CN115090888A - 一种雾化系统 - Google Patents

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刘平
张腾辉
金莹
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史金光
张玲玲
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Abstract

本发明公开一种雾化系统，包括雾化室；中间包底部具有开口；导流管具有进液口、出液口并竖直安装在中间包下方，且位于雾化室内，进液口与开口密封连通以接收来自中间包的金属液；磁场发生单元用于产生覆盖住金属液在导流管内流动区域的磁场；电流发生单元具有两组电极，两组电极安装在导流管的内壁上，以使在导流管中流动的金属液穿过磁场并导通两组电极后在两组电极间产生流经金属液的直流电并使得金属液产生相对于导流管轴向布置的洛伦兹力；高压气体发生单元用于产生高压气体以冲击破碎由导流管出液口流出的金属液；主控单元控制连接电流发生单元、磁场发生单元以及高压气体发生单元。可以实现在不发生堵包的前提下，对气液比精准控制。

Description

一种雾化系统
技术领域
本发明涉及气雾化制粉技术领域，尤其涉及一种雾化系统。
背景技术
在采用气雾化法制备金属粉末的过程中，需对工艺过程参数进行严格控制，以获得所需粒径大小的粉末，但同时，需防止因堵包造成制备过程中断，需保证雾化的顺利进行。
金属粉末粒径的大小主要取决于气液比，气液比表征的是单位时间内高速气体输出的有效动能与单位时间内流出的金属液量之间的比值，气液比越高则粉粒越细，气液比越低，则粉粒越粗。
现有技术中，气液比的可调节参数包括：导流管伸出长度、导流管内径、高速气体的初始动能、高速气体的冲击角度以及高速气体交点作用的有效面积。
在实际操作层面，雾化器设备一旦定型，导流管的伸出长度、导流管的内径、高速气体的冲击角度、高速气体的作用面积皆基本定型，再调整需更改很多设计和工艺变化。
而通过调节高速气体的初始动能，则受限于高速气体发生装置的流道设计，且会对导流管出口端的负压造成不可控的影响，极难实现精准控制。
若选型具有不同长度以及内径规格的导流管，不仅更换不方便，且调节范围以及精准控制很难，选择不当极易造成堵包。
比如，当需要制备较细的金属粉末时，如果通过缩短导流管的伸出长度和/或缩小导流管内径的方式以实现气液比提高，该种方式极容易造成堵包。
综上，现有雾化器在对气液比进行控制以实现精准获取特定粒径的金属粉末的过程中，调节方式单一，且调节不够精准，且在调节过程中，极易造成堵包。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种雾化系统，包括：
雾化室；
中间包，底部具有开口；
导流管，具有进液口、出液口并竖直安装在中间包下方，且位于雾化室内，进液口与开口密封连通以接收来自中间包的金属液；
磁场发生单元，用于产生覆盖住金属液在导流管内流动区域的磁场；
电流发生单元，具有两组电极，且两组电极对称安装在导流管的内壁上，以使在导流管中流动的金属液穿过磁场并导通两组电极后在两组电极间产生流经金属液的直流电并使得金属液产生相对于导流管轴向布置的洛伦兹力；
高压气体发生单元，用于产生高压气体以冲击破碎由导流管出液口流出的金属液；
主控单元，控制连接电流发生单元、磁场发生单元以及高压气体发生单元。
进一步地，主控单元控制连接电流发生单元，具体为：
主控单元通过控制电流发生单元的输出功率，以使得流经导流管的金属液自发热以对金属液进行保温。
进一步地，主控单元控制连接电流发生单元、磁场发生单元，具体为：
主控单元通过控制电流发生单元的电流方向和/或磁场发生单元磁场方向，以使得金属液产生向上的洛伦兹力或向下的洛伦兹力；
或；
主控单元通过控制电流发生单元的电流方向改变和/或磁场发生单元磁场方向改变，以使得金属液由产生向上的洛伦兹力/向下的洛伦兹力向向下的洛伦兹力/向上的洛伦兹力切换。
进一步地，主控单元控制连接电流发生单元、磁场发生单元，具体为：
主控单元通过控制电流发生单元产生预设电流以及磁场发生单元产生预设磁场强度以使金属液产生预设洛伦兹力；
或；
主控单元通过控制电流发生单元改变电流大小和/或磁场发生单元改变磁场发生单元改变磁场强度以改变金属液产生的洛伦兹力的大小。
