CN115383124A - 超细金属粉末的冷却设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了超细金属粉末的冷却设备，属于高性能粉末冶金技术领域，本设备包括：冷却管，冷却管与反应器出气端口连接，冷却缓冲罐底部与冷却管出口端连接冷却管进口端内壁环绕布设有保温层，设有保温层的冷却管区域构成第一冷却区A，冷却管出口端内壁环绕开设有环形凹槽，且缓冲凹槽内布设有喷头组件，喷头组件用于向冷却管出口方向喷射气体，设有喷头组件的冷却管区域构成第三冷却区C，第一冷却区A与第三冷却区C之间的冷却管构成第二冷却区B。本发明能够充分控制超细粉生成的成核以及生长的条件，有利于生产获得的超细粉颗粒均匀性以及分散的提升，且本装置能够提高粉体的生产效率和分离效果。

Description

超细金属粉末的冷却设备

技术领域

本发明属于高性能粉末冶金技术领域，具体涉及一种超细金属粉末的冷却设备。

背景技术

本部分的描述仅提供与本申请公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

金属、合金、陶瓷、合成物及可控物性的同类物的细粉或超细粉，在航空、电子、微电子，陶瓷及医药等各个领域，具有广泛的应用。目前，细粉(平均粒径在0.1-10μm)和超细粉(平均粒径在0.1μm以上)的生产主要有以下几种方法：1、湿法；2、喷雾法：3、机械研磨；4、蒸发冷凝。对于前三种方法国内、外都有大量的研究报道，并且有的已经实现了商业化生产。然而，这些方法有几个主要缺陷，如前两种方法在生产过程中往往会产生有害的或难处理的副产品，它们的废气和废液的处理会大大提高设备费用以及生产费用，同时产品颗粒的球形度及结晶度也不好，且对于生产平均粒径小于100nm的超细粉较困难。

现有技术针对上述问题提供了多种解决方案，例如US09/136,043，该专利涉及一种通过转移电弧等离子体系统生产诸如金属，合金，陶瓷，复合材料等各种材料的精细和超细粉末的方法。该方法包括蒸发或分解等离子体反应器中的材料，在包含两个区段的急冷管中冷凝蒸气，第一个用于间接冷却或加热蒸气，第二个用于直接冷却蒸气。粉末在常规收集单元中回收。骤冷管中的两步骤冷凝使粉末性能（如结晶度，尺寸分布和平均粒径）得到实质性控制，但是对于粉末在骤冷管中如何实现其结晶成核效果提升等方面还具有改善空间。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超细金属粉末的冷却设备，充分控制超细粉生成的成核以及生长的条件，有利于生产获得的超细粉颗粒均匀性以及分散的提升，且本装置能够提高粉体的生产效率和分离效果。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：超细金属粉末的冷却设备，包括：

冷却管，冷却管与反应器出气端口连接，

冷却缓冲罐，冷却缓冲罐底部与冷却管出口端连接，冷却缓冲罐侧方通过出料传输管连接有粉末收集器，

冷却管进口端内壁环绕布设有保温层，设有保温层的冷却管区域构成第一冷却区A，

冷却管出口端内壁环绕开设有环形凹槽，且缓冲凹槽内布设有喷头组件，喷头组件用于向冷却管出口方向喷射气体，设有喷头组件的冷却管区域构成第三冷却区C，

第一冷却区A与第三冷却区C之间的冷却管构成第二冷却区B，且第二冷却区B的冷却管内设有水冷基套，水冷基套外设的循环水泵连接。

本发明中所描述的反应器为转移弧等离子蒸发器，通过将加工原料输入至反应器内部经过反应将原料蒸发或者分解，同时在内部输入惰性气体来实现将反应器内反应生成物随流体带出反应器进入到冷却管内，高温流体通过冷却管的过程中发生粉末冷凝并且在后续的冷却缓冲罐内进一步冷凝，再经过粉末收集器进行粉末筛分获得目标产物：超细粉体。

