[实用新型]一种基于等离子体磁场推进的金属粉末喷射装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及了一种喷射装置，具体是涉及了一种基于等离子体磁场推进的金属粉末喷射装置。

背景技术

在金属切割领域，市场上使用较多的是线切割、高温乙炔切割及高温水枪切割的方法。现有这些方法存在以下问题：线切割技术在切割金属内部时需要穿孔，且在多次作业后需要更换，增加了操作的复杂性；高温、高速乙炔气体流切割和高压水枪切割金属的方法在切割精度上不够高。

另一应用领域金属焊接，现有焊接技术很难实现高致密、高纯度非氧化金属焊接，尤其是在非同种金属断面的焊接上，容易造成断面氧化及腐蚀。

实用新型内容

针对现有技术及装置存在的上述问题，本实用新型提出了一种基于等离子体磁场推进的金属粉末喷射装置，通过电场下金属粉末产生局部感应强电场的效应，有效激发气体电离产生等离子体，快速简便，同时等离子体在由永磁体提供的强磁场环境中受磁力作用下向前运动，将包裹的金属粉末喷射出去，具有喷射速度大，纯度高、稳定可控等特点。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型包括进料装置、永磁体、硅钢片、保护套和电极，进料装置中装有经过研磨的精细金属粉末并充满有用于产生等离子体的气体；进料装置的出口连接到由保护套所包围的喷射通道，位于喷射通道的两侧均设有电极，两侧的电极之间形成内部电场区域；永磁体夹于上下硅钢片之间，并包裹在保护套外，形成外部磁场区域，电极产生内部强电场，保护套位于由永磁体和硅钢片构成的外部磁场区域及电极产生的内部电场区域之间。

所述永磁体与两侧的电极均在同一平面上，使得施加在电极上电流所产生的磁场方向与永磁体产生的磁场方向为顺磁方向。

所述上下硅钢片的内侧面均设有突出的梯形凸条，保护套定位在上下硅钢片的梯形凸条之间。

所述的精细金属粉末为经研磨后颗粒直径不大于0.1mm的金属粉末。

所述的永磁体采用钕铁硼或钐钴，用于产生喷射通道中的外部磁场。

所述的电极是石墨电极，用于激发气体电离产生等离子体。

所述的用于产生等离子体的气体是还原性气体或者惰性气体。

所述的惰性气体采用氦气。

所述的还原性气体采用氮气。

本实用新型采用处于电场中的金属粉末具有局部感应强电场的效应，激发气体电离产生等离子体，高温等离子体包裹着金属粉末通过一个永磁体产生、硅钢片聚拢的强磁场通道，在强磁场力作用下实现金属粉末的喷射。

相比线切割技术，本实用新型装置通过产生高温高速的带金属粉末等离子体喷射流，在特定磁场作用下，聚焦产生极细的喷射流，该喷射流可以用于切割金属，同时速度可控、精度更高，对于金属内部的切割也更方便。

相比焊接技术，本实用新型装置通过改变参入金属粉末的种类或者增大金属注入量，可将此金属焊接在其它金属表面，形成良好的异种金属焊接层，不易受氧化及腐蚀，大大延长了焊接产品的寿命，同时该高温高速的含金属粉末射流，可实现喷射速度与温度的可控，亦可实现将金属喷涂在非金属如玻璃的表面，而传统工艺很难达到此效果。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型利用电场下金属粉末的局部感应强电场效应，快速激发气体的电离，产生等离子体简便有效；同时在等离子喷射过程中始终处于喷射通道长电极强电场环境中，产生的等离子体稳定持久。

本实用新型利用永磁体产生强磁场，在通道中磁场力的作用下使等离子体包裹着金属粉末运动实现喷射效果，作用力均匀稳定，喷射速度快。

本实用新型中金属粉末在还原性/惰性气体等离子体包裹运动实现喷射，避免了金属在高温喷射下的氧化，具有纯度高，喷涂细腻的特点。

附图说明

图1为本实用新型装置的结构示意图。

图2为等离子体推进示意图。

图3为金属粉末激发气体电离的原理图。

图4为本实用新型装置的截面磁场分布图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。