CN102489713B - 一种防止高熔点物质堵塞的雾化器及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止高熔点物质堵塞的雾化器，由导流管、喷嘴、金属外套、发热体、陶瓷圆环、陶瓷密封环、反射层等组成，导流管与金属外套之间留有的间隙内安装发热体，金属外套内表面安装反射层，金属外套自上而下在靠近下端部出口的1/3～1/2处的一端渐缩成外锥形体，且下端部与导流管平齐，被金属螺杆吊置的陶瓷圆环的下端部与陶瓷密封环采用螺纹连接。本发明的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器，可有效解决高熔点物质堵塞问题，且具有结构简单、安装方便、有效防止堵塞、节省材料等优点。

Description

一种防止高熔点物质堵塞的雾化器及其应用

技术领域

本发明涉及用气体雾化熔液制造超细粉体技术领域，更具体地说涉及一种防止高熔点物质堵塞的雾化器及其在金属或合金超微粉末制备过程中的应用。

背景技术

在制备金属和合金粉末行业中，气体雾化技术成为生产高性能金属和合金粉末的主要方法之一。由于气体雾化具有高的冷却速度和过冷度，因此气体雾化可有效地减少合金成分的偏析，获得微观组织细小、成分均匀的合金粉体。此外，通过控制冷凝速率可以获得具有非晶、准晶、微晶或过饱和固溶体等非平衡组织的粉体，因此气体雾化已经广泛地应用于高性能金属、特种合金、复合材料等高技术领域。

气体雾化的基本原理是采用喷嘴产生的高速、高压气流将金属熔体粉碎成细小的熔滴，随后经过球化、冷却和凝固成为金属或合金粉末的过程。雾化器喷嘴是气体雾化技术的核心，喷嘴控制气流对金属液流的作用过程，使气流的动能转化为新生粉末的表面能，因此雾化喷嘴决定了雾化粉末的性能和雾化效率。

现有技术中雾化器的结构形式多种多样，按照喷嘴结构分为环孔型雾化器和环缝型雾化器，无论是环缝型还是环孔型结构的雾化器，在使用过程中经常发生导流管堵塞的现象，这至少由以下三方面原因造成的，一是金属液在流动过程中因为温度降低出现凝固。二是由于金属液滴在雾化过程中出现反溅，即雾化的液滴向气流雾化喷嘴的方向飞行，反溅的金属液滴粘附到气流雾化喷嘴的下端，并且不断凝固积累，最终导致气流雾化喷嘴的中心孔上的导流管堵塞而使雾化过程中断。三是金属液与气体中的杂质（如氧气等）反应生成氧化物等化合物，随着化合物量的增多，会将导流管堵塞。其中第二和第三这两种现象在导流管上出现的频率更大，前者是因为金属液接近飞行气体而导致被冷却，后者是由于与氧气等发生反应的缘故，因此一旦导流管堵塞，生产将无法继续进行。尤其对于由于化合物堵塞的情况，常规的将雾化器拆下疏通的办法常常也不能解决问题，这主要是由于化合物的熔点普遍较高的缘故，在这种情况下，只有更换整个雾化器，这大大增加了生产成本，而且也影响制备效率及产品质量。

目前，对雾化器进行改进更新的技术有很多，相关专利也有很多，但这些技术大多是有关如何控制金属粉末粒度及如何提高生产效率等方面，很少有关于如何防止雾化器堵塞尤其是高熔点化合物问题的专利及技术。

总之，如何防止雾化器的导流管的堵塞问题，而又不影响生产效率是一个难题。因此，寻找一种行之有效的解决方法，既能防止堵塞问题，还能保证简单、实用和方便，对技术人员来说还是一个难题。

发明内容

本发明的目的之一是为了解决上述的技术问题而提供一种防止高熔点物质堵塞的雾化器。

本发明的目的之二提供上述的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器在金属或合金超微粉末制备过程中的应用方法。

