一种带超声振动辅助的冷态便携式一体化混胶涂胶装置的制作方法

1.本发明涉及航空发动机制造设备技术领域，尤其涉及一种带超声振动辅助的冷态便携式一体化混胶涂胶装置，适用于不同型号的航空发动机圆环件内表面封严用胶液的混合和高铺展率涂覆。


背景技术：

2.近年来，随着国际形势越来越复杂多变，军事竞争也愈演愈烈，航空装备技术的竞争也日趋白热化。航空发动机作为国之重器，每一次技术突破都能带来空军战斗力指数级的提升。目前航空发动机正朝着高推重比、低耗油率和长寿命的方向发展，其中耗油率与航空发动机压气机的漏气损失具有强相关性，数据显示，航空发动机的涡轮叶片间隙与叶片长度比每增加1％，发动机整体效率下降1.5％，油耗上升3％，压气机径向间隙每增加0.076mm，航空发动机的单位油耗将增加1％。
3.可磨耗封严涂层是减少航空发动机压气机漏气损失的重要技术途径，航空发动机用可磨耗封严涂层在实际工作中与叶片、篦齿等零件刮磨，通过牺牲自身达到气路封严，保护叶片目的。目前可磨耗封严涂层的制备工艺主要分为热喷涂和冷涂覆，其中热喷涂技术主要用于制备无机物复合涂层，冷涂覆技术主要用于制备高分子有机物复合涂层。
4.在针对高分子高粘度有机物胶液时，无法使用传统的空气冷喷涂方式制备涂层，且混胶和涂胶需要投入大量人力物力，在进行大批量生产时，占用的劳动力较高，同时高粘度胶液在涂覆时，由于表干时间较短，自然涂覆状态下，胶液往往难以在狭窄的零件沟槽中完全铺展，烘干后在涂层内部会形成气孔和镂空等缺陷，使得涂层的结合强度下降，最终造成封严涂层的服役寿命无法满足设计指标。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的是提出一种带超声振动辅助的冷态便携式一体化混胶涂胶装置，目的是实现机匣、整流器内环、挡环等航空发动机环件内表面封严涂层用胶液的混合和高铺展率涂覆，通过涂覆装置前端的振动头的高频振动，改善高粘度胶液在狭窄沟槽内的铺展率，提高涂层的结合强度，延长封严涂层在高速磨耗条件下的使用寿命。
6.为实现上述目的，本发明提出一种带超声振动辅助的冷态便携式一体化混胶涂胶装置，包括搅拌电机舱、搅拌器、搅拌舱、超声换能器以及散热装置；在所述超声换能器连接在搅拌舱的下端，所述搅拌电机舱连接在搅拌舱的上端；在搅拌电机舱的内部设置有搅拌电机，且搅拌电机的输出轴从搅拌电机舱的底端伸出；所述搅拌器设置在搅拌舱的内腔中，且搅拌器与搅拌电机的输出轴连接；在超声换能器的超声变幅杆的底端连接有振动头；在超声换能器中心位置处设置有胶液导管，且胶液导管的下端从超声换能器的下端面伸出，胶液导管的进口端与搅拌舱底端的胶液通孔相连；所述散热装置设置在搅拌电机舱的上方位置处；在搅拌电机舱的周面内部设置有第一风道，在搅拌舱的周面内部设置有第二风道；在超声换能器的周面内部设置有第三风道；所述第一风道、第二风道与第三风道形成上下
贯通状的通风道。
7.优选的，还包括电池舱和蓄电池；电池舱安装在搅拌电机舱的顶端；电池舱内部通过隔板分隔成顶部舱室和底部腔室，蓄电池在顶部腔室内；所述散热装置位于底部腔室中；所述散热装置包括风扇电机、以及设置在风扇电机输出轴上的散热风扇；风扇电机通过风扇电机底座安装在电池舱中部的隔板上；在电池舱的顶部舱室的外周处设置有进风通道，该进风通道连通至电池舱的底部舱室；所述蓄电池分别与风扇电机、搅拌电机、超声换能器导电连接；所述电池舱扣接在搅拌电机舱的顶端，并通过第二螺栓固定。
8.优选的，在所述电池舱的扣接有通风口后盖，在通风口后盖上分布有多个通风孔；所述电池舱与通风口后盖之间通过第一螺栓固定。
9.优选的，在通风口后盖内部设置有整流锥，该整流锥的边缘延伸至电池舱的进风通道位置处。
10.优选的，在所述搅拌电机舱和搅拌舱之间设置有密封垫圈；所述搅拌电机舱扣接在搅拌舱的口部并通过第三螺栓固定。
11.优选的，所述搅拌器为椭球形笼式结构，所述搅拌舱的搅拌槽的形状为半椭球形。
12.优选的，所述振动头前端的球形体外表包覆有橡胶层。
13.优选的，在超声换能器的超声变幅杆的端面上设置有螺纹孔，在振动头上设置外螺纹并连接在与超声变幅杆的螺纹孔中。
