一种基于电场力的金属液微喷控制阀的制作方法

[0001]
本实用新型涉及微喷阀技术领域，具体而言，涉及一种基于电场力的金属液微喷控制阀。


背景技术：

[0002]
电磁力微喷阀是通过给金属液通电，然后添加磁场，通过电磁力驱动液体喷射的一种特殊的微喷阀。其能够应用于增材制造，即3d打印。目前，基于电磁力驱动的微喷阀主要有两类：
[0003]
第一类是通过永磁铁固定在阀体上产生磁场，在磁场的作用下，让通电金属液会受到向下的洛伦兹力，从而喷射出金属液滴；
[0004]
第二类和第一类相似，就是在阀体上缠绕线圈，在线圈上通入交变电流后产生磁场，即通过电磁铁产生磁场，同样也是通过洛伦兹力让金属液滴喷射出来。
[0005]
对于这两类有个共同点就是一直需要给金属液通电，不能间断。
[0006]
有鉴于此，申请人在研究了现有的技术后特提出本申请。


技术实现要素：

[0007]
本实用新型提供了一种基于电场力的金属液微喷控制阀，旨在改善现有微喷阀在使用过程中需要一直给金属液通电的问题。
[0008]
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于电场力的金属液微喷控制阀，其包含：
[0009]
壳体机构，内置有容腔，以及连通于所述容腔且朝下设置的出料口；
[0010]
隔板机构，配置于所述壳体机构，用以将所述容腔分隔成左腔体和右腔体，所述出料口分别连通于所述左腔体和所述右腔体；
[0011]
供料机构，分别连通于所述左腔体和所述右腔体,用以向所述左腔体和所述右腔体供应待喷射物；
[0012]
充电机构，包括分别配置于所述左腔体和所述右腔体的第一充电头和第二充电头；
[0013]
电场机构，包括分别配置于所述隔板机构，且分别位于所述左腔体和所述右腔体远离所述出料口的一端的第一导体和第二导体；
[0014]
所述第一充电头和所述第二充电头用以向所述待喷射物充电，以使左右腔体的待喷射物分别携带相反的电荷；所述第一导体和所述第二导体能够接通电源并产生电场，以推动带电的待喷射物向出料口移动，进而向外喷射。
[0015]
可选地，所述基于电场力的金属液微喷控制阀，还包含位于所述壳体机构下方且正对着所述出料口的接收机构，所述接收机构能够接地；
[0016]
所述电场机构还包括配置于所述接收机构且正对着所述第一导体的第三导体，以及配置于所述接收机构且正对着所述第二导体的第四导体；
[0017]
所述第三导体能够接通与所述第一导体相反的电极，所述第四导体能够接通与所述第二导体相反的电极，以使所述第一导体和所述第三导体之间，以及所述第二导体和所述第四导体之间能够产生均匀电场。
[0018]
可选地，所述基于电场力的金属液微喷控制阀，还包含配置于所述壳体机构的加热机构，所述加热机构用以加热所述容腔内的待喷射物使其保持液态；
[0019]
所述接收机构包括正对着所述出料口的收集板，所述第三导体和所述第四导体分别配置在所述收集板的左右两侧,所述收集板的中间能够接地。
[0020]
可选地，所述壳体机构还具有连通于所述容腔且朝上设置的开口；
[0021]
所述隔板机构包括配置于所述开口且向所述容腔内部延伸的分腔座，所述分腔座用以将所述容腔分隔成所述左腔体和所述右腔体；
[0022]
所述容腔内壁设置有用以安装所述分腔座的凹槽。
[0023]
可选地，所述隔板机构还包括一对金属板和一对绝缘板；
[0024]
所述分腔座朝向所述左腔体和所述右腔体的两侧分别设置有安装槽；
[0025]
一对所述金属板分别配置于一对所述安装槽的底部，用以防止所述左腔体和所述右腔体内带有相反电荷的待喷射物之间形成电场；
[0026]
一对所述绝缘板分别配置于一对所述安装槽的开口处，用以绝缘密封所述安装槽。
[0027]
可选地，所述壳体机构包括上壳体、配置于所述上壳体的下壳体、及绝缘的一对隔离套；
[0028]
所述上壳体和所述下壳体相互之间形成有所述容腔，所述下壳体设置有所述出料口；
[0029]
一对所述隔离套分别配置于所述容腔的两侧，以作为所述左腔体和所述右腔体的侧壁。
[0030]
可选地，所述壳体机构还包括配置于所述出料口的喷嘴；
[0031]
所述出料口设置有分隔板，用以将所述出料口分隔成两个流道；
[0032]
所述喷嘴设置有孔径小于所述出料口的喷射口，所述喷射口正对着所述出料口。
[0033]
可选地，所述充电机构包括分别配置于壳体机构且分别向所述左腔体和所述右腔体内部延伸的一对绝缘座，所述第一充电头和所述第二充电头分别配置于所述绝缘座；
