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专利号: 2019101282968
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-25
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种制备管道内壁超疏水结构的装置,其特征在于,包括送丝机构(1)、光纤(2)、层叠式柔性塑料管(4)和激光加工模组(5);所述光纤(2)一端夹持在送丝机构(1)内,另一端设置在激光加工模组(5)内,激光加工模组(5)设置在层叠式柔性塑料管(4)内,层叠式柔性塑料管(4)设置在管道(3)的内孔里;所述激光加工模组(5)包括壳体(6)和调节套筒(7);所述壳体(6)为中空结构,壳体(6)内的一端开设有螺纹结构,调节套筒(7)与壳体(6)内壁螺纹连接;壳体(6)内还安装有透镜保持滑块(9),通过调整调节套筒(7)可使得透镜保持滑块(9)移动,透镜保持滑块(9)内安装有聚焦透镜(10);壳体(6)内的另一端通过轴承(17)安装有旋转套筒(15),旋转套筒(15)的一端安装在扁平中空轴直流电机(12)的中空输出轴内;

另一端延伸出壳体(6),且旋转套筒(15)延伸出壳体(6)的端内设置有反射镜(16);光纤(2)内的激光通过聚焦透镜(10)的聚焦后辐照在反射镜(16)上,激光被反射后穿过旋转套筒(15)上开设的孔,最后辐照在管道(3)内壁上。

2.根据权利要求1所述的制备管道内壁超疏水结构的装置,其特征在于,所述透镜保持滑块(9)与平中空轴直流电机(12)之间安装有弹簧(11)。

3.根据权利要求1所述的制备管道内壁超疏水结构的装置,其特征在于,所述光纤(2)通过光纤固定套筒(8)安装在调节套筒(7)内。

4.根据权利要求1所述的制备管道内壁超疏水结构的装置,其特征在于,所述轴承(17)通过端盖(18)定位。

5.根据权利要求1所述的制备管道内壁超疏水结构的装置,其特征在于,所述透镜保持滑块(9)外壁镶嵌有石墨使得透镜保持滑块(9)与壳体(6)内壁之间充分润滑。

6.根据权利要求1所述的制备管道内壁超疏水结构的装置,其特征在于,装置还包括不溶性金属丝(19),激光加工完管道(3)内壁后,在管道(3)内通入溶液(20),不溶性金属丝(19)接直流脉冲电源(23)正极,直流脉冲电源(23)负极接管道(3);从而形成电化学回路,进行电化学反应得到纳米级结构(22)。

7.利用权利要求1‑6任一项所述的装置制备管道内壁超疏水结构的方法,其特征在于,先利用光纤激光加工管道内壁,在内壁形成微米结构,再用电沉积的方法在微米结构上镀一层金属,镀层金属氧化后得到纳米结构,从而得到超疏水结构。

8.根据权利要求7所述的制备管道内壁超疏水结构的方法,其特征在于,包括如下步骤:

根据管道内径选择层叠式柔性塑料管(4)和调节激光加工模组(5),将激光加工模组(5)安装在层叠式柔性塑料管(4)内;

将层叠式柔性塑料管(4)穿入到管道末端,使得管道和送丝机构(1)的相对位置固定;

选取激光参数,打开扁平中空轴直流电机(12)使反射镜(16)旋转,打开激光器;利用送丝机构(1)回抽激光加工模组(5),直至管道内壁的微米级结构(21)加工结束,取出层叠式柔性塑料管(4);

将管道竖置并密封末端,加入溶液,置入不溶性金属丝(19);

不溶性金属丝(19)接电源正极,管道接电源负极,选取电源参数,打开电源,在管道内壁利用电沉积加工所需表面金属层,直至加工结束,倒出溶液,去除密封,用蒸馏水清洗弯管道;

将管道加热或自然放置于空气中,使内壁镀层氧化形成纳米级结构(22),得到超疏水结构。

9.根据权利要求7所述的制备管道内壁超疏水结构的方法,其特征在于,电源为直流电源或者直流脉冲电源。