[实用新型]一种气流雾化喷嘴装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种雾化装置，特别涉及用于金属雾化沉积成型的气流雾化喷嘴装置。

背景技术

喷射成形是一种采用快速凝固的方法制备特殊材料的新技术，该技术兼具近终形加工和半固态加工的双重特点。最早由英国的singer教授于七十年代提出，其过程是将熔融态的金属或者合金通过高速的惰性气体雾化成为颗粒微小的液态(半固态)颗粒，然后在高速气流的带动下，微小的颗粒直接喷射在较冷的相应的接受器上，从而形成对应成品。利用喷射成形技术可以由钢液直接制造棒、管(辊)、板、盘、环等坯料，包括形状不对称工件。此外，喷射成形材料不仅没有传统铸锭的内部冶金缺陷，而且也不存在堆焊或热喷涂等液态表面加工技术中不可避免的表面缺陷。

传统的雾化喷嘴如图1所示，在喷射成形过程中，由熔融金属中间包21，导液管22和雾化喷嘴组成一套雾化系统，熔融金属中间包21下部和雾化喷嘴之间通过导液管22连接，出气孔5在金属中间包下出口和导液管的下端口之间。导液管22的上端和中间包21下部出口相连，导液管22伸入高压气室23内的孔25内，孔25的上端与中间包21和导液管22配合，防止其晃动。导液管22下端口伸出高压气室的下端并且伸出一段距离。

钢液从中间包21进入导液管22之后直接形成柱状流股，从下部流出。高压惰性气体从高压气室23的出气孔24中喷出，将柱状钢液雾化为微小的颗粒，雾化后的小颗粒沉积在沉积器上，形成所需要的毛坯。这种类型雾化喷嘴的缺点是通过一圈出气孔雾化从导液管出来的熔融金属，容易在出口处形成卷吸，造成雾化喷嘴堵塞，雾化后的颗粒比较大，收得率低，影响沉积坯的质量。

1995年7月5日授权公告的中国专利ZL94247337.X公开了一种环缝式气流超声雾化喷嘴，其特征在于用圆形回旋体喷嘴座(3)，通过螺纹或焊接与圆形回旋体嘴芯(4)联接，谐振腔(9)在喷嘴芯(4)的顶端，下部十字形环缝状气体通道由喷嘴座(3)，喷嘴芯(4)组合而成，其一路与集气室Ve沟通，形成进气通道，一路与大气沟通，形成环缝状喷气孔(10)，喷气锥角α可通过谐振腔(9)的加工来调整，金属液流(6)采用了限式输送。该实用新型结构复杂，是单圈出气孔雾化，无法防止逆流的产生。

1999年4月21日授权公告的中国专利ZL98201214.4公开了一种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。该装置消除了金属雾化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，提高成型后工件的质量。但实际的生产过程中导液管和喷嘴内壁很紧密，这样可以防止导液管晃动，增加导液管稳定性。在这种情况下在喷嘴和导液管之间缝隙很小，辅助气流喷嘴与气流雾化主喷嘴很难保证在同一点接触金属流，这样，会影响金属流体的雾化效果。

美国专利US5480097公布了一种减少(防止)卷吸的喷嘴。该专利主要是利用在垂直通管的内壁开垂直于导液管的出气孔的方法来防止卷吸。此方法的双圈出气孔采用的是同样的气源，在整个雾化过程中，高压气室内部的气压可以达到4Mpa，所以在具体的实施过程中容易造成此处的气流向上流动，影响钢液从中间包进入导液管，从而影响到整个雾化过程的正常进行，另外不能有效细化雾化颗粒。实际的生产过程中导液管和喷嘴内壁紧密，这样可以防止导液管晃动，增加导液管稳定性。在这种情况下在喷嘴和导液管之间缝隙很小，美国喷嘴这种形式就不能有效地得到应用，另外这种形式只能防止卷吸而不能有效细化雾化颗粒。

实用新型内容

为解决现有技术的单圈出气孔的气流雾化喷嘴易产生卷吸，造成气流雾化喷嘴堵塞，雾化后的颗粒比较大，收得率低，影响沉积坯的质量，而现有双圈(单圈)出气孔的气流雾化喷嘴无法保证更有效细化雾化颗粒的问题，提供一种具有双圈出气孔的气流雾化喷嘴装置。该气流雾化喷嘴装置既能防止卷吸的产生，又能保证有效地细化雾化颗粒，提高金属收得率。

为实现上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：

一种气流雾化喷嘴装置，包括一个中间有一垂直通孔的高压气室，该通孔的上部与导液管配合，下部有一圈集中流向导液管正下方的出气孔，其特征在于，所述通孔的下部为向下逐渐增大的扩大孔，该扩大孔壁上上述出气孔上方还开有第二圈出气孔，与上述的出气孔流向同一集中点。

优选的是，所述扩大孔为与上部孔同轴的圆锥孔。