一种能够改善密封性能的喷嘴气压调节装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种能够改善密封性能的喷嘴气压调节装置，属于增材制造技术领域。包括：喷嘴装置、供气装置两大部分，喷嘴装置主要由石墨坩埚组成，包括下密封道、传感器腔体、下定位孔、喷腔、石墨坩埚、喷孔；供气装置主要由上部供气盖组成，包括进气口、调节螺杆、出气口、上定位孔、传感器螺纹孔、上密封道。在高温金属微滴喷射过程中，对于装置密封性能差且出口气压调节困难的状况，该气动式按需喷射装置可以通过简单快捷的密封方式，来实现喷腔内稳定压力的效果，还可以对出口处压力大小进行准确调节，能够满足不同条件下的工作要求。

【技术实现步骤摘要】
一种能够改善密封性能的喷嘴气压调节装置
本专利技术涉及一种可用于微滴喷射过程中改善密封性能的喷嘴气压调节装置，属于增材制造

技术介绍
金属微滴喷射增材制造技术是基于喷墨打印原理发展的一种3D打印技术。基于“离散-叠加”的成形原理，先控制液态金属生成均匀微滴，然后通过基板的运动使微滴沉积在基板的特定位置，实现逐点、逐层地堆积形成复杂的三维实体结构。该技术具有工艺流程简单、生产成本低和成形件致密度高、力学性能好等优点，在微小金属零件快速成形、柔性电路打印、微电子封装等领域都具有广阔的应用前景，尤其在特种系统中微小零部件的维修和更换，以及结构复杂、材料利用率低或小批量的零部件制造等方面具有明显的应用优势。现有的非金属材料微滴喷射技术已经较为成熟，但金属材料熔点高、粘性和表面张力大等特性，使得现有的非金属材料喷射装置及控制方法很难直接用于金属材料的喷射和沉积成形。现有的气动式按需喷射装置由于需要在高温条件下进行，使得许多低温条件下的密封和调节装置无法正常使用，因此对于装置的密封条件和材料选择提出了更高的要求。为了提高金属微滴喷射增材制造技术中成形件的致密度、降低其表面粗糙度，需要进一步提高实验装置的精确度，对于控制生成参数的调节方式必须做到准确可控，进而能够提高生成尺寸更小且均匀稳定的金属微滴，以提高成形件的质量。目前，在金属微滴喷射增材制造技术中，气动式生成方式由于对密封性要求较高，需要能够密封效果好且调节方便的装置，从而来提高成形件的质量，加快金属微滴喷射增材制造技术的发展。因此，本专利技术提出一种用于微滴喷射过程中改善密封性能的喷嘴气压调节装置。专利
技术实现思路
针对
技术介绍
中的问题，本专利技术提供了一种用于微滴喷射过程中改善密封性能的喷嘴气压调节装置，该装置可以完成气动装置喷射时提高密封性且能够方便调节出口压力的功能，对于实际生产中克服高温气体压力调节困难等问题具有重要意义，装置操作简单，使用范围广，具有较高的科研应用价值，其采用的技术方案如下：本专利技术所采用的技术方案为一种用于微滴喷射过程中改善密封性能的喷嘴气压调节装置，包括喷嘴装置、供气装置两大部分，喷嘴装置包括下密封道(7)、传感器腔体(8)、下定位孔(9)、喷腔(10)、石墨坩埚(11)和喷孔(12)；供气装置为上部供气盖(13)，上部供气盖(13)包括进气口(1)、调节螺杆(2)、出气口(3)、上定位孔(4)、传感器螺纹孔(5)和上密封道(6)。石墨坩埚(11)通过螺栓连接将四个上定位孔(4)和上部供气盖(13)上的四个下定位孔(9)固定，上密封道(6)设置在上部供气盖(13)的内壁，下密封道(7)设置在上部供气盖(13)的内壁；上密封道(6)与下密封道(7)相对应。石墨坩埚(11)与上部供气盖(13)连接面之间的上密封道(6)与下密封道(7)注入耐高温密封胶；喷腔(10)设置在石墨坩埚(11)的中间，喷腔(10)的断面为锥形结构，喷腔(10)与进气口(1)相对；喷孔(12)位于石墨坩埚(11)的底部凸台中心。石墨坩埚(11)的内部设有单独的传感器腔体(8)，传感器腔体(8)中用于放置温度传感器。上部供气盖(13)设有传感器螺纹孔(5)用于固定温度传感器。进气口(1)用于连接进气管并与出气口(3)连通，出气口(3)与调节螺杆(2)相配合，实现出气量的大小调节。工作过程中，由上部进气口对喷腔(10)内的液态高温金属施加气压脉冲，下部喷孔(12)出口处液体被挤压克服表面张力等因素形成金属微滴，完成喷射过程。同时，出气口(3)与调节螺杆(2)配合，来调节出气量大小，能够满足不同实验条件下的压力调节。上部设有传感器接入口(5)能够及时观测喷腔(10)内的温度变化。在金属微滴喷射增材制造中，高温条件下对气动装置的密封性和材料性能提出更高的要求，该按需喷射装置通过简单高效的耐高温密封胶密封方式和耐高温的气压调节装置，来实现微滴稳定喷射的效果，有效提高了成型精度，能够满足不同条件下的工作要求。与现有技术相比较，本专利技术具有如下有益效果。1、该专利技术设计合理、结构简单、便于加工和安装，有助于提高整个装置的使用寿命和喷射效果。2、装置能够解决高温条件下存在的密封性差等问题，合理的结构设计既保证了密封性，又操作简单，便于装置的使用。3、喷嘴结构通过螺栓和密封胶与供气装置连接，设计的结构便于更换，可以有效避免装置堵塞等问题，便于维修。4、本装置前期已经验证腔体内部结构对气压脉冲的变化影响较大，因此本装置内置温度传感器将放置于特定的传感器腔体内，减少了熔融金属腔体内的气压波动，避免了液滴喷出后的偏斜现象。5、出气口增加的调节螺杆，可以承受高温环境下的气压调节工作，提高使用寿命。附图说明图1是本专利技术整体的结构示意图。图2是本专利技术的供气装置示意图。图3是本专利技术的喷嘴装置示意图。图4是本专利技术的喷孔局部示意图。图中：1.进气口2.调节螺杆3.出气口4.上定位孔5.传感器螺纹孔6.上密封道7.下密封道8.传感器腔体9.下定位孔10.喷腔11.坩埚12.喷孔13供气盖。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。a)由于需要保证腔体内部的气压稳定，因此对密封性有很高的要求，同时要满足在高温条件下工作，所以采用螺栓紧固和密封胶相配合的方式进行密封。b)为减小气动喷头工作过程中的能量耗散，保证气压作用于熔融金属液面的稳定性，所加工的喷嘴(7)锥角要小于90°，长径比为1。c)为保证气动喷头(5)和喷嘴(7)的使用寿命，材料均为耐高温的不锈钢和石墨坩埚加工而成。d)为提高气动喷头(5)喷射效果，喷腔(10)的腔体体积设置为直径20mm，高度50mm的圆柱腔体，腔体的体积大小能够便于气压集中，提高喷射效率。e)该装置喷嘴喷腔内部设有直径为6毫米的温度传感器专有的孔道，既能接触被测量的熔融的金属，又不影响腔体内部的压力变化，从而能够促进液滴的生成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够改善密封性能的喷嘴气压调节装置，其特征在于：包括喷嘴装置、供气装置两大部分，喷嘴装置包括下密封道(7)、传感器腔体(8)、下定位孔(9)、喷腔(10)、石墨坩埚(11)和喷孔(12)；供气装置为上部供气盖(13)，上部供气盖(13)包括进气口(1)、调节螺杆(2)、出气口(3)、上定位孔(4)、传感器螺纹孔(5)和上密封道(6)；石墨坩埚(11)通过螺栓连接将四个上定位孔(4)和上部供气盖(13)上的四个下定位孔(9)固定，上密封道(6)设置在上部供气盖(13)的内壁，下密封道(7)设置在上部供气盖(13)的内壁；上密封道(6)与下密封道(7)相对应；石墨坩埚(11)与上部供气盖(13)连接面之间的上密封道(6)与下密封道(7)注入耐高温密封胶；喷腔(10)设置在石墨坩埚(11)的中间，喷腔(10)的断面为锥形结构，喷腔(10)与进气口(1)相对；喷孔(12)位于石墨坩埚(11)的底部凸台中心；石墨坩埚(11)的内部设有单独的传感器腔体(8)，传感器腔体(8)中用于放置温度传感器；上部供气盖(13)设有传感器螺纹孔(5)用于固定温度传感器；进气口(1)用于连接进气管并与出气口(3)连通，出气口(3)与调节螺杆(2)相配合，实现出气量的大小调节。...