进一步地，主控单元控制连接高压气体发生单元具体为：
主控单元通过控制高压气体发生单元以使得高压气体发生单元产生具有预设初始动能的高压气体；
或；
主控单元通过控制高压气体发生单元以使得高压气体发生单元发出的高压气体所具有的初始动能发生改变。
进一步地，两组电极均嵌入开设在导流管内壁上的槽体中，以使得两组电极外露部分与导流管内壁平滑过渡，且两组电极相对于导流管轴向对称布置，且两组电极在竖直方向上的顶端和底端分别与导流管的顶端和底端持平。
进一步地，磁场水平分布且电流亦水平分布，且电流方向与磁场方向形成一定夹角，优选地，夹角为90°。
进一步地，高压气体发生单元上的高压气体出口与导流管的出液口在几何位置上高度耦合。
本发明技术方案中：
通过引入对金属液的自发热保温控制、以及对于洛伦兹力的控制，以及结合现有技术中对于高压气体输出的控制，可以实现在不发生堵包的前提下，对雾化时的气液比精准控制，当然，还可以实现对金属粉末的粒径分布控制，另外，所需粒度段粉末的收得率提高。
附图说明
图1为本发明提出的一种雾化系统的整体机械结构示意图；
图2为本发明提出的一种雾化系统中局部结构示意图；
图3为本发明提出的一种雾化系统中控制原理示意图；
图4为本发明提出的一种雾化系统中电流、磁场以及金属液之间的相对位置关系示意图；
图5为本发明提出的一种雾化系统中金属液产生向下的洛伦兹力的原理示意图；
图6为本发明提出的一种雾化系统中金属液产生向上的洛伦兹力的原理示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互的结合，下面参考附图并结合实施例对本发明做出详细说明。
参照图1、图2、图3、图4、图5、图6，本发明实施例提出的本发明提出一种雾化系统，包括：
雾化室1；
中间包2，底部具有开口；
导流管3，具有进液口、出液口并竖直安装在中间包2下方，且位于雾化室1内，进液口与开口密封连通以接收来自中间包2的金属液；
磁场发生单元4，用于产生覆盖住金属液在导流管3内流动区域的磁场；
电流发生单元5，具有两组电极51，且两组电极51对称安装在导流管3的内壁上，以使在导流管3中流动的金属液穿过磁场并导通两组电极51后在两组电极51间产生流经金属液的直流电并使得金属液产生相对于导流管3轴向布置的洛伦兹力；
高压气体发生单元6，用于产生高压气体以冲击破碎由导流管3出液口流出的金属液；
主控单元7，控制连接电流发生单元5、磁场发生单元4以及高压气体发生单元6。
其中，使导流管3中的金属液产生无论是向上还是向下的洛伦兹力可参考图4、图5以及图6并结合现有技术即可推出，此处不再赘述。
本发明提出的一种雾化系统在成型之后，导流管3伸出长度、导流管3的内径均不改变的情况下，金属液在流经导流管3时，主控单元7通过控制电流发生单元5的输出功率，可使流经导流管3的金属液自发热，以弥补此过程中因为热交换而造成的热能损失，从而对金属液进行保温，因此，金属液在导流管3中流动的过程中，完全不用担心因为金属凝固或者粘度变大而造成的堵塞，更不会出现后续的堵包。
主控单元7通过控制电流发生单元5的电流方向和/或磁场发生单元4磁场方向，可使金属液产生向上的洛伦兹力或向下的洛伦兹力，甚至还可以通过控制电流发生单元5的电流方向改变和/或磁场发生单元4磁场方向改变，使金属液由产生向上的洛伦兹力/向下的洛伦兹力向向下的洛伦兹力/向上的洛伦兹力切换，另外，主控单元7通过控制电流发生单元5产生预设电流以及磁场发生单元4产生预设磁场强度以使金属液产生预设洛伦兹力，主控单元7还可通过控制电流发生单元5改变电流大小和/或磁场发生单元4改变磁场发生单元4改变磁场强度以改变金属液产生的洛伦兹力的大小。
综上，本雾化系统可以向在导流管3中流动的金属液施加一个方向、大小可调的洛伦兹力。
换而言之，本雾化系统可以向在导流管3中流动的金属液施加一个顺着或者逆着金属液流动方向的力且大小可调，从而实现金属液在流出导流管3时，速度可调或者说可以精确控制，结合前文所述，根据有限次数的实验，在一定范围内对洛伦兹力进行调节，可以保证在不堵包的前提下，本雾化系统可精确控制气液比中单位时间内流出的金属液量。
主控单元7通过控制高压气体发生单元6以使得高压气体发生单元6产生具有预设初始动能的高压气体；以及主控单元7通过控制高压气体发生单元6以使得高压气体发生单元6发出的高压气体所具有的初始动能发生改变。
