进一步，所述悬吊臂与丝杆螺母通过旋转装置转动连接；所述旋转装置包括安装在丝杆螺母上的回转支承，以及固定安装在悬吊臂上的第二电机和减速器；所述减速器的输出轴固定连接有齿轮；所述齿轮与回转支承的内齿相啮合。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过设置滑动连接的第一半腔体和第二半腔体，将喷涂室设计为抽拉式结构，实现根据待喷涂工件的大小调节喷涂室的体积，从而有效解决待喷涂工件的大小受喷涂室体积限制的问题；
(2)本发明通过将喷涂室设计为封闭式结构，并采用集尘装置回收喷涂过程中产生的粉尘，从而有效避免造成环境污染；
(3)本发明通过设置吸音绵纸，对喷涂过程中产生的燥音进行吸收及隔离，从而有效解决现有冷喷涂工作单元的工作燥音大的问题；
(4)本发明通过设置升降装置、旋转装置以及悬吊臂等构件，使得所述机器臂及喷枪能够根据工作需要在三维空间内移动，显著提高喷涂的灵活性及质量，从而有效解决现有冷喷涂工作单元存在着施工不灵活的问题。
附图说明
图1为本发明的俯视结构示意图；
图2为本发明的俯视结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、喷涂室，11、第一半腔体，111、第一侧壁，112、前壁，113、滑轨，12、第二半腔体，121、第二侧壁，122、后壁，123、拉门，2、升降装置，3、旋转装置，4、悬吊臂，41、机器臂，5、控制室，6、超音速冷喷涂装置，61、空气压缩机，62、储气罐，7、发电机，8、集尘装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语中“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型结构。对于本领域的普通技术人员，可以根据具体情况理解该类术语在本专利中的具体含义。
如图1和图2所示，本发明所设计的空气动力冷喷涂工作单元，包括封闭式的喷涂室1和超音速冷喷涂装置6，所述喷涂室1的内部设置有发电机7和用于收集喷涂室1内的粉尘的集尘装置8，外部设置有控制室5；所述喷涂室1包括第一半腔体11和第二半腔体12；所述第一半腔体11包括两个第一侧壁111、前壁112以及第一顶盖；所述第二半腔体12包括两个第二侧壁121、后壁122以及第二顶盖；所述第一侧壁111与第二侧壁121滑动连接。
所述空气动力冷喷涂工作单元通过设置滑动连接的第一半腔体11和第二半腔体12，将喷涂室1设计为抽拉式结构，实现根据待喷涂工件的大小调节喷涂室1的体积，从而有效解决待喷涂工件的大小受喷涂室1体积限制的问题；通过将喷涂室1设计为封闭式结构，并采用集尘装置8回收喷涂过程中产生的粉尘，从而有效避免造成环境污染。
所述发电机7为所述空气动力冷喷涂工作单元中的所有设备或装置提供电源，保证电源输出稳定，节能环保。
需要说明的是，所述集尘装置8的结构为现有技术，能够实现回收喷涂过程中产生的粉尘即可，例如可以采用直立滤筒式除尘机，并不是本发明的创新点，在此不做赘述。
如图1和图2所示，所述第一侧壁111上固定安装有滑轨113；所述第二侧壁121上固定安装有滑块；所述滑块与滑轨113滑动配合，以实现所述第一侧壁111与第二侧壁121滑动连接。
优选的，所述第一顶盖与第二顶盖滑动连接，以提高所述第一半腔体11和第二半腔体12之间的滑动稳定性，从而提高所述喷涂室1的使用性能及寿命。
如图1和图2所示，所述后壁122上设置有拉门123。
所述第一侧壁111、前壁112、第一顶盖、第二侧壁121、后壁122以及第二顶盖上均粘贴有吸音绵纸，用于降低噪音，对喷涂过程中产生的燥音进行吸收及隔离，从而有效解决现有冷喷涂工作单元的工作燥音大的问题。
如图1和图2所示，所述超音速冷喷涂装置6包括布置在喷涂室1外部的空气压缩机61，以及布置在喷涂室1内部的储气罐62、送粉器和喷枪。空气压缩机61与储气罐62连接，空气经过空气压缩机61压缩后形成压缩空气，存储到储气罐62中。由于储气罐62具有一定的容量，能够保证从储气罐62流出的压缩空气的压力比较稳定。
所述储气罐62的出口安装有电磁控制阀，实现自动控制并能实时监控罐体内剩余压力。
优选的，所述储气罐62上安装有泄压阀。当储气罐62内压缩空气的压力大于泄压阀的整定压力时，泄压阀会自动泄压，从而有效防止压力过大，提高所述超音速冷喷涂装置6的使用安全性。
所述超音速冷喷涂装置6的其余结构为现有技术，并不是本发明的创新点，在此不做赘述。
如图1和图2所示，所述喷涂室1内设置有悬吊臂4、用于控制悬吊臂4升降的升降装置2，以及可沿悬吊臂4横向移动的机器臂41；所述喷枪安装在机器臂41上。通过将喷枪安装在机器臂41，显著减少人工操作的危险性，同时减少人工对点的误差，从而提高超音速冷喷涂的质量。
通过控制室5的电脑实时监控喷涂参数，并与机器臂41协调运行，实现自动控制、实时监控和过程记录等智能操作。
需要说明的是，所述机器臂41与悬吊臂4之间的连接结构为现有技术，能够实现所述机器臂41沿悬吊臂4横向移动即可，例如可以采用丝杆传动机构或齿轮齿条传动机构，并不是本发明的创新点，在此不做赘述。
优选的，所述升降装置2包括纵梁，以及安装在纵梁上的丝杠和第一电机；所述丝杆和第一电机通过连接治具连接；所述丝杆上螺纹连接有丝杆螺母；所述悬吊臂4的一端与丝杆螺母连接。利用该丝杆传动机构实现所述悬吊臂4的升降，从而实现通过所述升降装置2控制悬吊臂4升降。
进一步，所述悬吊臂4与丝杆螺母通过旋转装置3转动连接；所述旋转装置3包括安装在丝杆螺母上的回转支承，以及固定安装在悬吊臂4上的第二电机和减速器；所述减速器的输出轴固定连接有齿轮；所述齿轮与回转支承的内齿相啮合。即所述悬吊臂4由固定在其上的减速器通过齿轮与固定在丝杆螺母上的回转支承内齿啮合完成旋转动作。
所述空气动力冷喷涂工作单元通过设置升降装置2、旋转装置3以及悬吊臂4等构件，使得所述机器臂41及喷枪能够根据工作需要在三维空间内移动，显著提高喷涂的灵活性及质量，从而有效解决现有冷喷涂工作单元存在着施工不灵活的问题。
所述空气动力冷喷涂工作单元的工作过程为：
1)根据待喷涂工件的大小调节喷涂室1的体积后，将待喷涂工件放置于喷涂室1内；
2)开启超音速冷喷涂装置6，喷枪开始作业，同时开启集尘装置8；
所述机器臂41及喷枪能够根据工作需要在三维空间内移动，喷涂的灵活性及质量好；
喷涂过程中产生的粉尘，通过集尘装置8回收；
喷涂过程中产生的燥音，通过吸音绵纸降低；
3)喷枪作业完成后，关闭所述集尘装置8，并调节所述喷涂室1的体积至最小状态，减少用地面积。
本发明中未对具体结构做出描述的机构、组件和部件均为现有技术中已经存在的现有结构。可以从市面上直接购买得到。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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