本发明通过在冷却管内分别设计第一冷却区A、第二冷却区B和第三冷却区C的方式，先确保了反应器内部排出流体在进入到冷却管进口端过程中有保温层对反应器与冷却管冷却温度形成过渡区，这样有助于反应器分解为蒸汽的原料在该过渡区域内冷凝成核以及生长，具体为具有过渡作用的第一冷却区A的通过面积相较于其他冷却区的通过面积较小，如此提高核微粒在第一冷却区A内的碰撞几率，提高成核以及生长效果，颗粒在第一冷却区A内完成生长并且其随之进入到第二冷却区B和第三冷却区C进行阶梯式降温来对颗粒进行固化，其中第二冷却区B采用水冷方式进行降温冷却，第三冷却区C采用气冷方式进行冷却，相较于现有两步骤冷凝的方案来说，本发明的方案在确保充分控制超细粉生成的成核以及生长的条件的情况下，对颗粒进行逐级冷却有助于实现颗粒物的尺寸分布、平均粒径以及在冷却管内的分散性提升，同时逐级冷却可解决冷却温差过大导致颗粒物粘附管体内壁的可能性，另外第三冷却区C的冷却方案还有助于引导第二冷却区B内部颗粒物向冷却缓冲罐方向流动，避免颗粒物的粘附以及保证出料顺畅，降低或防止颗粒在第二冷却区B和第三冷却区C冷却固化后在上述区域内停留时间过长。

还需要说明的是，本发明在第二冷却区B是采用水冷方式降低冷却管的温度相较于喷洒冷却水或者直接使用空气冷却等方式可规避金属高温粉末易出现氧化，造成金属粉末变质的问题。

根据本发明一实施方式，粉末收集器上端部设有出口且通过管体连接有鼓风机，鼓风机出气端通过管体与反应器连通，通过鼓风机将粉末收集器内上部气体送入到反应器内部，这样能够促使反应器内部原料蒸发后的蒸汽随输入气体流动至冷却管内部，形成气流循环流动节省惰性气体消耗，且鼓风机送回的惰性气体中可能还存在有金属粉末，这样可避免资源浪费。

根据本发明一实施方式，水冷基体为环状套体，水冷基体两端内部开设有环形的第二水冷通道，两个第二水冷通道之间通过第一水冷通道连通，第一水冷通道环绕布设在水冷基体内部且与其轴线平行设置，

水冷基体靠近第一冷却区A的第二水冷通道通过第一进液管体与循环水泵连通，水冷基体靠近第三冷却区C的第二水冷通道通过第一出液管体与循环水泵连通。水冷基体靠近第一冷却区A处设有开设在水冷基体内部且为环形的第二水冷通道，水冷基体靠近第三冷却区C处设有开设在水冷基体内部且为环形的第二水冷通道，在第二冷却区B范围内的冷却管内部设置水冷基体的方式用于对冷却管进行水冷降温处理，通过设计第一、第二水冷通道的方式将整个第二冷却区B范围内的冷却管进行水流换热处理，如此能够实现冷却管内部逐级降温对颗粒进行固化和提升其平均粒度，且能够降低冷却管外部环境温度，降低热岛效应，即减小冷却管周围的外部环境温度，以便于促进气流在冷却管外部流动进行降温，同时第二冷却区B内部的水冷基体方案可利用水流来吸收管内颗粒物撞击管壁噪音，起到降噪效果；需要强调的是，上述水冷基体在冷却管内的布设方式能够增强冷却管整体抗热形变能力，避免在冷却管长期使用状态下出现的局部弯曲或者形变问题。

根据本发明一实施方式，水冷基体为环状套体，水冷基体端面环绕开设有与其轴线平行的第三水冷通道，水冷基体侧壁环绕开设有贯通水冷基体的第四水冷通道，水冷基体内壁贴合设有第一密封环套，水冷基体外壁贴合设有第二密封环套。在水冷基体上开设第三水冷通道和第四水冷通道方式用于提高水冷过程中换热水体在水冷基体内的流通量，这样有助于提高换热接触面积，以及相对延长换热水流在水冷基体内的停留时间来提高换热效果，另外换热水流在水冷基体内部的流通量提升也提高水体覆盖面进而有助于对冷却管内部颗粒撞击噪音吸收效果提升，同样的，上述水冷基体在冷却管内的布设方式能够增强冷却管整体抗热形变能力，避免在冷却管长期使用状态下出现的局部弯曲或者形变问题。

根据本发明一实施方式，第二冷却区B范围的冷却管内壁布设有导流体，通过布设导流体的方式来实现通过第二冷却区B范围的气流以及气流中的颗粒物移动轨迹进行导流，使固化颗粒以规律性流动方式向第三冷却区C方向移动，降低颗粒粘附可能性以及提高形成的颗粒物在移动过程中分布均匀性以及平均粒径效果得到提升，避免颗粒在管内过度碰撞导致颗粒粒径均匀性不一，甚至可能出现颗粒粘附等情况出现。

