CN108031843A - 一种粘结剂捕集系统及其捕集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粘结剂捕集系统，包括一级或多级粘结剂捕集装置，粘结剂捕集装置包括筒体、脂收集箱，筒体设置过滤层。当粘结剂蒸气随载流气体从炉体中进入粘结剂捕集装置时，碰到脂收集箱内壁，遇冷变成液体，没有变成液体的粘结剂蒸气进入筒体中，遇冷变成液体，没有变成液体的粘结剂蒸气在过滤层中经过多次碰撞，释放能量，液化流入脂收集箱；根据实际需要可设置多级粘结剂捕集装置，没有被捕捉的粘结剂蒸气进入下一级粘结剂捕集装置中进行捕集，确保与最后一级粘结剂捕集装置相连的真空泵中的油不被污染或减少污染程度，延长真空泵使用寿命，减少换油次数，节约生产成本。

Description

一种粘结剂捕集系统及其捕集装置

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，特别是涉及一种粘结剂捕集系统及其捕集装置。

背景技术

粘结剂是为了提高压坯的强度或防止粉末偏析而添加到粉末中的、可在烧结前或烧结过程中除掉的物质，粘结剂是粉末和基体之间粘结强度的保证。金属粉末注射成形技术中添加粘结剂的目的是为了让干涩的金属粉末得以射出，以制作出形状复杂的工件，但工件成形之后粘结剂的阶段性任务已完成，必须脱除，以避免在后续高温烧结时阻碍粉末间的结合及致密化。

进行脱脂工艺时，炉内加热至一定温度，工件中的粘结剂会气化，并充满在料箱内。如图1所示，载流保护气体充入炉内，料箱与脱脂管道连接，真空泵工作，使炉内压力P1大于料箱内压力P2，促使气体单向流动，从而料箱内的粘结剂蒸气随载流保护气体流入脱脂管道，部分气体中的粘结剂蒸气碰到管道内壁遇冷变为液体并慢慢流入脂收集箱，没有变液体的粘结剂蒸气随载流气体继续流经脂收集箱(此过程中也有部分粘结剂蒸气变液体)到达捕集器中，捕集器中通有冷却水，另有多层翅片阻碍，粘结剂蒸气遇冷会变为液体，捕集器和管道上缠有加热丝，防止粘结剂液体凝固而堵塞，最终液体流入脂收集箱中。没有被捕捉的粘结剂蒸气随载流保护气体一起通往真空泵，经过连接管道，部分被管道内壁捕捉下来，还有小部分随载流保护气体一起进入泵腔中，污染真空泵油。现有技术中的捕集器如图2所示，为冷井式捕集器，通有冷却水，翅片为串联结构，且翅片距离较小(主要捕脂原理是靠多层翅片增加气流行程来捕脂，气流路线呈S型，翅片越多，气流行程越大，捕的越多)，加之捕集器通径较小，很容易出现堵塞问题。另外，气流速度太快，部分粘结剂蒸气容易从空隙处流出而不能被捕捉，没有被捕捉的粘结剂蒸气经过管道，部分粘结剂蒸气会碰到管道内壁遇冷变液体而被捕捉，但仍然有小部分最终会跑到真空泵腔里，真空泵油混入粘结剂后会变得浑浊，从而影响真空泵的工作能力，降低了真空度，同时还会影响真空泵的使用寿命。只有定期更换真空泵油来保证和维护真空泵的正常工作，换油成本较高，一台真空脱脂烧结炉换油成本1～2万/年，10台真空脱脂烧结炉就是10～20万/年，增加生产成本。

因此，如何提高粘结剂的捕捉率，减少换油成本，延长真空泵使用寿命，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种粘结剂捕集系统及其捕集装置，以解决上述现有技术存在的问题，延长真空泵的使用寿命，节约生产成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种粘结剂捕集装置，包括筒体、脂收集箱、内罩和外罩，所述筒体与所述脂收集箱相连通，所述脂收集箱位于所述筒体的下部，所述脂收集箱上设置能够与连接管相连的第一连接口，所述外罩套装于所述内罩的外部，所述内罩和所述外罩均设置于所述筒体内，所述内罩和所述外罩的侧壁上均排布设置通过孔，所述内罩与所述外罩之间设置过滤层，所述筒体内还设置冷却管，所述冷却管位于所述筒体与所述外罩之间，所述冷却管与外部循环冷却水源相连通，所述筒体的外壁上设置外置加热器所述筒体上还设置能够与连接管相连的第二连接口，所述内罩与所述第二连接口相连通。

