一种冷喷涂枪快速加热装置

文档序号:929355 发布日期:2021-03-05 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 一种冷喷涂枪快速加热装置 (Quick heating device of cold spraying gun ) 是由 李羿含 张清贵 李星彤 高植强 徐建 于 2020-10-06 设计创作,主要内容包括:本发明涉及飞机起落架梁疲劳裂纹修复设备技术领域,具体为一种冷喷涂枪快速加热装置。该冷喷涂枪快速加热装置,包括外壳,所述外壳的内部设置有发热部;所述外壳内还设有环绕在发热部外的电磁感应线圈;所述发热部的内部开设有多条导气通道;每条所述导气通道均沿发热部内部曲折环绕。本发明的有益效果是:该冷喷涂枪快速加热装置,通过对电磁感应线圈通电,使其周围产生磁场,从而对发热部的内部产生感应涡电流,使得整个发热部迅速升温,当高压气体从发热部内的导气通道流通过程中会与导气通道的内壁充分接触,从而保证气体能充分换热,即实现对气体的快速升温处理,整个加热过程升温快,绝缘性好,能耗小,换热效率高。(The invention relates to the technical field of airplane landing gear beam fatigue crack repairing equipment, in particular to a quick heating device of a cold spraying gun. The quick heating device of the cold spray gun comprises a shell, wherein a heating part is arranged inside the shell; an electromagnetic induction coil surrounding the heating part is also arranged in the shell; a plurality of air guide channels are arranged in the heating part; each air guide channel is wound along the inside of the heating part in a zigzag mode. The rapid heating device of the cold spraying gun has the advantages that the electromagnetic induction coil is electrified to generate a magnetic field around the electromagnetic induction coil, so that induced eddy current is generated inside the heating part, the whole heating part is rapidly heated, and high-pressure gas can be fully contacted with the inner wall of the gas guide channel in the heating part in the circulation process of the high-pressure gas from the gas guide channel in the heating part, so that the gas can be fully subjected to heat exchange, namely, the rapid heating treatment of the gas is realized.)

一种冷喷涂枪快速加热装置

技术领域

本发明涉及飞机起落架梁疲劳裂纹修复设备技术领域,具体为一种冷喷涂枪快速加热装置。

背景技术

随着战训频率以及强度的增加,大批量现役主战机型的起落架已经开始出现不同程度的疲劳裂纹,一旦产生疲劳裂纹如果不及时处理,则会严重影响起落架的使用寿命。在某型号飞机在大修时发现起落架梁出现疲劳裂纹,经前期研究论证,决定采用冷喷涂技术进行增材延寿修复。

目前采用的冷喷涂设备通过对高压载气体由电加热器预热到较高的温度,进入拉瓦尔喷管加速形成超音速气流,喷涂粉末由送粉气流携带并轴向注入到喷管内,随后由于喷管内超音速气流加速到高速,高速粒子以固态撞击基板产生剧烈塑性变形而形成涂层。

但是目前对气体加热过程中,一般采用电阻进行加热,通过流动管道导通介质流过加热器实现加热,但是该方式存在加热效率低的问题,加热后的气体温度相对偏低。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题,提供一种冷喷涂枪快速加热装置来解决上述加热装置对气体加热过程中加热效率过低的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种冷喷涂枪快速加热装置,包括外壳,所述外壳的内部设置有发热部;所述外壳内还设有环绕在发热部外的电磁感应线圈;

所述发热部的内部开设有多条导气通道;每条所述导气通道均沿发热部内部曲折环绕;每条所述导气通道的进气端均配置有一个延伸至外壳外的进气管、排气端均配置有一个延伸至外壳外的排气管。

进一步,每条所述导气通道均沿同一平面分布,相邻两条所述导气通道之间间距相等。

进一步,包括两个集气斗;所述集气斗内部为集气空腔,且一端连通有主导气管、另一端连通有多个副导气支管;其中一个所述集气斗的多个副导气支管对应与多个进气管相连;另一个所述集气斗的多个副导气支管对应与多个排气管相连。

