CN114905047B - 一种3d打印金属粉末雾化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种3D打印金属粉末雾化装置，包括沉降筒、中心排气管、开设在中心排气管上且位于沉降筒上部内的贯穿腔、安装在贯穿腔内并沿着沉降筒的径向方向水平设置的雾化喷射器、与雾化喷射器设置方向垂直设置并与沉降筒上部内腔切向连通的冷却进气管、与沉降筒下端连通的收集箱；本发明通过设有下部呈锥形筒状的沉降筒、与沉降筒切向连通、设置在中心排气管的贯穿腔内的雾化喷射器，使用冷却气流与金属液滴充分的混合接触然后在沉降筒内形成旋流带动金属粉末进行高效的沉降；提高了金属粉末冷却成型和收集的效率。

Description

一种3D打印金属粉末雾化装置

技术领域

本发明涉及3D打印领域，更具体地说，涉及一种3D打印金属粉末雾化装置。

背景技术

雾化性金属粉末是利用高速高压气流、高速旋转离心力作用或其他机械方式使熔融金属流急速冲击分离冷凝制成的微小颗粒。

传统的喷射器将金属液滴喷射到雾化箱内进行收集，金属液滴温度较高，金属液滴容易发生相互粘连或者容易粘连在雾化箱内壁，不利于金属粉末的收集。

发明内容

要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种3D打印金属粉末雾化装置，可以实现金属粉末的快速冷却和旋风沉降收集。

技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种3D打印金属粉末雾化装置，包括：

上部呈圆柱筒状且下部呈锥形筒状的沉降筒、位于沉降筒中心轴线位置并贯穿沉降筒顶板的中心排气管、开设在中心排气管上且位于沉降筒上部内的贯穿腔、安装在贯穿腔内并沿着沉降筒的径向方向水平设置的雾化喷射器、与雾化喷射器设置方向垂直设置并与沉降筒上部内腔切向连通的冷却进气管、与沉降筒下端连通的收集箱；雾化喷射器包括文丘里管，文丘里管包括一体成型且依次连通的压缩筒、混合筒和扩散筒，压缩筒末端水平连通有金属熔液注入管，压缩筒上端连通有第一高压气管；混合筒上端连通有第二高压气管。

作为本发明进一步的方案：中心排气管下端设有排气防尘罩组件，排气防尘罩组件包括与中心排气管连通的且下端面呈弧形网状面的上阻挡罩、与上阻挡罩通过连接杆固定连接且呈向上凸起的半球形网板状的下阻挡罩。

作为本发明进一步的方案：冷却进气管外端连通有涡流管，涡流管包括与外部高压气流连通的涡流筒、与涡流筒连通且与冷却进气管连通的冷管以及与涡流筒连通且与外部大气连通的热管。

作为本发明进一步的方案：收集箱内嵌套有可拆卸连接的且上端开口的抽屉斗。

作为本发明进一步的方案：雾化喷射器的喷射口与冷却进气管的进气口位于同一高度且位于中心排气管的同一侧。

作为本发明进一步的方案：文丘里管通过螺丝安装座与贯穿腔底板固定连接，金属熔液注入管、第一高压气管和第二高压气管均呈L型且上端贯穿延伸至沉降筒顶板的上方。

作为本发明进一步的方案：中心排气管位于贯穿腔位置处设有位于贯穿腔两侧且连通中心排气管上部腔体和下部腔体的异型连通腔。

作为本发明进一步的方案：上阻挡罩包括呈锥形筒状的上部和呈空心半球状的下部，上阻挡罩的上部从沉降筒的上部延伸至下部内。

作为本发明进一步的方案：下阻挡罩在水平面的投影面积小于上阻挡罩在水平面的投影面积。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本发明通过设有下部呈锥形筒状的沉降筒、与沉降筒切向连通、设置在中心排气管的贯穿腔内的雾化喷射器，使用冷却气流与金属液滴充分的混合接触然后在沉降筒内形成旋流带动金属粉末进行高效的沉降；提高了金属粉末冷却成型和收集的效率。

（2）本发明通过设有包括压缩筒、混合筒和扩散筒的文丘里管与压缩筒连通的第一高压气管与混合筒连通的第二高压气管，对金属熔液进行压缩并且进行两次碰撞，提高金属液滴的分散度和生成数量，便于后续冷却气体与金属液滴充分的接触。

（3）本发明通过设有下端面为弧形网状面的上阻挡罩以及呈半球形网状板的下阻挡罩，使得上排回流中心排气管的旋流中裹挟的金属粉末被高效的截留同时回流的旋流对上阻挡罩和下阻挡罩的网孔进行清理，同时呈弧形的面和向上凸起的半球形网状板便于被截留的粉末向两侧移动实现循环沉降，保证旋流上排的速率。