根据本发明一实施方式，喷头组件包括喷头基套，喷头基套为套装体结构一端开口设置，另一端封口设置，喷头基套开口设置端连接有密封盖板，密封盖板上设有贯穿密封盖板的第一喷头连接管，第一喷头连接管与设置在冷却管外部的气泵连接，喷头基套封口端侧壁环绕开设有喷射通孔，通过在第三冷却区C中布设喷头组件，并且喷头组件的喷射方向为向冷却缓冲罐方向流动，这样能够实现利用气流来进一步对管内的粉末颗粒冷却使其有效固化，且气体通过喷射通孔排出喷射出的气体压力较大，这样对于冲击的粉末颗粒而言有助于粘接颗粒物分离或避免颗粒粘附在管壁，也利于利用高压气流来使粉末颗粒分布均匀化以及颗粒表面光滑度提升。

需要强调的是：第三冷却区C的冷却方案还有助于引导第二冷却区B内部颗粒物向冷却缓冲罐方向流动保证出料顺畅，降低或防止颗粒在第二冷却区B和第三冷却区C冷却固化后在上述区域内停留时间过长。

根据本发明一实施方式，喷气基套内放置有第一弹簧件，第一弹簧件上设有温度传感器，第一弹簧件与密封盖板之间设有柱套状的压环，压环外侧壁环绕倾斜连接有能够抵压第一弹簧件的压板，压环上还开设有介质通孔。

通过设置第一弹簧件以及压环对第一弹簧件的下压方案，能够实现自动调节排出喷射通孔的喷射气压，气流进入到喷气基套内沿压环以及压板流动形成螺旋向下气流，且部分气流还能通过介质通孔向下流动，这向第一弹簧件流动的气流在形成螺旋气流的情况下，避免了喷气基套内部紊流且螺旋气流能够较为均匀的从各个喷射通孔排出，面对不同流速的气流对第一弹簧件的下压力，第一弹簧件通过调节张紧效果来调控，如下压气流过大，第一弹簧件收缩使第一弹簧件的各弹簧峰隙缩小进而喷气基体内底部气流流通空间缩小，如此实现调控排出气流流速，保证喷出气为高压气流，这样可利用气流冲击来实现避免颗粒物的粘附以及促进管内介质向冷却缓冲罐方向流动，以及保证进入冷却缓冲罐内的流速，防止粉末颗粒在进入冷却缓冲罐内部后流速降低，颗粒物均沉降在冷却缓冲罐内以及对冷却缓冲罐的进出料口堵塞。

需要说明的是，本发明中还通过在第一弹簧件上设置温度传感器来监控输入冷却管内部的惰性气体的温度。

根据本发明一实施方式，冷却缓冲罐内部设有循环冷却管组，循环冷却管组包括折弯排布的第一循环管，第一循环管侧方设有与其折弯排布形状对应的第二循环管，第一循环管端部通过第二进液管体与循环水泵连接，第二循环管端部通过第二出液管体与循环水泵连接，第一循环管与第二循环管之间通过可调传输管连通，第一循环管或第二循环管水平设置于冷却缓冲罐内部，循环冷却管组通过将冷却液体输入到第一循环管，再通过可调传输管输入至第二循环管后排出循环冷却管组，这样利用液冷的方式来降低冷却缓冲罐内部环境温度，对暂留在冷却缓冲罐内部的气体以及粉末颗粒进行降温控制，更有利于粉末颗粒物的固化，气流携带的粉末颗粒靠近循环冷却管组冷却固化过程中，第一循环管通过可调传输管连接第二循环管内部的方式对进入冷却缓冲罐内部气流形成阻挡效果，使冷却固化后的粉末颗粒下落至冷却缓冲罐内底部，然后在进入冷却缓冲罐内的气流冲击下再次上移靠近循环冷却管组冷却固化如此实现粉末颗粒的完全冷却固化且颗粒物的分散均匀性提升，在此基础上保证后续排出至出料传输管颗粒物的流动性，预防冷却缓冲罐出口堵塞。

根据本发明一实施方式，可调传输管包括第一波纹管，第一波纹管外部波纹管壁上套接有第二弹簧件，第一波纹管外侧设有第二波纹管，设置第一、第二波纹管的方式能够实现带动底部的第二循环管上下移动，即第二循环管与第一循环管之间的间距可上下变动，在进入冷却缓冲罐内的气流冲击循环冷却管组以及循环冷却管组阻挡气流向上流动情况下第二循环管上下移动，但在第二弹簧件的作用下能够保证第二循环管较为稳定的上下移动以及具有一个可控位移范围，这样能够实现对气流阻挡以及与粉末颗粒物的接触的过程中使第二循环管上下形成抖动，避免粉末颗粒物冲击第二波纹管情况下被截留或粘附，且第二循环管上下抖动有助于干扰冷却缓冲罐内上部空间的气流、粉末颗粒的位于，促进冷却缓冲罐内气流、粉末颗粒的流动、位移。