本发明的技术方案

本发明的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器，即提供的用于防止金属或合金堵塞尤其是金属或合金氧化物等化合物堵塞问题的雾化器，它是通过改变雾化器的结构，在导流管和金属外套之间安装发热体，同时，在经常发生氧化物等化合物粘附的导流管出口处安装一个可更换的陶瓷圆环，陶瓷圆环的内表面放置或喷涂上与金属或合金熔液及其氧化物或化合物难以粘附的物质，从而达到防止堵塞、解决堵塞的目的。

所述的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器，包括导流管、喷嘴，另外还包括金属外套、发热体、陶瓷圆环、陶瓷密封环和金属螺杆；

所述的喷嘴上设有进气管和出气口；

所述的金属外套的上端中心部分开有与导流管外径相适应的孔，用以安装导流管，金属外套的下端敞口，金属外套自上而下在靠近下端部出口的1/3~1/2处的一端渐缩成80                                               

~89

的外锥形体；

在金属外套的渐缩成锥形体的部分的外侧设有螺纹并与喷嘴的内中心锥孔的侧面上的螺纹相配合，以实现对金属外套支撑、定位和固定，金属外套其余部分与喷嘴不接触；

所述的导流管的下端部在靠近内径的边缘设有凹入部分，安装时导流管与金属外套同心；

导流管与金属外套之间设有10mm~100mm的间隙，间隙内安装发热体；导流管与金属外套不直接接触，一方面可防止发热体与金属外套之间的导电，另一方面可大大降低导流管热量的散失；

所述的发热体上设有外接电源接口并与外界电源连接，以防在本发明的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器使用中发生金属或低熔点物质堵塞的情况下，可通过发热体通电，对堵塞物加热使其升温熔化，达到解决金属或合金堵塞的目的；

另外，优选在金属外套靠近发热体的内表面设有金属反射膜或喷涂而成一层白色反射涂层，是用来反射发热体辐射的能量，从而达到减少能量损耗节能的效果；

所述的白色反射涂层所用的涂料优选为氧化锡；

所述的陶瓷圆环与导流管等内径，陶瓷圆环的外径小于金属外套下端部外径并大于金属外套下端部内径,陶瓷圆环靠内径的边缘上有一凸台，该凸台结构与导流管下端部的凹入部分相配合；在凸台的外延与陶瓷圆环的外延之间开有螺孔，该螺孔的位置对应于导热管与金属外套之间的间隙并靠近金属外套的内壁；同时在金属外套的上部与该位置对应的部位也开有相应的螺孔；螺孔的数量为4~8个；

陶瓷圆环上与有凸台一面对应的另一面的螺孔上设有相应的凹入孔，该孔的大小以保证陶瓷密封环的嵌入安装；

陶瓷圆环安装到导流管的下端部并嵌入到金属外套内，陶瓷圆环的凸台嵌入到导流管下端部的凹入部分上，安装完后，保证陶瓷圆环上与有凸台一面对应的另一面与金属外套的下端面齐平;

陶瓷圆环的内表面喷涂上与经常发生堵塞的物质，如金属、合金熔液、金属氧化物或金属化合物难以粘附的物质，用来防止氧化物或其它化合物在圆环状物体表面的凝固积累，从而达到防止堵塞、解决堵塞的目的；内表面喷涂物质的选择，将根据不同雾化金属，采用润湿角等方法来确定；

所述的金属螺杆下部用螺母旋紧，然后依次穿过陶瓷圆环上对应的螺孔及金属外套上对应的螺孔后，在位于金属外套上部位置处的金属螺杆上用锁紧螺母旋紧固定；

随后在陶瓷圆环螺孔内紧挨螺母的位置放入陶瓷密封环并与陶瓷圆环采用螺纹连接。

所述的金属外套、导流管、陶瓷圆环可以根据雾化金属或合金粉末不同，选择不同的材料；

所述的金属外套可选择强度高、易于加工、价廉的材料，如碳钢或不锈钢；

所述的导流管、陶瓷圆环可选择耐高温、隔热性好、惰性的、易于加工或即使难于加工但可制成简单形状的材料，如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化锆陶瓷、碳化硅陶瓷及其它耐高温陶瓷；