14.优选的，所述搅拌舱扣接在超声换能器的顶端，并通过第四螺栓固定。
15.优选的，在所述超声换能器的外周面上设置有出风口，出风口与第三风道相连通。
16.由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：
17.(1)本发明所提供的带超声振动辅助的冷态便携式一体化混胶涂胶装置，集散热、胶料搅拌、超声振动功能于一体，采用超声换能器作为激励源，振动频率高，通过振动头的高频振动，改善高粘度胶液在狭窄沟槽内的铺展率，可以实现高粘度胶液的快速铺展，提高涂层的结合强度，延长封严涂层在高速磨耗条件下的使用寿命。
18.(2)本发明所提供的混胶涂胶装置，适用于机匣、整流器内环、挡环等航空发动机环件内表面封严涂层用胶液的混合和高铺展率涂覆。
19.(3)本发明中电池舱、搅拌电机舱、搅拌舱和换能器为同轴心设计，各舱室模块的轴向风道形成贯通式的通风道结构，散热风扇吸入的空气为蓄电池散热的同时，也为超声换能器内的晶片进行散热。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
21.图1为本发明的结构分解示意图；
22.图2为本发明中通风口后盖的主视图；
23.图3为图2中a-a处的剖视图；
24.图4为本发明中通风口后盖的俯视图；
25.图5为本发明中电池舱的俯视图；
26.图6为本发明中电池舱的主剖视图；
27.图7为本发明中搅拌电机舱及其内部的搅拌电机的主视图；
28.图8为本发明中搅拌电机舱及其内部的搅拌电机的俯视图；
29.图9为本发明中搅拌器的结构示意图；
30.图10为本发明中搅拌舱的俯视图；
31.图11为本发明中搅拌舱的主视图；
32.图12为本发明中超声换能器的俯视图；
33.图13为本发明中超声换能器的主视图；
34.图14为本发明中振动头的主视图；
35.图15为本发明中振动头左视图；
36.附图标号说明：101、通风口后盖；1011、螺栓孔a；1012、通风孔；102、第一螺栓；103、整流锥；104、蓄电池；105、电池舱；1051、螺栓孔b；1052、螺栓孔c；1053、线孔；1054、进风通道；106、第二螺栓；107、风扇电机底座；108、螺钉；109、风扇电机；110、散热风扇；111、搅拌电机舱；1111、螺栓孔d；1112、螺栓孔e；1114、接线柱a；1115、第一风道；112、第三螺栓；113、搅拌器；114、密封垫圈；115、搅拌舱；1151、螺栓孔f；1152、螺栓孔g；1153、接线柱b；1154、胶液通孔；1155、第二风道；116、第四螺栓；118、超声换能器；1181、接线柱c；1182、螺栓孔h；1183、出风口；1184、螺纹孔；1185、胶液导管；1186、超声变幅杆；1187、第三风道；119、振动头。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
39.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
40.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“布置”、“设置”、“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，或一体的连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
