專(zhuān)利名稱：雙層非限制式氣流霧化噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為一種用于金屬霧化噴射沉積成型的雙層非限制式氣流霧化噴嘴，屬于氣流霧化噴嘴技術(shù)領(lǐng)域。
目前，用于霧化噴射沉積成型技術(shù)的霧化噴嘴的形式多樣，按霧化噴嘴與金屬導(dǎo)液管之間的配合方式不同可以分為限制式及非限制式兩大類(lèi)。非限制式霧化噴嘴與導(dǎo)液管的配合方式如


圖1所示，包括導(dǎo)液管1和氣流霧化噴嘴2，在應(yīng)用時(shí)與噴射擺動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在一起，如圖2所示，其中由金屬液流21、非限制式霧化噴嘴22、轉(zhuǎn)動(dòng)軸23、噴嘴擺動(dòng)凸輪26、噴嘴擺動(dòng)頂桿26構(gòu)成，非限制式霧化噴嘴22即為
圖1所示的氣流霧化噴嘴2，通過(guò)噴嘴擺動(dòng)凸輪25與噴嘴擺動(dòng)頂桿26配合帶動(dòng)非限制式霧化噴嘴22中的氣流霧化噴嘴按預(yù)先設(shè)定的擺動(dòng)角度及擺動(dòng)頻率進(jìn)行掃描擺動(dòng)，形成霧化錐24，使金屬沉積成型。這種方法由于噴霧擺動(dòng)角度易于精確控制，因此已被廣泛用于霧化噴射沉積成型圓錠及較小幅寬板坯的制備。而在應(yīng)用過(guò)程中所出現(xiàn)的問(wèn)題是由于金屬液滴在霧化過(guò)程中出現(xiàn)反濺，即霧化的液滴向氣流霧化噴嘴2的方向飛行，反濺的金屬液滴粘附到氣流霧化噴嘴2的下端，并且不斷凝固積累，最終導(dǎo)致氣流霧化噴嘴2的中心孔堵塞而使霧化過(guò)程中斷。這樣不僅需要更換氣流霧化噴嘴或重新修復(fù)，而且也影響制備效率及制備質(zhì)量。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種雙層非限制式氣流霧化噴嘴，其結(jié)構(gòu)合理，可避免金屬液體霧化沉積成型過(guò)程中的反濺，延長(zhǎng)噴嘴的使用壽命。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的雙層非限制式氣流霧化噴嘴主要由氣流霧化主噴嘴及輔助氣流噴嘴構(gòu)成，輔助氣流噴嘴位于氣流霧化主噴嘴的上方，輔助氣流噴嘴的中心孔的中心軸線與氣流霧化主噴嘴的中心孔的中心軸線重合，且輔助氣流噴嘴的中心孔的孔徑小于氣流霧化主噴嘴的中心孔的孔徑，輔助氣流噴嘴與氣流霧化主噴嘴通過(guò)側(cè)面固定的支撐梁與裝配板固定安裝在一起，氣流霧化主噴嘴可相對(duì)于裝配板轉(zhuǎn)動(dòng)，輔助氣流噴嘴及氣流霧化主噴嘴的環(huán)壁下端帶有環(huán)縫或環(huán)孔，輔助氣流噴嘴及氣流霧化主噴嘴的環(huán)壁上帶有與環(huán)縫或環(huán)孔相連通的進(jìn)氣口。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的雙層非限制式氣流霧化噴嘴中的氣流霧化主噴嘴的環(huán)縫或環(huán)孔的中軸線帶有錐度，所形成的錐頂角(α)在10°～55°范圍內(nèi)。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的雙層非限制式氣流霧化噴嘴中的輔助氣流噴嘴的環(huán)縫或環(huán)孔的中軸線可以帶有錐度，所形成的錐頂角(β)在0°～5°范圍內(nèi)。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的雙層非限制式氣流霧化噴嘴中的輔助氣流噴嘴的下端面距氣流霧化主噴嘴的上端面的距離在0～60mm范圍內(nèi)。