專利名稱：利用氣體放電導入電流的金屬絲電爆裝置的制作方法
技術領域：
本發明 屬于金屬絲電爆技術領域，用于納米粉制備和絲電爆噴涂方面。
背景技術：
絲電爆是在一定的介質或真空中，對絲導體施加高電壓瞬間產生強大的脈沖電流，絲導體短時間內獲得能量由固態轉變為液態、氣態、等離子態的過程；同時產生很強的力、光、熱、電磁等效應。其爆炸產物在爆炸沖擊力作用下高速向周圍濺射，自由冷卻后形成納米粉末，如果與基體材料表面直接撞擊結合則形成涂層。電爆法具有能量轉換率高，不污染環境，適用材料廣，能夠制備高熔點金屬納米粉或涂層等優點。目前大部分絲電爆設備都是先將絲導體與電極可靠接觸，然后接通高壓開關向電極施加高電壓實現電爆。實踐發現，這種方法存在燒蝕電極的現象，并且金屬絲與電極接觸的部分不能夠完全爆炸而殘留在電極上形成“積瘤”，影響后續金屬絲的順利進給和充分接觸。為解決這些問題，本課題組提出了一種絲段式電爆方法首先高壓電源向儲能電容器充電，在兩個平行放置的平板電極板之間建立起高壓電場，金屬絲通過上電極小孔豎直落入兩電極之間的高壓電場中發生電爆。這種發方法中由于使電爆發生的大電流是通過金屬絲端頭于電極之間的氣體放電導入金屬絲的，從而避免了由于金屬絲與電極接觸電爆而引起的燒蝕電極和產生“積瘤”的問題。但是實驗發現，金屬絲下落過程中容易首先與下電極接觸，然后擊穿上電極與金屬絲端部之間的氣體將大電流導入金屬絲。在這種情況下，絲段式電爆方法只能避免上電極的燒蝕和產生“積瘤”的現象，下電極上仍然存在燒蝕和產生“積瘤”的問題。絲電爆技術的另一個關鍵問題是將一定直徑的金屬絲穩定可靠的送入到兩電極之間。而已報道的絲電爆裝置均采用滾輪送絲的方法，即靠一對滾輪牽引金屬絲運動，從而實現對金屬絲的校直和送入功能。但這種送絲方法不適用于絲徑小于0. 3mm的金屬絲， 容易發生拉斷或不能拉直的現象。而試驗與研究發現，要得到納米粉或高性能涂層，金屬絲直徑應盡量小。

發明內容
本發明的目的是提供一種利用氣體放電導入電流的金屬絲電爆裝置。本發明是利用氣體放電導入電流的金屬絲電爆裝置，包括送絲室2和爆炸室4，送絲室2內設有送絲裝置3，爆炸室4上設有導向管1、導電套7、絕緣套8、高壓支架9，所述的導電套7上設有低壓支架6，低壓支架6上安裝低壓電極5，導電套7與儲能電容C的低壓端相連，高壓支架9上安裝高壓電極10，高壓支架9與儲能電容C的高壓端相連，導電套 7和高壓支架9之間設有絕緣套8，儲能電容C與高壓發生器H. V相連；爆炸室4上還設有用于循環保護氣的進氣閥12、出氣閥11 ；所述的送絲裝置3包括支撐板14、傳動輪22、傳送帶15、壓輪16、薄壁管17和電磁鐵30，傳動輪22與電動機13相連，電動機13安裝在支撐板14上，薄壁管17上設有磁性彈簧擋片29和護套23，薄壁管17通過金屬片24和鉚釘27 安裝在傳送帶15上，壓輪16安裝在軸承26上，軸承26通過軸承架25安裝在彈簧壓片19上，彈簧壓片19安裝在支撐塊20上，支撐塊20設有調節螺栓18，支撐塊20通過螺釘21安裝在支撐板14上。本發 明與背景技術相比，具有的有益的效果是電爆的金屬絲與電極不接觸，大電流通過金屬絲端頭與電極之間的氣體放電導入，可以明顯減輕對電極的燒蝕，并且不會產生“積瘤”，能夠使金屬絲電爆過程連續進行，從而提高了生產率。同時，電爆所用的金屬絲事先經過校直處理后放入薄壁管中，電爆時靠重力下落，整個過程中不再受其他外力作用， 因此不會出現拉斷或不能校直的現象，能夠實現直徑范圍0. 05 0. 8mm的金屬絲電爆。其操作簡單，電極更換方便，能夠保證粉末純凈度。