[0034]
所述绝缘座具有用以供导线穿过以连接于充电头的通孔。
[0035]
可选地，所述加热机构包括分别配置于壳体机构且分别向所述左腔体和所述右腔体内部延伸的一对隔热座，以及分别配置于所述隔热座的一对加热件；所述隔热座为绝缘材料；
[0036]
所述隔热座具有用以供导线穿过以连接于所述加热件的通孔。
[0037]
可选地，所述电场机构包括分别配置于所述隔板机构的一对安装座，以及配置于所述隔板机构且分别向所述安装座延伸的一对绝缘套；
[0038]
所述安装座为绝缘材料；
[0039]
所述第一导体和所述第二导体为板状几何体；
[0040]
所述第一导体和所述第二导体分别配置于一对所述安装座；
[0041]
所述绝缘套具有用以供导线穿过以连接于导体的通孔。
[0042]
通过采用上述技术方案，本实用新型可以取得以下技术效果：
[0043]
本实用新型的金属液微喷控制阀，第一充电头和第二充电分别连接于充电电源的正负极，然后分别向左腔体和右腔体内的待喷射物进行充电，使左腔体的待喷射物带有正电荷，右腔体的待喷射物带有负电荷。第一导体和第二导体分别接电源的正负极，在充电后通电，使左腔体内产生朝下的电场，右腔体内产生朝上的电场。从而驱动左腔体内带有正电荷的待喷射物向下移动，右腔体内带有负电荷的待喷射物也向下移动。带有不同电荷的待喷射物移动至出料口处混着，中和了电性，使得从出料口喷射出的喷射物呈电中性，具有很好的实际意义。
[0044]
本实用新型的金属液微喷控制阀利用了电场力对带电液体的驱动，尤其是电场力对带电金属液体的驱动，实现了待喷射物向下喷射的效果。改变充电头提供的电流，使得待喷射物所带电荷量不同，让出料口处汇聚的液滴尺寸不同,以调节喷射量。当然也可以调整第一导体和第二导体处的电压来改变电场的大小，从而调节喷射量。
[0045]
并且，本实用新型的金属液微喷控制阀能够先充电后喷射，在喷射时充电头不需一直接通电源，能够大大的节省能源，具有很好的实际意义。
附图说明
[0046]
为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0047]
图1是金属液微喷控制阀的立体示意图；
[0048]
图2是图1中a-a向的剖视图；
[0049]
图3是图2的爆炸图；
[0050]
图4是壳体机构的立体示意图(为了便于显示剖去部分特征)；
[0051]
图5是隔板机构和电场机构的立体爆炸示意图(为了便于显示剖去部分特征)；
[0052]
图6是下壳体的立体示意图(为了便于显示剖去部分特征)；
[0053]
图7是收集机构和电场机构的立体示意图(为了便于显示剖去部分特征)。
[0054]
图中标记：1-壳体机构；2-接收机构；3-充电机构；4-加热机构；5-供料机构；6-隔板机构；7-电场机构；8-容腔；9-右腔体；10-左腔体；11-绝缘套；12-分腔座；13-安装座；14-第一导体；15-金属板；16-绝缘板；17-安装槽；18-隔离套；19-上壳体；20-加热件；21-隔热座；22-第一充电头；23-绝缘座；24-下壳体；25-喷嘴；26-收集板；27-第三导体；28-第四导体；29-第二充电头；30-第二导体；31-凹槽；32-出料口；33-分隔板。
具体实施方式
[0055]
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施
方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
[0056]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0057]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0058]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0059]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0060]
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
[0061]
由图1至图7所示，在本实施例中，一种基于电场力的金属液微喷控制阀，其包含：
[0062]
壳体机构1，内置有容腔8，以及连通于容腔8且朝下设置的出料口32；