进一步,所述集气斗的集气空腔内内设有温度传感器。

进一步,所述外壳的内壁设置有耐高温层,所述耐高温层与发热部的间隙之间还设有保温层。

进一步,所述发热部为钼、钨以及铼中的一种材质制成。

进一步,所述外壳包括两个半壳体;两个所述半壳体之间设置有用于拼接的连接件;所述连接件包括分别设置两个半壳体拼接面上且相互匹配的凹槽以及凸起部。

本发明的有益效果是:该冷喷涂枪快速加热装置,通过对电磁感应线圈通电,使其周围产生磁场,从而对发热部的内部产生感应涡电流,使得整个发热部迅速升温,当高压气体从发热部内的导气通道流通过程中会与导气通道的内壁充分接触,从而保证气体能充分换热,即实现对气体的快速升温处理,整个加热过程升温快,绝缘性好,能耗小,换热效率高。

附图说明

图1为本发明实施例中高压冷喷涂的系统示意图;

图2为现有高压冷喷涂的系统示意图;

图3为本发明冷喷涂枪快速加热装置的主视图;

图4为本发明冷喷涂枪快速加热装置的俯视图;

图5为本发明冷喷涂枪快速加热装置的内部结构示意图;

图6为本发明发热部剖视图;

图7为本发明外壳的结构示意图。

附图中,各标号所代表的部件列表如下:

1、外壳,1a、半壳体,1b、凹槽,1c、凸起部,101、进气管,102、排气管,2、发热部,21、导气通道,3、电磁感应线圈,4、集气斗,401、主导气管,402、副导气支管,5、耐高温层,6、保温层,7、加热装置,8、送粉器,9、Laval喷管,10、基板。

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。

起落架是飞机下部用于起飞降落或地面(水面)滑行时支撑飞机并用于地面(水面)移动的附件装置。起落架是唯一一种支撑整架飞机的部件,因此它是飞机不可分缺的一部份;没有它,飞机便不能在地面移动。当飞机起飞后,可以视飞行性能而收回起落架。起落架装置是飞行器重要的具有承力兼操纵性的部件,在飞行器安全起降过程中担负着极其重要的使命。起落架是飞机起飞、着陆、滑跑、地面移动和停放所必需的支持系统,是飞机的主要部件之一,其性能的优劣直接关系到飞机的使用于安全。

冷喷涂是种完全基于气体动力学原理的喷涂技术。颗粒加热温度低,仍然保持固态,固态颗粒在极高应力、应变和应变速率条件下通过“绝热剪切失稳”引起的塑性流变或者通过剧烈塑性变形等机械过程实现在工件表面上的沉积。因此喷涂过程中颗粒不易发生氧化、烧损、相变、组织变化等现象。

涂层的残余应力主要为压应力,喷涂效率高,可制备厚涂层甚至块体材料。基于上述特点,该技术在制备、发展新型材料涂层如纳米、非晶材料等热敏感材料涂层方面具有明显优势,而且能源消耗低、材料资源可回收利用、无环境污染,是一种绿色喷涂技术。经过试验,采用冷喷涂修补方式对飞机起落架梁的疲劳纹进行修复,可以有效提升起落架梁的结构强度以及表面的完整性,避免了结构整体裂纹的萌生寿命,大程度提升了起落架梁基体的疲劳寿命。

需要说明的是,如图2所示的现有高压冷喷涂的系统示意图,该系统主要由于加热装置7、送粉器8、Laval喷管9组成。冷喷涂技术中的高压载气体(通常为空气、氮气、氦气或者其他混合气体)由电加热器预热到较高的温度(通常为300-800摄氏度),进入到拉瓦尔喷管加速形成超音速气流,喷涂粉末(粒径通常为1-50微米)由送风气流携带并轴向注入到喷管内,随后由喷管内超音速气流加速到高速(通常为300-1200m/s),高速粒子以固态装置基板产生剧烈塑性变形而形成涂层。

由于该加热装置大多是采用电阻加热,存在加热效率较低的问题,导致气体加热后的温度难以到达预期值。

目前采用的电加热装置一般采用如下两种加热方式:

第一种采用螺旋管道加热的方式,例如公告号为CN210951849U,实用新型名称为一种冷喷涂枪快速加热装置的中国专利,其中公开了通过加热电阻对加热筒进行加热,气体通过螺旋管的过程延长了换热时间,从而提升加热效果。

第二种采用螺旋加热元件的方式,例如公告号为CN102206820B,发明名称为一种冷喷涂用空气加热器的中国专利,其中公开了采用螺旋式加热元件,通过金属壳筒导通气体,气体经过加热元件而被迅速加热。

上述两种加热方式均采用电阻式加热的方式进行加热,要实现较高的加热温度,对于能够在高温下持续工作的导电材料难以有效选择,而且加热过程中输送气体的装置强度要求较大,整个加热过程存在能耗过高以及换热效率低的问题。

如图1-6所述所示,针对上述问题,本发明提供了一种冷喷涂枪快速加热装置,包括外壳1,所述外壳1的内部设置有发热部2;所述外壳1内还设有环绕在发热部2外的电磁感应线圈3。

所述发热部2的内部开设有多条导气通道21;每条所述导气通道21均沿发热部2内部曲折环绕,具体如图5和图6所示,有效增加气体位于发热部2内滞留的时间;每条所述导气通道21的进气端均配置有一个延伸至外壳1外的进气管101、排气端均配置有一个延伸至外壳1外的排气管102。该加热装置采用电磁感应的加热方式,其加热效率更高,通过对电磁感应线圈3通电,使其周围产生磁场,从而对发热部2的内部产生感应涡电流,使得整个发热部2迅速升温,当高压气体从发热部2内的导气通道21流通过程中会与导气通道21的内壁充分接触,从而保证气体能充分换热,即实现对气体的快速升温处理,该加热装置运用至高压冷喷涂中的系统示意图如图1所示;整个加热过程能迅速将高压气体加热至所需温度,而且加热温度易于控制,工作过程的能耗更小,绝缘性更高,提升了加热过程的安全性。

本实施例中,导气通道21设有五条,每条所述导气通道21均沿同一平面分布,相邻两条所述导气通道21之间间距相等,将单股高压气体送入多条导气通道21内,每条导气通道21内的气体流动过程中均可以稳定与发热部2进行换热,进一步提升了换热效率。

进一步,该冷喷涂枪快速加热装置还包括两个集气斗4;所述集气斗4内部为集气空腔,且一端连通有主导气管401、另一端连通有多个副导气支管402;其中一个所述集气斗4的多个副导气支管402对应与多个进气管101相连;另一个所述集气斗4的多个副导气支管402对应与多个排气管102相连;布置在前的集气斗4的主导气管401接入高压气流,单股高压气流通过集气斗4后迅速分散为多股气流,并分别通过多个副导气支管402输送对应的导气通道21内完成加热。气体经过加热以后,多股气流依次通过多个副导气支管402进入到布置在后的集气斗4,集气斗4将多股气流整合呈单股气流通过主导气管401输送,即可完成对气体的加热。

在本实施例中,所述集气斗4的集气空腔内设有温度传感器,通过检测气体加热前后的温度,以便准确调整电磁感应线圈3的功率,从而实现对加热温度的准确把控。

在本实施例中,所述外壳1的内壁设置有耐高温层5,耐高温层5可为氧化铝陶瓷纤维制品,所述耐高温层5与发热部2的间隙之间还设有保温层6,保温层6可为氮化硼等新型陶瓷材料。

在本实施例中,所述发热部2为钼、钨以及铼中的一种材质制成,本实施例中优选为钨。钨属于有色金属,一般熔点高于1650℃,硬度较高且为顺磁性物质,相对导磁率50,具有较好的导热性能,因此可以作为本实施例中的发热部2制造材料,能有效对气体的快速升温处理。

在本实施例中,如图7所示,所述外壳1包括两个半壳体1a;两个所述半壳体1a之间设置有用于拼接的连接件;所述连接件包括分别设置两个半壳体1a拼接面上且相互匹配的凹槽1b以及凸起部1c。通过凸起部1c与凹槽1b相互配合,以实现两个半壳体1a拼接与拆卸,以便工作人员内部构件进行维护。

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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