一种电弧激发超声波的等离子体雾化装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电弧激发超声波的等离子体雾化装置，所述电弧激发超声波的等离子体雾化装置包括大电流直流电源、高频干扰信号系统、等离子发生器和两组送丝机构，所述大电流直流电源与所述高频干扰信号系统耦合后与所述等离子发生器电连接，所述等离子发生器的喷口的正下方的两侧对称设置有两组所述送丝机构；具有提高细粉收得率和生产效率等优点。具有提高细粉收得率和生产效率等优点。具有提高细粉收得率和生产效率等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种电弧激发超声波的等离子体雾化装置


[0001]本专利技术涉及3D增材制造
，尤其涉及一种电弧激发超声波的等离子体雾化装置。

技术介绍

[0002]金属粉末被广泛用于增材制造等先进制造行业，其球形度、粒度分布等特征对制造产品性能有显著影响。通常要求金属粉末粒度在106μm以下，高精度的制造行业甚至要求45μm的粒度，同时要求粉末具有高流动性、低杂质含量等特性。
[0003]等离子体熔丝雾化法（PA）利用高温高速等离子体射流的热能将金属丝材熔融，随后利用射流的机械能将熔融金属破碎、雾化。最终金属小液滴在下落过程中由于表面张力的作用冷凝成球形颗粒，整个生产过程全在惰气氛围下进行。所产粉末具有粒径分布集中、流动性好、纯净度高等优点。但等离子体熔丝雾化法对比等离子旋转电极雾化法具有更高的孔隙率，对比气雾化法生产速度慢、耗能高，同时细粉收得率仅有40%左右，成本昂贵，因此难以支撑大规模的工业生产应用。
[0004]超声雾化已在空气加湿器、医用、表面涂层、喷油燃烧器等领域得到了广泛的应用，是通过超声波（20KHz以上）机械震动液体，使得液体雾化形成纳米级的小液滴的技术。原理主要存在两种解释：一种是表面张力波理论，指在超声波的作用下，气液界面处出现不稳定的表面张力波，当表面张力波大到一定值时，在波峰处的小液滴脱离形成小雾滴；第二种是微激波理论，液体由于超声波震动形成空化泡，气泡在超声波纵向传播形成的交替正负压强下不断受到压缩和拉伸，直至崩溃的一瞬间产生巨大的瞬时冲击力，使液体破碎形成小雾滴。超声波频率在一定值以上时，起主导作用的是表面张力波；超声波频率小于一定值时，表面张力波和微激波同时对雾化过程发生作用。从原理上来说，超声雾化在制备金属粉体过程中也能发挥作用，但是只适用于低熔点的金属和合金。
[0005]电弧等离子体射流包含大量的电子和离子，这些粒子是产生振动的物质基础。当粒子受到外加能量的扰动，其运动状态发生改变，引起周围的质点偏离其平衡位置，并将其机械振动由近及远地传播，形成声波。这一过程是电能转化成机械能，再由机械能变成声能的过程，因此等离子体射流也可视作一种超声波换能器，即超声波发射源。等离子体的本征频率为103MHz～104MHz，它反映了等离子体振荡所能响应的最高频率。等离子体超声波的频率范围取决于内部粒子的最小响应时间，当激励频率为20kHz～500kHz时，粒子的响应速率能够保证。
[0006]综上，结合等离子体雾化技术与超声雾化技术，使等离子体受激励产生的超声波作用于金属丝材，以提高雾化效率，减小粉末粒径的做法具备理论可行性。
[0007]所以提供一种电弧激发超声波的等离子体雾化装置完成上述装置。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题在于，等离子体熔丝雾化法存在高的孔隙率、生产速
度慢、耗能高，同时细粉收得率仅有40%左右，成本昂贵，难以支撑大规模的工业生产应用等问题，所以提供一种电弧激发超声波的等离子体雾化装置，所述电弧激发超声波的等离子体雾化装置包括：大电流直流电源、高频干扰信号系统、等离子发生器和两组送丝机构，所述大电流直流电源与所述高频干扰信号系统耦合后与所述等离子发生器电连接，所述等离子发生器的喷口的正下方的两侧对称设置有两组所述送丝机构。
[0009]进一步地，所述大电流直流电源与所述高频干扰信号系统并联耦合，并联耦合较串联耦合控制精度高。
[0010]进一步地，所述大电流直流电源与所述高频干扰信号系统串联耦合，串联耦合较并联耦合简单、安全。
[0011]进一步地，所述送丝机构包括送丝盘、送丝机、丝材校直机和刚玉管套所述送丝盘、送丝机、丝材校直机和刚玉管套从外向所述等离子发生器的喷口方向依次设置，所述刚玉套管沿丝材的输送方向设置且固定在所述电弧激发超声波的等离子体雾化装置的壳体上。