一种粘结剂捕集装置，包括筒体、脂收集箱、内罩和外罩，所述筒体与所述脂收集箱相连通，所述脂收集箱位于所述筒体的下部，所述脂收集箱上设置能够与连接管相连通的第一连接口，所述外罩套装于所述内罩的外部，所述内罩和所述外罩均设置于所述筒体内，所述内罩和所述外罩的侧壁上均排布设置通过孔，所述内罩与所述外罩之间设置过滤层，所述筒体内还设置冷却管，所述冷却管位于所述筒体与所述外罩之间，所述冷却管与外部循环冷却水源相连通，所述筒体的外壁上设置外置加热器，所述筒体内设置内置加热器，所述筒体上还设置能够与连接管相连通的第二连接口，所述内罩与所述第二连接口相连通。

一种粘结剂捕集装置，包括筒体、脂收集箱、内罩和外罩，所述筒体与所述脂收集箱相连通，所述脂收集箱位于所述筒体的下部，所述脂收集箱上设置能够与连接管相连通的第一连接口，所述外罩套装于所述内罩的外部，所述内罩和所述外罩均设置于所述筒体内，所述内罩和所述外罩的侧壁上均排布设置通过孔，所述内罩与所述外罩之间设置过滤层，所述筒体内还设置冷却管，所述冷却管设置于所述内罩的内部，所述冷却管与外部循环冷却水源相连通，所述筒体的外壁上设置外置加热器，所述筒体内设置内置加热器，所述筒体上还设置能够与连接管相连通的第二连接口，所述内罩与所述第二连接口相连通。

一种粘结剂捕集装置，包括筒体和脂收集箱，所述筒体与所述脂收集箱相连通，所述脂收集箱位于所述筒体的下部，所述脂收集箱上设置能够与连接管相连通的第一连接口，所述筒体内设置过滤层，所述筒体的外壁上套设有夹套，所述夹套与循环热水水源相连通，所述筒体上还设置能够与连接管相连通的第二连接口。

优选地，所述内罩与所述外罩之间设置衬板，所述衬板连接所述内罩和所述外罩。

优选地，所述过滤层由金属棉、多孔金属、金属颗粒、金属片、纤维棉或聚丙烯制成。

优选地，所述冷却管上设有翅片。

优选地，所述内置加热器和所述外置加热器均为片状、丝状或盘管状。

本发明还提供一种粘结剂捕集系统，包括粘结剂捕集装置，当设置多个所述粘结剂捕集装置时，多个所述粘结剂捕集装置通过连接管道顺序相连，所述连接管道上设置压力传感器，所述连接管道的外壁上缠绕加热丝。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的粘结剂捕集系统，包括一级或多级粘结剂捕集装置，粘结剂捕集装置包括筒体和脂收集箱，筒体设置夹套或冷却管，筒体内设置过滤层。当粘结剂蒸气随载流气体从炉体中进入粘结剂捕集系统，碰到脂收集箱内壁，遇冷变成液体或凝固，没有变成液体的粘结剂蒸气进入筒体中，当筒体上设有夹套，夹套内通有恒温热水，温度通过筒体内壁传导到过滤层中，使整个筒体内的温度恒定，温度设置在粘结剂凝固点以上，即液化温度，当温度较高的粘结剂蒸气进入筒体，相当于进入一个温度较低的区域，粘结剂蒸气中的石蜡和高分子塑料由高温降到低温状态时，会出现液化，没有被捕捉的粘结剂分子则会聚合，使小分子变成大分子，筒体内的过滤层一是起到减缓气流速度(利于冷区捕捉)，二是起到过滤捕捉的作用，粘结剂分子在过滤层中经过多次碰撞后，释放能量，会液化流下。当筒体中设有冷却管，温度较高的粘结剂蒸气进入筒体，碰到冷却管，高温粘结剂蒸气遇冷会液化或凝固，没有液化的粘结剂蒸气的分子在冷区则会聚合。根据实际需要可设置多级粘结剂捕集装置，一级可粗捕脂，捕捉大部分粘结剂，不会堵塞，二级可细捕脂，捕捉剩下没有被一级捕捉住的粘结剂蒸气。确保与最后一级粘结剂捕集装置相连的真空泵中的油不被污染或减少污染程度，延长真空泵使用寿命，减少换油次数，节约生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的脱脂工艺流程图；

