CN112846202A - 一种可以调节缝宽的环缝型喷盘及雾化装置 - Google Patents

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吴学昊
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Abstract

本发明公开了一种可以调节缝宽的环缝型喷盘及雾化装置，包括：上盘体，上盘体具有设置于边缘的第一法兰、设置于下侧的第一半流道、与第一半流道连接的第一半环缝；下盘体，所述下盘体具有设置于边缘的第二法兰、设置于上侧的第二半流道、与所述第二半流道连接的第二半环缝，上盘体与所述下盘体通过所述第一法兰、第二法兰进行连接，第一半流道、第二半流道在所述上盘体与所述下盘体连接后形成完整的流道以及进气口，第一半环缝、第二半环缝在所述上盘体与所述下盘体连接后形成完整的环缝，其中，所述第二半环缝环绕所述第一半环缝外周设置；多个垫片，用于根据预设的所述环缝大小选择对应数量的所述垫片装配到所述第一法兰、第二法兰之间。

Description

一种可以调节缝宽的环缝型喷盘及雾化装置
技术领域
本发明涉及粉末冶金技术领域，更具体的是涉及一种可以调节缝宽的环缝型喷盘及雾化装置。
背景技术
在粉末冶金领域中，特别是涉及到航空航天、汽车以及医疗等高端产品，雾化法是最常用的金属粉末制备方法之一。现有的雾化设备比如：气雾化设备，是通过气体介质进入喷盘，通过高压将气体介质从喷盘上的环缝喷射后将金属液流打碎成粉的装置。在气雾化过程中，需要对原材料金属粉末的性能和粒度进行严格地控制，粉末的收得率又决定了生产的效益。目前最直接地影响粉末性能、粒度、形貌的部件就是喷盘，喷盘的喷出角度、环缝宽度直接影响了喷出气体的流场。
目前所使用的喷盘都是一体式的，其环缝宽都是固定的，如公开号为CN109570518 A(公开日期2019.04.05)的专利申请公开了一种用于金属粉末制备的超音速气雾化喷盘，该方案中，如果其要改变缝宽只能重新制作新的喷盘，这样不仅耗费人力物力，而且对于工艺的改进的也有不利影响。而且由于喷盘整体不可拆，喷盘内部遗留的一些焊渣、铁皮等会造成粉末中夹杂物的引入，对整体粉末的质量改进有消极影响。喷盘是气雾化制粉的核心，它直接影响了雾化粉末的各项性能和雾化效率，所以喷盘的设计需要不断地优化与改进。传统雾化喷盘是通过机加工的方式制作的，雾化喷盘内部结构较为复杂，加工、清理的难度较大，如果每一次优化都需要制作新的喷盘，首先在精度和强度方面得不到良好的控制，而且还会在时间上、人力物力上造成很大的损失。
此外，喷盘的进气方式决定了环缝出气压力的稳定性，传统的双边径向或单边径向进气会导致出气压力不稳定，影响雾化的稳定性和粉末的质量，如公开号为CN110899713 A(公布日期2020.03.24)的专利申请公开了一种新型紧耦合气雾化喷嘴，其采用的进气方式便是双边径向的。
发明内容
本发明的目的是在于解决上述技术问题。
针对上述技术问题,本发明提出了一种可以调节缝宽的环缝型喷盘，包括：
上盘体，所述上盘体具有设置于边缘的第一法兰、设置于下侧的第一半流道、与所述第一半流道连接的第一半环缝；
下盘体，所述下盘体具有设置于边缘的第二法兰、设置于上侧的第二半流道、与所述第二半流道连接的第二半环缝，所述上盘体与所述下盘体通过所述第一法兰、第二法兰进行连接，所述第一半流道、第二半流道在所述上盘体与所述下盘体连接后形成完整的流道以及进气口，所述第一半环缝、第二半环缝在所述上盘体与所述下盘体连接后形成完整的环缝，其中，所述第二半环缝环绕所述第一半环缝外周设置；
多个垫片，用于根据预设的所述环缝大小选择对应数量的所述垫片装配到所述第一法兰、第二法兰之间。
优选的，所述垫片为黄铜垫片。
优选的，所述垫片的厚度为0.5-1mm。
优选的，所述第一法兰的螺栓孔为沉头孔，所述第二法兰的螺栓孔为盲孔。
优选的，所述上盘体中部设置有用于装配导流嘴的开孔。
优选的，所述进气口的数量为两个且对称的设置在所述喷盘两侧，所述进气口与所述流道相切。
