一种新型水气联合雾化制粉设备的制作方法

1.本发明涉及金属粉末材料制备技术领域，具体而言，涉及一种新型水气联合雾化制粉设备。


背景技术：

2.金属粉末是粉末冶金的主要原材料，在现代生活中，金属粉末作为原料在金属注射成型、3d打印、激光熔覆等高科技技术领域得到了快速发展。
3.在传统金属粉末的制备过程中，形成的金属液滴在下降过程中经过多次破碎和雾化制备金属粉末。传统设备中钢液漏包和底部设置有高压水出口的雾化喷盘直接连接。而气夹套的顶部设置吹气口，吹出的惰性气体吹入雾化喷盘与气夹套之间的间隔。这样能够在很大程度上避免高压水与高温的金属滴液相遇后瞬间汽化为水蒸气。含有少量氧气的水蒸气会竖直向上反流，因水蒸气中还有少量氧气，最终造成金属粉末一定程度的氧化。在工业中往往采用冷凝的方式回收惰性气体，或者直接用设备将水蒸气和惰性气体的混合物分离。但是第一种方法因为除水不够彻底，依然具有金属粉末氧化情况，使得产品质量不够高。第二种方法成本高，不利于工业生产。通过改进第一种工艺，使得除水更加彻底，能够在保证质量的前提下控制成本。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种新型水气联合雾化制粉设备，其通过在冷凝室的出气口设置至少两个并列的除水装置实现循环惰性气体中水分的彻底清除，并且实现了连续化生产。
5.本发明的实施例是这样实现的：
6.一种新型水气联合雾化制粉设备，其包括依次连接的钢液漏包、雾化系统和集粉桶，连接至所述雾化系统的冷凝室和至少两个并联的除水装置、连接至所述除水装置下方的出渣口且填充有惰性气体的废渣储罐、连接至所述除水装置上方的进料口且填充有惰性气体的进料装置，以及数据终端；所述除水装置和所述进料装置连接至所述数据终端；
7.所述雾化系统包括依次连接的气夹套和雾化桶，以及设置在所述气夹套内的喷盘，所述气夹套的外夹层上端连接至所述钢液漏包，所述气夹套的内夹层的上端连接至喷盘，下端连通至所述雾化桶的上端；所述雾化桶的下端连接至集粉桶；所述喷盘与所述气夹套顶部间隔设置；所述气夹套上端环设有多个指向所述气夹套中心且用于吹出惰性气体的吹气口，所述喷盘与所述气夹套顶部之间的间隔与所述吹气口相对设置；所述喷盘的中央开设有允许金属液滴通过的中间通道，所述喷盘上间隔且环形设置有多个高压水通过的高压水喷口；所述高压水喷口的出口斜向下指向所述气夹套的轴心；
8.所述冷凝室的进气口和出液口分别连接至所述雾化桶的上端和所述雾化桶的下端，所述冷凝室的出气口依次连接至并列设置的所述除水装置和所述气夹套的下端；
9.所述除水装置内设置有斜向下延伸至所述出渣口的出气筛板，所述出气筛板上设
环形挡板；128-第一仓；129-第二仓；141-进气口；142-出液口；143-出气口；152-加料口；153-进口；154-出渣口；155-出口；156-出气筛板；157-氮气进口；172-料筒；173-隔板；174-电机；175-出料口。
具体实施方式
27.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
28.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
29.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.此外，术语“水平”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
32.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.实施例
34.请参照图1和图2，本实施例提供一种新型水气联合雾化制粉设备100，其包括钢液漏包110、雾化系统120、集粉桶130、冷凝室140、两个并联的除水装置、两个废渣储罐、两个进料装置和数据终端180。其中，钢液漏包110、雾化系统120和集粉桶130依次连接。冷凝室140和除水装置连接至雾化系统120。两个废渣储罐填充有惰性气体且分别连接至除水装置下方的出渣口154。两个填充有惰性气体的进料装置分别连接至除水装置上方的进料口。除水装置和进料装置均连接至数据终端180。
35.请参照图1、图3和图4，雾化系统120包括依次连接的气夹套121、雾化桶122和喷盘123。其中，喷盘123设置在气夹套121内。气夹套121的外夹层的上端连接至钢液漏包110。气夹套121的内夹层的上端连接至喷盘123，下端连接至雾化桶122的上端。雾化桶122的下端连接至集粉桶130。喷盘123与气夹套121顶部间隔设置。气夹套121上端环设有多个指向气