图2为现有技术中的捕集器的剖切结构示意图；

图3为本发明实施例一中粘结剂捕集装置的结构示意图；

图4为本发明的粘结剂捕集系统包含两级粘结剂捕集装置的整体结构示意图；

图5为本发明的粘结剂捕集装置的捕集过程示意图；

图6为实施例三中的粘结剂捕集装置的示意图；

图7为实施例二中的粘结剂捕集装置的示意图；

图8为实施例四中的粘结剂捕集装置的示意图；

其中，1为筒体，101为第二连接口，102为上筒体，103为下筒体，2为脂收集箱，201为第一连接口，3为内罩，4为外罩，5为冷却管，6为衬板，7为过滤层，8为连接管道，9为压力传感器，10为外置加热器，11为内置加热器，12为夹套，A为冷区。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

本发明的目的是提供一种粘结剂捕集系统，以解决上述现有技术存在的问题，延长与粘结剂捕集器相连的真空泵的使用寿命，节约生产成本。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参考图3至图8，图3为本发明实施例一中的粘结剂捕集装置的结构示意图，图4为本发明的粘结剂捕集系统包含两级粘结剂捕集装置的整体结构示意图，图5为本发明的粘结剂捕集装置的捕集过程示意图，图6为实施例三中的粘结剂捕集装置的示意图，图7为实施例二中的粘结剂捕集装置的示意图，图8为实施例四中的粘结剂捕集装置的示意图。

本发明提供多种粘结剂捕集装置，下面通过具体的实施例来详细解释说明。

实施例一

见图3，粘结剂捕集装置包括筒体1、脂收集箱2、内罩3和外罩4，筒体1与脂收集箱2相连通，脂收集箱2位于筒体1的下部，脂收集箱2上设置能够通过连接管与脱脂炉体相连通的第一连接口201，外罩4套装于内罩3的外部，内罩3和外罩4均设置于筒体1内，内罩3和外罩4的侧壁上均排布设置通过孔，内罩与外罩之间设有过滤层7，筒体1内还设置冷却管5，冷却管5位于筒体1与外罩4之间，冷却管5与外部循环冷却水源相连通，筒体1的外壁上缠绕加热丝10，筒体1上还设置能够通过连接管与真空泵相连通的第二连接口101，内罩3与第二连接口101相连通。

当粘结剂蒸气随载流气体从炉体中进入粘结剂捕集装置时，碰到脂收集箱2内壁，遇冷变成液体，没有变成液体的粘结剂蒸气进入筒体1中。筒体1内设有冷却管5，筒体1内部温度较低，利于粘结剂蒸气中石蜡和高分子聚合物聚集，碰到冷却管5，被大量捕捉下来，变成液体流入脂收集箱2中，没有被捕捉下来的少量粘结剂蒸气通过外罩4上的通过孔进入过滤层7中，在过滤层7中经过多次碰撞，释放能量，液化或凝固。没有被捕捉下来的粘结剂蒸气通过内罩3上排布的通过孔，经由与第二连接口101相连的连接管，进入下一级粘结剂捕集装置中，进行再一次粘结剂蒸气的捕捉；如粘结剂蒸气已经被完全捕捉，则第二连接口101与真空泵相连。

现实工作中，可以根据实际需要设置粘结剂捕集装置的级数，第一级粘结剂捕集装置的第一连接口201通过连接管与炉体脱脂管相连通，最后一级的第二连接口101通过连接管与真空泵相连通。

具体地，内罩3与外罩4之间设置衬板6，衬板6连接内罩3和外罩4，衬板6能够有效防止外罩4变形。在本具体实施方式中，内罩3、外罩4、衬板6均由铝材质制成，铝材质导热性能优良，有助于粘结剂的捕集，且铝材质轻便，在维护保养和清理筒体1时，提拉轻便。在本发明的其他具体实施方式中，内罩3、外罩4、衬板6还可以用其它材质如不锈钢，碳钢，铜等金属制成。