41.结合图1所示，一种带超声振动辅助的冷态便携式一体化混胶涂胶装置，包括搅拌电机舱111、搅拌器113、搅拌舱115、超声换能器118以及散热装置；在所述超声换能器118连接在搅拌舱115的下端，所述搅拌电机舱111连接在搅拌舱115的上端；在搅拌电机舱111的内部设置有搅拌电机，且搅拌电机的输出轴从搅拌电机舱111的底端伸出；所述搅拌器113设置在搅拌舱115的内腔中，且搅拌器113与搅拌电机的输出轴连接；在超声换能器118的超声变幅杆1186的底端连接有振动头119；在超声换能器118中心位置处设置有胶液导管1185，且胶液导管1185的下端从超声换能器118的下端面伸出，胶液导管1185的进口端与搅拌舱115底端的胶液通孔1154相连；在超声换能器118内部设置有电磁阀(图中未示出)，且该电磁阀安装在胶液导管1185上，用于控制胶液导管1185的开闭；所述散热装置设置在搅拌电机舱111的上方位置处；在搅拌电机舱111的周面内部设置有第一风道1115，在搅拌舱115的周面内部设置有第二风道1155；在超声换能器118的周面内部设置有第三风道1187；所述第一风道1115、第二风道1155与第三风道1187形成上下贯通状的通风道。
42.结合图1所示，还包括电池舱105和蓄电池104；电池舱105安装在搅拌电机舱111的顶端；电池舱105内部通过隔板分隔成顶部舱室和底部腔室，蓄电池104在顶部腔室内；所述散热装置位于底部腔室中；所述散热装置包括风扇电机109、以及设置在风扇电机109输出轴上的散热风扇110；风扇电机109通过风扇电机底座107安装在电池舱105中部的隔板上；在电池舱105的顶部舱室的外周处设置有进风通道1054，该进风通道1054连通至电池舱105的底部舱室；所述蓄电池104分别与风扇电机109、搅拌电机、超声换能器118导电连接；所述电池舱105扣接在搅拌电机舱111的顶端，并通过第二螺栓106固定。
43.结合图1所示，在所述电池舱105的扣接有通风口后盖101，在通风口后盖101上分布有多个通风孔；所述电池舱105与通风口后盖101之间通过第一螺栓102固定。
44.结合图1所示，在通风口后盖101内部设置有整流锥103，该整流锥103的边缘延伸至电池舱105的进风通道1054位置处。整流锥103的头部设有凸出的圆柱段，装配时插设在通风口后盖101的中心孔上。整流锥103的目的是改变冷却空气流向，将空气导流至进风通道1054处。
45.结合图1所示，在所述搅拌电机舱111和搅拌舱115之间设置有密封垫圈114；所述搅拌电机舱111扣接在搅拌舱115的口部并通过第三螺栓112固定。搅拌电机舱111和搅拌舱115通过第三螺栓112连接，形成了可拆卸的连接方式，在使用时，拧下第三螺栓112，将搅拌电机舱111与搅拌舱115分离，以便于向搅拌舱115的的内腔中加入胶液。
46.结合图9、图11所示，所述搅拌器113为椭球形笼式结构，所述搅拌舱115的搅拌槽的形状为半椭球形。利用椭球形笼式结构的搅拌器113，搅拌时可以实现高粘度胶液的快速混合。
47.结合图14、图15所示，所述振动头119前端的球形体外表包覆有橡胶层。起到保护工件和减震的作用。
48.结合图13、图15所示，在超声换能器118的超声变幅杆1186的端面上设置有螺纹孔1184，在振动头119上设置外螺纹并连接在与超声变幅杆1186的螺纹孔1184中。振动头119与超声变幅杆1186采用螺纹连接的方式，便于振动头119的拆装。
49.结合图1所示，所述搅拌舱115扣接在超声换能器118的顶端，并通过第四螺栓116固定。采用螺栓连接的方式，便于搅拌舱115与超声换能器118的拆装。
50.结合图13所示，在所述超声换能器118的外周面上设置有出风口1183，出风口1183与第三风道1187相连通。设置出风口1183可以进一步提高超声换能器118的出风效率，增强散热。
51.本发明所提供的带超声振动辅助的冷态便携式一体化混胶涂胶装置，工作原理为：工作前关闭超声换能器118上的电磁阀，拧下第三螺栓112，将搅拌电机舱111及其上部的模块与搅拌舱115分离，在搅拌舱115的搅拌槽内加入适量的胶液，将橡胶密封垫圈114置于搅拌舱115顶部，并使其与搅拌舱115同轴心，将搅拌电机舱111与搅拌舱115的上端开口同轴心配合，并重新拧入第三螺栓112，构成一个整体，打开搅拌电机舱111上的开关，使得搅拌器113处于搅拌状态，待搅拌均匀后，打开超声换能器118上的电磁阀开关，待胶液流出从胶液导管1185流出后，打开超声换能器的开关，此时超声振动头119开始工作，即可开始冷涂覆作业工作。
