[发明专利]一种用于微喷射打印的超音速喷嘴

权利要求书

1.一种用于微喷射打印的超音速喷嘴，它主要包括拉伐尔喷管（1）、锁紧块（2）、气室体（3）、压力探头接口（3-1）、气源入口（3-2）、温度探头接口（3-3）、U型塞（4）、送粉管（5）、紧固螺栓（6）、环形栅网（7），拉伐尔喷管（1）和气室体（3）通过锁紧块（2）连接成轴对称整体，并利用紧固螺栓（6）固定，气室体（3）的前端上、下对称分布有压力探头接口（3-1）、温度探头接口（3-3），气室体（3）末端对称斜插有多个气源入口（3-2），尾部通过U型塞（4）安装有同轴送粉管（5），在拉伐尔喷管（1）和气室体（3）的接触点设置有环形栅网（7），高压气体和粉体在拉伐尔喷管（1）内汇聚并喷出。

2.根据权利要求1所述的用于微喷射打印的超音速喷嘴，其特征在于：所述的拉伐尔喷管（1）整体内流道为规整的流线型，其头部设置有半椭圆形的收敛段（1-1），收敛段（1-1）后设置有喉部（1-2），喉部（1-2）与发散段（1-3）连接，发散段（1-3）与平直段（1-4）连接，平直段（1-4）后设置有微收敛段（1-5）。

3.根据权利要求2所述的用于微喷射打印的超音速喷嘴，其特征在于：平直段（1-4）的长度大于微收敛段（1-5）大于发散段（1-3）大于收敛段（1-1）；其中，平直段（1-4）的长度为30-80mm，微收敛段（1-5）的长度为10-30mm，发散段（1-3）的长度为10-26mm，收敛段（1-1）的长度为10-24mm。

4.根据权利要求2所述的用于微喷射打印的超音速喷嘴，其特征在于：平直段（1-4）的长度为50mm，微收敛段（1-5）的长度为15.5mm，发散段（1-3）的长度为12.4mm，收敛段（1-1）的长度为11.7mm。

5.根据权利要求2所述的用于微喷射打印的超音速喷嘴，其特征在于：平直段（1-4）的直径大于收敛段（1-1）大于微收敛段（1-5）大于喉部（1-2）；其中，平直段（1-4）的直径为5-20mm，收敛段（1-1）的直径为8-15mm，微收敛段（1-5）的直径为2.6-10mm，喉部（1-2）的直径为1.5-3.5mm。

6.根据权利要求2所述的用于微喷射打印的超音速喷嘴，其特征在于：平直段（1-4）的直径为10mm，收敛段（1-1）的直径为8mm，微收敛段（1-5）的直径为6mm，喉部（1-2）的直径为3mm。

7.根据权利要求2所述的用于微喷射打印的超音速喷嘴，其特征在于：收敛段（1-1）至喉部的收敛角度为60°，微收敛段（1-5）末端的收敛角度为3°-10°。

8.根据权利要求1所述的用于微喷射打印的超音速喷嘴，其特征在于：拉伐尔喷管（1）的膨胀比为3-13.2，所述的膨胀比为微收敛段（1-5）的截面积比喉部（1-2）的截面积为3～13.2，在该膨胀比的条件下，工作气体和粉体自收敛段（1-1）、喉部（1-2）、发散段（1-3）、平直段（1-4）、微收敛段（1-5）喷出的最大速度范围为356-1400m/s；其中，工作气体和粉体自微收敛段（1-5）的速度大于平直段（1-4）大于发散段（1-3）大于喉部（1-2）大于收敛段（1-1）。

9.根据权利要求1所述的用于微喷射打印的超音速喷嘴，其特征在于：所述的气源入口（3-2）对称式斜插入气室体（3）后端，数量为2～4个。

10.根据权利要求1所述的用于微喷射打印的超音速喷嘴，其特征在于：环形栅网（7）内部设置有送粉管通孔（7-1）和气体通孔（7-2），其中送粉管通孔（7-1）设置于环形栅网（7）中央，送粉管通孔（7-1）周围至少设置有4个气体通孔（7-2）。