[0063]
隔板机构6，配置于壳体机构1，用以将容腔8分隔成左腔体10和右腔体9，出料口32分别连通于左腔体10和右腔体9；
[0064]
供料机构5，分别连通于左腔体10和右腔体9,用以向左腔体10和右腔体9供应待喷射物；
[0065]
充电机构3，包括分别配置于左腔体10和右腔体9的第一充电头22和第二充电头29；
[0066]
电场机构7，包括分别配置于隔板机构6，且分别位于左腔体10和右腔体9远离出料口32的一端的第一导体14和第二导体30。
[0067]
本实用新型的金属液微喷控制阀，第一充电头22和第二充电分别连接于充电电源的正负极，然后分别向左腔体10和右腔体9内的待喷射物进行充电，使左腔体10的待喷射物带有正电荷，右腔体9的待喷射物带有负电荷。第一导体14和第二导体30分别接电源的正负极，在充电后通电，使左腔体10内产生朝下的电场，右腔体9内产生朝上的电场。从而驱动左腔体10内带有正电荷的待喷射物向下移动，右腔体9内带有负电荷的待喷射物也向下移动。
带有不同电荷的待喷射物移动至出料口32处混着，中和了电性，使得从出料口32喷射出的喷射物呈电中性，具有很好的实际意义。
[0068]
本实用新型的金属液微喷控制阀利用电场力来驱动带电液体，尤其是电场力对带电金属液体的驱动，实现了待喷射物向下喷射的效果。改变充电头提供的电流，使得待喷射物所带电荷量不同，让出料口32处汇聚的液滴尺寸不同,以调节喷射量。当然也可以调整第一导体14和第二导体30处的电压来改变电场的大小，从而调节喷射量。
[0069]
并且本实用新型的金属液微喷控制阀能够先充电后喷射，在喷射时充电头不需一直接通电源，能够大大的节省能源，具有很好的实际意义。
[0070]
如图1至图3所示，在上述实施例的基础上，本实用新型一优选实施例中，金属液微喷控制阀包含位于壳体机构1下方且正对着出料口32的接收机构2，接收机构2接地；
[0071]
电场机构7还包括配置于接收机构2且正对着第一导体14的第三导体27，以及配置于接收机构2且正对着第二导体30的第四导体28。
[0072]
接收机构2位于壳体机构1下方，且正对这所述出料口32，使得配置于接收机构2的第三导体27和第四导体28能够分别位于第一导体14和第二导体30的正下方。
[0073]
第一导体14和第三导体27分别接左电场电源的正负极。使得左腔体10内均匀分布着由第一导体14朝向第三导体27的电场，即向下的电场，带有正电荷的待喷射物在电场力的作用下向下移动。
[0074]
第四导体28和第二导体30分别接右电场电源的正负极。使得右腔体9内均匀分布着由第四导体28朝向第二导体30的电场，即向上的电场，带有负电荷的待喷射物在电场力的作用下向上移动。
[0075]
左右两腔体的待喷射液体均向下活动至出料口32，并在出料口32进行混合，达到电中性，然后从出料口32向外喷射。
[0076]
具体地，接收机构2包括正对着出料口32的收集板26，收集板26可以整体由导电材料制成，也可以左右为导电材料中间为绝缘材料制成。第三导体27和第四导体28分别配置在收集板26的左右两侧,收集板26的中间接地。
[0077]
在本实施例的基础上，一优选实施例中，左电场电源和右电场电源具有电极转换功能，能够切换连接到四个导体的电极极性。
[0078]
当需要喷射时，左电场电源和右电场电源的输出电机与前述实施例相同。
[0079]
当需要收液时，切换左电场电源和右电场电源的输出极性，使第三导体27和第一导体14分别接左电场电源的正负极，使第二导体30和第四导体28分别接右电场电源的正负极。此时，左腔体10和右腔体9内的带电的待喷射物均朝上活动。能够实现瞬间收液，防止漏液的情况，具有很好的实际意义。
[0080]
在本实施例的基础上，一优选实施例中，金属液微喷控制阀包含配置于壳体机构1的加热机构4，加热机构4用以加热容腔8内的待喷射物使其保持液态；
[0081]
具体地，加热机构4包括分别配置于壳体机构1且分别向左腔体10和右腔体9内部延伸的一对隔热座21，以及分别配置于隔热座21的一对加热件20。隔热座21具有用以供导线穿过以连接于加热件20的通孔。
[0082]
外部电源通过穿过通孔的导线，向一对加热件20供电，使加热件20发热，保持待喷射物的液体状态，保证待喷射物的流动性。进而保证了金属液微喷控制阀的喷射效果，具有
很好的实际意义。其中，隔热座21为绝缘材料。
[0083]
如图2至图4所示，在本实施例的基础上，一优选实施例中:
[0084]
壳体机构1具有连通于容腔8且朝上设置的开口。
[0085]
隔板机构6包括配置于开口且向容腔8内部延伸的分腔座12，分腔座12用以将容腔8分隔成左腔体10和右腔体9。
[0086]
容腔8内壁设置有用以安装分腔座12的凹槽31。
[0087]
具体地，壳体机构1包括上壳体19、配置于上壳体19的下壳体24、及绝缘的一对隔离套18；
[0088]
上壳体19为管状几何体，下壳体24设置有开口朝上的凹槽31。下壳体24罩住上壳体19的底部以形成所述容腔8，上壳体19和下壳体24的内壁上设置有所述凹槽31。
[0089]
分腔体从上壳体19的上方，向下沿着凹槽31穿过上壳体19内部，直至插入下壳体24的凹槽31中，将容腔8分隔成左腔体10和右腔体9。
[0090]
在本实施例中容腔8为呈方形的拉伸几何体，在其它实施例中容腔8可以为任意形状，本实用新型在此不做具体限定。
[0091]
下壳体24的底部中心设置有分别连通于左腔体10和右腔体9的出料口32。
[0092]
一对隔离套18分别配置于容腔8的两侧，以作为左腔体10和右腔体9的侧壁，将待喷射物与上壳体19分离开。
[0093]
如图3所示，在本实施例的基础上，一优选实施例中:壳体机构1包括配置于出料口32的喷嘴25。出料口32设置有分隔板33，用以将出料口32分隔成两个流道。喷嘴25设置有孔径小于出料口32的喷射口，喷射口正对着出料口32。
[0094]
具体地，出料口32设置有两个流道，分别连通于左腔体10和右腔体9，能够有效的避免左右两个腔体的液体在出料口32中直接汇聚，导致左右两边的液体过早中和电性，从而影响到左右腔体9内部金属液的电荷量。
[0095]
左右两个腔体的待喷射物分别从两个流道中向外流出，然后进入喷嘴25的喷射口中混合，在喷射口内中和电性，使得本实用新型的金属液微喷控制阀能够喷射出不带电的喷射物。
[0096]
喷射口的孔径小于所述出料口32的孔径，能够在喷嘴25内部进行增压，以提高金属液微喷控制阀的喷射效果，具有很好的实际意义。
[0097]
出料口32朝向容腔8的一侧设置有用以导流的倒角，使带电的待喷射物能够更流畅的进入出料口32中。
[0098]
在本实施例的基础上，一优选实施例中，充电机构3包括分别配置于壳体机构1且分别向左腔体10和右腔体9内部延伸的一对绝缘座23，第一充电头22和第二充电头29分别配置于绝缘座23。绝缘座23具有用以供导线穿过以连接于充电头的通孔。
[0099]
具体地，一对绝缘座23相向安装在上壳体19靠下的位置，且分别贯穿上壳体19的腔壁，两个充电头分别安装在一对绝缘座23朝向容腔8内的一端。绝缘座23设置有通孔，用以供导线穿过并连接于充电头。充电电源通过导线向两个充电头进行供电。
[0100]
绝缘座23的设置能够有效的防止金属液微喷控制阀漏电，具有很好的实际意义。
[0101]
在本实施例的基础上，一优选实施例中，隔板机构6还包括一对金属板15和一对绝缘板16；
[0102]
分腔座12朝向左腔体10和右腔体9的两侧分别设置有安装槽17；
[0103]
一对金属板15分别配置于一对安装槽17的底部，用以防止左腔体10和右腔体9内带有相反电荷的待喷射物之间形成电场；
[0104]
一对绝缘板16分别配置于一对安装槽17的开口处，用以绝缘密封安装槽17。
[0105]
具体地，金属板15能够有效的避免左腔体10和右腔体9内带电的待喷射物之间形成电场，进而影响了待喷射物在左右腔体9这种的运动。绝缘板16板额能够有效的将带电的待喷射物与金属板15隔离开，避免金属板15带电。
[0106]
在本实施例的基础上，一优选实施例中，电场机构7包括分别配置于隔板机构6的一对安装座13，以及配置于隔板机构6且分别向安装座13延伸的一对绝缘套11；
[0107]
安装座13为绝缘材料；
[0108]
第一导体14和第二导体30为板状几何体；
[0109]
第一导体14和第二导体30分别配置于一对安装座13；
[0110]
绝缘套11具有用以供导线穿过以连接于导体的通孔。
[0111]
具体地，呈板状的第一导体14和第二导体30能够使得左容腔8和右容腔8内的电场分布更为均匀，带电的待喷射物在左容腔8和右容腔8内运动更规律。绝缘的安装座13和绝缘套11能够有效的防止金属液微喷控制阀漏电，具有很好的实际意义。
[0112]
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。