根据本发明一实施方式，冷却缓冲罐内底部设有能够旋转的风扇，风扇的设计用于实现进入到冷却缓冲罐内部的固化颗粒物，即金属粉末颗粒在气流的带动作用下驱动风扇旋转，使金属粉末颗粒暂存在冷却缓冲罐内，由冷却缓冲罐对金属粉末颗粒进一步降温，粉末颗粒在冷却缓冲罐内旋转过程中可通过设置在冷却缓冲罐侧方的出料传输管排出，这样实现了对金属粉末颗粒进行有效冷却固化，且使粉末颗粒分布均匀性得到提升，降低结块等可能性，更为重要的是冷却缓冲罐侧方至少设有一个及一个以上的粉末收集器，这样能够通过控制出料传输管上的电磁阀来控制冷却固化后的粉末颗粒进入到粉末收集器内进行粉末收集处理工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过在冷却管内分别设计第一冷却区A、第二冷却区B和第三冷却区C的方式，确保了反应器具有过渡区，这样有助于反应器分解为蒸汽的原料在该过渡区域内冷凝成核以及生长，相较于现有两步骤冷凝的方案来说，本发明的方案在确保充分控制超细粉生成的成核以及生长的条件的情况下，对颗粒进行逐级冷却有助于实现颗粒物的尺寸分布、平均粒径以及在冷却管内的分散性提升，同时逐级冷却可解决冷却温差过大导致颗粒物粘附管体内壁的可能性，另外第三冷却区C的冷却方案还有助于引导第二冷却区B内部颗粒物向冷却缓冲罐方向流动，避免颗粒物的粘附以及保证出料顺畅，降低或防止颗粒在第二冷却区B和第三冷却区C冷却固化后在上述区域内停留时间过长。

因此，本发明是一种能够充分控制超细粉生成的成核以及生长的条件，有利于生产获得的超细粉颗粒均匀性以及分散的提升，且本装置能够提高粉体的生产效率和分离效果的超细金属粉末的冷却设备。

附图说明

图1为超细金属粉末的冷却设备应用状态示意图；

图2为本发明的冷却管内部结构示意图；

图3为本发明的水冷基套方案一示意图；

图4为本发明的水冷基套方案一中介质流通路径示意图；

图5为本发明的水冷基套方案二示意图；

图6为本发明的喷头组件方案一示意图；

图7为本发明的喷头组件方案二示意图；

图8为本发明的冷却缓冲罐内部结构示意图；

图9为本发明的循环冷却管组结构示意图；

图10为本发明的可调传输管内部结构示意图。

附图标号：

10-反应器；11-送料器；12-功率整流器；13-控制面板；

20-冷却管；21-保温层；22-水冷基套；221-第一水冷通道；222-第二水冷通道；223-第三水冷通道；224-第四水冷通道；225-第一密封环套；226-第二密封环套；23-环形凹槽；

30-气泵；40-循环水泵；41-第一进液管体；42-第一出液管体；

50-冷却缓冲罐；51-循环冷却管组；501-风扇；52-第二进液管体；53-第二出液管体；54-第一循环管；55-第二循环管；56-可调传输管；57-第一波纹管；58-第二弹簧件；59-第二波纹管；

60-粉末收集器；61-收集器；

70-出料传输管；80-鼓风机；90-喷头组件；91-第一喷头连接管；92-密封盖板；93-压板；94-压环；95-介质通孔；96-第一弹簧件；97-温度传感器；98-喷头基套；99-喷射通孔；910-喷射环套；911-摆动喷头；

A-第一冷却区；B-第二冷却区；C-第三冷却区。

具体实施方式

以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：

实施例1：

如附图1-2所示，超细金属粉末的冷却设备，包括：

冷却管20，冷却管20与反应器10出气端口连接，

冷却缓冲罐50，冷却缓冲罐50底部与冷却管20出口端连接，冷却缓冲罐50侧方通过出料传输管70连接有粉末收集器60，

冷却管20进口端内壁环绕布设有保温层21，设有保温层21的冷却管20区域构成第一冷却区A，

冷却管20出口端内壁环绕开设有环形凹槽23，且缓冲凹槽23内布设有喷头组件90，喷头组件90用于向冷却管20出口方向喷射气体，设有喷头组件90的冷却管20区域构成第三冷却区C，