[0012]进一步地，所述送丝机用于控制丝材的输送速度。
[0013]进一步地，所述丝材校直机用于将丝材进行校直。
[0014]进一步地，所述刚玉管套用于避免经校直后的丝材弯曲。
[0015]进一步地，所述高频干扰信号系统包括工频电源、变频器、高频变压器、整流桥和第一电阻，所述变频器的输入端与所述工频电源电连接，输出端与所述高频变压器电连接，所述高频变压器的输出端与所述整流桥电连接，所述整流桥与所述第一电阻电连接。
[0016]进一步地，还包括电压表，所述电压表用于测量所述整流桥两个输出端之间的电压。
[0017]进一步地，还包括电流表，所述电流表串联在所述第一电阻的输出端。
[0018]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：1.由于液态金属介质具有较大的粘滞性，对超声波有较强的吸收能力，因此在等离子体射流作用于金属丝材的加热区域，超声波不断被液态金属吸收而转变成热量，从而提高了液态金属的过热度，有利于提高制得粉体的球形度。
[0019]2.在超声波的作用下，液态金属界面处会出现不稳定的表面张力波，比起单一依靠等离子体射流的机械能来破碎液态金属，雾化效率和破碎程度更高，能提高细粉收得率和生产效率。
[0020]3.利用等离子体射流本身产生超声波，免去在雾化设备里另外设计超声波源，简化了设备。
[0021]4.在原有等离子体熔丝雾化的工艺参数的基础上，增加高频干扰信号参数作为控制量，能够更加准确地控制所得产物的粒径、球形度等特性。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的结构图；图2 是本专利技术的电路连接图；图3是本专利技术的高频干扰信号系统的电路图。
[0023]具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
实施例
[0025]请参阅说明书附图1
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3，本实施例中所要解决的技术问题在于，等离子体熔丝雾化法存在高的孔隙率、生产速度慢、耗能高，同时细粉收得率仅有40%左右，成本昂贵，难以支撑大规模的工业生产应用等问题，所以提供一种电弧激发超声波的等离子体雾化装置，所述电弧激发超声波的等离子体雾化装置包括：大电流直流电源、高频干扰信号系统、等离子发生器和两组送丝机构，大电流直流电源与高频干扰信号系统耦合后与等离子发生器电连接，等离子发生器的喷口的正下方的两侧对称设置有两组送丝机构。
[0026]参考说明书附图1，本实施例的电路部分包含等离子体发生器1、高频干扰信号系统2和大电流直流电源3。将高频干扰信号系统2通过并联方式耦合进大电流直流电源3，并分别进行电隔离以保证电路安全。启动大电流直流电源3，设置输出电流恒定为I1，范围200 A~300 A。待等离子体射流发射稳定后，输出电压U1在一定范围内波动（U
A
~U
B
），然后启动高频干扰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电弧激发超声波的等离子体雾化装置，其特征在于，包括大电流直流电源、高频干扰信号系统、等离子发生器和两组送丝机构，所述大电流直流电源与所述高频干扰信号系统耦合后与所述等离子发生器电连接，所述等离子发生器的喷口的正下方的两侧对称设置有两组所述送丝机构。2.根据权利要求1所述的电弧激发超声波的等离子体雾化装置，其特征在于，所述大电流直流电源与所述高频干扰信号系统并联耦合。3.根据权利要求1所述的电弧激发超声波的等离子体雾化装置，其特征在于，所述大电流直流电源与所述高频干扰信号系统串联耦合。4.根据权利要求2或3任意一项所述的电弧激发超声波的等离子体雾化装置，其特征在于，所述送丝机构包括送丝盘、送丝机、丝材校直机和刚玉管套所述送丝盘、送丝机、丝材校直机和刚玉管套从外向所述等离子发生器的喷口方向依次设置，所述刚玉套管沿丝材的输送方向设置且固定在所述电弧激发超声波的等离子体雾化装置的壳体上。5.根据权利要求4所述的电弧激发超声波...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹德标，范晨颖，李要建，孙钟华，钟雷，裴思鲁，
申请(专利权)人：江苏天楹环保能源成套设备有限公司中国天楹股份有限公司，
类型：发明
国别省市：