CN114367667B - 一种新型气雾化制粉设备的粉末收集系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及金属粉末制作的领域，尤其是涉及一种新型气雾化制粉设备的粉末收集系统，包括设置在雾化室下方用于对粉末进行收集的粉末收集罐以及为粉末收集罐中的粉末进行冷却的冷却系统，所述冷却系统包括连通在熔炼室和粉末收集罐之间的循环供气装置以及转动连接在粉末收集罐中的搅拌装置；所述循环供气装置用于将熔炼室的气体输送至粉末收集罐中为粉末提供冷却气体，所述搅拌装置用于对粉末收集罐中的粉末进行搅拌，所述循环供气装置与所述搅拌装置连接以通过循环供气装置输送的气体带动所述搅拌装置转动。本申请具有可以缩短粉末的冷却时间，提高制粉效率的效果。

Description

一种新型气雾化制粉设备的粉末收集系统

技术领域

本申请涉及金属粉末制作的领域，尤其是涉及一种新型气雾化制粉设备的粉末收集系统。

背景技术

在所有的金属粉末制备方法中，气雾化法制备金属粉末在金属粉末制备领域应用最为广泛，用该方法制备的金属粉末粒径能够覆盖几乎所有的应用需求。近年来，随着3D打印、粉末冶金以及金属注射成型行业的快速发展，球形金属粉末的市场需求量迅猛提升。

参照图1，为目前现有的气雾化制粉设备，包括熔炼室1、雾化室2和粉末收集罐3，熔炼室1位于最上方，雾化室2位于熔炼室1下方且与熔炼室1连通，用于将熔炼室1熔化的金属溶液冷却成粉末，粉末收集罐3位于雾化室2下方。雾化室2雾化冷却后的粉末将直接到达粉末收集罐3中，通过粉末收集罐3对粉末进行收集，直至粉末在粉末收集罐3中冷却至100摄氏度以下。

为了满足日益增长的粉末需求，最便捷的方式就是提高制粉的效率、缩短单次制备粉末的周期，而制约制粉效率的主要因素是粉末冷却时间。

发明内容

为了缩短粉末的冷却时间，提高制粉效率，本申请提供一种新型气雾化制粉设备的粉末收集系统。

本申请提供的一种新型气雾化制粉设备的粉末收集系统采用如下的技术方案：

一种新型气雾化制粉设备的粉末收集系统，包括设置在雾化室下方用于对粉末进行收集的粉末收集罐以及为粉末收集罐中的粉末进行冷却的冷却系统，所述冷却系统包括连通在熔炼室和粉末收集罐之间的循环供气装置以及转动连接在粉末收集罐中的搅拌装置；所述循环供气装置用于将熔炼室的气体输送至粉末收集罐中为粉末提供冷却气体，所述搅拌装置用于对粉末收集罐中的粉末进行搅拌，所述循环供气装置与所述搅拌装置连接以通过循环供气装置输送的气体带动所述搅拌装置转动。

通过采用上述技术方案，雾化室雾化后的金属粉末在重力作用下直接到达粉末收集罐中，被粉末收集罐收集起来，循环供气装置则将熔炼室中的气体输送至粉末收集罐中为粉末提供冷却气体，为粉末降温，然后气体继续上升将再次到达熔炼室内，实现气体的循环；同时，当气体到达粉末收集罐内时，也将通过气体带动搅拌装置转动，以实现对粉末的搅拌，进一步提高粉末的冷却速度，缩短粉末的冷却时间，提高制粉效率。

可选的，所述粉末收集罐下端固接有进气管，所述搅拌装置与所述搅拌筒转动连接，所述循环供气装置通过所述进气管与所述搅拌装置连接。

通过采用上述技术方案，循环供气装置中的气体通过进气管到达粉末收集罐中，并推动搅拌装置转动，而搅拌装置也通过进气管实现与粉末收集罐的转动连接。

可选的，所述进气管和所述粉末收集罐之间设置有密封圈。

通过采用上述技术方案，可以增加进气管与粉末收集罐之间的密封。

可选的，所述搅拌装置包括转动连接在所述粉末收集罐中的搅拌筒以及固接在所述搅拌筒外壁上的搅拌叶片，所述搅拌叶片为内部中空结构其内部与搅拌筒内孔连接，所述搅拌筒为一端开口状，所述循环供气装置连通至所述搅拌筒开口端，所述搅拌叶片一侧开设有与所述搅拌叶片内部连通的排气孔，当循环供气装置输送的气体从排气孔排出时，气体推动搅拌叶片转动以对粉末收集罐中的粉末进行搅拌。

