CN110181045B - 一种连续脱脂炉的硝酸雾化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连续脱脂炉的硝酸雾化装置，包括注酸装置、氮气加热装置和雾化装置。注酸装置连接有注酸管路；氮气加热装置包括第一加热组件，氮气加热装置分别连接有进气管路和出气管路；雾化装置包括蒸发箱和设置于蒸发箱内的第二加热组件、蒸发盘、支撑架和玻璃球，支撑架用以支撑蒸发盘，多个玻璃球堆积于蒸发盘内，蒸发箱分别与注酸管路、出气管路和混合气体管路相连，注酸管路的出口位于蒸发盘的上方。与现有技术相比，本发明的硝酸雾化装置由三个独立的部分组成，任何一个部分出现问题都可以进行单独维护，简化了维护过程。又由于蒸发盘内的玻璃球可以扩大硝酸滴入液体的有效蒸发面积，提高了硝酸液体的蒸发效率。
Description
技术领域
本发明涉及硝酸气体催化脱脂技术领域，特别是涉及一种连续脱脂炉的硝酸雾化装置。
背景技术
近几年金属注射成形技术(MIM)的蓬勃发展推动了相关设备制造行业的技术发展。使用金属注射成形技术产品的主要工艺流程为:1.金属粉末和粘结剂混料，2.注射成形(生胚)，3.脱脂(棕胚)，4.烧结，5.后处理，6.成品。其中，脱脂是MIM产品工艺流程中非常重要的一个环节，它是成形坯(棕胚)在烧结前去除体内所含粘结剂的过程，使粘结剂从坯体的不同部位沿着颗粒之间的微小通道逐渐地排出，不损害坯体的高强度。脱脂工艺的目的是在不出现缺陷和变形的情况下尽量缩短脱脂时间，并保证脱脂后的棕胚化学成分控制在许可范围内，为下一步烧结工艺做好准备。
针对MIM产品不同的粘结剂有不同的脱脂方法，常见的脱脂方法有:真空脱脂、热脱脂、溶剂脱脂、虹吸脱脂、超临界流体萃取脱脂、催化脱脂等。其中催化脱脂是在上世纪90年代初，由德国著名的化工公司巴斯夫(BASF)开发出来的一种新型脱脂工艺。该工艺主要特点是采用聚甲醛作为主粘结剂并在酸性气氛中快速催化分解，且长链聚醛树脂具有很好的极性，可以适应于很广泛的粉末种类范围，从不锈钢、硬质合金到陶瓷。聚醛树脂在酸性气氛的催化作用下可以快速分解为甲醛，因此能达到快速脱除粘结剂的效果。催化脱脂工艺的优点是:脱脂时不会出现液相，避免了MIM产品容易发生变形和尺寸精度控制困难的弱点，由于是催化脱脂，大大缩短了脱脂时间，降低了成本，并且用此方法能生产较大尺寸的MIM工艺产品零件。此工艺下，采用连续脱脂和连续烧结系统，能够实现MIM产品的连续化生产，使得金属粉末注射成形技术成为一种真正具有竞争力的近净成形技术。
现有的硝酸雾化装置存在内部各区域温度一致性差、维护困难等问题，因此，如何提供一种维护简便，并且能够实现均衡、充分加热的硝酸雾化装置，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种连续脱脂炉的硝酸雾化装置，用以解决上述现有技术存在的技术问题，简化维护过程，实现内部的均衡、充分加热。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明公开了一种连续脱脂炉的硝酸雾化装置，包括：
注酸装置，所述注酸装置连接有注酸管路；
氮气加热装置，所述氮气加热装置包括第一加热组件，所述氮气加热装置分别连接有进气管路和出气管路；
雾化装置，所述雾化装置包括蒸发箱和设置于所述蒸发箱内的第二加热组件、蒸发盘、支撑架和玻璃球，所述支撑架用以支撑所述蒸发盘，多个所述玻璃球堆积于所述蒸发盘内，所述蒸发箱分别与所述注酸管路、所述出气管路相连，所述注酸管路的出口位于所述蒸发盘的上方，所述注酸管路和所述出气管路分别用以向所述蒸发箱内输入硝酸液体和加热后的氮气，所述蒸发箱还与混合气体管路相连，所述混合气体管路用以输出硝酸气体和氮气的混合气体。
优选地，所述蒸发盘为多个且上下分层设置，位于最底层的所述蒸发盘上方的各所述蒸发盘具有出液孔，使硝酸液体能够在各所述蒸发盘间依次向下流动。
优选地，多个所述蒸发盘由上至下盘底面积依次增大。
优选地，所述注酸装置包括硝酸瓶、硝酸泵和流量计，所述硝酸泵的进口连接有抽液管路，所述抽液管路插入所述硝酸瓶内，所述硝酸泵的出口通过连接管路与所述流量计的进口相连，所述流量计的出口与所述注酸管路的一端相连，所述注酸管路的另一端与所述蒸发箱相连。
优选地，所述抽液管路、所述连接管路和所述注酸管路均为PTFE管路，所述混合气体管路为耐酸性的不锈钢管路。
