CN112916859B - 一种雾化喷嘴及气雾化制粉设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及粉末冶金技术领域，公开了一种雾化喷嘴及气雾化制粉设备，该雾化喷嘴包括具有法兰板和筒状体安装座，法兰板上有与筒状体的内孔连通的第一贯通孔；设置于第一贯通孔处并与安装座密封连接的上压盖和设置于筒状体远离法兰板的一端并与筒状体密封连接的下压盖，上压盖形成有沿厚度方向贯通的第二贯通孔，下压盖形成有沿厚度方向贯通的喷口，上压盖的底端位于喷口中；筒状体、上压盖以及下压盖配合限定出第一腔体，第一腔体与喷口连通；导液管以及套设于导液管外部并位于第二贯通孔中的开度调节组件，导液管贯穿第二贯通孔，导液管的外壁与第二贯通孔的侧壁之间为第二腔体。该雾化喷嘴及气雾化制粉设备改善了雾化喷嘴通用性较差的问题。

Description

一种雾化喷嘴及气雾化制粉设备

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，特别涉及一种雾化喷嘴及气雾化制粉设备。

背景技术

球形金属粉末是增材制造、喷涂涂层和粉末冶金领域必不可少的原材料，然而，通常情况下，各种技术所需的金属粉末粒径不同，需要根据金属粉末的用途来调整制备金属粉末的技术路线及工艺。

制备金属粉末的方法中，气雾化法制备金属粉末应用最为广泛，用该方法制备的金属粉末粒径能够覆盖几乎所用的应用需求。雾化喷嘴是气雾化制粉设备的核心部件，现有技术中，金属粉末的粒径需求不同时，需要使用不同的雾化喷嘴来制备相应粒径分布的金属粉末，雾化喷嘴的通用性较差。

发明内容

本发明提供了一种雾化喷嘴及气雾化制粉设备，用于改善雾化喷嘴通用性较差的问题。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种雾化喷嘴，包括：

安装座，包括法兰板和设置于所述法兰板一侧、并与所述法兰板连接的筒状体，所述法兰板上设有与所述筒状体的内孔连通的第一贯通孔；

设置于所述第一贯通孔处并与所述安装座密封连接的上压盖和设置于所述筒状体远离所述法兰板的一端、并与所述筒状体密封连接的下压盖，其中，所述上压盖形成有沿厚度方向贯通的第二贯通孔，所述下压盖形成有沿厚度方向贯通的喷口，所述上压盖的底端位于所述喷口中；所述筒状体、所述上压盖以及所述下压盖配合限定出第一腔体，所述第一腔体与所述喷口连通，用于通入气体；

插设于所述第二贯通孔中的导液管以及套设于所述导液管外部并位于所述第二贯通孔中的开度调节组件，其中，所述导液管贯穿所述第二贯通孔，且所述导液管的外壁与所述第二贯通孔的侧壁之间形成有第二腔体；所述开度调节组件用于调节所述第二贯通孔与背离所述喷口一侧的连通程度。

本发明提供的雾化喷嘴中，安装座的筒状体、上压盖以及下压盖配合限定出第一腔体，第一腔体与下压盖的喷口连通；同时，导液管贯穿第二贯通孔，且导液管的外壁与第二贯通孔的侧壁之间形成有第二腔体，开度调节组件用于调节上压盖上第二贯通孔背离喷口的一端的开度。向第一腔体中通入高压气体后，高压气体由第一腔体与下压盖喷口的连通处进入下压盖的喷口，高压气体在导液管底端形成的负压作用于导液管出口处的液态金属，将导液管输出的液态金属粉碎成小液滴，小液滴最终凝固成粉末，即实现了金属粉末的制备。而负压的作用会影响导液管出口处液态金属的流速，通过开度调节组件调节上压盖上第二贯通孔背离喷口的一端的开度，能够改变第二腔体及下压盖喷口中的负压的大小(负压的调控范围在5kPa到70kPa之间)，从而改变导液管出口处液态金属的流速。通入第一腔体的高压气体的压力不变，改变导液管出口处液态金属的流速即能够改变雾化过程中的气液比，从而能够改变金属粉末的粒径分布，使同一雾化喷嘴能够制备不同粒径分布的金属粉末，雾化喷嘴的通用性更强。

此外，本发明提供的雾化喷嘴部件较少，组装较为简便，成本也较低。

可选地，所述开度调节组件包括第一调节板和第二调节板，所述第一调节板和所述第二调节板沿所述上压盖指向所述下压盖的方向依次套设于所述导液管上，且所述第一调节板和所述第二调节板中的一个能够在外力作用下绕所述导液管转动；

所述第一调节板上设有多个第一调节孔，多个所述第一调节孔环绕所述导液管分布；所述第二调节板上设有与各所述第一调节孔一一对应的第二调节孔，所述第一调节板与所述第二调节板抵接；