在本具体实施方式中，过滤层7由金属棉制成，在本发明的其他具体实施方式中，过滤层7还可以由多孔金属、纤维棉、金属颗粒、金属片或PP(聚丙烯)等制成。

更具体地，冷却管5环绕外罩4设置，冷却管5上设有翅片，最大限度地增大冷却管5与粘结剂蒸气的接触面积，利于粘结剂蒸气的捕捉。

更进一步地，筒体1包括上筒体102和下筒体103，上筒体102与下筒体103可拆卸连接，下筒体103与脂收集箱2相连，内罩3和外罩4位于下筒体103内，第二连接口101设置于上筒体102上。

进一步地，筒体1外壁上设置外置加热器10，在粘结剂捕集装置中，粘结剂不断被捕捉下来，会堵塞筒体1，外置加热器10加热工作，使凝固在筒体1内壁上的固体粘结剂液化，流入到下面的脂收集箱2中，外置温度传感器时时监测筒体外壁温度，把温度信号反馈给控制单元，到达设定温度就停止加热，低于设定温度就加热，保证筒体1内体气流流通。

实施例二

筒体1内还设置内置加热器11，内置加热器11设置于内罩3的内部，见图7，当整个脱脂工艺结束，粘结剂会残留在捕集装置中，内置加热器11开始加热，和外置加热器10同时加热工作，对整个捕集装置进行清洗，使凝固在捕集装置(包括过滤层)中的粘结剂清洗下来，流入脂收集箱2中。

其余部分与实施例一相同。

实施例三

与实施例二所不同的是气流方向，气流方向与实施例二相反，见图6，粘结剂蒸气从筒体1上的第二连接口101进入，冷却管5的位置在内罩3内，内置加热器11设置在外罩4外壁上，同理，整个捕脂经过和清洗经过和实施例二相同。

内置加热器11的位置和形状可根据实际选择，如丝状加热器缠绕在外罩4外壁上，或者丝状加热器缠绕在内罩3外壁上，或者盘管状加热器环外罩4外壁上。

其余部分与实施例二相同。

实施例四

在筒体1的外部设置夹套12，夹套12上设有进出水口，夹套12中的热水由热水器提供，热水不断从热水器中流出进入夹套12中，又不断从夹套12中流出，进入热水器中，不断循环，使筒体1内的温度保持在恒定温度，使过滤层7的温度一直保持在粘结剂液化温度，全天24小时供热水，不会堵塞，见图8，粘结剂捕集装置包括筒体1、过滤层7，筒体1上设有夹套12，筒体1与脂收集箱2相连通，脂收集箱2位于筒体1的下部，过滤层7设置在筒体1中，夹套12中通有热水。

当粘结剂蒸气随载流气体从炉体中进入粘结剂捕集装置时，碰到脂收集箱2内壁，遇冷变成液体，没有变成液体的粘结剂蒸气进入筒体1中。筒体1设有夹套12，夹套12内通有恒温热水，温度通过筒体1内壁传导到过滤层7中，使整个筒体1内的温度恒定，温度设置在粘结剂凝固点以上，即液化温度，一般为50℃～90℃，当温度较高的粘结剂蒸气进入筒体1，相当于进入一个温度较低的区域，粘结剂蒸气中的石蜡和高分子塑料由高温降到低温状态时，会出现液化，没有被捕捉的粘结剂分子则会聚合，使小分子变成大分子，筒体1内的过滤层7一是起到减缓气流速度(利于冷区捕捉)，二是起到过滤捕捉的作用，粘结剂分子在过滤层7中经过多次碰撞后，释放能量，会液化流下。实施例四中向夹套12中通入热水的方式也可以采用外置加热器的方式来保证筒体1内温度保持在一定温度。

本发明的粘结剂捕集系统，可以根据实际需要设置粘结剂捕集装置的级数。粘结剂捕集装置通过连接管道8首尾相连，就组成多级捕集装置。一般一级捕集装置为粗过滤，气流空间相对较大，利于大部分粘结剂被捕捉下来，二级捕集装置捕集精度比一级捕集装置精度高，三级更细。连接管道8上设有压力传感器9，用于监测管道内压力，如果压力升高，说明捕集装置中有堵塞的可能，可通过提高清洗温度。连接管道8外壁上设置加热器，防止管道堵塞。