通过采用上述技术方案，循环供气装置输出的气体可以直接通过进气管到达搅拌筒内，由于搅拌筒一端封闭，所以到达搅拌筒内的气体将直接到达搅拌叶片中，从搅拌叶片上的排气孔排出。在气体从排气孔排出时，将产生推动搅拌叶片转动的推力，实现推动搅拌叶片转动。

可选的，所述搅拌叶片环绕所述搅拌筒的轴线间隔设置有多个，所述搅拌叶片整体呈圆弧状，所述排气孔开设在所述搅拌叶片外弧面处，每个所述搅拌叶片上的排气孔均开设有多个。

通过采用上述技术方案，可以对粉末搅拌的更加充分均匀。

可选的，所述循环供气装置包括连通在熔炼室和粉末收集罐之间的输送管，所述输送管上设置有增压泵。

通过采用上述技术方案，通过增压泵可以为输送管中的气体提供动力，以使得输送管中的气体可以顺利的输送至粉末收集罐中并带动搅拌叶片转动。

可选的，所述输送管侧壁上连通有放气管道，所述放气管道上安装有放气阀；所述输送管侧壁上连通有补气管道，所述补气管道上安装有补气阀，所述补气管道位于所述放气管道靠近所述粉末收集罐的一侧；当输送管内的气体温度高于设定值时，所述放气阀打开将输送管内的高温气体排出，所述补气阀打开将外界的低温气体输送至输送管。

通过采用上述技术方案，当输送管内的气体温度较高时，可以打开放气阀将输送管内的高温气体排出，然后通过补气管将外界低温气体补充进来，在实现对粉末降温冷却的同时，还能够保持气雾化制粉设备内部的气压稳定。

可选的，所述输送管上安装有用于检测输送管内气体温度的温度传感器，所述温度传感器通过控制器同时与放气阀和补气阀连接。

通过采用上述技术方案，通过温度传感器可以检测输送管内的气体温度，当输送管内的气体温度高于设定值时，可以通过控制器控制放气阀和补气阀打开，以将输送管内的高温气体排出并为输送管补充低温的气体。

可选的，所述输送管上安装有进气阀，所述进气阀位于所述放气管道朝向熔炼室的一侧，所述输送管上安装有出气阀，所述出气阀位于所述补气管道朝向粉末收集罐的一侧。

通过采用上述技术方案，通过进气阀可以控制熔炼室内的气体是否能够流至输送管内，通过出气阀可以控制流至粉末收集罐中的气体量。

可选的，所述冷却系统还包括水冷装置，所述粉末收集罐的壳体为内部中空结构，壳体内部中空处形成冷却水容腔，所述水冷装置包括固接在所述粉末收集罐外壁上的进水管以及固接在所述粉末收集罐外壁上的出水管，所述进水管和所述出水管均与所述冷却水容腔连通。

通过采用上述技术方案，通过进水管可以将外界冷水输送至冷却水容腔内，加快粉末的冷却速度，冷却水容腔内温度升高的水可以从出水管排出。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

本申请通过设置循环供气装置，使得可以对气雾化制粉设备内的气体进行充分利用，利用熔炼室内的气体可以实现对粉末的冷却，同时气体也可以带动搅拌装置转动，进一步提高了粉末的冷却效率；

放气管道和补气管道的设置，可以将输送管中的高温气体排出并为输送管补充低温气体，保证粉末的冷却效率，同时还能够保证气雾化制粉设备中的气压稳定；

本申请通过采用循环供气装置进行气体冷却、搅拌装置对粉末进行搅拌、水冷装置进行水冷降温，可以大大缩短粉末的冷却时间，提高制粉效率；现有的粉末收集系统，100kg GH3536冷却到100摄氏度以下需要2小时，而通过采用本系统，达到相同的效果只需15分钟，大大缩短了单次制备粉末的周期。

