双层非限制式气流雾化喷嘴制造技术

本实用新型专利技术涉及一种双层非限制式气流雾化喷嘴，主要由气流雾化主喷嘴及辅助气流喷嘴构成，辅助气流喷嘴位于气流雾化主喷嘴的上方，辅助气流喷嘴与气流雾化主喷嘴通过侧面固定的支撑梁与装配板固定安装在一起，气流雾化主喷嘴可相对于装配板转动，辅助气流喷嘴及气流雾化主喷嘴的环壁下端带有环缝或环孔。本实用新型专利技术消除了金属雾化沉积成型过程中的反溅现象，延长气流雾化喷嘴的使用寿命，提高成型后工件的质量。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术为一种用于金属雾化喷射沉积成型的双层非限制式气流雾化喷嘴，属于气流雾化喷嘴
目前，用于雾化喷射沉积成型技术的雾化喷嘴的形式多样，按雾化喷嘴与金属导液管之间的配合方式不同可以分为限制式及非限制式两大类。非限制式雾化喷嘴与导液管的配合方式如附图说明图1所示，包括导液管1和气流雾化喷嘴2，在应用时与喷射摆动机构安装在一起，如图2所示，其中由金属液流21、非限制式雾化喷嘴22、转动轴23、喷嘴摆动凸轮26、喷嘴摆动顶杆26构成，非限制式雾化喷嘴22即为图1所示的气流雾化喷嘴2，通过喷嘴摆动凸轮25与喷嘴摆动顶杆26配合带动非限制式雾化喷嘴22中的气流雾化喷嘴按预先设定的摆动角度及摆动频率进行扫描摆动，形成雾化锥24，使金属沉积成型。这种方法由于喷雾摆动角度易于精确控制，因此已被广泛用于雾化喷射沉积成型圆锭及较小幅宽板坯的制备。而在应用过程中所出现的问题是由于金属液滴在雾化过程中出现反溅，即雾化的液滴向气流雾化喷嘴2的方向飞行，反溅的金属液滴粘附到气流雾化喷嘴2的下端，并且不断凝固积累，最终导致气流雾化喷嘴2的中心孔堵塞而使雾化过程中断。这样不仅需要更换气流雾化喷嘴或重新修复，而且也影响制备效率及制备质量。本技术的目的是设计一种双层非限制式气流雾化喷嘴，其结构合理，可避免金属液体雾化沉积成型过程中的反溅，延长喷嘴的使用寿命。本技术所设计的双层非限制式气流雾化喷嘴主要由气流雾化主喷嘴及辅助气流喷嘴构成，辅助气流喷嘴位于气流雾化主喷嘴的上方，辅助气流喷嘴的中心孔的中心轴线与气流雾化主喷嘴的中心孔的中心轴线重合，且辅助气流喷嘴的中心孔的孔径小于气流雾化主喷嘴的中心孔的孔径，辅助气流喷嘴与气流雾化主喷嘴通过侧面固定的支撑梁与装配板固定安装在一起，气流雾化主喷嘴可相对于装配板转动，辅助气流喷嘴及气流雾化主喷嘴的环壁下端带有环缝或环孔，辅助气流喷嘴及气流雾化主喷嘴的环壁上带有与环缝或环孔相连通的进气口。本技术所设计的双层非限制式气流雾化喷嘴中的气流雾化主喷嘴的环缝或环孔的中轴线带有锥度，所形成的锥顶角(α)在10°～55°范围内。本技术所设计的双层非限制式气流雾化喷嘴中的辅助气流喷嘴的环缝或环孔的中轴线可以带有锥度，所形成的锥顶角(β)在0°～5°范围内。本技术所设计的双层非限制式气流雾化喷嘴中的辅助气流喷嘴的下端面距气流雾化主喷嘴的上端面的距离在0～60mm范围内。本技术所设计的双层非限制式气流雾化喷嘴中的装配板上带有长槽，辅助气流喷嘴的支撑梁通过紧固螺栓固定于长槽内，辅助气流喷嘴可通过其支撑梁在长槽内上、下移动来调节与气流雾化主喷嘴的距离。本技术所设计的双层非限制式气流雾化喷嘴中气流雾化主喷嘴的环缝的宽度或环孔的孔径在0.3～3mm范围内。本技术所设计的双层非限制式气流雾化喷嘴中辅助气流喷嘴的环缝的宽度或环孔的孔径在0.3～3mm范围内。本技术所设计的双层非限制式气流雾化喷嘴中的气流雾化主喷嘴的支撑梁通过轴承与装配板安装在一起，可相对于装配板转动。本技术所设计的双层非限制式气流雾化喷嘴在应用过程中，导液管位于双层非限制式气流雾化喷嘴的上方，金属液体从导液管流出，通过双层非限制式气流雾化喷嘴中的辅助气流喷嘴的中心孔及气流雾化主喷嘴的中心孔，在雾化气流的作用下形成雾化锥，气流雾化主喷嘴可按预先设定的摆动角度及摆动频率进行扫描摆动，使得金属雾滴喷射到基板上沉积成型。在雾化过程中出现反溅时，由于辅助气流喷嘴中气体有向下喷射的作用力，因此向上反溅至气流雾化主喷嘴的金属液滴上升受阻，上升的能量被释放，不能再上升到气流雾化主喷嘴上产生粘附现象，因此消除了中心孔堵塞现象。本技术所设计的双层非限制式气流雾化喷嘴的优点是1．消除了金属沉积成型过程中的反溅现象，延长气流雾化喷嘴的使用寿命。