所述的陶瓷密封环材质选用由磷酸锆陶瓷、磷酸铝或微晶体玻璃可加工陶瓷；

所述的发热体根据雾化金属或合金粉末不同，可选用电炉丝、硅炭棒发热体。

上述的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器的组装过程如下：

将雾化器上的金属外套通过螺纹连接安装在喷嘴上，使金属外套的外锥形体与喷嘴的内中心锥孔通过螺纹连接相配合，金属外套其余部分与喷嘴不接触；

接着在金属外套里面安装发热体；

随后在发热体内侧放入导流管，导流管的中心与金属外套的中心重合，最后在导流管下端部出口处放置陶瓷圆环，再将金属螺杆下部用螺母旋紧，然后依次穿过陶瓷圆环上对应的螺孔及金属外套上对应的螺孔后，在位于金属外套上部位置处的金属螺杆上用锁紧螺母旋紧固定，随后在陶瓷圆环螺孔内紧挨螺母的位置放入陶瓷密封环并与陶瓷圆环下端部采用螺纹连接，从而完成防止高熔点物质堵塞的雾化器安装。

本发明的有益效果

本发明的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器，通过改变雾化器的结构，在导流管和金属外套之间安装发热体，通过加热，可有效地消除金属或合金形成的低熔点堵塞物，还能够对金属熔液起到保温作用，能够有效地防止金属熔液因天气变化等原因造成的流动过程中产生的冷却凝固，从而避免导流管下端部出口处堵塞使雾化无法继续的现象发生。

本发明的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器，通过导流管下端部出口处安装一个可更换的陶瓷圆环，可以在氧化物或其它化合物发生堵塞的情况，通过更换它，达到保护雾化器其它组件的作用，节约了材料，降低了生产成本。

本发明的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器中大部分材料采用金属材料，不仅价格低廉、加工方便，可重复使用，而且可防止导流管下端部与高速冷气流接触，受热状态显著改善，抗热震性能提高，不易炸裂。由于金属外套的保护，导流管安全性能提高，不易发生折断或损坏。

本发明的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器，在导流管与金属外套之间有间隙隔热，金属外套仅以一锥段与导流管下端部出口处相接触，散热面积减小，导流管不直接接触高速冷气流，这些措施可大幅度保持熔体的温度，减少熔体雾化过热度和减少堵塞的危险；发热体的使用，也为降低雾化过热度提供了保障。熔体过热度的降低，可有效减弱熔体与导流管之间的反应，减轻成分污染，提高粉末的质量。

另外，本发明的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器，结构简单，使用方便，成本低，可以多次重复使用，防堵塞、疏通堵塞效果好，可以快速地将堵塞疏通而不损坏雾化器。可以大大节省为疏通或更换导流管的工作，提高生产效率，降低劳动强度。

附图说明

图1、本发明的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器的结构示意图，图中1为导流管，2为螺杆，3为金属外套，4为喷嘴，5为喷嘴进气管，6为喷嘴出气口，7为锁紧螺母，8为螺母，9为导流管与金属外套之间的间隙，10为发热体，11为反射涂层，12为陶瓷圆环，13为陶瓷密封环。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步阐述，但并不限制本发明。 实施例1

一种防止高熔点物质堵塞的雾化器，其结构示意图如图1所示，它包括导流管1、喷嘴4，还包括金属外套3、导流管与金属外套之间的间隙9、发热体10、反射涂层11、陶瓷圆环12及实现金属外套上端与陶瓷圆环12进行连接用的金属螺杆2、陶瓷密封环13；

所述的喷嘴4上设有喷嘴进气管5和喷嘴出气口6；

所述的金属外套3为圆筒状，采用碳钢或不锈钢材料，金属外套3的上端中心部分开有与导流管1外径相适应的孔，用以安装导流管1，金属外套3的下端敞口，金属外套3自上而下在靠近下端部出口的1/3~1/2处的一端渐缩成80~89的外锥形体；