（4）本发明通过设有收集箱和抽屉斗，便于拿取金属粉末。

附图说明

图1为本发明的前侧视角的立体结构示意图；

图2为本发明的后侧视角的立体结构示意图；

图3为本发明中沉降筒的内部结构示意图；

图4为本发明中中心排气管的内部结构示意图；

图5为本发明的横向剖视结构示意图；

图6为本发明中雾化喷射器的立体结构示意图；

图7为图5中A处的放大结构示意图；

图8为本发明中中心排气管的立体结构示意图；

图9为本发明中上阻挡罩和下阻挡罩的仰视结构示意图；

图10为本发明中涡流管的剖视结构示意图。

图中标号说明：1、沉降筒；2、中心排气管；201、贯穿腔；3、雾化喷射器；4、冷却进气管；5、文丘里管；501、压缩筒；502、混合筒；503、扩散筒；6、金属熔液注入管；7、第一高压气管；8、第二高压气管；9、上阻挡罩；10、下阻挡罩；11、连接杆；12、涡流管；1201、涡流筒；1202、冷管；1203、热管；13、收集箱；14、抽屉斗。

具体实施方式

请参阅图1-图7，在本发明的一个实施例中，一种3D打印金属粉末雾化装置，包括：上部呈圆柱筒状且下部呈锥形筒状的沉降筒1、位于沉降筒1中心轴线位置并贯穿沉降筒1顶板的中心排气管2、开设在中心排气管2上且位于沉降筒1上部内的贯穿腔201、安装在贯穿腔201内并沿着沉降筒1的径向方向水平设置的雾化喷射器3、与雾化喷射器3设置方向垂直设置并与沉降筒1上部内腔切向连通的冷却进气管4、与沉降筒1下端连通的收集箱13。

请参阅图6和图7，雾化喷射器3包括文丘里管5，文丘里管5包括一体成型且依次连通的压缩筒501、混合筒502和扩散筒503，压缩筒501末端水平连通有金属熔液注入管6，压缩筒501上端连通有第一高压气管7；混合筒502上端连通有第二高压气管8。

具体的，第一高压气管7将高压气体通入到压缩筒501内与金属熔液进行第一次碰撞并在压缩筒501内混合压缩，然后进入到内径变小的混合筒502内，第二高压气管8注入到气流与混合筒502内金属熔液进行二次碰撞，然后金属熔液进入到扩散筒503内进行快速的分散形成金属液滴，在文丘里管5的压缩和两次碰撞，使得金属熔液更好的形成分散度较高的金属液滴，便于冷却气体与金属液滴充分的接触。

文丘里管5通过螺丝安装座与贯穿腔201底板固定连接，金属熔液注入管6、第一高压气管7和第二高压气管8均呈L型且上端贯穿延伸至沉降筒1顶板的上方。

具体的，从雾化喷射器3喷出的金属液滴喷入到沉降筒1内，同时，外部气体通过冷却进气管4切向进入到沉降筒1内，冷却气体与金属液滴进行垂直接触，对空中的金属液滴进行快速的冷却使其成为粉末颗粒，然后，冷却气体并带动金属粉末在沉降筒1和中心排气管2的作用下内形成旋流，带动金属粉末进行旋流沉降；使得金属液滴快速冷却成型呈金属粉末并在旋流作用下快速沉降，成型速度快速，收集效率高；

需要说明的是，切向进入沉降筒1的冷却气流在中心排气管2和呈锥形筒状的沉降筒1的作用下形成旋流，并且裹挟的金属粉末沉降后的气体从中心排气管2下部进入到中心排气管2然后排出，实现气流的高效单向流动，保证粉末沉降速率。

请参阅图3，在本实施例中，雾化喷射器3的喷射口与冷却进气管4的进气口位于同一高度且位于中心排气管2的同一侧。

具体的，使得切向进入到冷却气体与喷射的液滴在同一水平面上垂直接触，使得冷却气体与金属液滴接触更加充分，同时，便于带动金属粉末形成旋流，进一步的加速沉降。

在本实施例中，中心排气管2位于贯穿腔201位置处设有位于贯穿腔201两侧且连通中心排气管2上部腔体和下部腔体的异型连通腔。

具体的，保证中心排气管2的上下导通，不影响气流的单向流动和沉降筒1内部旋流的形成。

请参阅图5，在本实施例中，收集箱13内嵌套有可拆卸连接的且上端开口的抽屉斗14。

具体的，方便拿取金属粉末，提高出料的便捷性。

请参阅图3-图5和图9，中心排气管2下端设有排气防尘罩组件，排气防尘罩组件包括与中心排气管2连通的且下端面呈弧形网状面的上阻挡罩9与上阻挡罩9通过连接杆11固定连接且呈向上凸起的半球形网板状的下阻挡罩10。