夹套121中心且用于吹出惰性气体的吹气口124。喷盘123与气夹套121顶部之间的间隔与吹气口124相对设置。喷盘123的中央开设有允许金属液滴通过的中间通道125。喷盘123上间隔且环形设置有多个高压水通过的高压水喷口126。上述高压水喷口126的出口155斜向下指向气夹套121的轴心。
36.在本实施例中，气夹套121中设置有环形挡板127。环形挡板127上开设有通气孔(图中未示出)。上述环形挡板127用于将气夹套121内的空间分隔为从上至下设置的第一仓128和第二仓129。在其他实施例中，也可以没有环形挡板127，不区分第一仓128和第二仓129，只要能够实现经过除水的氮气循环使用的效果，都在本实施例的保护范围中。
37.请参照图1，冷凝室140上设置有进气口141、出液口142和出气口143，其进气口141和出液口142分别连接至雾化桶122的上端和下端。冷凝室140的出气口143依次连接至并列设置的两个除水装置和气夹套121的第二仓129。
38.请参照图2，除水装置的上方设置有加料口152和进口153，除水装置的下方设置有出渣口154和出口155。除水装置内设置有斜向下延伸至出渣口154的出气筛板156。上述出气筛板156上设置有固体干燥剂190。上述除水装置的进口153、出口155、加料口152、出渣口154连接至数据终端180。在本实施例中，除水装置上还设置有氮气进口157。上述氮气进口157连接至数据终端180。氮气进口157可以连接氮气储罐，进而实现除水装置的氮气填充。在本实施中，除水装置为并列的结构相同的两个，包括第一除水装置150和第二除水装置151。
39.需要说明的是，在本实施例中，固体干燥剂190是球形氧化铝干燥剂或者硅胶干燥剂。在其他实施例中，也可以是其他形式的干燥剂，只要能够满足能够有流动性，吸水前后形态不发生变化，方便加料和失活后排水，并且能够再生的技术效果，都在本实施例的保护范围中。
40.在本实施例中，用于盛放失活固体干燥剂190的废渣储罐有两个，包括第一废渣储罐160和第二废渣储罐161，二者结构相同。其中第一除水装置150连接至第一废渣储罐160，第二除水装置151连接至第二废渣储罐161。在其他实施例中，废渣储罐的数量也可以有一个，用于收集两个除水装置的失活固体干燥剂190，也能实现本实施例移出失活条固体干燥剂190的技术效果，也在本实施例的保护范围中。
41.请参照图5，进料装置包括料筒172、多个隔板173和多个电机174。上述料筒172具有入料口和连接至除水装置的进料口的出料口175。上述隔板173水平延伸且自上而下间隔设置在料筒172内。上述电机174和隔板173一一对应，电机174用于控制隔板173沿直径翻转，其输出轴连接至隔板173。电机174连接至数据终端180。隔板173与料筒172的横截面均为圆形，且隔板173的边缘与料筒172的内壁连续抵触。在本实施例中，进料装置有两个，二者结构相同，包括第一进料装置170和第二进料装置171，分别连接至第一除水装置150和第二除水装置151。在其他实施例中，进料装置也可以只有一个，用于给两个除水装置提供固体干燥剂190。
42.需要理解，进料装置也可以设置氮气入口，用于置换进料装置的气体，进而确保进料装置内固体干燥剂190保持在较高的活性。
43.请继续参照图1-图5，本发明的新型水气联合雾化制粉设备100的工作原理是：钢液漏包110中的钢液逐滴流入气夹套121，遂遇到从吹气口124吹出的氮气，上述氮气和钢液
一起在经喷盘123的中间通道125竖直向下运动，并在离开喷盘123时被高压水喷口126喷出的高压水雾化。雾化后的金属液滴、氮气和水蒸气一起在气夹套121的内层继续竖直向下运动。从吹气口124吹出的氮气及时和金属液滴相遇，避免了水蒸气反向竖直向上流动先接触金属液滴，造成水蒸气中少量氧气对金属液滴的氧化。从气夹套121流入雾化桶122中的氮气和水蒸气经过管道从冷凝室140的进气口141流入冷凝室140，经过冷凝后的水分从冷凝室140的出液口142流向雾化桶122的下端。氮气和少量水蒸气通过冷凝室140的出气口143进入第一除水装置150(此时第二除水装置151进口153和出口155关闭)。经过第一除水装置150进一步除去水蒸气的氮气返回气夹套121的第二仓129。氮气在第二仓129通过环形挡板127上的通气孔流入第一仓128时，环形挡板127能够将氮气在环形挡板127的表面上尽可能均分。综上，氮气能够在气夹套121和水凝室形成箭头所示的闭合回路191里回流，上述回流能够有效利用整个设备的热量，使得回流气流也有一定的热量，能够有效节约能源，并有利于后续金属粉末的形成。雾化后的金属液滴在雾化桶122逐渐干燥形成粉末，被收集至集粉桶130。当第一除水装置150中的固体干燥剂190失活后，关闭第一除水装置150的进口153和出口155，开启第二除水装置151的进口153和出口155，第二除水装置151进入工作状态。