第一冷却区A与第三冷却区C之间的冷却管20构成第二冷却区B，且第二冷却区B的冷却管20内设有水冷基套22，水冷基套22外设的循环水泵40连接。

本发明中所描述的反应器10为转移弧等离子蒸发器，该反应器10上部设有送料器11，同时反应器10连接有功率整流器12，且功率整流器12受控制面板13控制。

本发明通过将加工原料输入至反应器10内部经过反应将原料蒸发或者分解，同时在内部输入惰性气体来实现将反应器10内反应生成物随流体带出反应器10进入到冷却管20内，高温流体通过冷却管20的过程中发生粉末冷凝并且在后续的冷却缓冲罐50内进一步冷凝，再经过粉末收集器60进行粉末筛分获得目标产物：超细粉体，粉体粒径范围为0-5000纳米。

本发明中所指的原料包括但不限于下列之一或两种以上的材料的组合：硅、铜、镍、钴、铁、锌、铬、锰、钛、硒。

喷头组件90用于向冷却管20出口方向喷射气体为惰性气体。

本发明中所指的惰性气体为为氮气或氩气或氖气或氦气；

第一冷却区A的流通面积小于第二冷却区B和第三冷却区C。

本发明通过在冷却管20内分别设计第一冷却区A、第二冷却区B和第三冷却区C的方式，先确保了反应器10内部排出流体在进入到冷却管20进口端过程中有保温层21对反应器10与冷却管20冷却温度形成过渡区，这样有助于反应器10分解为蒸汽的原料在该过渡区域内冷凝成核以及生长，具体为具有过渡作用的第一冷却区A的通过面积相较于其他冷却区的通过面积较小，如此提高核微粒在第一冷却区A内的碰撞几率，提高成核以及生长效果，颗粒在第一冷却区A内完成生长并且其随之进入到第二冷却区B和第三冷却区C进行阶梯式降温来对颗粒进行固化，其中第二冷却区B采用水冷方式进行降温冷却，第三冷却区C采用气冷方式进行冷却，相较于现有两步骤冷凝的方案来说，本发明的方案在确保充分控制超细粉生成的成核以及生长的条件的情况下，对颗粒进行逐级冷却有助于实现颗粒物的尺寸分布、平均粒径以及在冷却管20内的分散性提升，同时逐级冷却可解决冷却温差过大导致颗粒物粘附管体内壁的可能性，另外第三冷却区C的冷却方案还有助于引导第二冷却区B内部颗粒物向冷却缓冲罐50方向流动，避免颗粒物的粘附以及保证出料顺畅，降低或防止颗粒在第二冷却区B和第三冷却区C冷却固化后在上述区域内停留时间过长。

还需要说明的是，本发明在第二冷却区B是采用水冷方式降低冷却管20的温度相较于喷洒冷却水或者直接使用空气冷却等方式可规避金属高温粉末易出现氧化，造成金属粉末变质的问题。

如附图1所示，粉末收集器60上端部设有出口且通过管体连接有鼓风机80，鼓风机80出气端通过管体与反应器10连通，通过鼓风机80将粉末收集器60内上部气体送入到反应器10内部，这样能够促使反应器10内部原料蒸发后的蒸汽随输入气体流动至冷却管20内部，形成气流循环流动节省惰性气体消耗，且鼓风机80送回的惰性气体中可能还存在有金属粉末，这样可避免资源浪费。

如附图3、4所示，水冷基体22为环状套体，水冷基体22两端内部开设有环形的第二水冷通道222，两个第二水冷通道222之间通过第一水冷通道221连通，第一水冷通道221环绕布设在水冷基体22内部且与其轴线平行设置，

水冷基体22靠近第一冷却区A的第二水冷通道222通过第一进液管体41与循环水泵40连通，水冷基体22靠近第三冷却区C的第二水冷通道222通过第一出液管体42与循环水泵40连通。水冷基体22靠近第一冷却区A处设有开设在水冷基体22内部且为环形的第二水冷通道222，水冷基体22靠近第三冷却区C处设有开设在水冷基体22内部且为环形的第二水冷通道222，在第二冷却区B范围内的冷却管20内部设置水冷基体22的方式用于对冷却管20进行水冷降温处理，通过设计第一、第二水冷通道的方式将整个第二冷却区B范围内的冷却管20进行水流换热处理，如此能够实现冷却管20内部逐级降温对颗粒进行固化和提升其平均粒度，且能够降低冷却管20外部环境温度，降低热岛效应，即减小冷却管20周围的外部环境温度，以便于促进气流在冷却管20外部流动进行降温，同时第二冷却区B内部的水冷基体22方案可利用水流来吸收管内颗粒物撞击管壁噪音，起到降噪效果；需要强调的是，上述水冷基体22在冷却管20内的布设方式能够增强冷却管20整体抗热形变能力，避免在冷却管20长期使用状态下出现的局部弯曲或者形变问题。