圖1為本發明的整體結構示意圖，圖2為圖1的A-A剖視圖，圖3為送絲裝置3的主視圖，圖4是送絲裝置3的左視圖，圖5是送絲裝置3的俯視圖，圖6、圖7為送絲裝置3 的工作原理示意圖。附圖標記及對應名稱為導向管1，送絲室2，送絲裝置3，爆炸室4，低壓電極5，低壓支架6，導電套7，絕緣套8，高壓支架9，高壓電極10，出氣閥11，進氣閥12，電動機13，支撐板14，傳送帶15，壓輪16，薄壁管17，壓緊螺栓18，彈簧壓片19，支撐塊20，螺釘21，傳動輪22，護套23，金屬片24，軸承架25，軸承26，鉚釘27，金屬絲28，磁性彈簧擋片29，電磁鐵 30，儲能電容C，高壓發生器H. V。
具體實施例方式如圖1 圖2所示，所述的利用氣體放電導入電流的金屬絲電爆裝置，包括送絲室 2和爆炸室4。送絲室2內設有送絲裝置3，爆炸室4上設有導向管1，導電套7，絕緣套8， 高壓支架9和用于循環保護氣的進氣閥12和出氣閥11。導電套7上設有低壓支架6，低壓電極5安裝在低壓支架6上，導電套7與儲能電容C的低壓端相連，高壓電極10安裝在高壓支架9上，高壓支架9與儲能電容C的高壓端相連，導電套7和高壓支架9之間設有絕緣套8，儲能電容C與高壓發生器H. V相連。導向管1與送絲裝置3的出絲口對應設置，高壓電極10和低壓電極5的尖端沿導向管1的出口設置。如圖3、圖4、圖5所示，所述的送絲裝置3包括支撐板14、傳動輪22、傳送帶15、 壓輪16、薄壁管17和電磁鐵30。傳動輪22與電動機13相連，電動機13安裝在支撐板14 上，薄壁管17上設有磁性彈簧擋片29和護套23，薄壁管17通過金屬片24和鉚釘27安裝在傳送帶15上，壓輪16安裝在軸承26上，軸承26通過軸承架25安裝在彈簧壓片19上， 彈簧壓片19安裝在支撐塊20上，支撐塊20設有壓緊螺栓18，支撐塊20通過螺釘21安裝在支撐板14上。送絲裝置3的送絲直徑為0. 05 0. 8mm，送絲長度25 100mm，所述的低壓電極5與高壓支架9之間的距離為25 100mm，電壓5 15KV。所述的利用氣體放電導入電流的金屬絲電爆裝置，金屬絲事先經過校直處理后放入薄壁管中，電爆時靠重力下落，整個過程中不再受其他外力作用，可以實現小直徑金屬絲電爆。電爆發生時金屬絲與電極沒有直接接觸，通過電極尖端與金屬絲端部的氣體放電形成的等離子體將大電流導入金屬絲。低壓支架6高度可調以適應不同的電極間距，為了保證電爆粉末的純凈度，可以根據金屬絲的材料來對電極的材料進行更換。
其具體實施過程為長60mm直徑為0. 2mm的金屬銅絲校直后放入薄壁管17中，將傳送帶15安裝在傳動輪22和壓輪16之間，通過調節壓緊螺栓18控制壓緊力。調節低壓支架6的高度使高壓電極10和低壓電極5之間的距離為60mm，高壓發生器H. V產生SkV高壓向儲能電容C充電，啟動電動機13，帶動安裝在傳送帶15上的薄壁管17及管內金屬絲 28移動，當薄壁管17運動到導向管1正上方時，如圖6、圖7所示，啟動電磁鐵30將薄壁管 17下端的磁性彈簧擋片四拉開，金屬絲觀靠重力落入導向管1中，經導向后豎直落入高壓電極10和低壓電極5之間。電極尖部與金屬絲5端部之間的氣體被擊穿放電將大電流導入金屬絲而發生電爆。打開進氣閥12和出氣閥11使爆炸室內氣體循環，將爆炸產生的粉末進行收集包裝。