在金属外套3的渐缩成锥形体的部分的外侧设有螺纹并与喷嘴4的内中心锥孔的侧面上的螺纹相配合，以实现对金属外套3进行支撑、定位和固定，金属外套3其余部分与喷嘴4不接触；

所述的导流管1采用氧化铝陶瓷，导流管1下端部在靠近内径的边缘设有凹入部分，安装时使导流管1与金属外套3同心；

导流管1与金属外套3之间设有10mm~100mm的间隙9，在间隙9里安装发热体10，发热体10上设有外接电源接口并与外界电源连接，在本发明的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器发生金属或低熔点物质堵塞的情况下，可通过发热体9通电，对堵塞物加热使其升温熔化，达到解决金属或合金堵塞的目的；

在金属外套3靠近发热体10的内表面喷涂一层氧化锡而成白色反射涂层11，当发热体10工作时，白色反射涂层11对发热体辐射的热量起反射作用，防止热量的消耗；

所述的陶瓷圆环12采用氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化锆陶瓷或碳化硅陶瓷材料，陶瓷圆环12与导流管1等内径，陶瓷圆环12的外径小于金属外套3的下端部外径并大于金属外套3的下端部内径,陶瓷圆环12靠内径的边缘上有一凸台，该凸台结构与导流管下端部的凹入部分相配合；在凸台的外延与陶瓷圆环12的外延之间开有穿透螺孔，该螺孔的位置对应于导流管1与金属外套3之间的间隙9并靠近金属外套3的内壁，同时在金属外套3的上部与该位置对应的部位也开有相应的穿透螺孔；螺孔的数量为6个；

陶瓷圆环12上与有凸台的对应的另一面的螺孔上设有相应的凹入孔，该孔的大小以保证陶瓷密封环13的嵌入安装；

陶瓷圆环12安装到导流管1的下端部并嵌入到金属外套3内，陶瓷圆环12的凸台嵌入到导流管1下端部的凹入部分上，安装完后，保证陶瓷圆环12上与有凸台一面对应的另一面与金属外套3的下端面齐平;

陶瓷圆环12的内表面喷涂上与金属或合金熔液及其氧化物或化合物难以粘附的物质；

所述的金属螺杆2下部用螺母7旋紧，然后依次穿过陶瓷圆环12上对应的螺孔及金属外套3上对应的螺孔后，在位于金属外套3上部位置处的金属螺杆2上用锁紧螺母8旋紧固定，随后在陶瓷圆环12螺孔内紧挨螺母7的位置放入陶瓷密封环13并与陶瓷圆环12采用螺纹连接。

当本发明的一种雾化器发生金属或低熔点物质堵塞的情况下，可通过更换陶瓷圆环12。当雾化器的陶瓷圆环12拆卸以后，其上的粘附物可采用硬质合金、立方氮化硼或金刚石刀具等切割工具除去。

应用实施例1

实施例1所述的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器在金属或合金超微粉末制备过程中的应用，方法如下：

雾化器的组装

首先将防止高熔点物质堵塞的雾化器上的金属外套3通过喷嘴4侧面上的螺纹安装在喷嘴4上，使金属外套3的外锥形体与喷嘴4的内中心锥孔相配合，金属外套3其余部分与喷嘴4不接触；接着在金属外套3里面安装发热体10；随后在发热体10内侧放入导流管1；最后在导流管1的下端部出口处放置陶瓷圆环12，取出金属螺杆2，下部用螺母7旋紧，然后依次穿过陶瓷圆环12上对应的螺孔及金属外套3上对应的螺孔后，在位于金属外套3上部位置处的金属螺杆2上用锁紧螺母8旋紧固定，随后在陶瓷圆环12螺孔内紧挨螺母7的位置放入陶瓷密封环13并与陶瓷圆环12采用螺纹连接，从而完成防止高熔点物质堵塞的雾化器的安装；