由于其辅助气流喷嘴喷射的气流增加了液流雾化时产生的反溅液滴上升的阻力，使之不能上升到气流雾化主喷嘴下端面产生粘附现象。2．调整方便，以适应不同金属喷射的技术指标的要求。其辅助气流喷嘴与气流雾化主喷嘴之间的距离是相对可调的，并且辅助气流的气量是可以根据气流雾化主喷嘴喷出的雾化气流在其形成的雾化锥的焦点处产生碰撞动能的大小而调节，以抑制反溅液滴的上升，保持气流雾化主喷嘴的顺畅，以保证喷射沉积成型的工件的质量。3．结构合理，辅助气流喷嘴无反溅现象，保证了金属雾化的高质量及金属沉积高利用率。由于辅助系统喷嘴的环缝或环孔的中心轴线所形成锥顶角(β)的范围在0°～5°，因此其所产生的辅助气流的动能与气流雾化主喷嘴所产生的雾化气流的动能相比较很小，几乎不能形成反溅现象，即可以忽略辅助气流带来的液体雾化及雾化液滴的反溅现象。4．易于制造。其制造工艺简单，可以先分别加工出气流雾化主喷嘴和辅助气流喷嘴，再通过装配板等其它部件组装即可。本技术所设计的双层非限制式气流雾化喷嘴主要适用于金属雾化沉积成型工艺设备中。图1是现有的非限制式雾化喷嘴的结构图。图2是金属沉积成型的喷射摆动机构的结构示意图。图3是本技术所设计的双层非限制式气流雾化喷嘴的结构图。图4是图3中装配板的结构图。下面根据附图结合具体实施例对本技术所设计的双层非限制式气流雾化喷嘴的结构及实施方式作进一步说明。实施例如图3所示的双层非限制式气流雾化喷嘴，主要由辅助气流喷嘴1、气流雾化主喷嘴2及装配板3构成，辅助气流喷嘴1及气流雾化主喷嘴2的侧壁均焊接有支撑梁。装配板3如图4所示，在同一竖直线上带有长槽6及安装有轴承4的孔，辅助气流喷嘴1的支撑梁通过锁紧螺母6固定于长槽6内，辅助气流喷嘴1可以在长槽6内上、下调整移动，气流雾化主喷嘴2的支撑梁安装于轴承4内，使气流雾化主喷嘴2可相对于装配板3转动。辅助气流喷嘴1的中心孔的中心轴线与气流雾化主喷嘴2的中心孔的中心轴线相重合。辅助气流喷嘴1的中心孔的直径为25mm，其下端带有环缝7，环缝7的环径为28mm，环缝7的宽度为0.3mm，环缝7的中心轴线所形成的锥顶角β为0°，在辅助气流喷嘴1的侧壁带有与环缝7相通的进气口8。气流雾化主喷嘴2的中心孔直径为30mm，其下端带有环缝9，环缝9的环径为40mm，环缝9的宽度为0.5mm，环缝9的中心轴线所形成的锥顶角α为36°。在气流雾化主喷嘴2的侧壁带有与环缝9相通的进气口10。辅助气流喷嘴的下端面与气流雾化主喷嘴2的上端面的距离为15mm。当雾化A16061合金时，当辅助气流喷嘴1的辅助气流压力为0.3MPa时，气流雾化主喷嘴2所允许的气流的最大压力为1.5MPa，在此范围内，不会发生反溅液滴粘附在气流雾化主喷嘴2下部的现象。气流雾化主喷嘴2的气流压力为1.0MPa时，所产生的雾化液滴的平均直径为86μm，在喷射成型过程中，当沉积距离为400mm时，得到了较致密的沉积坯件。若采用现有单层的非限制式气流雾化喷嘴，其各种参数均与气流雾化主喷嘴2的参数相同，当雾化A16061合金时雾化气流压力最大允许值为0.5MPa，若超过这个压力，反溅金属液滴便会上升到气流雾化喷嘴下部产生粘附，逐渐形成堵塞。当现有的单层非限制式气流雾化喷嘴的雾化气流压力为0.5MPa时，雾化液滴的平均直径为150μm，在喷射成型过程中，当沉积距离为400mm时，则由于沉积坯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双层非限制式气流雾化喷嘴，其特征是：主要由气流雾化主喷嘴及辅助气流喷嘴构成，辅助气流喷嘴位于气流雾化主喷嘴的上方，辅助气流喷嘴的中心孔的轴线与气流雾化主喷嘴的中心孔的轴线重合，且辅助气流喷嘴的中心孔的孔径小于气流雾化主喷嘴的中心孔的孔径，辅助气流喷嘴与气流雾化主喷嘴通过侧面固定的支撑梁与装配板固定安装在一起，气流雾化主喷嘴可相对于装配板转动，辅助气流喷嘴及气流雾化主喷嘴的环壁下端带有环缝或环孔，辅助气流喷嘴及气流雾化主喷嘴的环壁上带有与环缝或环孔相连通的进气口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊柏青，林耀军，张永安，石力开，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]