具体的，裹挟有金属粉末的旋流在沉降筒1下部与金属粉末脱离后形成向上的旋流，旋流依次通过下阻挡罩10和上阻挡罩9进入到中心排气管2内，下阻挡罩10和上阻挡罩9有效的阻止金属粉末进入到中心排气管，同时，下阻挡罩10和上阻挡罩9之间腔体有利于被截留的气流中裹挟的金属粉末向两侧移动继续进行沉降，避免了下阻挡罩10和上阻挡罩9的阻塞，利用气流对下阻挡罩10和上阻挡罩9进行清洁，保持气流通过效率，同时利于金属粉末的循环沉降，提高沉降效果。

在本实施例中，上阻挡罩9包括呈锥形筒状的上部和呈空心半球状的下部，上阻挡罩9的上部从沉降筒1的上部延伸至下部内。

具体的，上阻挡罩9的呈锥形筒状的上部与沉降筒1内壁形成环形的沉降通道，加速金属粉末的聚集。

在本实施例中，下阻挡罩10在水平面的投影面积小于上阻挡罩9在水平面的投影面积。

具体的，减小沉降的粉尘与位于上阻挡罩9下方的下阻挡罩10的接触机会，使得上排的气流在上阻挡罩9和下阻挡罩10之间的腔体与下阻挡罩10下方的腔体之间循环流动，加速循环沉降和上阻挡罩9和下阻挡罩10的清理。

请参阅图2和图10，在本发明的又一个实施例中，冷却进气管4外端连通有涡流管12，涡流管12包括与外部高压气流连通的涡流筒1201、与涡流筒1201连通且与冷却进气管4连通的冷管1202以及与涡流筒1201连通且与外部大气连通的热管1203。

具体的，通过高压气体在涡流管内形成低温气流后直接注入到沉降筒1内与金属液滴高效的接触，提高冷却速度。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种3D打印金属粉末雾化装置，其特征在于，包括：上部呈圆柱筒状且下部呈锥形筒状的沉降筒（1）、位于沉降筒（1）中心轴线位置并贯穿沉降筒（1）顶板的中心排气管（2）、开设在中心排气管（2）上且位于沉降筒（1）上部内的贯穿腔（201）、安装在所述贯穿腔（201）内并沿着沉降筒（1）的径向方向水平设置的雾化喷射器（3）、与雾化喷射器（3）设置方向垂直设置并与沉降筒（1）上部内腔切向连通的冷却进气管（4）、与沉降筒（1）下端连通的收集箱（13）；所述雾化喷射器（3）包括文丘里管（5），所述文丘里管（5）包括一体成型且依次连通的压缩筒（501）、混合筒（502）和扩散筒（503），所述压缩筒（501）末端水平连通有金属熔液注入管（6），压缩筒（501）上端连通有第一高压气管（7）；所述混合筒（502）上端连通有第二高压气管（8）；中心排气管（2）下端设有排气防尘罩组件，所述排气防尘罩组件包括与中心排气管（2）连通的且下端面呈弧形网状面的上阻挡罩（9）、与所述上阻挡罩（9）通过连接杆（11）固定连接且呈向上凸起的半球形网板状的下阻挡罩（10）；所述冷却进气管（4）外端连通有涡流管（12），涡流管（12）包括与外部高压气流连通的涡流筒（1201）、与涡流筒（1201）连通且与冷却进气管（4）连通的冷管（1202）以及与涡流筒（1201）连通且与外部大气连通的热管（1203）。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印金属粉末雾化装置，其特征在于，所述收集箱（13）内嵌套有可拆卸连接的且上端开口的抽屉斗（14）。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印金属粉末雾化装置，其特征在于，所述雾化喷射器（3）的喷射口与冷却进气管（4）的进气口位于同一高度且位于中心排气管（2）的同一侧。

4.根据权利要求1所述的一种3D打印金属粉末雾化装置，其特征在于，所述文丘里管（5）通过螺丝安装座与贯穿腔（201）底板固定连接，所述金属熔液注入管（6）、第一高压气管（7）和第二高压气管（8）均呈L型且上端贯穿延伸至沉降筒（1）顶板的上方。

5.根据权利要求1所述的一种3D打印金属粉末雾化装置，其特征在于，所述中心排气管（2）位于贯穿腔（201）位置处设有位于贯穿腔（201）两侧且连通中心排气管（2）上部腔体和下部腔体的异型连通腔。

6.根据权利要求1所述的一种3D打印金属粉末雾化装置，其特征在于，所述上阻挡罩（9）包括呈锥形筒状的上部和呈空心半球状的下部，上阻挡罩（9）的上部从沉降筒（1）的上部延伸至下部内。

7.根据权利要求1所述的一种3D打印金属粉末雾化装置，其特征在于，所述下阻挡罩（10）在水平面的投影面积小于上阻挡罩（9）在水平面的投影面积。

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