[发明专利]纳米射流抛光装置

权利要求书

1.一种纳米射流抛光装置，其特征在于：包括射流机构和掺混腔体喷嘴机构；

所述射流机构，用于产生两股相位差180°的射流；所述射流机构包括射流腔和振动片，所述振动片为压电振动片，所述压电振动片设置在射流腔内，将射流腔分为左右对称的两个独立的腔体，分别为左侧腔体和右侧腔体；射流腔顶壁设有射流出口，射流出口包括分别对应左侧腔体和右侧腔体的第一射流出口和第二射流出口；所述第一射流出口和第二射流出口采用收缩型喷口，即第一射流出口和第二射流出口其流通截面由内向外不断收缩；

所述掺混腔体喷嘴机构包括壳体，所述壳体设置在射流机构上方，壳体与射流机构之间设置有供空气进入射流机构其射流腔的空气进气口；空气进气口采用收缩式进口结构，即顺着进气方向所述空气进气口的流通截面不断缩小；壳体内设置有掺混腔，射流机构产生的两股相位差180°的射流从掺混腔的第一端进入，掺混腔的第二端设为掺混腔喷嘴出口，所述掺混腔的侧壁上设有供纳米颗粒流输入掺混腔的纳米颗粒流输送管道以及供水雾流输入掺混腔的水雾流输送管道；

所述的空气进气口、纳米颗粒输送管道和水雾流输送管道均采用左右对称方式布置；左、右两侧的空气进气口分别紧邻第一射流出口和第二射流出口；相对于纳米颗粒输送管道，水雾流输送管道更靠近掺混腔喷嘴出口，纳米颗粒输送管道位于水雾流输送管道和空气进气口之间；所述纳米颗粒输送管道的出口端以及空气进气口的出口端之间的掺混腔内侧壁上设置有止流块，止流块其具有向掺混腔内侧凸出的锥形型面；

纳米颗粒流、水雾流以及两股相位差180°的射流在掺混腔内进行均匀掺混后从掺混腔喷嘴出口喷出并作用于工件表面，与工件表面发生弹性域内的摩擦碰撞而实现材料去除；

所述掺混腔的第一端与所述第一射流出口和第二射流出口相通，第一射流出口和第二射流出口同样左右对称设置，施加在压电振动片的交流电信号为周期性反相的对称电信号，利用压电振动片往复振动压缩左右对称的两个腔体形成两股相位完全相反的射流；

所述射流出口包括中间隔板，中间隔板将射流出口分为左右对称的第一射流出口和第二射流出口；

所述掺混腔中设置有导流板，所述导流板的第一端固定在中间隔板的中心位置，导流板的第二端伸入掺混腔中部；所述导流板的第二端两侧的掺混腔左右对称，所述导流板两侧面设置有三角形或球状的微凸起疏水结构，所述导流板的第二端设置有具有科恩达曲面的导流头。

2.根据权利要求1所述的纳米射流抛光装置，其特征在于：所述压电振动片包括弹性金属薄片、第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片，第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片对称安装在弹性金属薄片中心位置处的左右两侧面上，第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片分别连接第一压电振子驱动电源线和第二压电振子驱动电源线，通过第一压电振子驱动电源线和第二压电振子驱动电源线接入周期性反相的对称电信号，通过第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片驱动弹性金属薄片往复振动压缩左、右侧腔体；在弹性金属薄片、第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片的外表面均匀涂覆一层防水层。

3.根据权利要求1所述的纳米射流抛光装置，其特征在于：所述中间隔板的外侧面向射流出口外侧光滑对称凸起，形成科恩达型面，利用流体科恩达附壁效应，引导从其左右侧的第一射流出口和第二射流出口喷出的两股射流汇聚合成一股稳定射流。

4.根据权利要求2所述的纳米射流抛光装置，其特征在于：所述弹性金属薄片的顶端和底端分别通过振子夹持片固定在中间隔板和射流腔的底壁上。

5.根据权利要求1至4任一项所述的纳米射流抛光装置，其特征在于：所述射流腔其整体形状是圆柱形或方形，所述射流腔的腔壁采用耐温材料制作而成，所述射流腔其左侧腔体和右侧腔体的腔体壁上设置有电加热片、电冷却片，通过控制电加热片、电冷却片的工作状态进而对射流温度进行实时在线调节。

6.根据权利要求5所述的纳米射流抛光装置，其特征在于：在左侧腔体和右侧腔体中，靠近第一射流出口和第二射流出口的位置，分别安装有用于监测左侧腔体、右侧腔体温度的热电偶，根据界面化学吸附最适宜温度反馈控制电加热片、电冷却片工作。