结合现有技术，本雾化系统同样可以控制气液比中单位时间内输出的高压气体输出的初始动能。
综上，本雾化系统通过引入对金属液的自发热保温控制、以及对于洛伦兹力的控制，以及结合现有技术中对于高压气体输出的控制，可以实现对气液比的有效控制，从而达到气雾化制备的金属粉末的粒径相对可控的技术效果。两组电极51均嵌入开设在导流管3内壁上的槽体中，以使得两组电极51外露部分与导流管3内壁平滑过渡，使得电极51的存在不至于对在导流管中流动的金属液造成紊流、断流，两组电极51相对于导流管3轴向对称布置，可使电流方向保持水平，且两组电极51在竖直方向上的顶端和底端分别与导流管3的顶端和底端持平，可使所有流经导流管3的金属液同时自发热保温，易于温度控制，同时，可使所有流经导流管3的金属液同时产生洛伦兹力，使得金属液的受力情况相对简单且便于控制。
磁场水平分布且电流亦水平分布，且电流方向与磁场方向形成一定夹角，优选地，夹角为90°。
高压气体发生单元6上的高压气体出口与导流管3的出液口在几何位置上高度耦合。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种雾化系统，其特征在于，包括：
雾化室（1）；
中间包（2），底部具有开口；
导流管（3），具有进液口、出液口并竖直安装在中间包（2）下方，且位于雾化室（1）内，进液口与开口密封连通以接收来自中间包（2）的金属液；
磁场发生单元（4），用于产生覆盖住金属液在导流管（3）内流动区域的磁场；
电流发生单元（5），具有两组电极（51），且两组电极（51）对称安装在导流管（3）的内壁上，以使在导流管（3）中流动的金属液穿过磁场并导通两组电极（51）后在两组电极（51）间产生流经金属液的直流电并使得金属液产生相对于导流管（3）轴向布置的洛伦兹力；
高压气体发生单元（6），用于产生高压气体以冲击破碎由导流管（3）出液口流出的金属液；
主控单元（7），控制连接电流发生单元（5）、磁场发生单元（4）以及高压气体发生单元（6）。
2.如权利要求1所述的雾化系统，其特征在于，主控单元（7）控制连接电流发生单元（5），具体为：
主控单元（7）通过控制电流发生单元（5）的输出功率，以使得流经导流管（3）的金属液自发热以对金属液进行保温。
3.如权利要求1所述的雾化系统，其特征在于，主控单元（7）控制连接电流发生单元（5）、磁场发生单元（4），具体为：
主控单元（7）通过控制电流发生单元（5）的电流方向和/或磁场发生单元（4）磁场方向，以使得金属液产生向上的洛伦兹力或向下的洛伦兹力；
或；
主控单元（7）通过控制电流发生单元（5）的电流方向改变和/或磁场发生单元（4）磁场方向改变，以使得金属液由产生向上的洛伦兹力/向下的洛伦兹力向向下的洛伦兹力/向上的洛伦兹力切换。
4.如权利要求1所述的雾化系统，其特征在于，主控单元（7）控制连接电流发生单元（5）、磁场发生单元（4），具体为：
主控单元（7）通过控制电流发生单元（5）产生预设电流以及磁场发生单元（4）产生预设磁场强度以使金属液产生预设洛伦兹力；
或；
主控单元（7）通过控制电流发生单元（5）改变电流大小和/或磁场发生单元（4）改变磁场发生单元（4）改变磁场强度以改变金属液产生的洛伦兹力的大小。
5.如权利要求1所述的雾化系统，其特征在于，主控单元（7）控制连接高压气体发生单元（6）具体为：
主控单元（7）通过控制高压气体发生单元（6）以使得高压气体发生单元（6）产生具有预设初始动能的高压气体；
或；
主控单元（7）通过控制高压气体发生单元（6）以使得高压气体发生单元（6）发出的高压气体所具有的初始动能发生改变。
6.如权利要求1所述的雾化系统，其特征在于，两组电极（51）均嵌入开设在导流管（3）内壁上的槽体中，以使得两组电极（51）外露部分与导流管（3）内壁平滑过渡，且两组电极（51）相对于导流管（3）轴向对称布置，且两组电极（51）在竖直方向上的顶端和底端分别与导流管（3）的顶端和底端持平。
7.如权利要求1所述的雾化系统，其特征在于，磁场水平分布且电流亦水平分布，且电流方向与磁场方向形成一定夹角。
8.如权利要求1所述的雾化系统，其特征在于，高压气体发生单元（6）上的高压气体出口与导流管（3）的出液口在几何位置上高度耦合。
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