附图说明

图1是为了体现现有的气雾化制粉设备结构所做的示意图。

图2是本申请的整体结构示意图。

图3是为了体现冷却装置和粉末收集罐连接结构所做的示意图。

图4是图3中A处的放大示意图。

附图标记说明：1、熔炼室；2、雾化室；3、粉末收集罐；31、进气管；32、密封圈；33、冷却水容腔；4、冷却系统；41、循环供气装置；411、输送管；412、增压泵；413、放气管道；414、放气阀；415、补气管道；416、补气阀；417、温度传感器；418、进气阀；419、出气阀；42、搅拌装置；421、搅拌筒；422、搅拌叶片；423、排气孔；43、水冷装置；431、进水管；432、出水管。

具体实施方式

以下结合附图2-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种新型气雾化制粉设备的粉末收集系统。参照图2，气雾化制粉设备的粉末收集系统包括设置在雾化室2下方用于对粉末进行收集的粉末收集罐3以及用于对粉末收集罐3中的粉末进行冷却的冷却系统4。

参照图2和图3，冷却系统4包括连通在熔炼室1和粉末收集罐3之间的循环供气装置41以及转动连接在粉末收集罐3中的搅拌装置42。循环供气装置41朝向粉末收集罐3的一端与搅拌装置42连接以带动搅拌装置42转动。当循环供气装置41将熔炼室1内的气体输送至粉末收集罐3中时，喷出的气体可以对灼热的金属粉末进行冷却，同时到达粉末收集罐3中的气体也将带动搅拌装置42旋转，实现进一步地对金属粉末进行冷却。

参照图2，循环供气装置41包括连通在熔炼室1和粉末收集罐3之间的输送管411以及安装在输送管411上的增压泵412，通过增压泵412可以为输送管411内的气体提供压力，使得输送管411中的气体可以顺利地到达粉末收集罐3中并推动搅拌装置42转动。

为了避免熔炼室1内的气体温度过高时输送至粉末收集罐3内，无法对粉末收集罐3内的粉末进行冷却降温，或者是对粉末的冷却效率较低。在输送管411侧壁上连通有放气管道413，在放气管道413上安装有放气阀414；在输送管411侧壁上连通有补气管道415，在补气管道415上连通有补气阀416。其中，补气管道415位于放气管道413靠近粉末收集装置的一侧。当输送管411中的气体温度过高时，可以打开放气阀414和补气阀416，通过放气管道413将输送管411内的高温气体排出，同时通过补气管道415将外界的低温气体补充进来，保证粉末冷却效率的同时还能够保持气雾化制粉设备内的气压稳定。其中，通过补气管道415补充进来的气体为与熔炼室1内一致的雾化气体（氩气或氮气）。

可以理解的是，也可以在放气管道413远离输送管411的一端和补气管道415远离输送管411的一端之间设置冷却装置（图中未示出），通过冷却装置对放气管道413排出的气体进行冷却后，冷却后的气体通过补气管道415重新输送至输送管411中。当然，也可以设置为其他的方式，只要能够实现通过放气管道413将输送管411中的高温气体排出后，通过补气管道415可以将低温的雾化气体输送至输送管411中即可。

参照图2，在输送管411上安装有温度传感器417，温度传感器417位于放气管道413朝向熔炼室1的一侧，通过温度传感器417可以对熔炼室1到达输送管411中的气体温度进行检测；温度传感器417通过控制器同时与放气阀414和补气阀416连接，其中，控制器可选用PLC控制器。常态下，放气阀414和排气阀均处于关闭状态，当温度传感器417检测到输送管411中的气体温度高于设定值时，控制器将控制放气阀414和补气阀416打开，输送管411中的高温气体通过放气管道413排出，补气管道415将低温气体输送至输送管411中为制粉设备补充充足的气体。

参照图2，在输送管411上设置有控制熔炼室1内流至输送管411中的气体流量的进气阀418，进气阀418位于温度传感器417朝向熔炼室1的一侧；在输送管411上设置有控制输送管411流至粉末收集罐3中气体流量的出气阀419，出气阀419位于补气管道415朝向粉末收集罐3的一侧。打开进气阀418，熔炼室1内的气体可以直接到达输送管411中，并通过温度传感器417对输送管411中的气体温度进行检测，当检测到气体温度高于设定值时，控制器直接控制放气阀414打开，输送管411中的高温气体可以直接通过放气管道413排出。当需要对粉末收集罐3中的粉末进行冷却时，直接打开补气阀416和出气阀419，补气管道415则将外界低温气体通过输送管411输送至粉末收集罐3中。

