[發明專利]多出口可控溫磨料射流冷卻裝置

有效

• 申請號: 201710747740.5
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107378801B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 孫玉利;婁元帥;劉志剛;盧文壯;徐洋;湯蘇揚;左敦穩
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B24C9/00
• 分類號: B24C9/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網蘭

一種多出口可控溫磨料射流冷卻裝置，其特征在于：它包括冷卻箱和多出口蛇形管；所述的冷卻箱主要包括冷卻箱體（1）、箱體蓋板（2）和進液管（3），冷卻箱體（1）和箱體蓋板（2）形成一個能開閉的液氮存儲腔；所述的多出口蛇形管浸沒在所述的液氮存儲腔的液氮中，它的射流入口（5）伸出箱體外與磨料供應管相連通，多出口蛇形管位于液氮存儲腔中的部分連接有多個射流出口管（6），射流出口管（6）的出口端伸出冷卻箱體（1）外以便對被加工件進行射流加工，且離射流入口（5）越遠的射流出口管（6）流出的磨料的溫度越低。本發明結構簡單，溫度可控。

技術領域

本發明涉及一種低溫磨料射流加工領域，尤其是一種射流出口溫度可調節的冷卻裝置，具體地說是一種多出口可控溫磨料射流冷卻裝置。

背景技術

近年來，出現了一種新穎的微細加工技術，即用干燥的壓縮空氣來加速微小磨粒形成磨料射流，將射流噴射到工件表面對工件進行加工，稱之為磨料射流加工技術。磨料射流加工技術成本較低，加工時可以得到很高的材料去除率，且材料去除率可控。磨料射流加工技術可用于加工玻璃、陶瓷和有色金屬等。

陶瓷材料由于其自身的局限性，在某些場合并不適用。如陶瓷材料缺乏光學透明性，以及其有限的生物相容性因而在生物醫學中的應用受限。基于此，人們開始用聚合物材料來替代陶瓷材料。但聚合物大多數為疏水材料，采用常規的磨料射流以及水射流技術進行加工時，材料去除率較低。經研究發現在低溫下，對聚合物進行磨料射流加工，材料去除率較高。

目前國外采用兩種實驗裝置進行低溫磨料射流加工，其中一種裝置為磨料射流流經液氮罐實現冷卻的目的，此裝置所占空間過大，操作繁瑣，且射流溫度不可控。另一種裝置為液氮射流和磨料射流以一定的入射角進行對射，形成含有液氮的磨料射流，此裝置對磨料射流冷卻效果較差，且液氮和磨料射流難以實現充分混合，同時由于兩射流對射，易導致磨料射流偏離原軌跡。考慮到上述兩種裝置的缺點，有必要設計一種多出口可控溫磨料射流冷卻裝置，對磨料射流進行冷卻，射流出口溫度范圍在－80℃～－190℃。

發明內容

本發明的目的是針對常規磨料射流加工過程中所存在的聚合物材料去除率低等問題，設計一種專門用于聚合物材料射流加工的多出口可控溫磨料射流冷卻裝置。

本發明的技術方案是：

一種多出口可控溫磨料射流冷卻裝置，其特征在于：它包括冷卻箱和多出口蛇形管；所述的冷卻箱主要包括冷卻箱體1、箱體蓋板2和進液管3，冷卻箱體1和箱體蓋板2形成一個能開閉的液氮存儲腔，該液氮存儲腔通過與其相連通的進液管3與液氮源相連，液氮源能連續或間斷地為液氮存儲腔供應液氮以保證液氮存府腔內的溫度處于設定范圍內；所述的多出口蛇形管浸沒在所述的液氮存儲腔的液氮中，它的射流入口5伸出箱體外與磨料供應管相連通，多出口蛇形管位于液氮存儲腔中的部分連接有多個射流出口管6，射流出口管6的出口端伸出冷卻箱體1外以便對被加工件進行射流加工，且離射流入口5越遠的射流出口管6流出的磨料的溫度越低。

所述的箱體蓋板2上設有用于觀察冷卻箱體內部情況的觀察口4。

所述的多個射流出口管6能單獨、部分或全部進行射流加工。

所述的射流出口管6配有密封芯棒8和密封帽9以使所述的射流出口管6不工作時能及時密封，密封芯棒8插入射流出口管6中，密封帽9旋裝在射流出口管6上。

在所述的多出口蛇形管上、相鄰的兩個射流出口管6之間均安裝有低溫球閥7，以便于對射流出口管6通斷的控制。

所述的冷卻箱體1的箱壁和箱體蓋板2均為真空結構，在冷卻箱體1和箱體蓋板2外部包裹有發泡保溫材料，從而實現冷卻箱雙層保溫。

所述的多出口蛇形管設有七個射流出口6，當磨料射流從不同的射流出口6流出時，其被液氮冷卻的時間也不相同，因此可以得到不同溫度的低溫磨料射流。