專利名稱：聚焦紫外光和納米顆粒膠體射流耦合噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及紫外光束與納米顆粒膠體射流束耦合加工技術(shù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，納米膠體射流適宜于加工脆硬材料的超光滑復(fù)雜曲面及自由曲面元件，但存在加工效率低的缺點。如果在膠體射流加工中弓I入紫外光的光化學作用，可大幅提高膠體射流中納米顆粒與エ件表面的化學反應(yīng)幾率，從而提高其去除率，實現(xiàn)超光滑表面的高效制造，具有廣泛的應(yīng)用性。 作為紫外光誘導(dǎo)納米顆粒膠體射流加工的關(guān)鍵部件之ー的噴嘴，其作用是將一定速度的納米顆粒膠體射流束與聚焦紫外光束耦合，形成紫外光耦合納米顆粒膠體射流束，并將其導(dǎo)向反應(yīng)室中的エ件，使納米顆粒與エ件表面發(fā)生界面化學反應(yīng)。在先技術(shù)中水導(dǎo)激光的噴嘴，由于高壓水射流的通道與鏡面窗ロ在同一腔，將其應(yīng)用于紫外光與納米顆粒膠體耦合，納米顆?？赡軙接诰鄞哎礴R表面，因而影響紫外光的通過。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種聚焦紫外光和納米顆粒膠體射流耦合噴嘴。本實用新型是聚焦紫外光和納米顆粒膠體射流耦合噴嘴，有ー個內(nèi)部開設(shè)有圓錐孔的外環(huán)構(gòu)件1，中環(huán)構(gòu)件4的上部為圓柱狀，下端為圓錐面，中環(huán)構(gòu)件4的圓錐面與外環(huán)構(gòu)件I的圓錐孔的內(nèi)壁形成中環(huán)通道5，在外環(huán)構(gòu)件I上開設(shè)有膠體導(dǎo)入孔2，膠體導(dǎo)入孔2與中環(huán)通道5相通，在中環(huán)構(gòu)件4內(nèi)開設(shè)有紫外光束導(dǎo)送腔9，紫外光束導(dǎo)送腔9的上部對應(yīng)中環(huán)構(gòu)件4的圓柱狀的位置開設(shè)圓孔，紫外光束導(dǎo)送腔9對應(yīng)中環(huán)構(gòu)件4的圓錐面的位置開設(shè)圓錐孔，聚光鏡調(diào)節(jié)旋鈕8安裝在紫外光束導(dǎo)送腔9的圓孔中，聚光鏡7安裝在聚光鏡調(diào)節(jié)旋鈕8的下端，中環(huán)通道5與紫外光束導(dǎo)送腔9的下端交匯處形成光-液耦合腔，連通外環(huán)構(gòu)件I下端的噴嘴ロ 12。本實用新型的有益之處是能夠使紫外光束及納米顆粒膠體射流束進行充分耦合且集束效果良好。

圖I是本實用新型的過聚光鏡調(diào)節(jié)旋鈕8的軸心線00'的剖面圖，圖2是其外觀圖。
具體實施方式
如圖I、圖2所示，本實用新型是聚焦紫外光和納米顆粒膠體射流耦合噴嘴，有一個內(nèi)部開設(shè)有圓錐孔的外環(huán)構(gòu)件1，中環(huán)構(gòu)件4的上部為圓柱狀，下端為圓錐面，中環(huán)構(gòu)件4的圓錐面與外環(huán)構(gòu)件I的圓錐孔的內(nèi)壁形成中環(huán)通道5，在外環(huán)構(gòu)件I上開設(shè)有膠體導(dǎo)入孔2，膠體導(dǎo)入孔2與中環(huán)通道5相通，在中環(huán)構(gòu)件4內(nèi)開設(shè)有紫外光束導(dǎo)送腔9，紫外光束導(dǎo)送腔9的上部對應(yīng)中環(huán)構(gòu)件4的圓柱狀的位置開設(shè)圓孔，紫外光束導(dǎo)送腔9對應(yīng)中環(huán)構(gòu)件4的圓錐面的位置開設(shè)圓錐孔，聚光鏡調(diào)節(jié)旋鈕8安裝在紫外光束導(dǎo)送腔9的圓孔中，聚光鏡7安裝在聚光鏡調(diào)節(jié)旋鈕8的下端，中環(huán)通道5與紫外光束導(dǎo)送腔9的下端交匯處形成光-液耦合腔，連通外環(huán)構(gòu)件I下端的噴嘴ロ 12。密封墊片6被安置在中環(huán)構(gòu)件4與外環(huán)構(gòu)件I的連接處，起到密封的作用。如圖I所示，外環(huán)構(gòu)件I、中環(huán)構(gòu)件4、聚光鏡調(diào)節(jié)旋鈕8之間分別通過螺紋連接和緊固。外環(huán)構(gòu)件I的圓錐孔的錐角大于中環(huán)構(gòu)件4的圓錐面的錐角。聚光鏡7的安裝位置位于紫外光束導(dǎo)送腔9內(nèi)的圓孔與圓錐孔的接合處。中環(huán)構(gòu)件4下端圓錐面的母線與聚光鏡調(diào)節(jié)旋鈕8的軸心線00'的夾角為5° 40°。