同时，第一除水装置150的出渣口154打开，失活的固体干燥剂190排出至第一废渣储罐160。数据终端180控制氮气进口157打开，第一除水装置150和第一废渣储罐160中的气体被置换成氮气后，关闭第一除水装置150的氮气进口157和出渣口154。开启进料口，同时最下面一个水平的隔板173在电机174带动下转动，将定量的新的固体干燥剂190加入第一除水装置150，完成后，关闭第一除水装置150的氮气进口157。如此实现第一除水装置150和第二除水装置151的交替使用和循环再生。对于加料装置，通过依次从下至上控制隔板173逐渐翻转，实现定量固体干燥机的持续加入。而数据终端180能够通过时间控制把握更换时间，实现连续控制，增大了反应的连续性。
44.综上所述，本发明涉及的新型水气联合雾化制粉设备，上述新型水气联合雾化制粉设备通过除水装置彻底去除惰性气体中的水分，实现惰性气体的循环使用。并且，新型水气联合雾化制粉设备通过并联至少两个除水装置，两个除水装置交替工作，进而实现整个工艺的连续化生产，避免了再生固体干燥剂引起的间隙反应；加料装置通过设置隔板实现能够实现多次定量加料，有利于数据终端的精确控制，也更加连续化。
45.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种新型水气联合雾化制粉设备，其特征在于，其包括依次连接的钢液漏包、雾化系统和集粉桶，连接至所述雾化系统的冷凝室和至少两个并联的除水装置、连接至所述除水装置下方的出渣口且填充有惰性气体的废渣储罐、连接至所述除水装置上方的进料口且填充有惰性气体的进料装置，以及数据终端；所述除水装置和所述进料装置连接至所述数据终端；所述雾化系统包括依次连接的气夹套和雾化桶，以及设置在所述气夹套内的喷盘，所述气夹套的外夹层上端连接至所述钢液漏包，所述气夹套的内夹层的上端连接至喷盘，下端连通至所述雾化桶的上端；所述雾化桶的下端连接至集粉桶；所述喷盘与所述气夹套顶部间隔设置；所述气夹套上端环设有多个指向所述气夹套中心且用于吹出惰性气体的吹气口，所述喷盘与所述气夹套顶部之间的间隔与所述吹气口相对设置；所述喷盘的中央开设有允许金属液滴通过的中间通道，所述喷盘上间隔且环形设置有多个高压水通过的高压水喷口；所述高压水喷口的出口斜向下指向所述气夹套的轴心；所述冷凝室的进气口和出液口分别连接至所述雾化桶的上端和所述雾化桶的下端，所述冷凝室的出气口依次连接至并列设置的所述除水装置和所述气夹套的下端；所述除水装置内设置有斜向下延伸至所述出渣口的出气筛板，所述出气筛板上设置有固体干燥剂，所述除水装置的进口和出口，所述加料口、所述出渣口连接至所述数据终端。2.根据权利要求1所述的一种新型水气联合雾化制粉设备，其特征在于，所述进料装置包括具有入料口和出料口的料筒、自上而下间隔设置在所述料筒内且水平延伸的多个隔板，以及用于控制所述隔板沿直径翻转的电机，所述电机连接至所述数据终端，所述隔板与所述料筒的横截面的形状相同，所述隔板的边缘与所述料筒的内壁连续抵触。3.根据权利要求2所述的一种新型水气联合雾化制粉设备，其特征在于，所述电机和所述隔板一一对应。4.根据权利要求3所述的一种新型水气联合雾化制粉设备，其特征在于，所述隔板为圆形、椭圆形、菱形、正方形方形或者长方形。5.根据权利要求4所述的一种新型水气联合雾化制粉设备，其特征在于，所述除水装置上还设置有氮气进口，所述氮气进口连接至所述数据终端。6.根据权利要求5所述的一种新型水气联合雾化制粉设备，其特征在于，所述进料装置上设置有氮气入口，所述氮气入口连接至所述数据终端。7.根据权利要求1-6任一项所述的一种新型水气联合雾化制粉设备，其特征在于，所述气夹套中设置有环形挡板，所述环形挡板上开设有通气孔且将所述气夹套内的空间分隔为从上至下设置的第一仓和第二仓，所述冷凝室的出气口连通至所述第二仓。

技术总结
一种新型水气联合雾化制粉设备，涉及金属粉末材料制备技术领域。上述新型水气联合雾化制粉设备包括依次连接的钢液漏包、雾化系统和集粉桶，连接至雾化系统的冷凝室和至少两个并联的除水装置、连接至除水装置下方的出渣口且填充有惰性气体的废渣储罐、连接至除水装置上方的进料口且填充有惰性气体的进料装置，以及数据终端；冷凝室的出气口依次连接至除水装置和气夹套；除水装置内设置有斜向下延伸至出渣口的出气筛板，出气筛板上设置有固体干燥剂，除水装置的进口和出口，加料口、出渣口连接至数据终端。新型水气联合雾化制粉设备通过在冷凝室的出气口设置至少两个并列的除水装置实现循环惰性气体中水分的彻底清除，并且实现了连续化生产。连续化生产。连续化生产。


技术研发人员：邹海平 肖云 黎德丽 龙光华 刘赟 陈明娟
受保护的技术使用者：江西虔悦新材料有限公司
技术研发日：2022.03.08
技术公布日：2022/5/25