当各所述第一调节孔与各所述第二调节孔完全错开时，所述开度调节组件封闭所述第二贯通孔远离所述下压盖的一端。

可选地，各所述第一调节孔分布于同一圆上，所述导液管的轴线经过所述圆的圆心。

可选地，多个所述第一调节孔在所述圆上均布。

可选地，各所述第一调节孔和各所述第二调节孔均为圆孔，且各所述第一调节孔的孔径以及各所述第二调节孔的孔径均相等。

可选地，所述第一调节板能够在外力的作用下绕所述导液管转动，所述第二调节板与所述第二贯通孔卡接。

可选地，所述第一调节板的边缘设有豁口。

可选地，所述上压盖的顶部、所述第二贯通孔的外侧设有沿所述第二贯通孔的周向延伸的滑槽，所述滑槽顶部敞口，且所述滑槽朝向所述第二贯通孔的一侧形成有与所述第二贯通孔连通的导向通道；所述导向通道与所述上压盖的顶面之间形成有限位筋；

所述雾化喷嘴包括拨块，所述拨块包括拨动部和连接于所述拨动部朝向所述第二贯通孔一侧的卡接部，所述拨动部滑动设置于所述滑槽中，所述卡接部穿过所述导向通道并与所述第一调节板边缘的豁口卡接。

可选地，所述导液管包括相互连通的第一管段和第二管段，其中所述第二管段较所述第一管段靠近所述下压盖，且所述第二管段的外径小于所述第一管段的外径，所述第一管段的底端与所述第二调节板抵接；

和/或，所述第二调节板的侧面设有朝向所述第二贯通孔侧壁的凸起部，所述第二贯通孔侧壁形成有与所述凸起部对应的凹槽，所述凸起部卡设于所述凹槽中。

本发明还提供一种气雾化制粉设备，包括上述技术方案中提供的任意一种雾化喷嘴，不但能够达到上述雾化喷嘴所能够达到的技术效果，即通过开度调节组件调节上压盖上第二贯通孔背离喷口的一端的开度，能够改变第二腔体及下压盖喷口中的负压的大小(负压的调控范围在5kPa到70kPa之间)，从而改变导液管出口处液态金属的流速。通入第一腔体的高压气体的压力不变，改变导液管出口处液态金属的流速即能够改变雾化过程中的气液比，从而能够改变金属粉末的粒径分布，使同一雾化喷嘴能够制备不同粒径分布的金属粉末，雾化喷嘴及气雾化制粉设备的通用性更强。同时，雾化喷嘴部件较少，组装较为简便，成本也较低。

附图说明

图1为本发明实施例提供的雾化喷嘴的结构示意图；

图2为图1所示的雾化喷嘴的剖视图；

图3为图1所示的雾化喷嘴中部分结构的分解图；

图4为图1所示的雾化喷嘴省略部分结构后的示意图；

图5为图1所示的雾化喷嘴中上压盖及拨块的结构示意图；

图6为图1所示的雾化喷嘴中第一调节板和第二调节板的结构示意图。

图标：1-安装座；11-法兰板；12-筒状体；2-上压盖；21-第二贯通孔；211-凹槽；22-滑槽；23-导向通道；24-限位筋；3-下压盖；31-喷口；4-导液管；41-第一管段；42-第二管段；5-开度调节组件；51-第一调节板；511-第一调节孔；512-豁口；52-第二调节板；521-凸起部；6-拨块；61-拨动部；62-卡接部；100-第一腔体。

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。

如图1-图4所示，本实施例提供的一种雾化喷嘴包括：

安装座1，该安装座1包括法兰板11和设置于法兰板11一侧、并与法兰板11连接的筒状体12，法兰板11上设有与筒状体12的内孔连通的第一贯通孔；

设置于第一贯通孔处并与安装座1密封连接的上压盖2和设置于筒状体12远离法兰板11的一端、并与筒状体12密封连接的下压盖3，其中，上压盖2形成有沿厚度方向贯通的第二贯通孔21，下压盖3形成有沿厚度方向贯通的喷口31，上压盖2的底端位于喷口31中；筒状体12、上压盖2以及下压盖3配合限定出第一腔体100，第一腔体100与喷口31连通，用于通入气体；

插设于第二贯通孔21中的导液管4以及套设于导液管4外部并位于第二贯通孔21中的开度调节组件5，其中，导液管4贯穿第二贯通孔21，且导液管4的外壁与第二贯通孔21的侧壁之间形成有第二腔体；开度调节组件5用于调节第二贯通孔21与背离喷口31一侧的连通程度。

