[發(fā)明專利]一種帶小回流區(qū)的金屬微滴噴射裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111119021.1
• 申請日: 2021-09-24
• 公開（公告）號: CN113909492B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設計）人: 齊樂華;周怡;羅俊;豆毅博;李賀軍
• 申請（專利權）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: B22F10/22
• 分類號: B22F10/22;B22F12/70;B22F12/53;B33Y40/00;B33Y30/00
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 高凌君

1.一種帶小回流區(qū)的金屬微滴噴射裝置，其特征在于：包括金屬微滴產生單元、頂蓋、底蓋以及保護氣流產生單元；

所述金屬微滴產生單元包括噴射控制器、均勻金屬微滴噴射控制組件、坩堝、加熱組件以及噴嘴；

所述坩堝和加熱組件由內向外同軸密封設置在頂蓋與底蓋之間，且兩者之間留有保護氣均布段流道；坩堝下端同軸設置有所述噴嘴，所述底蓋上開設通孔，所述噴嘴伸出通孔，且坩堝和噴嘴均與底蓋之間留有間隙；

所述均勻金屬微滴噴射控制組件安裝在頂蓋上，均勻金屬微滴噴射控制組件伸入坩堝內，并與坩堝同軸，在噴射控制器的控制下于噴嘴處形成金屬液滴；

所述保護氣流產生單元包括惰性氣體氣源、保護氣控制電磁閥、背壓氣控制電磁閥、均氣結構以及保護氣流道外結構件；所述均氣結構填充在所述保護氣均布段流道內；

所述保護氣流道外結構件設置在所述通孔上，保護氣流道外結構件與噴嘴同軸，且噴嘴底部高于保護氣流道外結構件底部；保護氣流道外結構件為底部端口收縮的圓管結構，且噴嘴為具有流線型收縮尖端結構的底部端口收縮的圓管結構；保護氣流道外結構件與噴嘴之間形成了自上而下由環(huán)形射流區(qū)I和側吹區(qū)II組成的保護氣作用段流道；其中，環(huán)形射流區(qū)I為長徑比大于10的環(huán)形直流道，側吹區(qū)II為流道收縮角度α滿足10°α20°的斜流道；

所述惰性氣體氣源通過背壓氣控制電磁閥及開設在頂蓋上的背壓氣體入口將氣體通入坩堝中，使坩堝內部維持低氧狀態(tài)；

所述惰性氣體氣源通過保護氣控制電磁閥及開設在頂蓋上的保護氣體入口將氣體通入均氣結構中進行均氣，再流經環(huán)形射流區(qū)I使保護氣流動方向與金屬液滴下落方向一致，最后經側吹區(qū)II的小角度聚集作用到達噴嘴附近，對金屬液滴進行低氧保護；

所述均氣結構為耐高溫多孔材料；

所述低氧指的是氧含量≤500ppm；

定義：所述噴嘴的出口直徑為D₁，保護氣流道外結構件的出口直徑為D₂，噴嘴底端與保護氣流道外結構件底端之間距離為S，噴嘴出口處回流區(qū)的高度為L，那么四者的關系滿足以下條件：S＝(2/3～1)D₁，D₂＝(5～10)D₁，且L＝(1/3～2/3)D₁。

2.根據權利要求1所述帶小回流區(qū)的金屬微滴噴射裝置，其特征在于：

所述惰性氣體為氬氣。

3.根據權利要求2所述帶小回流區(qū)的金屬微滴噴射裝置，其特征在于：

所述加熱組件、坩堝均與頂蓋通過螺紋旋合密封連接。

4.根據權利要求3所述帶小回流區(qū)的金屬微滴噴射裝置，其特征在于：

所述加熱組件為高溫加熱爐。

5.一種金屬微滴打印裝置，其特征在于：包括三維運動平臺以及權利要求1-4任一所述的金屬微滴噴射裝置。