【技术特征摘要】
1.一种能够改善密封性能的喷嘴气压调节装置，其特征在于：包括喷嘴装置、供气装置两大部分，喷嘴装置包括下密封道(7)、传感器腔体(8)、下定位孔(9)、喷腔(10)、石墨坩埚(11)和喷孔(12)；供气装置为上部供气盖(13)，上部供气盖(13)包括进气口(1)、调节螺杆(2)、出气口(3)、上定位孔(4)、传感器螺纹孔(5)和上密封道(6)；石墨坩埚(11)通过螺栓连接将四个上定位孔(4)和上部供气盖(13)上的四个下定位孔(9)固定，上密封道(6)设置在上部供气盖(13)的内壁，下密封道(7)设置在上部供气盖(13)的内壁；上密封道(6)与下密封道(7)相对应；石墨坩埚(11)与上部供气盖(13)连接面之间的上密封道(6)与下密封道(7)注入耐高温密封胶；喷腔(10)设置在石墨坩埚(11)的中间，喷腔(10)的断面为锥形结构，喷腔(10)与进气口(1)相对；喷孔(12)位于石墨坩埚(11)的底部凸台中心；石墨坩埚(11)的内部设有单独的传感器腔体(8)，传感器腔体(8)中用于放置温度传感器；上部供气盖(13)设有传感器螺纹孔(5)用于固定温度传感器；进气口(1)用于连接进气管并与出气口(3)连通，出气口(3)与调节螺杆(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘赵淼，钟希祥，逄燕，徐元迪，任彦霖，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11