本实施例提供的雾化喷嘴中，安装座1的筒状体12、上压盖2以及下压盖3配合限定出第一腔体100，第一腔体100与下压盖3的喷口31连通；同时，导液管4贯穿第二贯通孔21，且导液管4的外壁与第二贯通孔21的侧壁之间形成有第二腔体，开度调节组件5用于调节上压盖2上第二贯通孔21背离喷口31的一端的开度。向第一腔体100中通入高压气体后，高压气体由第一腔体100与下压盖3的喷口31的连通处进入下压盖3的喷口31(气流走向如图2中箭头所示)，高压气体在导液管4底端形成的负压作用于导液管4出口处的液态金属，将导液管4输出的液态金属粉碎成小液滴，小液滴最终凝固成粉末，从而实现金属粉末的制备。而负压的作用会影响导液管4出口处液态金属的流速，通过开度调节组件5调节上压盖2上第二贯通孔21背离喷口31的一端的开度，能够改变第二腔体及下压盖3的喷口31中的负压的大小(当雾化气体介质压力为5MPa时，喷口31中负压的调控范围在5kPa到70kPa之间)，从而改变导液管4出口处液态金属的流速。通入第一腔体100的高压气体的压力不变，改变导液管4出口处液态金属的流速即能够改变雾化过程中的气液比，从而能够改变金属粉末的粒径分布，使同一雾化喷嘴能够制备不同粒径分布的金属粉末，雾化喷嘴的通用性更强。

此外，本实施例提供的雾化喷嘴部件较少，组装较为简便，成本也较低。

为了便于开度调节组件5的设置，可选地，法兰板11上的第一贯通孔可以与筒状体12的内孔同轴，第一贯通孔的孔径可以大于筒状体12的内径。

沿上压盖2指向下压盖3的方向，第二贯通孔21的孔径可以逐渐减小，喷口31的口径可以逐渐增大。

具体设置上述开度调节组件5时，一种可选的实现方式中，开度调节组件5包括第一调节板51和第二调节板52，第一调节板51和第二调节板52沿上压盖2指向下压盖3的方向依次套设于导液管4上，且第一调节板51和第二调节板52中的一个能够在外力作用下绕导液管4转动，以实现第二贯通孔21背离喷口31一端的开度的调节。

具体地，第一调节板51上设有多个第一调节孔511，多个第一调节孔511环绕导液管4分布；第二调节板52上设有与各第一调节孔511一一对应的第二调节孔，第一调节板51与第二调节板52抵接；

当各第一调节孔511与各第二调节孔完全错开时，开度调节组件5封闭第二贯通孔21远离下压盖3的一端；各第一调节孔511与对应的第二调节孔相对的程度不同时，第二贯通孔21背离喷口31一端的开度不同。

具体设置上述第一调节板51时，为了简化设计，一种可选的实现方式中，各第一调节孔511分布于同一圆上，导液管4的轴线经过圆的圆心。

为了使得第二腔体及下压盖3的喷口31中的气压更均衡、使导液管4出口处液流的受力更均衡，一种可选的实现方式中，多个第一调节孔511在上述圆上均布。

为了便于加工，各第一调节孔511和各第二调节孔可以均为圆孔，为了使得第二腔体及下压盖3的喷口31中的气压更均衡、使导液管4出口处液流的受力更均衡，各第一调节孔511的孔径以及各第二调节孔的孔径可以均相等，例如：第一调节孔511和第二调节孔的孔径均为1mm-2mm。

当然，各第一调节孔511和各第二调节孔均不限于圆孔，还可以为扇形孔、椭圆形孔等。

一种可选的实现方式中，第一调节板51能够在外力的作用下绕导液管4转动，第二调节板52与第二贯通孔21卡接。

为了便于转动第一调节板51，一种具体实现方式中，如图6所示，第一调节板51的边缘可以设有豁口512。

进一步地，如图5所示，一种可选的实现方式中，上压盖2的顶部、第二贯通孔21的外侧设有沿第二贯通孔21的周向延伸的滑槽22，滑槽22顶部敞口，且滑槽22朝向第二贯通孔21的一侧形成有与第二贯通孔21连通的导向通道23；导向通道23与上压盖2的顶面之间形成有限位筋24；

雾化喷嘴包括拨块6，拨块6包括拨动部61和连接于拨动部61朝向第二贯通孔21一侧的卡接部62，拨动部61滑动设置于滑槽22中，卡接部62穿过导向通道23并与第一调节板51边缘的豁口512卡接(如图1所示)。沿滑槽22滑动拨块6，即能够带动第一调节板51绕导液管4转动，从而控制开度调节组件5的开度，控制导液管4出液端的抽吸力。

请继续参照图1，导液管4可以包括相互连通的第一管段41和第二管段42，其中第二管段42较第一管段41靠近下压盖3，且第二管段42的外径小于第一管段41的外径，第一管段41底端与第二调节板52抵接，以为第二调节板52限位。