權利要求
1.利用氣體放電導入電流的金屬絲電爆裝置，包括送絲室( 和爆炸室G)，送絲室 (2)內設有送絲裝置(3)，爆炸室(4)上設有導向管(1)、導電套(7)、絕緣套(8)、高壓支架 (9)，其特征在于所述的導電套(7)上設有低壓支架(6)，低壓支架(6)上安裝低壓電極 (5)，導電套(7)與儲能電容(C)的低壓端相連，高壓支架(9)上安裝高壓電極(10)，高壓支架(9)與儲能電容(C)的高壓端相連，導電套(7)和高壓支架(9)之間設有絕緣套(8)，儲能電容(C)與高壓發生器(H. V)相連；爆炸室(4)上還設有用于循環保護氣的進氣閥(12)、 出氣閥(11)；所述的送絲裝置⑶包括支撐板(14)、傳動輪(22)、傳送帶(15)、壓輪(16)、 薄壁管(17)和電磁鐵(30)，傳動輪0 與電動機(1 相連，電動機(1 安裝在支撐板 (14)上，薄壁管(17)上設有磁性彈簧擋片(29)和護套(23)，薄壁管(17)通過金屬片(24) 和鉚釘(XT)安裝在傳送帶(1 上，壓輪(16)安裝在軸承06)上，軸承06)通過軸承架 (25)安裝在彈簧壓片(19)上，彈簧壓片(19)安裝在支撐塊OO)上，支撐塊OO)設有調節螺栓(18)，支撐塊OO)通過螺釘安裝在支撐板(14)上。
2.根據權利要求1所述的利用氣體放電導入電流的金屬絲電爆裝置，其特征在于所述的導向管(1)與送絲裝置(3)的出絲口對應設置，所述的高壓電極(10)和低壓電極(5) 的尖端沿導向管(1)的出口設置。
3.根據權利要求1至4所述的利用氣體放電導入電流的金屬絲電爆裝置，其特征在于 所述的所述的送絲裝置(3)的送絲直徑為0. 05 0. 8mm，送絲長度為25 100mm，所述的低壓電極(5)與高壓支架(9)之間的距離為25 100mm，電壓為5 15KV。
全文摘要
利用氣體放電導入電流的金屬絲電爆裝置，包括送絲室(2)和爆炸室(4)，送絲室(2)內設有送絲裝置(3)，爆炸室(4)上設有導向管(1)、導電套(7)、絕緣套(8)、高壓支架(9)、出氣閥(11)、進氣閥(12)，所述的導電套(7)上設有低壓支架(6)，導電套(7)與儲能電容(C)的低壓端相連，高壓支架(9)與儲能電容(C)的高壓端相連，儲能電容(C)與高壓發生器(H.V)相連；該裝置可以明顯減輕電極的燒蝕，不會產生“積瘤”，能夠使金屬絲電爆過程連續進行，從而提高了生產率。電爆時金屬絲靠重力下落，整個過程中不再受其他外力作用，能夠實現直徑范圍0.05～0.8mm的金屬絲電爆。其操作簡單，電極更換方便，能夠保證粉末純凈度。
文檔編號B22F9/14GK102151838SQ20111005479
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月5日 優先權日2011年3月5日
發明者朱亮, 畢學松 申請人:蘭州理工大學