[发明专利]一种用于非转移式直流等离子体炬的喷管装置

说明书

本发明涉及一种用于非转移式直流等离子体炬的喷管装置，目的是为了解决现有技术中存在的制粉系统难以提高等离子体气流的速度，进而使得生产的粉末质量较低的问题。本发明包括喷管组件、电磁线圈及冷却装置；喷管组件包括内管、外管、第一环板、第二环板；内管的气流入口直径大于气流出口直径，且气流入口与气流出口之间平滑过渡；外管同轴套装于内管外，内管的气流入口端通过第一环板与外管一端连接，内管的气流出口端通过第二环板与外管另一端连接，从而在内管、外管、第一环板、第二环板之间形成密封的环状中空腔体；电磁线圈位于环状中空腔体内，电磁线圈外部绝缘处理；冷却装置用于冷却电磁线圈及喷管组件。

技术领域

本发明涉及等离子体气流，具体涉及一种用于非转移式直流等离子体炬的喷管装置。

背景技术

增材制造技术(3D打印)现已广泛应用于各个领域，作为其重要原料之一的金属粉末有多种制备方法，其中等离子雾化法(PA法)制得的金属粉末呈近规则球形，粉末整体粒径偏细，几乎无空心球气体夹杂，产品价值较高。

常见的等离子雾化制粉系统包括送丝系统、等离子体炬、真空舱及粉末收集室，使用的介质气体为氩气等惰性气体。其中等离子体炬是等离子雾化法的核心部件，其可产生高温等离子体气流，在真空舱的低压环境下，炬出口的等离子体气流加速，高温高速的等离子体气流可直接将金属丝材熔化吹成粉末。真空舱的真空度越高，等离子体气流速度越高，则金属丝材熔化成的粉末颗粒越细，粉末质量越高。

然而，现有的制粉系统真空舱的真空度有限，因此难以提高等离子体气流的速度，所以生产的粉末质量偏低。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的制粉系统难以提高等离子体气流的速度，进而使得生产的粉末质量较低的问题，而提供了一种用于非转移式直流等离子体炬的喷管装置。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

本发明的一种用于非转移式直流等离子体炬的喷管装置，其特殊之处在于：包括喷管组件、电磁线圈及冷却装置；

所述喷管组件包括内管、外管、第一环板、第二环板；

所述内管的气流入口直径大于气流出口直径，且气流入口与气流出口之间平滑过渡；

所述外管同轴套装于内管外，内管的气流入口端通过第一环板与外管一端连接，内管的气流出口端通过第二环板与外管另一端连接，从而在内管、外管、第一环板、第二环板之间形成密封的环状中空腔体；

所述电磁线圈位于环状中空腔体内，电磁线圈外部绝缘处理；

所述冷却装置用于冷却电磁线圈及喷管组件。

基于上述的用于非转移式直流等离子体炬的喷管装置，本发明做了两种优化方案：

第一种：所述冷却装置包括隔离管、第三环板及冷却液源；

所述隔离管同轴套装于内管和外管之间，隔离管靠近内管气流出口端通过第三环板与外管连接，隔离管靠近内管气流入口端与第一环板间存有间隙；从而在环状中空腔体内形成相互连通的外通道和内通道；

所述外通道上设置有与冷却液源连接的冷却液入口；

所述内通道上设置有冷却液出口；

所述电磁线圈沿所述隔离管外壁绕制，且整体位于外通道内。

第二种：所述冷却装置包括隔离管、第三环板、第四环板及冷却液源；

所述隔离管套装于内管和外管之间，隔离管的两端分别通过第三环板和第四环板与外管连接；

从而在环状中空腔体内形成相互隔离的外通道和内通道；

所述外通道的两端分别设置有第一冷却液出口和与冷却液源连通的第一冷却液入口；