CN109894623A - 一种适用于金属粉末制备领域的双层气雾化喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于金属粉末制备领域的双层气雾化喷嘴，该发明主要包括直向进气口、上层雾化喷嘴、导液管和下层雾化喷嘴。金属粉末雾化过程中，上下两层喷嘴同时进气对从导液管流出的金属熔液进行雾化，下层喷嘴提供高速射流用于熔液雾化，上层喷嘴用于阻碍下层喷嘴雾化产生的回流，并为导流管出口提供合适的出口抽吸负压。本发明解决了传统限制型喷嘴回流区阻碍金属熔液流动的问题，具有结构简单，调节方便，可靠性高的特点。

Description

一种适用于金属粉末制备领域的双层气雾化喷嘴

技术领域

本发明涉及金属粉末的制备技术领域，特别是涉及气体雾化制备金属粉末技术领域。

背景技术

金属粉末是一种重要的基础工业原料，广泛地应用于汽车、冶金、国防、电子、化工、医药生物、环保、家电、宇航、核工业等高新技术领域。其中细微金属粉末制备及其后续深加工技术随着世界高科技的飞速发展而越来越引起世界各发达国家的高度重视。

雾化法与其他制粉方法相比，生产率高，设备相对简单，是主要的金属粉末制备方法之一，雾化方法制取的粉末已占到当今世界粉末总产量50％左右，每年的年产量近1000000吨。气雾化技术制备的粉末粒度细小、球形度高、氧含量低、具有快速冷凝组织结构，具备大量生产的能力且成本低，目前已经成为生产高性能球形金属及合金粉末的主要方法。

气体雾化法制备金属粉末的核心是控制雾化气体对金属流体的作用机制，使雾化气体的动能最大限度地转化为金属熔滴的表面能，提升雾化气体喷嘴出口速度和雾化气体动能转变效率成为提升雾化效率和粉末性能的重要方法。因此控制出口射流的喷嘴的结构和性能决定了雾化粉末的性能和效率。

紧耦合喷嘴在限制式喷嘴结构的基础上，让雾化气体出口到金属流体的距离最短，减小了雾化气流到金属液流汇焦的距离，在微细金属粉末生产方面十分有效，现在已成为雾化设备的首选喷嘴结构。

紧耦合喷嘴由于在结构上的紧凑性，存在较强的回流现象，回流的雾化介质导致部分金属熔液向上逆向运动，初次破碎后的大熔滴极易粘结在导流管出口与雾化喷嘴出气口之间，影响金属液流流动形态与喷嘴出口射流场，雾化状态发生改变会导致雾化制备的金属粉末粒度显著增大，严重影响雾化过程与雾化金属粉末的产品质量。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是为了解决现有雾化器存在的上述不足之处，使用双层气雾化喷嘴，既能削弱雾化产生的回流区，还能在一定范围内改变上下层雾化喷嘴间距，提高能量利用率。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种双层气雾化喷嘴，其特征在于，包括上层雾化喷嘴、导流管、下层雾化喷嘴以及直向进气口，并在上层雾化喷嘴出口与导流管之间壁面处做有倒角，在下层雾化喷嘴出口下部做有台阶。

上述上层雾化喷嘴壁面倒角度数保持在40～50°范围内，下层雾化喷嘴台阶高7.5～8mm。

其中，上层雾化喷嘴采用环缝出气，气流方向垂直向下，集气腔内采用收缩流道设计。

上述上层雾化喷嘴环缝缝宽为0.8～1mm，射流出口距中心线间距14～16mm。

其中，下层雾化喷嘴采用环缝出气，气流方向与中心线存在锥角，集气腔采用收敛流道设计。

上述下层雾化喷嘴环缝缝宽为1～1.5mm，射流出口距中心线间距27～30mm。

其中，上下层雾化喷嘴可以根据具体进气压力在一定范围内改变上下层喷嘴间距，间距可在10～15mm内调节。

(三)有益效果

本发明提供的一种双层气雾化喷嘴，具有以下优点：1.本发明采用集气腔与环缝出口，结构简单；2.本发明喷嘴分为上下两层，两层喷嘴间距可调，增强了适用性；3.本发明在高压进气条件下，削弱了回流区，避免了反喷；4.本发明上下层雾化喷嘴分开供气，提高了能量利用率，可靠性高。

附图说明

图1是本发明的一种双层气雾化喷嘴的剖视图；

图2是本发明的一种双层气雾化喷嘴的二维示意图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1是本发明的一种双层气雾化喷嘴的剖视图，在图1中本雾化喷嘴主要由直向进气口1和5、上层雾化喷嘴2、导流管4、下层雾化喷嘴6组成。开始雾化时，首先由气源向直向进气口1和5进气，排空雾化室内空气，为金属熔液提供惰性气体保护；其次金属熔液从导流管4倒入，保护气体从上层雾化喷嘴2射流环缝出口3喷出，在垂直射流作用下，金属熔液进入下层雾化喷嘴6，高压雾化气体从下层雾化喷嘴6射流环缝出口8喷出，对金属熔液进行雾化。上层雾化喷嘴2出口壁面的倒角9为导流管4提供了抽吸负压，并且向下的气流阻碍了雾化回流，下层雾化喷嘴台阶7起到阻挡雾化回流的作用，提高了雾化制粉的生产效率、细分收得率和金属粉末产品质量。上下两层雾化喷嘴分开供气，提高了能量的利用率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims (4)

1.一种双层气雾化喷嘴，其特征在于：该气雾化喷嘴分为上下不连续的两层，两层雾化喷嘴均采用直向进气，环缝出气。

2.根据权利要求书1所述的双层气雾化喷嘴，其特征在于：上层雾化喷嘴出口与导流管壁面处做有40～50°倒角；下层雾化喷嘴出口下部做有台阶，台阶高7.5～8mm。

3.根据权利要求书1所述的双层气雾化喷嘴，其特征在于：上层雾化喷嘴采用垂直向下出气，缝宽0.8～1mm，射流出口到导流管出口中心线距离14～16mm；下层雾化喷嘴与导流管中心线成锥角出气，缝宽1～1.5mm，射流出口距中心线27～30mm。

4.根据权利要求书1所述的双层气雾化喷嘴，其特征在于：上下两层雾化喷嘴间距10～15mm。