优选地，所述氮气加热装置还包括氮气加热筒和Al2O3球形填充物，所述氮气加热筒为横向设置的密封筒体结构，多个所述Al2O3球形填充物堆积于所述氮气加热筒内，且未堆满所述氮气加热筒，所述出气管路插入所述氮气加热筒内的管路端口位于所述氮气加热筒内的顶部空隙处，所述进气管路插入所述氮气加热筒内的管路端口位于所述氮气加热筒的底部，且具有过滤网。
优选地，所述第一加热组件为丝扣型加热器，所述第一加热组件固定于所述氮气加热筒的端面上且与所述氮气加热筒的轴线平行，所述第一加热组件为多个且插入所述Al2O3球形填充物形成的堆体的不同高度处。
优选地，所述进气管路和所述出气管路均为不锈钢材质的管路。。
优选地，所述第二加热组件包括U型加热器和热电偶，所述第二加热组件设置于所述蒸发盘下方。
优选地，所述玻璃球具有多种直径。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明的硝酸雾化装置由三个独立的部分组成，任何一个部分出现问题都可以进行单独维护，简化了维护过程。又由于蒸发盘内的玻璃球可以扩大硝酸滴入液体的有效蒸发面积，提高了硝酸液体的蒸发效率。应用于连续脱脂炉时，保证了酸脱工艺下的连续脱脂炉对酸性气体的特定比例要求和温度控制要求，大大提高了酸脱工艺的稳定性。
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为本发明连续脱脂炉的硝酸雾化装置的整体结构示意图；
附图标记说明：1-氮气加热筒；21-进气管路；22-出气管路；；3-过滤网；4-丝扣型加热器；5-Al2O3球形填充物；6-U型加热器；7-热电偶；8-支撑架；9-玻璃球；10-蒸发盘；11-蒸发箱；12-硝酸瓶；13-硝酸泵；14-流量计；15-PTFE管路；16-混合气体管路。
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连续脱脂炉的硝酸雾化装置，用以解决上述现有技术存在的技术问题，简化维护过程，实现内部的均衡、充分加热。
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。
如图1所示，本实施例提供一种连续脱脂炉的硝酸雾化装置，包括注酸装置、氮气加热装置和雾化装置。
其中，注酸装置连接有注酸管路；氮气加热装置包括第一加热组件，氮气加热装置分别连接有进气管路21和出气管路22；雾化装置包括蒸发箱11和设置于蒸发箱11内的第二加热组件、蒸发盘10、支撑架8和玻璃球9，支撑架8固定于蒸发箱11内，支撑架8用以支撑蒸发盘10，多个玻璃球9堆积于蒸发盘10内，玻璃球9优选为具有多种直径，蒸发箱11分别与注酸管路、出气管路22相连，注酸管路的出口位于蒸发盘10的上方，注酸管路和出气管路22分别用以向蒸发箱11内输入硝酸液体和加热后的氮气，蒸发箱11还与混合气体管路16相连，混合气体管路16用以输出硝酸气体和氮气的混合气体。
使用时，注酸装置将硝酸液体注入雾化装置内部，在硝酸雾化装置内部挥发为气体硝酸，同时因为经氮气加热装置加热后的氮气进入到雾化装置内，又进一步增加了硝酸液体的挥发。这样蒸发箱11内部硝酸所挥发的气体量近似等于硝酸液体的滴入量，通过调节入口的氮气流量和硝酸液体的流量，在蒸发箱11内部行成一定比例的氮气和硝酸气体的混合气体，经混合气体管路16排出。由于整个硝酸雾化装置系统由三个独立的部分组成，任何一个部分出现问题都可以进行单独维护，简化了维护过程。又由于蒸发盘10内的玻璃球9可以扩大硝酸滴入液体的有效蒸发面积，提高了硝酸液体的蒸发效率。混合气体最后在氮气气流的流动下由位于最上方的排气口送出，进入到所需设备内。
为了充分利用蒸发箱11内的空间，进一步提高蒸发效率，本实施例的蒸发盘10为多个且上下分层设置，位于最底层的蒸发盘10上方的各蒸发盘10具有出液孔，使硝酸液体能够在各蒸发盘10间依次向下流动。通过将蒸发盘10设置为多层结构，进一步扩大了硝酸滴入液体的有效蒸发面积，在一定程度上提高了蒸发效率。
本实施例中，多个蒸发盘10由上至下盘底面积依次增大，使下部的蒸发盘10容积大于上部蒸发盘10的容积，避免溢流。
注酸装置的类型有多种，本领域技术人员可根据实际需要进行选择。本实施例中，注酸装置包括硝酸瓶12、硝酸泵13和流量计14，硝酸泵13的进口连接有抽液管路，抽液管路插入硝酸瓶12内，硝酸泵13的出口通过连接管路与流量计14的进口相连，流量计14的出口与注酸管路的一端相连，注酸管路的另一端与蒸发箱11相连。硝酸泵13用以将硝酸瓶12内储存的硝酸液体泵送至雾化装置内，可根据流量计14的读数对硝酸泵13进行调整。
