CN115255376B - 一种金属粉末雾化设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种金属粉末雾化设备，包括支架以及设于支架上的进料组件、离心组件及雾化组件；离心组件包括设于支架内的第一离心单元和驱动单元，第一离心单元包括设于支架内的第一底架，以及转动连接第一底架的第一分筛筒，第一分筛筒的底面设有第一筛网，驱动单元用于驱使第一分筛筒转动；进料组件设于第一分筛筒的上方，进料组件用于向第一分筛筒内输入金属液体；雾化组件包括导料仓、输粉管及激光喷头，导料仓设于第一分筛筒的下方，以收集经第一分筛筒离心处理得到的金属粉末，输粉管沿设于导料仓的开口处并排分布，输粉管两侧的导料仓侧壁上设置激光喷头。解决了现有技术中，金属粉末制备工艺雾化效果差且不能实现大规模生产的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及金属粉末生产技术领域，特别涉及一种金属粉末雾化设备。
背景技术
雾化粉末是指利用高压气流或水流、离心力或真空减压等工艺，将熔融金属液流粉碎成液滴，冷凝后得到的金属或合金粉末。
国内外制备金属粉末用的离心雾化装置包括雾化室，雾化室上方有坩埚，坩埚底部设有置于雾化室内的出液嘴，出液嘴与雾化盘相对应。由坩埚将金属熔化后通过出液嘴流到高速旋转的分选器内，在惰性气体保护下，金属溶液从分选器内的雾化盘边缘甩出，形成金属粉末。
然而，该种方式其旋转盘沿径向方向的线速度变化很大，导致金属液冷却速度差异大，雾化盘上连续液流输送方式的成粉性也不好，最后，金属液甩带快淬法制粉，在制备出带材后，需要进行机械破碎球磨，制成粉末，工序复杂，生产效率较低。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种金属粉末雾化设备，用于解决现有技术中金属粉末制备工艺雾化效果差且不能实现大规模生产的技术问题。
本发明提出一种金属粉末雾化设备，包括支架以及设于所述支架上的进料组件、离心组件及雾化组件；
所述离心组件包括设于所述支架内的第一离心单元和驱动单元，所述第一离心单元包括设于所述支架内的第一底架，以及转动连接所述第一底架的第一分筛筒，所述第一分筛筒的底面设有第一筛网，所述驱动单元用于驱使所述第一分筛筒转动；
所述进料组件设于所述第一分筛筒的上方，所述进料组件用于向所述第一分筛筒内输入金属液体；
所述雾化组件包括导料仓、输粉管及激光喷头，所述导料仓设于所述第一分筛筒的下方，以收集经所述第一分筛筒离心处理得到的金属粉末，所述输粉管沿设于所述导料仓的开口处并排分布，所述输粉管两侧的所述导料仓侧壁上设置所述激光喷头。
上述金属粉末雾化设备，通过离心组件预先对金属液体离心得到金属粉末，再由雾化组件对金属粉末做球化处理，实现提升金属粉末的雾化效果，具体的，金属液体在第一分筛筒高速旋转的离心作用下从第一分筛网边缘甩出形成金属粉末，甩出的金属粉末落入导料仓内并通过多个输粉管向下排出，金属粉末下落的过程中激光喷头照射金属粉末使其温度升高，在表面张力的作用下形成球形颗粒；另外，由于两个激光喷头射出的激光束在所述输粉管的正下方位置相交，使得下落的金属粉末能够经过两激光束的交叉位，使金属粉末受热更全面和熔化速度更快，有利于更快速的熔化金属粉末而不断球化下落的金属粉末，解决了现有技术中，金属粉末制备工艺雾化效果差且不能实现大规模生产的技术问题。
进一步地，所述金属粉末雾化设备，其中，所述驱动单元包括驱动电机、主动齿轮及从动齿圈，所述驱动电机设于所述支架的外侧壁上，所述主动齿轮连接所述驱动电机的输出轴，所述从动齿圈套设于所述第一分筛筒的外侧壁上，所述主动齿轮与所述从动齿圈之间相互啮合。
进一步地，所述金属粉末雾化设备，其中，所述离心组件还包括第二离心单元和传动单元，所述第二离心单元包括设于所述支架内的第二底架，以及转动连接所述第二底架的第二分筛筒，所述第二分筛筒位于所述第一分筛筒与所述导料仓之间且所述第二分筛筒的底面设有第二筛网，所述第二筛网的滤孔小于所述第一筛网的滤孔；
所述传动组件包括转轴、第一齿轮和第二齿轮，所述转轴转动设于所述支架远离所述驱动电机的一侧，所述第一齿轮连接所述转轴的一端并与所述从动齿圈相互啮合，所述第二齿轮连接所述转轴的另一端并与所述第二分筛筒上的齿槽相互啮合。
进一步地，所述金属粉末雾化设备，其中，所述第二齿轮的齿数少于所述第一齿轮的齿数。
