CN112453415B - 喷气盘及应用其的雾化制粉系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了喷气盘及应用其的雾化制粉系统。喷气盘包括壳体，壳体内设置有相互连通的进气通道和气流通道，气流沿进气通道和气流通道的导向方向作周向运动；该气流通道连通有多个排气通道，各排气通道向气流运动所绕中轴线的方向并向壳体的下方延伸；该排气通道的水平投影倾斜于气流运动方向的径向，且相邻排气通道的水平投影的倾斜方向相同；该排气通道上设置有开口朝下的喷气孔，各喷气孔均位于同一水平面上并处于同一圆周路径上。本喷气盘能够产生高速旋转气流，将雾化后液滴表面的气膜破碎，加快液滴的冷却速度。采用该喷气盘的气雾化制粉系统能够制备D100＝120μm的大粒径球形非晶粉末。

Description

喷气盘及应用其的雾化制粉系统
技术领域
本发明涉及非晶粉末制备领域，尤其是涉及喷气盘及应用其的雾化制粉系统。
背景技术
目前，行业内所使用的非晶粉主要是通过对非晶带材进行机械破碎的方式获得，受原材料和破碎设备的限制，通过该方式所得到的非晶粉，是粒径较大且外形轮廓不规则的片状粉末。使用这种非晶粉末制备非晶磁芯或非晶磁粉芯，在压制过程中容易将非晶粉末的绝缘层刺破，影响到元器件的性能。
随着电子设备和元器件不断地向微型化、高频化及大电流方向发展，行业对用于制备磁粉芯及电感的非晶粉末也提出了更高的要求，如球形度、粒度分布、氧含量等，但是，现有气雾化方法制备的非晶粉末，其粉末粒度往往只能达到D100＝25μm，难以满足日渐增长的使用需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够加快非晶粉末冷却速度的喷气盘，利用该喷气盘能够制备大粒径的球形非晶粉末。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
喷气盘，特别的，包括壳体，壳体内设置有相互连通的进气通道和气流通道，气流沿进气通道和气流通道的导向方向作周向运动；该气流通道连通有多个排气通道，各排气通道向气流运动所绕中轴线的方向并向壳体的下方延伸；该排气通道的水平投影倾斜于气流运动方向的径向，且相邻排气通道的水平投影的倾斜方向相同；该排气通道上设置有开口朝下的喷气孔，各喷气孔均位于同一水平面上并处于同一圆周路径上。
本发明的工作原理如下：
高压高速气流从进气通道进入壳体内部，并沿气流通道流动。在进气通道和气流通道的配合影响下，高压高速气流在壳体内作周向运动并流入排气通道，并从喷气孔喷射而出。由于排气通道的水平投影倾斜于气流运动方向的径向，且相邻排气通道的水平投影的倾斜方向相同，从喷气孔喷射而出的高压高速气流仍会保持周向运动，从而使该高压高速气流在离开喷气孔后能够沿单叶双曲线轨迹运动，形成高速旋转气流。融化成钢液的非晶材料进入该高速旋转气流后，能够被该高速旋转气流雾化成液滴并被该高速旋转气流破碎液滴表面的气膜，使液滴在该高速旋转气流中能够快速冷却，形成非晶粉末。
在一个实施方式中，该气流通道为环状结构，排气通道连通至气流通道的内圆壁，进气通道均布布置在气流通道的周向并与气流通道的外圆壁相切连接。从进气管道进入的高压高速气流在气流通道内实现高速旋转，并从排气通道中排出。
本发明还提供一种应用上述喷漆盘的雾化制粉系统，其包括用于承装钢液的耐热容器和前述的喷气盘；该耐热容器的底部设置有朝向喷气孔圆周路径的导流管，该喷气盘设置在导流管的下方，喷气盘的壳体上设置有过液通孔，该过液通孔朝导流管方向设置。
钢液从耐热容器底部的导流管流出，形成高温液体流，并经过液通孔自然降落至喷气孔所在圆周路径内，从而进入高速旋转气流的内部，受高速旋转气流影响，分散成多个细纤维束，并从在钢液或细纤维束的表面不断分裂出许多被高速旋转气流包裹在内的液滴。受离心力的影响，液滴在高速旋转气流的裹带下往下方移动的同时，会往高速旋转气流的外侧移动。在该移动过程中，液滴受高速旋转气流持续冲击的影响，液滴表面包裹的气膜破裂，从而使液滴与高速旋转气流直接接触，从而在被高速旋转气流裹带移动的过程中加速冷却，形成外轮廓呈球形的非晶粉末。
本发明具有以下优点：
1、本喷气盘能够产生高速旋转气流，将雾化后液滴表面的气膜破碎，加快液滴的冷却速度；
2、采用本喷气盘的气雾化制粉系统能够制备D100＝120μm的大粒径球形非晶粉末，所制备非晶粉末的球形度＞90％，氧含量＜200ppm，振实密度＞4.5g/cm3，能保证D100＜120μm的粉末为非晶态。
附图说明
图1是本发明实施例1中喷气盘的结构示意图；
图2是本发明实施例1中喷气盘的剖面示意图。
附图标记说明：1-气流通道；2-第一圆周面；3-第二圆周面；4-进气通道；5-排气孔；6-排气通道；7-喷气孔；8-第三圆周路径；9-过液通孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。
