[发明专利]具有圆锥形喷射的电弧热喷枪伸展设备

说明书

本发明涉及热喷射设备，特别涉及一种双金属丝电弧类型的热喷枪。

热喷射是熔化和推进熔化材料例如形成涂层的金属的细小微粒的一种过程。可以使用一或两根金属丝或者粉末作为进料，通过电弧或燃烧火焰进行加热。一种热喷枪是双金属丝电弧热喷枪，其中被送入的两根金属丝在金属丝末端接触，并且两根金属丝被流过金属丝的电流产生的电弧所熔化。压缩气体(通常为空气)的气体射流吹过该末端以雾化熔化的金属，且产生熔化金属颗粒的喷射流。电弧电流一般是几百安培的数量级。现已提出了各种各样的气体头部结构，例如美国专利Nos.3,546,415、4,095,081、4,492,337、4,668,852、5,714,205和5,791,560中所公开的结构。

一些应用包括孔或其他限定区域例如汽缸的孔的内表面的涂层处理。为了这些应用，使用了一个伸展喷枪，其中，从边侧喷来的气流使得射流偏离主轴线一定角度，因此可以把喷枪插入到孔中，并且成一定角度或偏离的射流喷向孔的表面。边侧气体射流可以辅助中心雾化射流，并且可作为或也可不作为基本的雾化气流。为了喷射一个孔例如内燃机的一个汽缸孔的内表面，必需围绕其轴线转动喷枪，或者在轴向移动喷枪的同时以相当快的速度转动带有孔的物体。这样的物体例如汽缸体的转动通常是不可行的。单金属丝燃烧伸展喷枪或粉末喷枪可以与相应的机构一起转动。美国专利No.5,245,153公开了一种带有转动的无损耗的电极的单金属丝电弧喷枪，但是单金属丝电弧喷枪在商业上还不可行，至少部分不可行，因为这样的电极在高电流时的确不是所谓的“无损耗”。

美国专利No.4,853,513和本发明的发明人和受让人在3/11/1998提出的专利申请系列No.09/038,435公开了倾斜双金属丝电弧喷枪。对于双金属丝喷枪，需要一个复杂的系统围绕金属丝转动喷射头部以避免扭转。关于聚集的金属丝可具有变化的几何形状，所以可期望得到不规则的喷射。使用双金属丝电弧喷枪的喷射成本很低，因此，它对于许多应用都是合适的。

相应地，本发明的一个目的是提供一种改进的双金属丝、伸展类型的电弧热喷射设备以无需转动喷射设备或物体而对物体中孔的内部进行喷射。另一目的是提供一种设备，该设备能够产生圆锥扇形喷射以喷射孔的内部。又一个目的是给这样的设备提供一种新颖的气体帽盖，以达到上述的目的。

使用一种向孔中喷射的电弧喷射伸展设备可以达到或至少部分达到上述和其他的目的。该设备具有一个喷射枪体、被所述枪体支承在一起以将两根金属丝引导至金属丝末端接触区域的一对管状的金属丝导向件、操作地连接以将金属丝分别送入各金属丝导向件的一个进线机构、附于枪体并向前伸展的一个气体帽盖。金属丝分别带有电弧电流以产生电弧且由此熔化金属丝末端的金属；

气体帽盖具有多个小孔，在小孔中各被压缩的气体产生了气体射流，在圆弧方向基本等间距地设置所述各个小孔，气体射流带有一个沿径向向内的分量喷向接触区域，以使雾化的熔化金属变成喷射流，诸小孔的轴线一致地从径向向前且相切地偏移以产生一个涡流，因此喷射流形成了一个圆锥扇形体的形式，因此从中心将喷射流插入一个孔中，这可环绕孔的内表面产生一个涂层。

图1是按照本发明的一个电弧金属丝热喷射设备部分剖视的纵视图。

图2A是图1中的热喷射设备的后部的纵向剖视图。

图2B是图1中的热喷射设备的前部的纵向剖视图。

图3是图2B所示的一个支承构件的主视图。

图4是图2B所示的一个支承盘状件的主视图。

图5是图1和图2B所示的一个气体帽盖的主视图。

图6是图1和图2B所示的一个气体帽盖的侧视图。

图7是图1中的设备的立体图，该图示出了在孔中进行喷射的圆锥扇形体形式的一个喷射流。

除了在此描述的一个气体帽盖12，按照本发明的一个双金属丝电弧热喷枪10(图1)可以是传统的或其他想要的类型。在本例子中，一个枪体分为三部分，即前枪体14、细长的中间枪体16和一个后枪体18。后体部分通过一对软管电缆将气体和电源分隔开，而且还包含了一个金属丝驱动机构22。前枪体将两根金属丝24结合在一起以形成燃弧，并且前枪体具有气体帽盖12以将熔化的金属丝末端喷成雾状且产生喷射流。中间枪体是连接前后枪体的一个延伸件。一个控制台(未示出)特别地包含有一个整流器、一个气体调整器和金属丝卷轴的支承件，以将电能、金属丝和气体提供给喷枪。