具体设置上述第二调节板52时，如图6所示，第二调节板52的侧面可以设有朝向第二贯通孔21侧壁的凸起部521，第二贯通孔21侧壁形成有与凸起部521对应的凹槽211，凸起部521卡设于凹槽211中，以实现第二调节板52的周向限位。

以雾化气体压力为5MPa，测试样品为304不锈钢，样品质量为7.5kg为例，当开度调节组件5完全关闭时(即第一调节孔511与对应的第二调节孔完全错开时)，制备的粉末D50＝75um，在同样的条件下，开度调节组件5完全打开时(即第一调节孔511与对应的第二调节孔完全重合时)，制备的金属粉末D50＝45um。可见，采用本实施例提供的同一雾化喷嘴、在相同的工艺条件下，只需控制开度调节组件5的开度即能够控制制备的金属粉末的粒度分布。

本实施例提供的气雾化制粉设备包括上述雾化喷嘴，雾化喷嘴能够制备不同粒径分布的金属粉末，使得气雾化制粉设备的通用性更强。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种雾化喷嘴，其特征在于，包括：

安装座，包括法兰板和设置于所述法兰板一侧、并与所述法兰板连接的筒状体，所述法兰板上设有与所述筒状体的内孔连通的第一贯通孔；

设置于所述第一贯通孔处并与所述安装座密封连接的上压盖和设置于所述筒状体远离所述法兰板的一端、并与所述筒状体密封连接的下压盖，其中，所述上压盖形成有沿厚度方向贯通的第二贯通孔，所述下压盖形成有沿厚度方向贯通的喷口，所述上压盖的底端位于所述喷口中；所述筒状体、所述上压盖以及所述下压盖配合限定出第一腔体，所述第一腔体与所述喷口连通，用于通入气体；

插设于所述第二贯通孔中的导液管以及套设于所述导液管外部并位于所述第二贯通孔中的开度调节组件，其中，所述导液管贯穿所述第二贯通孔，且所述导液管的外壁与所述第二贯通孔的侧壁之间形成有第二腔体；所述开度调节组件用于调节所述第二贯通孔与背离所述喷口一侧的连通程度；

所述开度调节组件包括第一调节板和第二调节板，所述第一调节板和所述第二调节板沿所述上压盖指向所述下压盖的方向依次套设于所述导液管上，且所述第一调节板和所述第二调节板中的一个能够在外力作用下绕所述导液管转动；

所述第一调节板上设有多个第一调节孔，多个所述第一调节孔环绕所述导液管分布；所述第二调节板上设有与各所述第一调节孔一一对应的第二调节孔，所述第一调节板与所述第二调节板抵接；

当各所述第一调节孔与各所述第二调节孔完全错开时，所述开度调节组件封闭所述第二贯通孔远离所述下压盖的一端。

2.根据权利要求1所述的雾化喷嘴，其特征在于，各所述第一调节孔分布于同一圆上，所述导液管的轴线经过所述圆的圆心。

3.根据权利要求2所述的雾化喷嘴，其特征在于，多个所述第一调节孔在所述圆上均布。

4.根据权利要求1所述的雾化喷嘴，其特征在于，各所述第一调节孔和各所述第二调节孔均为圆孔，且各所述第一调节孔的孔径以及各所述第二调节孔的孔径均相等。

5.根据权利要求1-4任一项所述的雾化喷嘴，其特征在于，所述第一调节板能够在外力的作用下绕所述导液管转动，所述第二调节板与所述第二贯通孔卡接。

6.根据权利要求5所述的雾化喷嘴，其特征在于，所述第一调节板的边缘设有豁口。

7.根据权利要求6所述的雾化喷嘴，其特征在于，所述上压盖的顶部、所述第二贯通孔的外侧设有沿所述第二贯通孔的周向延伸的滑槽，所述滑槽顶部敞口，且所述滑槽朝向所述第二贯通孔的一侧形成有与所述第二贯通孔连通的导向通道；所述导向通道与所述上压盖的顶面之间形成有限位筋；

所述雾化喷嘴包括拨块，所述拨块包括拨动部和连接于所述拨动部朝向所述第二贯通孔一侧的卡接部，所述拨动部滑动设置于所述滑槽中，所述卡接部穿过所述导向通道并与所述第一调节板边缘的豁口卡接。

8.根据权利要求5所述的雾化喷嘴，其特征在于，所述导液管包括相互连通的第一管段和第二管段，其中所述第二管段较所述第一管段靠近所述下压盖，且所述第二管段的外径小于所述第一管段的外径，所述第一管段的底端与所述第二调节板抵接；

和/或，所述第二调节板的侧面设有朝向所述第二贯通孔侧壁的凸起部，所述第二贯通孔侧壁形成有与所述凸起部对应的凹槽，所述凸起部卡设于所述凹槽中。

9.一种气雾化制粉设备，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的雾化喷嘴。

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