进一步地，所述金属粉末雾化设备，其中，所述进料组件包括上支板、坩埚及外炉体，所述上支板固设于所述第一分筛筒上方支架的内侧壁上，所述外炉体设于所述上支板上，所述外炉体与所述上支板围成一真空腔，所述坩埚设于所述真空腔内，其中，所述坩埚的下端设有用于向所述第一分筛筒内输入金属液体的输液管。
进一步地，所述金属粉末雾化设备，其中，所述外炉体上连通有供液管，以及用于注入惰性气体的进气管和排出非惰性气体的出气管。
进一步地，所述金属粉末雾化设备，其中，所述坩埚的外侧壁上绕设有加热圈。
进一步地，所述金属粉末雾化设备，其中，所述导料仓的底端设有可拆卸的收集槽体，所述收集槽体的一侧设有用于排气及过滤粉末的气体输出过滤器。
进一步地，所述金属粉末雾化设备，其中，所述收集槽体的内壁上设有与所述激光喷头朝向对应以用于吸收多余激光能量的激光吸收板材。
进一步地，所述金属粉末雾化设备，其中，所述导料仓的外壁上设有循环冷却水管道。
附图说明
图1为本发明中金属粉末雾化设备的立体图；
图2为本发明中金属粉末雾化设备的剖视图；
图3为本发明中离心组件的分解图；
图4为本发明中雾化组件的具体结构示意图；
图5为本发明中收集槽体的具体结构示意图；
主要元件符号说明：
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请结合图1至图5，本发明中的金属粉末雾化设备，包括支架10以及设于所述支架10上的进料组件20、离心组件及雾化组件，所述支架10的相对两侧分别设有用于支撑的支撑脚；
所述离心组件包括设于所述支架10内的第一离心单元和驱动单元，所述第一离心单元包括设于所述支架10内的第一底架31，以及转动连接所述第一底架31的第一分筛筒32，所述第一分筛筒32的底面设有第一筛网36，所述驱动单元用于驱使所述第一分筛筒32转动；
所述进料组件20设于所述第一分筛筒32的上方，所述进料组件20用于向所述第一分筛筒32内输入金属液体；
所述雾化组件包括导料仓41、输粉管42及激光喷头43，所述导料仓41设于所述第一分筛筒32的下方，以收集经所述第一分筛筒32离心处理得到的金属粉末，所述输粉管42沿设于所述导料仓41的开口处并排分布，所述输粉管42两侧的所述导料仓41侧壁上设置所述激光喷头43。
具体地，所述驱动单元包括驱动电机33、主动齿轮34及从动齿圈35，所述驱动电机33设于所述支架10的外侧壁上，所述主动齿轮34连接所述驱动电机33的输出轴，所述从动齿圈35套设于所述第一分筛筒32的外侧壁上，所述主动齿轮34与所述从动齿圈35之间相互啮合。可以理解地，当驱动电机33驱使主动齿轮34转动时，与主动齿轮34啮合的从动齿圈35跟随转动，进而带动第一分筛筒32高速运转以对筒内的金属液体离心处理，将金属液体从第一分筛网边缘甩出形成金属粉末。
进一步地，所述离心组件还包括第二离心单元和传动单元，所述第二离心单元包括设于所述支架10内的第二底架51，以及转动连接所述第二底架51的第二分筛筒52，所述第二分筛筒52位于所述第一分筛筒32与所述导料仓41之间且所述第二分筛筒52的底面设有第二筛网56；
所述传动组件包括转轴53、第一齿轮54和第二齿轮55，所述转轴53转动设于所述支架10远离所述驱动电机33的一侧，所述第一齿轮54连接所述转轴53的一端并与所述从动齿圈35相互啮合，所述第二齿轮55连接所述转轴53的另一端并与所述第二分筛筒52上的齿槽相互啮合。
实际应用中，当从动齿圈35发生转动时，第一齿轮54跟随从动进而带动第二齿轮55转动，由于第二齿轮55与第二分筛筒52上的齿槽相互啮合，因此，第二分筛筒52也会发转动，以对第一分筛筒32甩出的金属粉末二次分筛。
另外，由于所述第二齿轮55的齿数少于所述第一齿轮54的齿数，当转轴53以恒定转速旋转时，第一筛网36筒的转速要小于第二筛网56筒的转速，且所述第二筛网56的滤孔小于所述第一筛网36的滤孔，实现对金属液体的粗筛和细筛，进一步优化甩出的金属粉末颗粒效果。
具体地，所述进料组件20包括上支板21、坩埚22及外炉体23，所述上支板21固设于所述第一分筛筒32上方支架10的内侧壁上，所述外炉体23设于所述上支板21上，所述外炉体23与所述上支板21围成一真空腔，所述坩埚22设于所述真空腔内，其中，所述坩埚22的下端设有用于向所述第一分筛筒32内输入金属液体的输液管24。