优选的，所述第一半流道为内凹面结构，所述第一半环缝为锥面结构，所述第一半流道与所述第一半环缝之间平滑过度，所述第二半流道也为与所述第一半流道相对的内凹面结构，所述第二半环缝也为锥面结构，所述第二半环缝的端面高于所述第一半环缝的端面。
优选的，所述第一法兰、第二法兰相对的法兰面设置有与所述垫片形状相适应的凹槽。
优选的，所述第一半环缝、第二半环缝之间为非平行的设置。
本发明同时提供一种雾化装置，包括如上任一所述的环缝型喷盘。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：通过将喷盘设置成上盘体和下盘体的结构，并根据需要利用对应数量的垫片加载在上盘体和下盘体之间，使得环缝的缝宽可以进行调整。这样节省了每次优化参数后需要重新制作喷盘的时间、材料和人力，而且，该喷盘结构简单，使用方便，通过改变环缝的宽度，使得生产不同类型的母合金粉末成为可能。
另一方面，由于黄铜材料本身的特性，也能使得垫圈对喷盘法兰面有较好的密封效果，避免了因为增加垫片导致的漏气风险。
另一方面，由于喷盘上下部分可以拆卸，在喷盘的上盘体因导流嘴温度影响导致变形时，仅需更换一个新的上盘体结构，节约了成本和人力。而且使得清理喷盘内部的焊渣、铁皮等也变得可行，这对减少粉末的夹杂物提升粉末的整体质量有积极的影响。
另一方面，双边切向进气的方式也提升了整个雾化过程中喷盘内部的气压稳定性，使得整个雾化过程中喷盘环缝的出气压力更加平均，这样可以提升整个雾化过程的可靠性，并且提高粉末的性能。
附图说明
图1为本发明实施例喷盘的结构分解示意图(截面)。
图2为本发明实施例喷盘的结构分解示意图(截面)。
图3为本发明实施例喷盘的结构示意(俯视)。
图4为本发明实施例垫片的结构示意图。
图5a为现有一种进气口结构的压力分布示意图。
图5b为现有另一种进气口结构的压力分布示意图。
图5c为现有另一种进气口结构的压力分布示意图。
图5d为本发明实施例进气口结构的压力分布示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
如图1-4所示，本发明提供一种可以调节缝宽的环缝型喷盘1，包括：上盘体10、下盘体20、以及多个垫片30，所述上盘体10具有设置于边缘的第一法兰11、设置于下侧的第一半流道12、与所述第一半流道12连接的第一半环缝13；下盘体20具有设置于边缘的第二法兰21、设置于上侧的第二半流道22、与所述第二半流道连接的第二半环缝23，所述上盘体10与所述下盘体20通过所述第一法兰11、第二法兰21进行连接，所述第一半流道12、第二半流道22在所述上盘体10与所述下盘体20连接后形成完整的流道2以及进气口4，所述第一半环缝13、第二半环缝23在所述上盘体10与所述下盘体20连接后形成完整的环缝3，其中，所述第二半环缝23环绕所述第一半环缝13外周设置；多个垫片30用于根据预设的所述环缝3的大小选择对应数量或对应厚度的所述垫片30装配到所述第一法兰11、第二法兰21之间，多个垫片30的厚度可以是相同的也可以是不同的。
本实施例中，如图4所示，垫片30为与第一法兰11、第二法兰21相适应的环形结构，其上设置有多个螺栓孔，所述垫片30优选为黄铜垫片，黄铜材料具有一定的柔软性，能使得垫片对法兰面有较好的密封效果，当然，垫片30的材料并不限于黄铜，还可以是其它特性相似的材料。
本实施例中，所述垫片30的厚度为0.5-1mm，厚度变化梯度为0.05mm，在本实施例中，以垫片30的数量为10片进行说明，则最大厚度垫片为1mm，为保证气密封的可靠性，垫片30每次添加一片，以实现预设的缝宽调节。
本实施例中，所述第一法兰的螺栓孔为沉头孔14，所述第二法兰的螺栓孔为盲孔24。采用沉头孔14使得密封螺栓40的螺栓头沉入孔内，和盲孔24的结构有利于保持喷盘1表面的平整。
本实施例中，所述上盘体10中部设置有用于装配导流嘴的开孔15。