第二冷却区B范围的冷却管20内壁布设有导流体，通过布设导流体的方式来实现通过第二冷却区B范围的气流以及气流中的颗粒物移动轨迹进行导流，使固化颗粒以规律性流动方式向第三冷却区C方向移动，降低颗粒粘附可能性以及提高形成的颗粒物在移动过程中分布均匀性以及平均粒径效果得到提升，避免颗粒在管内过度碰撞导致颗粒粒径均匀性不一，甚至可能出现颗粒粘附等情况出现。

如附图9所示，喷头组件90包括喷头基套98，喷头基套98为套装体结构一端开口设置，另一端封口设置，喷头基套98开口设置端连接有密封盖板92，密封盖板92上设有贯穿密封盖板92的第一喷头连接管91，第一喷头连接管91与设置在冷却管20外部的气泵30连接，喷头基套98封口端侧壁环绕开设有喷射通孔99，通过在第三冷却区C中布设喷头组件90，并且喷头组件90的喷射方向为向冷却缓冲罐50方向流动，这样能够实现利用气流来进一步对管内的粉末颗粒冷却使其有效固化，且气体通过喷射通孔99排出喷射出的气体压力较大，这样对于冲击的粉末颗粒而言有助于粘接颗粒物分离或避免颗粒粘附在管壁，也利于利用高压气流来使粉末颗粒分布均匀化以及颗粒表面光滑度提升。

需要强调的是：第三冷却区C的冷却方案还有助于引导第二冷却区B内部颗粒物向冷却缓冲罐50方向流动保证出料顺畅，降低或防止颗粒在第二冷却区B和第三冷却区C冷却固化后在上述区域内停留时间过长。

喷气基套98内放置有第一弹簧件96，第一弹簧件96上设有温度传感器97，第一弹簧件96与密封盖板92之间设有柱套状的压环94，压环94外侧壁环绕倾斜连接有能够抵压第一弹簧件96的压板93，压环94上还开设有介质通孔95。

通过设置第一弹簧件96以及压环94对第一弹簧件96的下压方案，能够实现自动调节排出喷射通孔99的喷射气压，气流进入到喷气基套98内沿压环94以及压板93流动形成螺旋向下气流，且部分气流还能通过介质通孔95向下流动，这向第一弹簧件96流动的气流在形成螺旋气流的情况下，避免了喷气基套98内部紊流且螺旋气流能够较为均匀的从各个喷射通孔99排出，面对不同流速的气流对第一弹簧件96的下压力，第一弹簧件96通过调节张紧效果来调控，如下压气流过大，第一弹簧件96收缩使第一弹簧件96的各弹簧峰隙缩小进而喷气基体98内底部气流流通空间缩小，如此实现调控排出气流流速，保证喷出气为高压气流，这样可利用气流冲击来实现避免颗粒物的粘附以及促进管内介质向冷却缓冲罐50方向流动，以及保证进入冷却缓冲罐50内的流速，防止粉末颗粒在进入冷却缓冲罐50内部后流速降低，颗粒物均沉降在冷却缓冲罐50内以及对冷却缓冲罐50的进出料口堵塞。

需要说明的是，本发明中还通过在第一弹簧件96上设置温度传感器97来监控输入冷却管20内部的惰性气体的温度。

实施例2：

本实施例目的在于提供水冷基体22的另一方案，具体为：如附图5所示，水冷基体22为环状套体，水冷基体22端面环绕开设有与其轴线平行的第三水冷通道223，水冷基体22侧壁环绕开设有贯通水冷基体22的第四水冷通道224，水冷基体22内壁贴合设有第一密封环套225，水冷基体22外壁贴合设有第二密封环套226。在水冷基体22上开设第三水冷通道223和第四水冷通道224方式用于提高水冷过程中换热水体在水冷基体22内的流通量，这样有助于提高换热接触面积，以及相对延长换热水流在水冷基体22内的停留时间来提高换热效果，另外换热水流在水冷基体22内部的流通量提升也提高水体覆盖面进而有助于对冷却管20内部颗粒撞击噪音吸收效果提升，同样的，上述水冷基体22在冷却管20内的布设方式能够增强冷却管20整体抗热形变能力，避免在冷却管20长期使用状态下出现的局部弯曲或者形变问题。

