[实用新型]双层非限制式气流雾化喷嘴

说明书

本实用新型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，属于气流雾化喷嘴技术领域。

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。

本实用新型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。

本实用新型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。

本实用新型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。

本实用新型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。

本实用新型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。

本实用新型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。

本实用新型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。

本实用新型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。

本实用新型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。

本实用新型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。

本实用新型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。