本实施例中，所述进气口4的数量为两个且对称的设置在所述喷盘1的两侧，所述进气口4与所述流道2相切，进气口采用双边切向的设计，这种设计所得喷盘内部的压力情况最为平均，不会出现喷盘某一部分压力过低的情况，也不会导致雾化过程中金属液流左右剧烈晃动的情况。如图5a-5c所示为现有的几种喷盘进气口布置方式，其中，阴影部分的颜色越深则说明该区域的压力越大。本实施例的压力如图5d所示，压力分布比较均匀，颜色较浅，表示压力较小。
本实施例中，所述第一半流道12为内凹面结构，所述第一半环缝13为锥面结构，所述第一半流道12与所述第一半环缝13之间平滑过度，所述第二半流道22也为与所述第一半流道12相对的内凹面结构，所述第二半环缝23也为锥面结构，所述第二半环缝23的端面高于所述第一半环缝13的端面(参考图2)。
本实施例中，所述第一法兰11、第二法兰21相对的法兰面设置有与所述垫片30形状相适应的凹槽31，在喷盘上下法兰面采用开设凹槽31的设计以增强喷盘1整体的密封性和平整性，黄铜垫片30放置在法兰面的凹槽31处，可以对垫片30进行限位和定位，确保连接后不会移位，保证密封性和平整性。
本实施例中，所述第一半环缝13、第二半环缝23之间为非平行的设置。
本实施例的喷盘1共设置六个沉头螺孔，如果要增加喷盘1的环缝宽，则将螺栓全部卸下，往法兰面凹槽31处添加黄铜垫片30，通过黄铜垫片30对法兰面的抬升，改变喷盘上、下盘体之间的距离，从而改变环缝的上下距离以达到控制环缝宽的目的。在每次改变喷盘环缝宽后，将全部螺栓拧紧，防止使用喷盘过程中发生气体泄漏情况。
上述实施例仅用于说明本发明的具体实施方式。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可以调节缝宽的环缝型喷盘，其特征在于，包括：
上盘体，所述上盘体具有设置于边缘的第一法兰、设置于下侧的第一半流道、与所述第一半流道连接的第一半环缝；
下盘体，所述下盘体具有设置于边缘的第二法兰、设置于上侧的第二半流道、与所述第二半流道连接的第二半环缝，所述上盘体与所述下盘体通过所述第一法兰、第二法兰进行连接，所述第一半流道、第二半流道在所述上盘体与所述下盘体连接后形成完整的流道以及进气口，所述第一半环缝、第二半环缝在所述上盘体与所述下盘体连接后形成完整的环缝，其中，所述第二半环缝环绕所述第一半环缝外周设置；
多个垫片，所述多个垫片的厚度相同或不同，根据预设的所述环缝大小选择对应厚度或对应数量的所述垫片装配到所述第一法兰、第二法兰之间。
2.按照权利要求1所述的可以调节缝宽的环缝型喷盘，其特征在于，所述垫片为黄铜垫片。
3.按照权利要求1或2所述的可以调节缝宽的环缝型喷盘，其特征在于，所述垫片的厚度为0.5-1mm，厚度变化梯度为0.5mm。
4.按照权利要求1所述的可以调节缝宽的环缝型喷盘，其特征在于，所述第一法兰的螺栓孔为沉头孔，所述第二法兰的螺栓孔为盲孔。
5.按照权利要求1所述的可以调节缝宽的环缝型喷盘，其特征在于，所述上盘体中部设置有用于装配导流嘴的开孔。
6.按照权利要求1所述的可以调节缝宽的环缝型喷盘，其特征在于，所述进气口的数量为两个且对称的设置在所述喷盘两侧，所述进气口与所述流道相切。
7.按照权利要求1所述的可以调节缝宽的环缝型喷盘，其特征在于，所述第一半流道为内凹面结构，所述第一半环缝为锥面结构，所述第一半流道与所述第一半环缝之间平滑过度；所述第二半流道也为与所述第一半流道相对的内凹面结构，所述第二半环缝也为锥面结构，所述第二半环缝的端面高于所述第一半环缝的端面。
8.按照权利要求1所述的可以调节缝宽的环缝型喷盘，其特征在于，所述第一法兰、第二法兰相对的法兰面设置有与所述垫片形状相适应的凹槽。
9.按照权利要求1所述的可以调节缝宽的环缝型喷盘，其特征在于，所述第一半环缝、第二半环缝之间为非平行的设置。
10.一种雾化装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的环缝型喷盘。
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