实施例3：

本实施例的目的在于提供喷头组件方案二，具体的为，参见附图10所示，喷头组件90包括喷头基套98，喷头基套98为套装体结构一端开口设置，另一端封口设置，喷头基套98开口设置端连接有密封盖板92，密封盖板92上设有贯穿密封盖板92的第一喷头连接管91，第一喷头连接管91与设置在冷却管20外部的气泵30连接，喷头基套98封口端侧壁环绕开设有喷射通孔99，

喷气基套98内放置有第一弹簧件96，第一弹簧件96上设有温度传感器97，第一弹簧件96与密封盖板92之间设有柱套状的压环94，压环94外侧壁环绕倾斜连接有能够抵压第一弹簧件96的压板93，压环94上还开设有介质通孔95。

本发明中还通过在第一弹簧件96上设置温度传感器97来监控输入冷却管20内部的惰性气体的温度。

喷气基套98设有喷射通孔99的外侧设有一喷射环套910，该喷射环套910内部中空且侧方环绕布设有摆动喷头911，喷射通孔99内排出的介质能够进入到喷射环套910内部且从摆动喷头911喷射而出，通过设计喷射环套910和摆动喷头911的方式能够实现微调向冷却缓冲罐50方向喷射的惰性气流喷射角度。

实施例4：

本实施例在实施例1的基础上提供改进方案，冷却缓冲罐50内部设有循环冷却管组51，循环冷却管组51包括折弯排布的第一循环管54，第一循环管54侧方设有与其折弯排布形状对应的第二循环管55，第一循环管54端部通过第二进液管体52与循环水泵40连接，第二循环管55端部通过第二出液管体53与循环水泵40连接，第一循环管54与第二循环管55之间通过可调传输管56连通，第一循环管54或第二循环管55水平设置于冷却缓冲罐50内部，循环冷却管组51通过将冷却液体输入到第一循环管54，再通过可调传输管56输入至第二循环管55后排出循环冷却管组51，这样利用液冷的方式来降低冷却缓冲罐50内部环境温度，对暂留在冷却缓冲罐50内部的气体以及粉末颗粒进行降温控制，更有利于粉末颗粒物的固化，气流携带的粉末颗粒靠近循环冷却管组51冷却固化过程中，第一循环管54通过可调传输管56连接第二循环管55内部的方式对进入冷却缓冲罐50内部气流形成阻挡效果，使冷却固化后的粉末颗粒下落至冷却缓冲罐50内底部，然后在进入冷却缓冲罐50内的气流冲击下再次上移靠近循环冷却管组51冷却固化如此实现粉末颗粒的完全冷却固化且颗粒物的分散均匀性提升，在此基础上保证后续排出至出料传输管70颗粒物的流动性，预防冷却缓冲罐50出口堵塞。

可调传输管56包括第一波纹管57，第一波纹管57外部波纹管壁上套接有第二弹簧件58，第一波纹管57外侧设有第二波纹管59，设置第一、第二波纹管的方式能够实现带动底部的第二循环管55上下移动，即第二循环管55与第一循环管54之间的间距可上下变动，在进入冷却缓冲罐50内的气流冲击循环冷却管组51以及循环冷却管组51阻挡气流向上流动情况下第二循环管55上下移动，但在第二弹簧件58的作用下能够保证第二循环管55较为稳定的上下移动以及具有一个可控位移范围，这样能够实现对气流阻挡以及与粉末颗粒物的接触的过程中使第二循环管55上下形成抖动，避免粉末颗粒物冲击第二波纹管59情况下被截留或粘附，且第二循环管55上下抖动有助于干扰冷却缓冲罐50内上部空间的气流、粉末颗粒的位于，促进冷却缓冲罐50内气流、粉末颗粒的流动、位移。

冷却缓冲罐50内底部设有能够旋转的风扇501，风扇501的设计用于实现进入到冷却缓冲罐50内部的固化颗粒物，即金属粉末颗粒在气流的带动作用下驱动风扇501旋转，使金属粉末颗粒暂存在冷却缓冲罐50内，由冷却缓冲罐50对金属粉末颗粒进一步降温，粉末颗粒在冷却缓冲罐50内旋转过程中可通过设置在冷却缓冲罐50侧方的出料传输管70排出，这样实现了对金属粉末颗粒进行有效冷却固化，且使粉末颗粒分布均匀性得到提升，降低结块等可能性，更为重要的是冷却缓冲罐50侧方至少设有一个及一个以上的粉末收集器60，这样能够通过控制出料传输管70上的电磁阀来控制冷却固化后的粉末颗粒进入到粉末收集器60内进行粉末收集处理工作。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.超细金属粉末的冷却设备，包括：

