[發(fā)明專利]一種激光熔覆用送粉噴頭及送粉量控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711458976.3
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108193204B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 虞鋼;陳茹;張越;鄭彩云;何秀麗;李少霞;寧偉健
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

1.一種激光熔覆用送粉噴頭，其特征在于，包括：

主體，設(shè)置有供金屬粉末流動的噴腔；

進粉管，連接在所述主體的上端，將金屬粉末送入所述噴腔；

分流柱，設(shè)置在所述噴腔內(nèi)靠近所述進粉管的一端，且軸向與所述進粉管的軸向垂直；

噴嘴，有多個且并排安裝在所述主體下端的安裝槽中，用于分別排出所述噴腔內(nèi)的金屬粉末；

由進料管吹入噴腔內(nèi)的金屬粉末，在分流柱的圓柱繞流作用下，會在噴腔內(nèi)形成相應的粉末流場分布，使各噴嘴噴出不同的金屬粉末濃度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光熔覆用送粉噴頭，其特征在于，

所述噴腔為立體梯形，其正面為矩形，側(cè)面為頂部寬度大于底部寬度的等腰梯形。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光熔覆用送粉噴頭，其特征在于，

所述噴腔的正面寬度與并排后所述噴嘴的寬度相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光熔覆用送粉噴頭，其特征在于，

所述噴腔的側(cè)面的頂部寬度與所述進粉管的直徑相同，側(cè)面的底部寬度與所述噴嘴的直徑相同。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光熔覆用送粉噴頭，其特征在于，

所述主體由具備對稱結(jié)構(gòu)的左右兩部分扣合形成；所述進粉管連接有與所述主體的形狀相同的封閉蓋，所述封閉蓋固定在所述主體的上端并封閉所述噴腔的上開口；在所述主體寬度方向的兩端分別設(shè)置有將所述主體和所述封閉蓋套在內(nèi)的限位套。

6.如權(quán)利要求1所述的送粉噴頭的出粉量控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟100、獲取當前送粉噴頭上各部件的參數(shù)信息；

步驟200、利用CFD先模擬一個或多個分流柱在某個高度時，不同直徑下腔體內(nèi)的粉末流場分布狀態(tài)，然后改變分流柱的高度，繼續(xù)模擬不同直徑下腔體內(nèi)的粉末流場分布狀態(tài)；

步驟300、根據(jù)模擬結(jié)果，即可得到出粉噴頭在不同結(jié)構(gòu)時噴嘴的出粉量狀況，從而能夠制定出符合任意送粉要求的送粉噴頭結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的出粉量控制方法，其特征在于，

所述步驟200中，采用如下的公式進行計算，

其中，N_i表示與噴嘴相關(guān)的特征尺寸參數(shù)；L_j表示與分流柱相關(guān)的特征尺寸參數(shù)；I_k表示與送粉噴頭上其它部件相關(guān)的特征尺寸參數(shù)；Q表示氣流量；R_powder表示送粉速率。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的出粉量控制方法，其特征在于，

與所述噴嘴相關(guān)的特征尺寸參數(shù)包括噴嘴的個數(shù)、長度、外徑、內(nèi)徑和空間安裝位置。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的出粉量控制方法，其特征在于，

與所述分流柱相關(guān)的特征尺寸參數(shù)包括分流柱的個數(shù)、長度、直徑和空間安裝位置。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的出粉量控制方法，其特征在于，

與所述送粉噴頭上其它部件相關(guān)的特征尺寸參數(shù)包括：

進粉管的內(nèi)徑、外徑、長度和空間安裝位置；

封閉蓋的長、寬、高，安裝進粉管的孔半徑、孔深、孔中心位置及孔的空間安裝位置；

限位套的長、寬、高，和凹槽的長、寬、高及壁厚；

噴嘴的長、寬、高；

噴腔的長、寬、高和等腰角度；

主體上安裝噴嘴的安裝槽半徑、安裝槽個數(shù)和安裝槽長度。