CN109128202A - 一种喷雾状金属粉末制备系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种喷雾状金属粉末制备系统，包括雾化单元、制冷单元、水回收单元和粉末后处理单元；雾化单元包括雾化室和粉末收集罐，雾化室的底部连接粉末收集罐，粉末收集罐内设有滤网；制冷单元包括冷却水储罐，冷却水储罐的顶部通过水管连接原水罐，冷却水储罐的底部分别通过水管连接制冷器和高压水泵，制冷器通过水管连接冷却水储罐，高压水泵通过水管连接雾化室；水回收单元包括过滤器，过滤器通过水管分别连接雾化室和冷却水储罐；粉末后处理单元包括粒度分离机和真空干燥器，粒度分离机连接所述粉末收集罐，真空干燥器连接所述粒度分离机。本发明提高冷却水的利用率，减少冷却水的使用量，制备的金属粉末粒径均匀、质量好。

Description

一种喷雾状金属粉末制备系统
技术领域
本发明涉及金属粉末制备技术领域，具体涉及一种喷雾状金属粉末制备系统。
背景技术
喷雾状金属粉末通常指粒径小于1mm的金属颗粒，以金属粉末为粉末冶金原材料制作的金属铸件在金属强度、延展性、耐热性等方面均具有很大的提升。因此，金属粉末在航空、电子信息、冶金、新能源、电力等领域有着广泛的应用前景。
现有的喷雾状金属粉末多采用高压水雾化、气体雾化或超声雾化的方法进行制备，其中气体雾化容易导致粉尘污染，超声雾化采用的设备成本高、不易维修，而且高熔点金属或合金难以通过超声雾化制备；其中，高压水雾化技术中，冷却水用量较大、能耗高、利用率低。
发明内容
为了解决现有的雾化状金属粉末制备装置成本高、能耗大的技术问题，本发明提供一种喷雾状金属粉末制备系统。本发明的技术方案如下：
一种喷雾状金属粉末制备系统，包括雾化单元、制冷单元、水回收单元和粉末后处理单元，所述制冷单元、所述水回收单元和所述粉末后处理单元分别与所述雾化单元连接；所述雾化单元包括雾化室和粉末收集罐，所述雾化室的底部连接所述粉末收集罐，所述粉末收集罐内设有滤网；所述制冷单元包括冷却水储罐，所述冷却水储罐的顶部通过水管连接原水罐，所述冷却水储罐的底部分别通过水管连接制冷器和高压水泵，所述制冷器通过水管连接所述冷却水储罐，所述高压水泵通过水管连接所述雾化室；所述水回收单元包括过滤器，所述过滤器通过水管分别连接所述雾化室和所述冷却水储罐；所述粉末后处理单元包括粒度分离机、真空干燥器，所述粒度分离机连接所述粉末收集罐，所述真空干燥器连接所述粒度分离机。
进一步地，所述雾化室的进料口处设有金属熔化炉。金属熔化炉内的熔融金属液通过进料口进入雾化室内。
进一步地，所述过滤器的数量为2个，且相互串联。多个过滤器串联，过滤效果更好。
进一步地，所述制冷单元还包括含氧指数控制器，所述含氧指数控制分别连接所述制冷器和所述冷却水储罐。含氧指数控制器用于检测冷却水中的含氧指数。
进一步地，所述粒度分离机与所述粉末收集罐的顶部相连，所述粒度分离机的顶部与真空泵相连。真空泵开始工作后，粉末收集罐内的粉末进入粒度分离机，进行粒度分级。
进一步地，所述雾化室的进料口包括料斗，所述料斗底部连接导流管，所述导流管底部连接喷嘴，所述喷嘴的侧面开通进水口，所述进水口通过水管连接所述高压水泵。高压水泵将冷却水储罐内的冷却水打入进水口，高压水将从料斗内进入的熔融金属液雾化。
进一步地，所述粒度分离机和所述真空干燥器之间设有真空泵。真空泵将粒度分离机内的粉末抽至真空干燥器内。