实施例1
如图1～2所示的喷气盘，其包括壳体，壳体内设置有呈环状结构的气流通道1，该气流通道1的外圆壁和内圆壁分别形成有呈同心设置的第一圆周面2和第二圆周面3。在气流通道1的中心，壳体内设置有过液通孔9。
在气流通道1的周向均匀布置有4个进气通道4。该进气通道4与气流通道1相互连通，并与气流通道1的外圆壁相切连接。从进气管道进入的高压高速气流在气流通道1内实现周向运动，绕气流通道1的中心高速旋转。
在气流通道1的内圆壁上设置有8个排气孔5，各排气孔5均连通有排气通道6。各排气通道6绕气流通道1的中心均匀布置，且各排气通道6向气流通道1的中心延伸并向气流通道1的下方延伸。排气通道6可以直接设置在壳体内部，也可以通过在壳体外设置有多个排气管道，各排气管道内设置有排气通道。排气管道在水平面上的投影倾斜于气流通道1的径向，且相邻排气通道6在水平面上的投影的倾向方向相同，使气流经排气通道6喷出时，气流流向都沿顺时针方向流动或者都沿逆时针方向流动。本实施例1中，气流从排气通道6喷出后沿逆时针方向流动。
排气通道6的端部设置有喷气孔7，该喷气孔7开口朝下且各喷气孔7均位于同一水平面上并处于第三圆周路径8上，该第三圆周路径8在水平面上的投影与第一圆周面2、第二圆周面3在水平面上的投影呈同心布置。
如图1所示，本实施例1中，喷气孔7与排气孔5通过排气通道6一一对应连通，且排气孔5与对应连通的喷气孔7之间形成有相位角α，α的数值可以在0～π/2的范围内取值。本实施例1中，α＝π/4。
高压高速气流从进气通道4进入壳体内部，并沿气流通道1流动。在进气通道4和气流通道1的配合影响下，高压高速气流在壳体内作周向运动并流入排气通道6，并从喷气孔7喷射而出。通过排气管道的倾斜设计以及排气孔5与喷气孔7之间的相位角设计，从喷气孔7喷射而出的高压高速气流仍会保持逆时针方向流动，使该高压高速气流在离开喷气孔7后能够沿单叶双曲线轨迹运动，形成高速旋转气流。融化成钢液的非晶材料进入该高速旋转气流后，能够被该高速旋转气流雾化成液滴并被该高速旋转气流破碎液滴表面的气膜，使液滴在该高速旋转气流中能够快速冷却，形成非晶粉末。
实施例2
本实施例2提供一种雾化制粉系统，其包括作为耐热容器的中间包和前述实施例1的喷气盘；中间包的底部设置有朝向喷气孔圆周路径的导流管，喷气盘设置在导流管的下方，喷气盘上设置有过液通孔，该过液通孔朝导流管方向设置。
钢液从耐热容器底部的导流管流出，形成高温液体流，并经过液通孔自然降落至喷气孔7所在圆周路径内，从而进入高速旋转气流的内部，受高速旋转气流影响，分散成多个细纤维束，并从在钢液或细纤维束的表面不断分裂出许多被高速旋转气流包裹在内的液滴。受离心力的影响，液滴在高速旋转气流的裹带下往下方移动的同时，会往高速旋转气流的外侧移动。在该移动过程中，液滴受高速旋转气流持续冲击的影响，液滴表面包裹的气膜破裂，从而使液滴与高速旋转气流直接接触，从而在被高速旋转气流裹带移动的过程中加速冷却，形成外轮廓呈球形的非晶粉末。
本说明书列举的仅为本发明的较佳实施方式，凡在本发明的工作原理和思路下所做的等同技术变换，均视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.用于制备非晶粉末的雾化制粉系统的喷气盘，其特征在于：包括壳体，所述壳体内设置有相互连通的进气通道和气流通道，气流沿进气通道和气流通道的导向方向作周向运动，所述气流通道为环状结构，排气通道连通至气流通道的内圆壁，进气通道均布布置在气流通道的周向并与气流通道的外圆壁相切连接；所述气流通道连通有多个排气通道，各排气通道向气流运动所绕中轴线的方向并向壳体的下方延伸；所述排气通道的水平投影倾斜于气流周向运动方向的径向，且相邻排气通道的水平投影的倾斜方向相同；所述排气通道上设置有开口朝下的喷气孔，各喷气孔均位于同一水平面上并处于同一圆周路径上，各喷气孔所在圆周路径的水平投影与气流通道的水平投影同心设置；气流在离开喷气孔后能够沿单叶双曲线轨迹运动。
2.根据权利要求1所述的喷气盘，其特征在于：所述排气通道围绕气流运动所绕的中轴线均匀布置。
3.根据权利要求1所述的喷气盘，其特征在于：所述排气通道与气流通道连通之处设置有排气孔，所述排气孔与喷气孔一一对应连通；所述排气孔与对应连通的喷气孔之间形成有相位角α，α的数值在0～π/2的范围内。
4.根据权利要求1所述的喷气盘，其特征在于：所述排气通道设置在壳体内。
5.根据权利要求1所述的喷气盘，其特征在于：所述壳体外设置有多个排气管道，各排气管道内设置有排气通道。
6.一种应用权利要求1至5任一所述喷气盘的雾化制粉系统，其特征在于：包括用于承装钢液的耐热容器和喷气盘；该耐热容器的底部设置有朝向喷气孔圆周路径的导流管；所述喷气盘设置在导流管的下方；所述喷气盘上设置有过液通孔，该过液通孔朝导流管方向设置。
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