[实用新型]环式分布六喷嘴气体冷却装置

说明书

本实用新型涉及一种对悬浮无容器处理过程中的液态金属进行气体冷却的环式分布六喷嘴气体冷却装置。

液态金属的悬浮无容器处理是研制新型金属材料的高新技术之一，也是从事空间材料科学地面模拟研究的重要科学方法。对自由悬浮状态下的液态金属进行冷却以实现温度控制并使其快速凝固是一个至今尚没有彻底解决的关键问题。目前，国内外采用的方法有三喷嘴或四喷嘴冷却技术。但是，现有技术一是因气流喷射对称性欠佳，经常导致悬浮失稳，二是气体冷却效果不太理想。

本实用新型的目的是，提供一种气流喷射对称性和冷却效果均十分理想的液氮制冷环式分布六喷嘴气体冷却装置。

本实用新型的技术解决方案是，在环形分流管上均匀分布六个喷气管和一个进气管，进气管的另一端通过接口法兰与贮气包连接，由铜管绕成螺旋状的气体制冷管圈将由气源来的气体在液氮制冷容器中制冷后，经贮气包从六个喷嘴中均匀喷出。

本实用新型的优点是，由于六个喷嘴均匀地分布在环形分流管上，使得喷向被冷却物体上的气体均匀，在超高真空室中对悬浮无容器处理过程中的液态金属冷却时不会破坏其悬浮稳定性。它适用于液态金属在无容器状态下的深过冷和快速凝固研究以及由此进行的材料加工制备过程。

图1给出了本实用新型的结构示意图。

本实用新型主要包括环流管1，六个管喷嘴10，接口法兰2，贮气包3，真空泵4，液氮制冷容器5，气体制冷管圈6，气源7，熔炼线圈8和液态金属试样9。

在环形分流管1上对称分布着六个管喷嘴10，同时焊接了一个进气管11，进气管11的另一端与接口法兰2连接，接口法兰2的另一端用管路与贮气包3相接，贮气包3还与真空泵4和制冷管圈6连接，制冷管圈6安放在制冷容器5内并与气源7接通。为了在真空室内使用，在分流管的上方对称焊接了四个安装吊耳12。

当本实用新型用在真空室中对悬浮无容器处理过程中的液态金属进行气体冷却时，将安装吊耳12固定在真空室的顶部，接口法兰2与真空室气窗外的贮气包3接通，真空泵4用于对接口法兰2至气源的管路抽真空；从气源7输出的气体(Ar、He、H₂等)流经制冷管圈6时受到液氮的强烈冷却，再通过接口法兰2进入进气管11和环形分流管1，最后经六个对称分布的管式喷嘴10均匀地喷向自由悬浮在熔炼线圈8中的液态金属试样9使其冷却。