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的雙層非限制式氣流霧化噴嘴中的裝配板上帶有長(zhǎng)槽，輔助氣流噴嘴的支撐梁通過(guò)緊固螺栓固定于長(zhǎng)槽內(nèi)，輔助氣流噴嘴可通過(guò)其支撐梁在長(zhǎng)槽內(nèi)上、下移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)與氣流霧化主噴嘴的距離。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的雙層非限制式氣流霧化噴嘴中氣流霧化主噴嘴的環(huán)縫的寬度或環(huán)孔的孔徑在0.3～3mm范圍內(nèi)。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的雙層非限制式氣流霧化噴嘴中輔助氣流噴嘴的環(huán)縫的寬度或環(huán)孔的孔徑在0.3～3mm范圍內(nèi)。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的雙層非限制式氣流霧化噴嘴中的氣流霧化主噴嘴的支撐梁通過(guò)軸承與裝配板安裝在一起，可相對(duì)于裝配板轉(zhuǎn)動(dòng)。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的雙層非限制式氣流霧化噴嘴在應(yīng)用過(guò)程中，導(dǎo)液管位于雙層非限制式氣流霧化噴嘴的上方，金屬液體從導(dǎo)液管流出，通過(guò)雙層非限制式氣流霧化噴嘴中的輔助氣流噴嘴的中心孔及氣流霧化主噴嘴的中心孔，在霧化氣流的作用下形成霧化錐，氣流霧化主噴嘴可按預(yù)先設(shè)定的擺動(dòng)角度及擺動(dòng)頻率進(jìn)行掃描擺動(dòng)，使得金屬霧滴噴射到基板上沉積成型。在霧化過(guò)程中出現(xiàn)反濺時(shí)，由于輔助氣流噴嘴中氣體有向下噴射的作用力，因此向上反濺至氣流霧化主噴嘴的金屬液滴上升受阻，上升的能量被釋放，不能再上升到氣流霧化主噴嘴上產(chǎn)生粘附現(xiàn)象，因此消除了中心孔堵塞現(xiàn)象。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的雙層非限制式氣流霧化噴嘴的優(yōu)點(diǎn)是1．消除了金屬沉積成型過(guò)程中的反濺現(xiàn)象，延長(zhǎng)氣流霧化噴嘴的使用壽命。由于其輔助氣流噴嘴噴射的氣流增加了液流霧化時(shí)產(chǎn)生的反濺液滴上升的阻力，使之不能上升到氣流霧化主噴嘴下端面產(chǎn)生粘附現(xiàn)象。
2．調(diào)整方便，以適應(yīng)不同金屬噴射的技術(shù)指標(biāo)的要求。其輔助氣流噴嘴與氣流霧化主噴嘴之間的距離是相對(duì)可調(diào)的，并且輔助氣流的氣量是可以根據(jù)氣流霧化主噴嘴噴出的霧化氣流在其形成的霧化錐的焦點(diǎn)處產(chǎn)生碰撞動(dòng)能的大小而調(diào)節(jié)，以抑制反濺液滴的上升，保持氣流霧化主噴嘴的順暢，以保證噴射沉積成型的工件的質(zhì)量。
3．結(jié)構(gòu)合理，輔助氣流噴嘴無(wú)反濺現(xiàn)象，保證了金屬霧化的高質(zhì)量及金屬沉積高利用率。由于輔助系統(tǒng)噴嘴的環(huán)縫或環(huán)孔的中心軸線所形成錐頂角(β)的范圍在0°～5°，因此其所產(chǎn)生的輔助氣流的動(dòng)能與氣流霧化主噴嘴所產(chǎn)生的霧化氣流的動(dòng)能相比較很小，幾乎不能形成反濺現(xiàn)象，即可以忽略輔助氣流帶來(lái)的液體霧化及霧化液滴的反濺現(xiàn)象。
4．易于制造。其制造工藝簡(jiǎn)單，可以先分別加工出氣流霧化主噴嘴和輔助氣流噴嘴，再通過(guò)裝配板等其它部件組裝即可。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的雙層非限制式氣流霧化噴嘴主要適用于金屬霧化沉積成型工藝設(shè)備中。