52.进行胶液冷涂覆的操作步骤如下：
53.步骤
①
：关闭超声换能器118上的电磁阀，拧下第三螺栓112，将搅拌电机舱111及其上段模块与搅拌舱115分离。
54.步骤
②
：在搅拌舱115的搅拌槽内加入适量的胶液，将橡胶密封垫圈114置于搅拌舱115顶部，并使其与搅拌舱115同轴心，将搅拌电机舱111与搅拌舱115的上端开口同轴心配合，并重新拧入第三螺栓112，使其构成一个整体。
55.步骤
③
：打开搅拌电机舱111上的开关，使得搅拌器113处于搅拌状态，待搅拌均匀后，打开超声换能器118上的电磁阀开关，待胶液流出从导管口流出后，打开超声换能器的开关，此时超声振动头119开始工作，即可开始冷涂覆作业工作。
56.本实施例中，主要零部件的具体结构如下：
57.结合图1、以及2至图4所示，所述通风口后盖101由铝合金制成，为下端敞口式结构，其侧壁沿圆周均布开设3个螺栓孔a1011，顶壁开设若干贯通的通风孔1012，通风孔1012为蓄电池104和超声换能器118晶片冷却空气流道入口，内部设置的整流锥103为改变冷却空气流向。通风口后盖101通过侧壁开设的螺栓孔a1011、第一螺栓102实现与电池舱105的紧固连接。
58.结合图1、以及图5、图6所示，所述电池舱105由顶部舱室和底部舱室构成，电池舱105由铝合金制造，电池舱105顶部和底部侧壁沿圆周分别径向均布开设3个螺栓孔b1051和螺栓孔c1052，电池舱105底部开设接线孔1053用于穿过搅拌电机舱111顶部的接线柱a1114。电池舱105顶部通过螺栓孔b1051、第一螺栓102实现与通风口后盖101的锚固连接，电池舱105底部通过螺栓孔c1052、第二螺栓106实现与搅拌电机舱111的紧固连接。风扇电机底座107与电池舱105中部隔板为焊接连接，风扇电机109通过螺钉108实现与风扇电机底座107的连接，散热风扇110与风扇电机109的输出轴连接。
59.结合图1、以及图7、图8所示，所述搅拌电机舱111与内部搅拌电机为一体化设计，搅拌电机舱111顶部和底部侧壁沿圆周分别径向均布开设3个螺栓孔d1111和螺栓孔e1112，搅拌电机舱111顶部设置接线柱a1114。搅拌电机舱111顶部通过螺栓孔d1111、第二螺栓106实现与电池舱105的连接，搅拌电机舱111底部通过螺栓孔e1112、第三螺栓112实现与搅拌舱115的连接，椭球性笼式搅拌器113与搅拌电机舱111内的搅拌电机的输出轴连接。
60.结合图1、以及图10、图11所示，搅拌舱115为铝合金制造，搅拌舱115顶部和底部侧
壁沿圆周分别均布开设3个螺栓孔f1151和螺栓孔g1152，搅拌舱115顶部设置接线柱b1153并穿设在搅拌电机舱111上的接线孔内，搅拌舱115底部开设胶液通孔1154，搅拌舱115顶部通过螺栓孔f1151、第三螺栓112实现与搅拌电机舱111的紧固连接，搅拌舱115底部通过螺栓孔g1152、第四螺栓116实现与超声换能器118的紧固连接，其中密封垫圈114实现搅拌电机舱111与搅拌舱115的密封。
61.结合图1、以及图12、图13所示，超声换能器118中内置有电磁阀(图中未示出)，该电磁阀安装在胶液导管1185上，用于控制胶液导管1185的开闭，超声换能器118顶部设置接线柱c1181，装配时接线柱c1181穿设在搅拌舱115的接线孔上，超声换能器118顶部侧壁沿圆周均布开设3个螺栓孔h1182，超声换能器118侧壁均布开设若干出风口1183。超声换能器118通过螺栓孔h1182、第四螺栓116实现与搅拌舱115的紧固连接，超声换能器118的超声变幅杆1186通过底部螺纹孔1184实现与振动头119的螺纹连接。
62.在本发明中，通风口后盖101、电池舱105、搅拌电机舱111、搅拌舱115、超声换能器118和振动头119，采用螺栓或螺纹连接设计，便于组装和拆卸。
63.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。