本实施例中，抽液管路、连接管路和注酸管路均为PTFE管路15，混合气体管路16为耐酸性的不锈钢管路，本领域技术人员也可根据实际需要选择其它耐腐蚀管路。
为了保证进入蒸发箱11内的氮气气体温度的一致性，本实施例的氮气加热装置还包括氮气加热筒1和Al2O3球形填充物5。氮气加热筒1为横向设置的密封筒体结构，多个Al2O3球形填充物5堆积于氮气加热筒1内，且未堆满氮气加热筒1。出气管路22插入氮气加热筒1内的管路端口位于氮气加热筒1内的顶部空隙处，进气管路21插入氮气加热筒1内的管路端口位于氮气加热筒1的底部，且具有过滤网3。由于气体的出入口是下进上出，氮气在经过筒内部空间时被Al2O3球形填充物5均布分散，从而使氮气得到均衡、充分的加热，不会出现死角。
本实施例中，第一加热组件为丝扣型加热器4，安装方便。第一加热组件固定于氮气加热筒1的端面上且与氮气加热筒1的轴线平行，第一加热组件为多个且插入Al2O3球形填充物5形成的堆体的不同高度处，从而提高上层和下层的Al2O3球形填充物5温度的一致性。
本实施例中，进气管路21和出气管路22均为不锈钢材质的管路，因而雾化装置和氮气加热装置左右串联；注酸管路为PTFE管路15，易于弯曲，因而注酸装置的摆放位置可随意定，根据设备实际使用操作位置来摆放。本领域技术人员也可使进气管路21和出气管路22为其它材质，只要能够适应氮气的温度即可。
本实施例中，第二加热组件包括U型加热器6和热电偶7，第二加热组件设置于蒸发盘10下方。U型加热器6能够扩大加热面积，热电偶7用以实现温度测量，从而调整加热功率。
本说明书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 (8)
1.一种连续脱脂炉的硝酸雾化装置，其特征在于，包括：
注酸装置，所述注酸装置连接有注酸管路；
氮气加热装置，所述氮气加热装置包括第一加热组件，所述氮气加热装置分别连接有进气管路和出气管路；
雾化装置，所述雾化装置包括蒸发箱和设置于所述蒸发箱内的第二加热组件、蒸发盘、支撑架和玻璃球，所述支撑架用以支撑所述蒸发盘，多个所述玻璃球堆积于所述蒸发盘内，所述蒸发箱分别与所述注酸管路、所述出气管路相连，所述注酸管路的出口位于所述蒸发盘的上方，所述注酸管路和所述出气管路分别用以向所述蒸发箱内输入硝酸液体和加热后的氮气，所述蒸发箱还与混合气体管路相连，所述混合气体管路用以输出硝酸气体和氮气的混合气体；
所述氮气加热装置还包括氮气加热筒和Al2O3球形填充物，所述氮气加热筒为横向设置的密封筒体结构，多个所述Al2O3球形填充物堆积于所述氮气加热筒内，且未堆满所述氮气加热筒，所述出气管路插入所述氮气加热筒内的管路端口位于所述氮气加热筒内的顶部空隙处，所述进气管路插入所述氮气加热筒内的管路端口位于所述氮气加热筒的底部，且具有过滤网；
所述第一加热组件为丝扣型加热器，所述第一加热组件固定于所述氮气加热筒的端面上且与所述氮气加热筒的轴线平行，所述第一加热组件为多个且插入所述Al2O3球形填充物形成的堆体的不同高度处。
2.根据权利要求1所述的连续脱脂炉的硝酸雾化装置，其特征在于，所述蒸发盘为多个且上下分层设置，位于最底层的所述蒸发盘上方的各所述蒸发盘具有出液孔，使硝酸液体能够在各所述蒸发盘间依次向下流动。
3.根据权利要求2所述的连续脱脂炉的硝酸雾化装置，其特征在于，多个所述蒸发盘由上至下盘底面积依次增大。
4.根据权利要求1所述的连续脱脂炉的硝酸雾化装置，其特征在于，所述注酸装置包括硝酸瓶、硝酸泵和流量计，所述硝酸泵的进口连接有抽液管路，所述抽液管路插入所述硝酸瓶内，所述硝酸泵的出口通过连接管路与所述流量计的进口相连，所述流量计的出口与所述注酸管路的一端相连，所述注酸管路的另一端与所述蒸发箱相连。
5.根据权利要求4所述的连续脱脂炉的硝酸雾化装置，其特征在于，所述抽液管路、所述连接管路和所述注酸管路均为PTFE管路，所述混合气体管路为耐酸性的不锈钢管路。
6.根据权利要求1所述的连续脱脂炉的硝酸雾化装置，其特征在于，所述进气管路和所述出气管路均为不锈钢材质的管路。
7.根据权利要求1所述的连续脱脂炉的硝酸雾化装置，其特征在于，所述第二加热组件包括U型加热器和热电偶，所述第二加热组件设置于所述蒸发盘下方。
8.根据权利要求1所述的连续脱脂炉的硝酸雾化装置，其特征在于，所述玻璃球具有多种直径。
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