圖1是現(xiàn)有的非限制式霧化噴嘴的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是金屬沉積成型的噴射擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的雙層非限制式氣流霧化噴嘴的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是圖3中裝配板的結(jié)構(gòu)圖。
下面根據(jù)附圖結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的雙層非限制式氣流霧化噴嘴的結(jié)構(gòu)及實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例如圖3所示的雙層非限制式氣流霧化噴嘴，主要由輔助氣流噴嘴1、氣流霧化主噴嘴2及裝配板3構(gòu)成，輔助氣流噴嘴1及氣流霧化主噴嘴2的側(cè)壁均焊接有支撐梁。裝配板3如圖4所示，在同一豎直線上帶有長(zhǎng)槽6及安裝有軸承4的孔，輔助氣流噴嘴1的支撐梁通過(guò)鎖緊螺母6固定于長(zhǎng)槽6內(nèi)，輔助氣流噴嘴1可以在長(zhǎng)槽6內(nèi)上、下調(diào)整移動(dòng)，氣流霧化主噴嘴2的支撐梁安裝于軸承4內(nèi)，使氣流霧化主噴嘴2可相對(duì)于裝配板3轉(zhuǎn)動(dòng)。輔助氣流噴嘴1的中心孔的中心軸線與氣流霧化主噴嘴2的中心孔的中心軸線相重合。輔助氣流噴嘴1的中心孔的直徑為25mm，其下端帶有環(huán)縫7，環(huán)縫7的環(huán)徑為28mm，環(huán)縫7的寬度為0.3mm，環(huán)縫7的中心軸線所形成的錐頂角β為0°，在輔助氣流噴嘴1的側(cè)壁帶有與環(huán)縫7相通的進(jìn)氣口8。氣流霧化主噴嘴2的中心孔直徑為30mm，其下端帶有環(huán)縫9，環(huán)縫9的環(huán)徑為40mm，環(huán)縫9的寬度為0.5mm，環(huán)縫9的中心軸線所形成的錐頂角α為36°。在氣流霧化主噴嘴2的側(cè)壁帶有與環(huán)縫9相通的進(jìn)氣口10。輔助氣流噴嘴的下端面與氣流霧化主噴嘴2的上端面的距離為15mm。當(dāng)霧化A16061合金時(shí)，當(dāng)輔助氣流噴嘴1的輔助氣流壓力為0.3MPa時(shí)，氣流霧化主噴嘴2所允許的氣流的最大壓力為1.5MPa，在此范圍內(nèi)，不會(huì)發(fā)生反濺液滴粘附在氣流霧化主噴嘴2下部的現(xiàn)象。氣流霧化主噴嘴2的氣流壓力為1.0MPa時(shí)，所產(chǎn)生的霧化液滴的平均直徑為86μm，在噴射成型過(guò)程中，當(dāng)沉積距離為400mm時(shí)，得到了較致密的沉積坯件。若采用現(xiàn)有單層的非限制式氣流霧化噴嘴，其各種參數(shù)均與氣流霧化主噴嘴2的參數(shù)相同，當(dāng)霧化A16061合金時(shí)霧化氣流壓力最大允許值為0.5MPa，若超過(guò)這個(gè)壓力，反濺金屬液滴便會(huì)上升到氣流霧化噴嘴下部產(chǎn)生粘附，逐漸形成堵塞。當(dāng)現(xiàn)有的單層非限制式氣流霧化噴嘴的霧化氣流壓力為0.5MPa時(shí)，霧化液滴的平均直徑為150μm，在噴射成型過(guò)程中，當(dāng)沉積距離為400mm時(shí)，則由于沉積坯件表面液相含量過(guò)多而無(wú)法得到致密的沉積坯件。
由上述可見(jiàn)，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的雙層非限制氣流霧化噴嘴能夠較好地避免金屬沉積成型過(guò)程中的反濺現(xiàn)象，提高成型后坯件的質(zhì)量，延長(zhǎng)噴嘴的使用壽命，為一種理想的應(yīng)用于金屬沉積成型工藝設(shè)備中的氣流霧化噴嘴。