本发明的有益效果如下：本发明中设有雾化单元、制冷单元、水回收单元和粉末后处理单元，制冷单元用于制备冷却水，水回收单元将粉末收集罐内分离的水进行过滤并导入冷却水储罐循环使用，减少水资源的用量，增大了能源的利用率；冷却水被高压水泵打入雾化室对熔融金属液进行雾化，雾化效果好；粒度分离机对金属粉末进行分级，使粒度分布更窄，真空干燥器对粉末进行干燥和收集；采用本发明制备的喷雾状金属粉末制造的金属铸件较传统方法铸造的金属铸件各方面性能均有所提升。
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，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种喷雾状金属粉末制备系统的结构示意图；
图2为本发明所述雾化室的进料口的结构示意图；
图中：1-金属熔化炉、2-雾化室、3-粉末收集罐、4-冷却水储罐、5-制冷器、6-高压水泵、7-过滤器、8-粒度分离机、9-真空干燥器、10-含氧指数控制器、201-料斗、202-导流管、203-喷嘴、204-进水口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图1-2，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。
一种喷雾状金属粉末制备系统，包括雾化单元、制冷单元、水回收单元和粉末后处理单元，所述制冷单元、所述水回收单元和所述粉末后处理单元分别与所述雾化单元连接；所述雾化单元包括雾化室2和粉末收集罐3，所述雾化室2的底部连接所述粉末收集罐3，所述粉末收集罐3内设有滤网；所述制冷单元包括冷却水储罐4，所述冷却水储罐4的顶部通过水管连接原水罐，所述冷却水储罐4的底部分别通过水管连接制冷器5和高压水泵6，所述制冷器5通过水管连接所述冷却水储罐4，所述高压水泵6通过水管连接所述雾化室2；所述水回收单元包括过滤器7，所述过滤器7通过水管分别连接所述雾化室2和所述冷却水储罐4；所述粉末后处理单元包括粒度分离机8、真空干燥器9，所述粒度分离机8连接所述粉末收集罐3，所述真空干燥器9连接所述粒度分离机8。
进一步地，所述雾化室2的进料口处设有金属熔化炉1。金属熔化炉1内的熔融金属液通过进料口进入雾化室2内。
进一步地，所述过滤器7的数量为2个，且相互串联。多个过滤器7串联，过滤效果更好。
进一步地，所述制冷单元还包括含氧指数控制器10，所述含氧指数控制分别连接所述制冷器5和所述冷却水储罐4。含氧指数控制器10用于检测冷却水中的含氧指数。
进一步地，所述粒度分离机8与所述粉末收集罐3的顶部相连，所述粒度分离机8的顶部与真空泵相连。真空泵开始工作后，粉末收集罐3内的粉末进入粒度分离机8，进行粒度分级。
进一步地，所述雾化室2的进料口包括料斗201，所述料斗201底部连接导流管202，所述导流管202底部连接喷嘴203，所述喷嘴203的侧面开通进水口204，所述进水口204通过水管连接所述高压水泵6。高压水泵6将冷却水储罐4内的冷却水打入进水口204，高压水将从料斗201内进入的熔融金属液雾化。
进一步地，所述粒度分离机8和所述真空干燥器9之间设有真空泵。真空泵将粒度分离机8内的粉末抽至真空干燥器9内。
工作原理：打开制冷单元制备冷却水，高压水泵6将冷却水储罐4中的冷却水打入喷嘴203的进水口204，同时金属熔化炉1中的熔融金属液倒入雾化室2的进料口，高压冷却水的压强为60-100MPa,高压冷却水将熔融金属液雾化，雾化的金属粉末由于重力掉入粉末收集罐3，粉末收集罐3中的滤网将金属粉末和水分离，过滤后的水被导入水回收单元进行回收处理，金属粉末进入粒度分离机8进行粒度分级，随后分批进入真空干燥器9被干燥。
需要注意的是，由于各管道上的阀门和泵非本发明的改进点，属于现有技术，阀门和泵根据具体需要进行开启或关闭，本申请中并未对阀门和部分泵进行描述，也未图示。