参照图3和图4，在粉末收集罐3底部安装有进气管31，进气管31与输送管411连接用于将输送管411中的气体输送至粉末收集罐3中。

搅拌装置42包括转动连接在进气管31上的搅拌筒421以及固接在搅拌筒421外壁上的搅拌叶片422，搅拌筒421为一端封闭状，搅拌筒421的开口端与进气管31之间通过轴承转动连接；搅拌叶片422为内部中空结构，搅拌叶片422内部与搅拌筒421内孔连接，在搅拌叶片422一侧开设有与搅拌叶片422内部连通的排气孔423。输送管411输送的气体将通过进气管31到达搅拌筒421内，由于搅拌筒421一端封闭设置，所以到达搅拌筒421中的气体将直接到达搅拌叶片422内部，并通过排气孔423排放至粉末收集罐3中。在气体到达粉末收集罐3中时，从排气孔423排出的气体将打在粉末上，粉末将通过气体给搅拌叶片422一个反向的作用力以推动搅拌叶片422转动。实现气体对高温金属粉末降温的同时，搅拌叶片422也对粉末进行搅拌，大大提高了粉末的冷却速度。

参照图3和图4，搅拌叶片422整体呈圆弧状，且搅拌叶片422环绕搅拌筒421的轴线间隔设置有多个。排气孔423开设在搅拌叶片422外弧面处，且每个搅拌叶片422上的排气孔423均开设有多个。可以提高气体到达粉末收集罐3各处的均匀性，使得粉末散热更加均匀。同时还可以增加推动搅拌叶片422转动时的推力，使得搅拌叶片422转动更加顺畅。

其中，为了保证粉末收集罐3的密封性，在进气管31和粉末收集罐3之间设置有密封圈32。

参照图2和图3，冷却系统4还包括水冷装置43。具体的，粉末收集罐3的壳体为内部中空结构，壳体的内部中空处形成用于放置冷却水的冷却水容腔33。

水冷装置43包括固接在粉末收集罐3外壁上的进水管431以及固接在粉末收集罐3外壁上的出水管432，进水管431和出水管432均与冷却水容腔33连通，通过进水管431可以将外界冷水输送至冷却水容腔33内，为粉末收集罐3中的粉末进行冷却，通过与粉末收集罐3中的高温金属粉末换热升温后的水可以直接从出水管432排出。

可以理解的是，在进水管431和出水管432之间也可以设置水循环系统（图中未示出），通过对出水管432排出的水进行冷却降温，冷却后的水重新通过进水管431输送至冷却水容腔33内，提高粉末的冷却效率。

本申请实施例一种新型气雾化制粉设备的粉末收集系统的实施原理为：常态下，进气阀418和出气阀419均处于打开状态，熔炼室1内的气体输送至输送管411中，增压泵412对输送管411中的气体增压后输送至粉末收集罐3中，实现带动搅拌叶片422转动。当温度传感器417检测到输送管411中的气体温度高于设定值时，增压泵412停止，放气阀414和补气阀416打开，通过放气管道413将输送管411中的高温气体排出，同时通过补气管道415也将外界的低温气体输送至输送管411中，提高对粉末的冷却效率，同时还能够保持制粉设备内的气压恒定。