冷却管（20），所述冷却管（20）与反应器（10）出气端口连接，

冷却缓冲罐（50），所述冷却缓冲罐（50）底部与冷却管（20）出口端连接，所述冷却缓冲罐（50）侧方通过出料传输管（70）连接有粉末收集器（60），

其特征是：所述冷却管（20）进口端内壁环绕布设有保温层（21），设有保温层（21）的冷却管（20）区域构成第一冷却区（A），

所述冷却管（20）出口端内壁环绕开设有环形凹槽（23），且所述缓冲凹槽（23）内布设有喷头组件（90），所述喷头组件（90）用于向冷却管（20）出口方向喷射气体，设有喷头组件（90）的冷却管（20）区域构成第三冷却区（C），

所述第一冷却区（A）与第三冷却区（C）之间的冷却管（20）构成第二冷却区（B），且第二冷却区（B）的冷却管（20）内设有水冷基套（22），所述水冷基套（22）外设的循环水泵（40）连接。

2.根据权利要求1所述的超细金属粉末的冷却设备，其特征是：所述粉末收集器（60）上端部设有出口且通过管体连接有鼓风机（80），所述鼓风机（80）出气端通过管体与反应器（10）连通。

3.根据权利要求1所述的超细金属粉末的冷却设备，其特征是：所述水冷基体（22）为环状套体，所述水冷基体（22）两端内部开设有环形的第二水冷通道（222），两个第二水冷通道（222）之间通过第一水冷通道（221）连通，所述第一水冷通道（221）环绕布设在水冷基体（22）内部且与其轴线平行设置，

所述水冷基体（22）靠近第一冷却区（A）的第二水冷通道（222）通过第一进液管体（41）与循环水泵（40）连通，所述水冷基体（22）靠近第三冷却区（C）的第二水冷通道（222）通过第一出液管体（42）与循环水泵（40）连通。

4.根据权利要求1所述的超细金属粉末的冷却设备，其特征是：所述水冷基体（22）为环状套体，所述水冷基体（22）端面环绕开设有与其轴线平行的第三水冷通道（223），所述水冷基体（22）侧壁环绕开设有贯通水冷基体（22）的第四水冷通道（224），所述水冷基体（22）内壁贴合设有第一密封环套（225），所述水冷基体（22）外壁贴合设有第二密封环套（226）。

5.根据权利要求3或4所述的超细金属粉末的冷却设备，其特征是：所述第二冷却区（B）范围的冷却管（20）内壁布设有导流体。

6.根据权利要求1所述的超细金属粉末的冷却设备，其特征是：所述喷头组件（90）包括喷头基套（98），所述喷头基套（98）为套装体结构一端开口设置，另一端封口设置，所述喷头基套（98）开口设置端连接有密封盖板（92），所述密封盖板（92）上设有贯穿密封盖板（92）的第一喷头连接管（91），所述第一喷头连接管（91）与设置在冷却管（20）外部的气泵（30）连接，所述喷头基套（98）封口端侧壁环绕开设有喷射通孔（99）。

7.根据权利要求6所述的超细金属粉末的冷却设备，其特征是：所述喷气基套（98）内放置有第一弹簧件（96），所述第一弹簧件（96）上设有温度传感器（97），所述第一弹簧件（96）与密封盖板（92）之间设有柱套状的压环（94），所述压环（94）外侧壁环绕倾斜连接有能够抵压第一弹簧件（96）的压板（93），所述压环（94）上还开设有介质通孔（95）。

8.根据权利要求1所述的超细金属粉末的冷却设备，其特征是：所述冷却缓冲罐（50）内部设有循环冷却管组（51），所述循环冷却管组（51）包括折弯排布的第一循环管（54），所述第一循环管（54）侧方设有与其折弯排布形状对应的第二循环管（55），所述第一循环管（54）端部通过第二进液管体（52）与循环水泵（40）连接，所述第二循环管（55）端部通过第二出液管体（53）与循环水泵（40）连接，所述第一循环管（54）与第二循环管（55）之间通过可调传输管（56）连通，所述第一循环管（54）或第二循环管（55）水平设置于冷却缓冲罐（50）内部。

9.根据权利要求8所述的超细金属粉末的冷却设备，其特征是：所述可调传输管（56）包括第一波纹管（57），所述第一波纹管（57）外部波纹管壁上套接有第二弹簧件（58），所述第一波纹管（57）外侧设有第二波纹管（59）。

10.根据权利要求8所述的超细金属粉末的冷却设备，其特征是：所述冷却缓冲罐（50）内底部设有能够旋转的风扇（501）。

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