需要强调的是，本发明的粘结剂捕集系统设置冷区(A区)，见图5，使该区域内温度急剧下降，当高温粘结剂气体进入冷区，粘结剂蒸气中的石蜡和高分子聚合物由高温降到底温状态时，会出现液化，没有被捕捉的粘结剂分子则会聚合，使小分子变成大分子，筒体1内的过滤层7一是起到减缓气流速度(利于冷区捕捉)，二是起到过滤捕捉的作用，粘结剂分子在过滤层7中经过多次碰撞后，释放能量，会液化。本发明筒体1设置内置加热丝器11和外置加热器10，连接管8外壁上设置管道加热器，在炉冷却工艺阶段(烧结结束出炉前3小时)进行加热清洗，对过滤层7中凝固的粘结剂进行加热清洗，并清洗透彻，使凝固的粘结剂液化而流入脂收集箱2中。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种粘结剂捕集装置，其特征在于：包括筒体、脂收集箱、内罩和外罩，所述筒体与所述脂收集箱相连通，所述脂收集箱位于所述筒体的下部，所述脂收集箱上设置能够与连接管相连的第一连接口，所述外罩套装于所述内罩的外部，所述内罩和所述外罩均设置于所述筒体内，所述内罩和所述外罩的侧壁上均排布设置通过孔，所述内罩与所述外罩之间设置过滤层，所述筒体内还设置冷却管，所述冷却管位于所述筒体与所述外罩之间，所述冷却管与外部循环冷却水源相连通，所述筒体的外壁上设置外置加热器所述筒体上还设置能够与连接管相连的第二连接口，所述内罩与所述第二连接口相连通。

2.一种粘结剂捕集装置，其特征在于：包括筒体、脂收集箱、内罩和外罩，所述筒体与所述脂收集箱相连通，所述脂收集箱位于所述筒体的下部，所述脂收集箱上设置能够与连接管相连通的第一连接口，所述外罩套装于所述内罩的外部，所述内罩和所述外罩均设置于所述筒体内，所述内罩和所述外罩的侧壁上均排布设置通过孔，所述内罩与所述外罩之间设置过滤层，所述筒体内还设置冷却管，所述冷却管位于所述筒体与所述外罩之间，所述冷却管与外部循环冷却水源相连通，所述筒体的外壁上设置外置加热器，所述筒体内设置内置加热器，所述筒体上还设置能够与连接管相连通的第二连接口，所述内罩与所述第二连接口相连通。

3.一种粘结剂捕集装置，其特征在于：包括筒体、脂收集箱、内罩和外罩，所述筒体与所述脂收集箱相连通，所述脂收集箱位于所述筒体的下部，所述脂收集箱上设置能够与连接管相连通的第一连接口，所述外罩套装于所述内罩的外部，所述内罩和所述外罩均设置于所述筒体内，所述内罩和所述外罩的侧壁上均排布设置通过孔，所述内罩与所述外罩之间设置过滤层，所述筒体内还设置冷却管，所述冷却管设置于所述内罩的内部，所述冷却管与外部循环冷却水源相连通，所述筒体的外壁上设置外置加热器，所述筒体内设置内置加热器，所述筒体上还设置能够与连接管相连通的第二连接口，所述内罩与所述第二连接口相连通。

4.一种粘结剂捕集装置，其特征在于：包括筒体和脂收集箱，所述筒体与所述脂收集箱相连通，所述脂收集箱位于所述筒体的下部，所述脂收集箱上设置能够与连接管相连通的第一连接口，所述筒体内设置过滤层，所述筒体的外壁上套设有夹套，所述夹套与循环热水水源相连通，所述筒体上还设置能够与连接管相连通的第二连接口。

5.根据权利要求1-3任一项所述的粘结剂捕集装置，其特征在于：所述内罩与所述外罩之间设置衬板，所述衬板连接所述内罩和所述外罩。

6.根据权利要求1-4任一项所述的粘结剂捕集装置，其特征在于：所述过滤层由金属棉、多孔金属、金属颗粒、金属片、纤维棉或聚丙烯制成。

7.根据权利要求1-3任一项所述的粘结剂捕集装置，其特征在于：所述冷却管上设有翅片。

8.根据权利要求1-3任一项所述的粘结剂捕集装置，其特征在于：所述内置加热器和所述外置加热器均为片状、丝状或盘管状。

9.一种粘结剂捕集系统，包括权利要求1-4任一项所述的粘结剂捕集装置，其特征在于：当设置多个所述粘结剂捕集装置时，多个所述粘结剂捕集装置通过连接管道顺序相连，所述连接管道上设置压力传感器，所述连接管道的外壁上缠绕加热丝。