本申请通过采用气冷+水冷+搅拌的冷却方式，实现对金属粉末的冷却，100kg的GH3536冷却到100摄氏度以下只需要15分钟即可，而现有的达到相同的效果则需要2小时，大大缩短了单次制备粉末的时间周期，提高了制粉效率。同时本申请的搅拌用气冷提供动力，气体来源于熔炼室1内的气体，实现气体的循环的同时，还能够做到对熔炼室1内的气体进行充分利用，节省了能源。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种气雾化制粉设备的粉末收集系统，其特征在于：包括设置在雾化室(2)下方用于对粉末进行收集的粉末收集罐(3)以及为粉末收集罐(3)中的粉末进行冷却的冷却系统(4)，所述冷却系统(4)包括连通在熔炼室(1)和粉末收集罐(3)之间的循环供气装置(41)以及转动连接在粉末收集罐(3)中的搅拌装置(42)；所述循环供气装置(41)用于将熔炼室(1)的气体输送至粉末收集罐(3)中为粉末提供冷却气体，所述搅拌装置(42)用于对粉末收集罐(3)中的粉末进行搅拌，所述循环供气装置(41)与所述搅拌装置(42)连接以通过循环供气装置(41)输送的气体带动所述搅拌装置(42)转动；所述搅拌装置(42)包括转动连接在所述粉末收集罐(3)中的搅拌筒(421)以及固接在所述搅拌筒(421)外壁上的搅拌叶片(422)，所述搅拌叶片(422)为内部中空结构其内部与搅拌筒(421)内孔连接，所述搅拌筒(421)为一端开口状，所述循环供气装置(41)连通至所述搅拌筒(421)开口端，所述搅拌叶片(422)一侧开设有与所述搅拌叶片(422)内部连通的排气孔(423)，当循环供气装置(41)输送的气体从排气孔(423)排出时，气体推动搅拌叶片(422)转动以对粉末收集罐(3)中的粉末进行搅拌；所述冷却系统(4)还包括水冷装置(43)，所述粉末收集罐(3)的壳体为内部中空结构，壳体内部中空处形成冷却水容腔(33)，所述水冷装置(43)包括固接在所述粉末收集罐(3)外壁上的进水管(431)以及固接在所述粉末收集罐(3)外壁上的出水管(432)，所述进水管(431)和所述出水管(432)均与所述冷却水容腔(33)连通。

2.根据权利要求1所述的一种气雾化制粉设备的粉末收集系统，其特征在于：所述粉末收集罐(3)下端固接有进气管(31)，所述搅拌装置(42)的搅拌筒(421)与所述进气管(31)转动连接，所述循环供气装置(41)通过所述进气管(31)与所述搅拌装置(42)连接。

3.根据权利要求2所述的一种气雾化制粉设备的粉末收集系统，其特征在于：所述进气管(31)和所述粉末收集罐(3)之间设置有密封圈(32)。

4.根据权利要求1所述的一种气雾化制粉设备的粉末收集系统，其特征在于：所述搅拌叶片(422)环绕所述搅拌筒(421)的轴线间隔设置有多个，所述搅拌叶片(422)整体呈圆弧状，所述排气孔(423)开设在所述搅拌叶片(422)外弧面处，每个所述搅拌叶片(422)上的排气孔(423)均开设有多个。

5.根据权利要求1所述的一种气雾化制粉设备的粉末收集系统，其特征在于：所述循环供气装置(41)包括连通在熔炼室(1)和粉末收集罐(3)之间的输送管(411)，所述输送管(411)上设置有增压泵(412)。

6.根据权利要求5所述的一种气雾化制粉设备的粉末收集系统，其特征在于：所述输送管(411)侧壁上连通有放气管道(413)，所述放气管道(413)上安装有放气阀(414)；所述输送管(411)侧壁上连通有补气管道(415)，所述补气管道(415)上安装有补气阀(416)，所述补气管道(415)位于所述放气管道(413)靠近所述粉末收集罐(3)的一侧；当输送管(411)内的气体温度高于设定值时，所述放气阀(414)打开将输送管(411)内的高温气体排出，所述补气阀(416)打开将外界的低温气体输送至输送管(411)。

7.根据权利要求6所述的一种气雾化制粉设备的粉末收集系统，其特征在于：所述输送管(411)上安装有用于检测输送管(411)内气体温度的温度传感器(417)，所述温度传感器(417)通过控制器同时与放气阀(414)和补气阀(416)连接。

8.根据权利要求6所述的一种气雾化制粉设备的粉末收集系统，其特征在于：所述输送管(411)上安装有进气阀(418)，所述进气阀(418)位于所述放气管道(413)朝向熔炼室(1)的一侧，所述输送管(411)上安装有出气阀(419)，所述出气阀(419)位于所述补气管道(415)朝向粉末收集罐(3)的一侧。

Images