利用上述的一种防止金属或合金堵塞型的雾化器来雾化制备金属或合金细粉，即将上述的雾化器的导流管1与熔体炉上的相应管道连接后即可进行生产，生产过程中陶瓷圆环12处万一发生金属或合金阻塞的情况，接通电源加热使发热体10起作用或更换陶瓷圆环12，可继续生产，从而提高了生产效率。

通过使用结果表明，与现有雾化器相比，本发明的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器在金属或合金粉体制备中的使用可防止金属或合金的阻塞问题从而降低了物料的损耗，即节约了材料，降低了生产成本，也提高了产品的质量。

上述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种防止高熔点物质堵塞的雾化器，包括导流管、喷嘴；其特征在于还包括金属外套、发热体、陶瓷密封环、陶瓷圆环和金属螺杆；

所述的金属外套的上端中心部分开有与导流管外径相适应的孔，用以安装导流管，金属外套的下端敞口，金属外套自上而下在靠近下端部出口的1/3~1/2处的一端渐缩成80                                                

~89

的外锥形体；

在金属外套的渐缩成外锥形体的部分的外侧设有螺纹并与喷嘴的内中心锥孔的侧面上的螺纹相配合，以实现对金属外套支撑、定位和固定，金属外套其余部分与喷嘴不接触；

所述的导流管的下端部在靠近内径的边缘设有凹入部分，安装时导流管与金属外套同心；

导流管与金属外套之间设有10mm~100mm的间隙，间隙内安装发热体；

所述的发热体上设有外接电源接口并与外界电源连接， 

所述的陶瓷圆环与导流管等内径，陶瓷圆环的外径小于金属外套下端部外径并大于金属外套下端部内径，陶瓷圆环靠内径的边缘上有一凸台，该凸台结构与导流管下端部的凹入部分相配合；在凸台的外延与陶瓷圆环的外延之间开有螺孔，该螺孔的位置对应于导流管与金属外套之间的间隙并靠近金属外套的内壁；同时在金属外套的上部与该位置对应的部位也开有相应数量的螺孔；螺孔的数量为4~8个；

陶瓷圆环上与有凸台一面对应的另一面的螺孔上设有相应的凹入孔，该孔的大小以保证陶瓷密封环的嵌入安装；

陶瓷圆环安装到导流管的下端部并嵌入到金属外套内，陶瓷圆环的凸台嵌入到导流管下端部的凹入部分上，安装完后，保证陶瓷圆环上与有凸台一面对应的另一面与金属外套的下端面齐平；

陶瓷圆环的内表面喷涂上与金属、合金熔液、金属化合物难以粘附的物质；

所述的金属螺杆下部用螺母旋紧，然后依次穿过陶瓷圆环上对应的螺孔及金属外套上对应的螺孔后，在位于金属外套上部位置处的金属螺杆上用锁紧螺母旋紧固定，随后在陶瓷圆环螺孔内紧挨螺母的位置放入陶瓷密封环，所述陶瓷密封环与陶瓷圆环采用螺纹连接。

2.如权利要求1所述的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器，其特征在于在金属外套靠近发热

  体的内表面设有金属反射膜或喷涂而成的白色反射涂层。

3.如权利要求2所述的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器，其特征在于所述的白色反射涂层所用的涂料选用氧化锡。

4.如权利要求1所述的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器，其特征在于所述的陶瓷圆环选用

氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化锆陶瓷或碳化硅陶瓷。

5.如权利要求1所述的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器，其特征在于所述的雾化器中的陶瓷密封环材质选用磷酸锆陶瓷或磷酸铝。

6.如权利要求1所述的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器，其特征在于所述的金属外套选用碳钢或不锈钢。

7.如权利要求1所述的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器，其特征在于所述的发热体选用电炉丝或硅炭棒。

8.如权利要求1~7任一权利要求所述的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器，其特征在于所述的导流管选用氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化锆陶瓷或碳化硅陶瓷。

9.如权利要求1~7任一权利要求所述的一种防止高熔点物质堵塞的雾化器在金属或合金超微粉末制备过程中的应用。

Images