權(quán)利要求1．一種雙層非限制式氣流霧化噴嘴，其特征是主要由氣流霧化主噴嘴及輔助氣流噴嘴構(gòu)成，輔助氣流噴嘴位于氣流霧化主噴嘴的上方，輔助氣流噴嘴的中心孔的軸線與氣流霧化主噴嘴的中心孔的軸線重合，且輔助氣流噴嘴的中心孔的孔徑小于氣流霧化主噴嘴的中心孔的孔徑，輔助氣流噴嘴與氣流霧化主噴嘴通過(guò)側(cè)面固定的支撐梁與裝配板固定安裝在一起，氣流霧化主噴嘴可相對(duì)于裝配板轉(zhuǎn)動(dòng)，輔助氣流噴嘴及氣流霧化主噴嘴的環(huán)壁下端帶有環(huán)縫或環(huán)孔，輔助氣流噴嘴及氣流霧化主噴嘴的環(huán)壁上帶有與環(huán)縫或環(huán)孔相連通的進(jìn)氣口。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層非限制式氣流霧化噴嘴，其特征還在于氣流霧化主噴嘴的環(huán)縫或環(huán)孔的中軸線帶有錐度，所形成的錐頂角(α)在10°～55°范圍內(nèi)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層非限制式氣流霧化噴嘴，其特征還在于輔助氣流噴嘴的環(huán)縫或環(huán)孔的中軸線可以帶有錐度，所形成的錐頂角(β)在0°～5°范圍內(nèi)。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層非限制式氣流霧化噴嘴，其特征還在于輔助氣流噴嘴的下端面距氣流霧化主噴嘴的上端面的距離在0～50mm范圍內(nèi)。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層非限制式氣流霧化噴嘴，其特征還在于裝配板上帶有長(zhǎng)槽，輔助氣流噴嘴的支撐梁通過(guò)緊固螺栓固定于長(zhǎng)槽內(nèi)。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層非限制式氣流霧化噴嘴，其特征還在于氣流霧化主噴嘴的環(huán)縫的寬度或環(huán)孔的孔徑在0.3～3mm范圍內(nèi)。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層非限制式氣流霧化噴嘴，其特征還在于輔助氣流噴嘴的環(huán)縫的寬度或環(huán)孔的孔徑在0.3～3mm范圍內(nèi)。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層非限制式氣流霧化噴嘴，其特征還在于氣流霧化主噴嘴的支撐梁通過(guò)軸承與裝配板安裝在一起，可相對(duì)于裝配板轉(zhuǎn)動(dòng)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種雙層非限制式氣流霧化噴嘴,主要由氣流霧化主噴嘴及輔助氣流噴嘴構(gòu)成,輔助氣流噴嘴位于氣流霧化主噴嘴的上方,輔助氣流噴嘴與氣流霧化主噴嘴通過(guò)側(cè)面固定的支撐梁與裝配板固定安裝在一起,氣流霧化主噴嘴可相對(duì)于裝配板轉(zhuǎn)動(dòng),輔助氣流噴嘴及氣流霧化主噴嘴的環(huán)壁下端帶有環(huán)縫或環(huán)孔。本實(shí)用新型消除了金屬霧化沉積成型過(guò)程中的反濺現(xiàn)象,延長(zhǎng)氣流霧化噴嘴的使用壽命,提高成型后工件的質(zhì)量。
文檔編號(hào)B05B1/02GK2314858SQ9820121
公開(kāi)日1999年4月21日 申請(qǐng)日期1998年2月11日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月11日
發(fā)明者熊柏青, 林耀軍, 張永安, 石力開(kāi) 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院