[发明专利]一种水下喷涂装置

说明书

本发明公开一种水下喷涂装置，外壳内部设有加热装置；加热装置依次连接整流装置、防水喷枪；加热装置内部有螺旋设置的加热管，其一端连接外壳外部的加速气体连接管，另一端连接到整流装置；加热装置内部还设有送粉管，其处于加热管螺旋轴线上，并且一端连接到外壳外部的运载气体连接管，另一端伸入整流装置内部；加热装置内部还设有加热体，加热体设置于送粉管和加热管周围。本发明中加速气体和运载气体分别通过加速气体连接管和运载气体连接管通入加热装置中加热，然后在整流装置中混合到一起，通过防水喷枪时加速，高速气流在防水罩的作用下将喷涂区域的水排开，被加速的颗粒通过高速撞击沉积到工件上，实现水下涂层的制备。

技术领域

本发明属于喷涂技术领域，特别涉及一种水下喷涂装置。

背景技术

能源工业、通讯工业的迅速发展，大量石油输运线路、通讯线路需要穿过海底或水下进行衔接，然而水下管线受到腐蚀性介质长期侵蚀，表面损坏较大气环境下更为严重，另外一些水下设备需要通过表面处理来达到防腐、减轻磨损的效果。如何在水下直接进行高效可靠自动化的表面修复，以完成日益增加的水下油气管道、通讯管线的铺设是迫切需要解决的难题。由于水下管线除受到工作载荷之外，还要承受波浪、潮流引起的附加载荷以及海水腐蚀、流沙磨蚀作用，目前这些水下设备的维护，主要通过将部件移至水面之上或者在水下构件隔离舱，两种方法工程量以及成本较高。因此，面向水下大型构件的加工、修复技术已成为水下工程开发、建设和维修不可缺少的关键技术之一，是急需解决的重大技术难题。

冷喷涂(Cold Spraying)作为一种表面处理技术，其原理是以高压气体作为加速介质使喷涂粉末经过加速后进入喷枪，经特殊设计的Laval喷嘴加速，形成超音速气-固两相流，喷涂粒子在固态下高速碰撞基体，经过剧烈的塑性变形而沉积形成涂层。冷喷涂过程的相对低温特点就使得金属颗粒的氧化、分解、相变、晶粒长大等缺陷可完全得到避免，获得与喷涂材料金属成分一致均匀的涂层。涂层残余应力小且主要为残余压应力，有利于制备各类防护与功能涂层，如耐腐蚀、耐磨损、耐高温涂层等。然而，传统的冷喷涂装置不能适用于水下的工作环境，另外并未见到水下喷涂方面的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水下喷涂装置，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种水下喷涂装置，包括外壳、加热装置、整流装置、防水喷枪；外壳内部设有加热装置；加热装置依次连接整流装置、防水喷枪；加热装置内部有螺旋设置的加热管，其一端连接外壳外部的加速气体连接管，另一端连接到整流装置；加热装置内部还设有送粉管，其处于加热管螺旋轴线上，并且一端连接到外壳外部的运载气体连接管，另一端伸入整流装置内部；加热装置内部还设有加热体，加热体设置于送粉管和加热管周围。

进一步的，外壳的内壁设有一层隔热层；隔热层内部形成加热腔；加热装置安装于加热腔中。

进一步的，整流装置安装于外壳一端。

进一步的，整流装置内部设有整流腔；整流腔中设有整流筛；整流筛将整流腔分割成两部分：第一整流腔和第二整流腔；第一整流腔连接防水喷枪；加热管的出口连通第二整流腔的侧壁；送粉管穿过第二整流腔和整流筛伸入第一整流腔中。

进一步的，整流装置的第二整流腔中设有温度传感器和气体压力传感器。

进一步的，所述喷枪主体为Laval喷管，与防水罩连接处设有防倒灌塞。

进一步的，所述防水罩为喇叭口形状。

进一步的，所述温度传感器和气体压力传感器分别用于检测加速气体的温度和压力，并反馈给控制系统，通过控制加热体的加热功率来控制加速气体的温度。