在本实施例中，坩埚22的外侧壁上绕设有加热圈70，用以对坩埚22中的金属进行加热，保持相对稳定的金属液温度。所述外炉体23上连通有用于向坩埚22内注入金属液体的供液管61，以及用于注入惰性气体的进气管62和排出非惰性气体的出气管63。其中，通入真空腔内的惰性气体用于防止金属液体发生氧化。
进一步地，所述导料仓41的底端设有可拆卸的收集槽体81，所述收集槽体81的一侧设有用于排气及过滤粉末的气体输出过滤器82。本实施例中，可拆卸的收集槽体81便于对球化后的金属粉末的收集和后续的取出，而所述气体输出过滤器82的作用是用于排气和避免气体带出粉末。
进一步地，所述收集槽体81的内壁上设有与所述激光喷头43朝向对应以用于吸收多余激光能量的激光吸收板材90。可以理解地，通过激光吸收板材90来吸收多余的激光能量，避免多余的激光能量直接射至收集槽体81的内侧壁体上而损坏收集槽体81。
进一步地，所述导料仓41的外壁上设有循环冷却水管道100，通过冷却水路对所述收集槽体81的壁体进行散热。
综上，本发明上述实施例当中的金属粉末雾化设备，通过离心组件预先对金属液体离心得到金属粉末，再由雾化组件对金属粉末做球化处理，实现提升金属粉末的雾化效果，具体的，金属液体在第一分筛筒32高速旋转的离心作用下从第一分筛网边缘甩出形成金属粉末，甩出的金属粉末落入导料仓41内并通过多个输粉管42向下排出，金属粉末下落的过程中激光喷头43照射金属粉末使其温度升高，在表面张力的作用下形成球形颗粒；另外，由于两个激光喷头43射出的激光束在所述输粉管42的正下方位置相交，使得下落的金属粉末能够经过两激光束的交叉位，使金属粉末受热更全面和熔化速度更快，有利于更快速的熔化金属粉末而不断球化下落的金属粉末，解决了现有技术中，金属粉末制备工艺雾化效果差且不能实现大规模生产的技术问题。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种金属粉末雾化设备，其特征在于，包括支架以及设于所述支架上的进料组件、离心组件及雾化组件；
所述离心组件包括设于所述支架内的第一离心单元和驱动单元，所述第一离心单元包括设于所述支架内的第一底架，以及转动连接所述第一底架的第一分筛筒，所述第一分筛筒的底面设有第一筛网，所述驱动单元用于驱使所述第一分筛筒转动；
所述进料组件设于所述第一分筛筒的上方，所述进料组件用于向所述第一分筛筒内输入金属液体；
所述雾化组件包括导料仓、输粉管及激光喷头，所述导料仓设于所述第一分筛筒的下方，以收集经所述第一分筛筒离心处理得到的金属粉末，所述输粉管沿设于所述导料仓的开口处并排分布，所述输粉管两侧的所述导料仓侧壁上设置所述激光喷头；
所述驱动单元包括驱动电机、主动齿轮及从动齿圈，所述驱动电机设于所述支架的外侧壁上，所述主动齿轮连接所述驱动电机的输出轴，所述从动齿圈套设于所述第一分筛筒的外侧壁上，所述主动齿轮与所述从动齿圈之间相互啮合；
所述离心组件还包括第二离心单元和传动单元，所述第二离心单元包括设于所述支架内的第二底架，以及转动连接所述第二底架的第二分筛筒，所述第二分筛筒位于所述第一分筛筒与所述导料仓之间且所述第二分筛筒的底面设有第二筛网，所述第二筛网的滤孔小于所述第一筛网的滤孔；
所述传动组件包括转轴、第一齿轮和第二齿轮，所述转轴转动设于所述支架远离所述驱动电机的一侧，所述第一齿轮连接所述转轴的一端并与所述从动齿圈相互啮合，所述第二齿轮连接所述转轴的另一端并与所述第二分筛筒上的齿槽相互啮合；
所述第二齿轮的齿数少于所述第一齿轮的齿数；
所述导料仓的底端设有可拆卸的收集槽体，所述收集槽体的一侧设有用于排气及过滤粉末的气体输出过滤器；
所述收集槽体的内壁上设有与所述激光喷头朝向对应以用于吸收多余激光能量的激光吸收板材。
2.根据权利要求1所述的金属粉末雾化设备，其特征在于，所述进料组件包括上支板、坩埚及外炉体，所述上支板固设于所述第一分筛筒上方支架的内侧壁上，所述外炉体设于所述上支板上，所述外炉体与所述上支板围成一真空腔，所述坩埚设于所述真空腔内，其中，所述坩埚的下端设有用于向所述第一分筛筒内输入金属液体的输液管。
3.根据权利要求2所述的金属粉末雾化设备，其特征在于，所述外炉体上连通有供液管，以及用于注入惰性气体的进气管和排出非惰性气体的出气管。
4.根据权利要求2所述的金属粉末雾化设备，其特征在于，所述坩埚的外侧壁上绕设有加热圈。
5.根据权利要求1所述的金属粉末雾化设备，其特征在于，所述导料仓的外壁上设有循环冷却水管道。
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