本发明的有益效果如下：本发明中设有雾化单元、制冷单元、水回收单元和粉末后处理单元，制冷单元用于制备冷却水，水回收单元将粉末收集罐3内分离的水进行过滤并导入冷却水储罐4循环使用，减少水资源的用量，增大了能源的利用率；冷却水被高压水泵6打入雾化室2对熔融金属液进行雾化，雾化效果好；粒度分离机8对金属粉末进行分级，使粒度分布更窄，真空干燥器9对粉末进行干燥和收集。经测定，本实施例制备得到的金属粉末的含氧量为30ppm，粒径为30-50μm。
采用本发明制备的喷雾状铁金属粉末制造的铸件A较传统方法铸造的铸件B各方面性能对比如表1所示：
表1金属铸件性能
根据上表可计算得到，铸件A相比铸件B金属强度提高30％，延伸率提高1.5倍，耐磨性提高1倍，冲击韧性提高1倍。可见采用本发明制备的金属粉末铸造的成品各方面性能具有显著提升。
以上所述为本发明的优选实施方式，并不限制于本发明。对本领域技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下做出的若干改进和变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种喷雾状金属粉末制备系统，其特征在于：包括雾化单元、制冷单元、水回收单元和粉末后处理单元，所述制冷单元、所述水回收单元和所述粉末后处理单元分别与所述雾化单元连接；所述雾化单元包括雾化室和粉末收集罐，所述雾化室的底部连接所述粉末收集罐，所述粉末收集罐内设有滤网；所述制冷单元包括冷却水储罐，所述冷却水储罐的顶部通过水管连接原水罐，所述冷却水储罐的底部分别通过水管连接制冷器和高压水泵，所述制冷器通过水管连接所述冷却水储罐，所述高压水泵通过水管连接所述雾化室；所述水回收单元包括过滤器，所述过滤器通过水管分别连接所述雾化室和所述冷却水储罐；所述粉末后处理单元包括粒度分离机和真空干燥器，所述粒度分离机连接所述粉末收集罐，所述真空干燥器连接所述粒度分离机。
2.根据权利要求1所述的一种喷雾状金属粉末制备系统，其特征在于：所述雾化室的进料口处设有金属熔化炉。
3.根据权利要求1所述的一种喷雾状金属粉末制备系统，其特征在于：所述过滤器的数量为2个，且相互串联。
4.根据权利要求1所述的一种喷雾状金属粉末制备系统，其特征在于：所述制冷单元还包括含氧指数控制器，所述含氧指数控制分别连接所述制冷器和所述冷却水储罐。
5.根据权利要求1所述的一种喷雾状金属粉末制备系统，其特征在于：所述粒度分离机与所述粉末收集罐的顶部相连，所述粒度分离机的顶部与真空泵相连。
6.根据权利要求1所述的一种喷雾状金属粉末制备系统，其特征在于：所述雾化室的进料口包括料斗，所述料斗底部连接导流管，所述导流管底部连接喷嘴，所述喷嘴的侧面开通进水口，所述进水口通过水管连接所述高压水泵。
7.根据权利要求1所述的一种喷雾状金属粉末制备系统，其特征在于：所述粒度分离机和所述真空干燥器之间设有真空泵。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110340370A (zh) * 2019-06-06 2019-10-18 青海万加环保新材料有限公司 一种高精铝锭雾化粉碎降温装置及降温方法
CN112077326A (zh) * 2020-08-18 2020-12-15 苏州鲁信新材料科技有限公司 一种制备铜合金粉的雾化设备
CN112371988A (zh) * 2020-11-25 2021-02-19 湖州慧金材料科技有限公司 一种制备超细金属粉末的雾化设备

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