納米顆粒膠體3經(jīng)由中環(huán)通道5被輸送到光-液耦合腔11內(nèi)，平行紫外光束經(jīng)由紫外光束導(dǎo)送腔9導(dǎo)送后經(jīng)聚焦鏡7聚焦后由聚焦紫外光導(dǎo)出ロ 10導(dǎo)送進入光-液耦合腔11內(nèi)，在光-液耦合腔11內(nèi)納米顆粒膠體與聚焦紫外光束充分耦合后經(jīng)由噴嘴ロ 12噴射而出，實現(xiàn)對エ件材料的超光滑表面加工。 聚焦鏡7應(yīng)兩面均應(yīng)具有抗反射涂層。優(yōu)先選用的光學材料是高純石英玻璃以及光學材料BK7，也可用硼硅酸類耐熱玻璃材料(Pyrex)。外環(huán)構(gòu)件及中環(huán)構(gòu)件可由各種材料制成，優(yōu)先選用鋁合金和不銹鋼鋼等具有耐腐蝕性的材料，可防止納米顆粒膠體對噴嘴材料本體的腐蝕，延長其使用壽命。中環(huán)構(gòu)件4的內(nèi)側(cè)錐孔要求具有低的表面粗糙度，推薦其表面粗糙度為Ra值為0. Iiim左右，該表面應(yīng)涂覆反射涂層。聚焦紫外光導(dǎo)出口 10的直徑應(yīng)小于噴嘴ロ 12直徑的0. 3 0. 5倍，有利于光-液耦合腔中的納米顆粒膠體與聚焦紫外光束的充分耦合。
權(quán)利要求1.聚焦紫外光和納米顆粒膠體射流耦合噴嘴，有ー個內(nèi)部開設(shè)有圓錐孔的外環(huán)構(gòu)件(I)，其特征在于中環(huán)構(gòu)件(4)的上部為圓柱狀，下端為圓錐面，中環(huán)構(gòu)件(4)的圓錐面與外環(huán)構(gòu)件(I)的圓錐孔的內(nèi)壁形成中環(huán)通道(5)，在外環(huán)構(gòu)件(I)上開設(shè)有膠體導(dǎo)入孔(2)，膠體導(dǎo)入孔(2)與中環(huán)通道(5)相通，在中環(huán)構(gòu)件(4)內(nèi)開設(shè)有紫外光束導(dǎo)送腔(9)，紫外光束導(dǎo)送腔(9)的上部對應(yīng)中環(huán)構(gòu)件(4)的圓柱狀的位置開設(shè)圓孔，紫外光束導(dǎo)送腔(9)對應(yīng)中環(huán)構(gòu)件(4)的圓錐面的位置開設(shè)圓錐孔，聚光鏡調(diào)節(jié)旋鈕(8)安裝在紫外光束導(dǎo)送腔(9)的圓孔中，聚光鏡(7)安裝在聚光鏡調(diào)節(jié)旋鈕⑶的下端，中環(huán)通道(5)與紫外光束導(dǎo)送腔(9)的下端交匯處形成光-液耦合腔，連通外環(huán)構(gòu)件(I)下端的噴嘴ロ(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚焦紫外光和納米顆粒膠體射流耦合噴嘴，其特征在于外環(huán)構(gòu)件(I)、中環(huán)構(gòu)件(4)、聚光鏡調(diào)節(jié)旋鈕(8)之間分別通過螺紋連接和緊固。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚焦紫外光和納米顆粒膠體射流耦合噴嘴，其特征在于外環(huán)構(gòu)件(I)的圓錐孔的錐角大于中環(huán)構(gòu)件(4)的圓錐面的錐角。
.3、根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚焦紫外光和納米顆粒膠體射流耦合噴嘴，其特征在于聚光鏡(7)的安裝位置位于紫外光束導(dǎo)送腔(9)內(nèi)的圓孔與圓錐孔的接合處。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚焦紫外光和納米顆粒膠體射流耦合噴嘴，其特征在于中環(huán)構(gòu)件(4)下端圓錐面的母線與聚光鏡調(diào)節(jié)旋鈕(8)的軸心線(00')的夾角為5° 40°。
專利摘要聚焦紫外光和納米顆粒膠體射流耦合噴嘴，該噴嘴由三個相互連接的構(gòu)件外環(huán)構(gòu)件1、中環(huán)構(gòu)件4和聚光鏡調(diào)節(jié)旋鈕8構(gòu)成，這三個基本構(gòu)件形成了該噴嘴的三個相互連接的腔中環(huán)通道5、紫外光束導(dǎo)送腔9及光-液耦合腔11，其中紫外光束導(dǎo)送腔9中安裝聚光鏡7可實現(xiàn)平行紫外光束的聚焦，通過該噴嘴可將具有一定速度的納米顆粒膠體射流束與聚焦紫外光束耦合，形成紫外光耦合納米顆粒膠體射流束。
文檔編號B24C5/04GK202498453SQ20122007653
公開日2012年10月24日 申請日期2012年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月3日
發(fā)明者宋孝宗 申請人:蘭州理工大學