CN115921881A - 一种双层环孔式雾化喷盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双层环孔式雾化喷盘，应用于气雾机，所述气雾机具有高压介质进口部件、介质导流管道和介质包本体，所述双层环孔式雾化喷盘，包括贯穿介质包本体的熔体导流孔；环绕熔体导流孔底部的第一锥形斜面，第一锥形斜面具有与介质导流管道相连的第一单层环形分布针孔；环绕第一锥形斜面的第二锥形斜面，第二锥形斜面具与介质导流管道相连的第二单层环形分布针孔；环绕第一锥形斜面的隔离唇，与第一锥形斜面形成雾化区域，将第一锥形斜面与第二锥形斜面隔开；以及位于介质包本体底部的第三锥形斜面，环绕第二锥形斜面。利用该双层环孔式喷盘能够长时间制备出粒径细小且粒径分布均匀的颗粒。
Description
技术领域
本发明属于金属制备设备技术领域，具体涉及一种双层环孔式雾化喷盘。
背景技术
粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，均属于粉末烧结技术。
传统粉末冶金对粉末的尺寸、粒度分布、粉末形貌以及稳定性等方面并未形成严格的要求。然而，近十多年来随着金属注射成形、热喷涂、金属快速成形、表面贴装等技术的发展，金属粉末的几何特性对于保证高质量产品的精确性和稳定性已经变得与材料性能同等重要。
目前，产业化气雾化制粉设备大多采用环缝雾化器来制备非晶粉末，但由于环缝雾化器介质出口面积较大，高压介质雾化压力不足，对粉末冲击力、分散力较弱的同时对熔体液滴冷却速度不足，导致制备的粉末粒径大、球形度差、粉末非晶度不够，还极易造成制备出的粉末形成大量片状结构，不利于粉末制备工艺定型和工业化的稳定生产。
实用新型CN205436172U公开了一种用于制备非晶粉末的环缝式雾化器，采用向雾化区域内缓慢滴注液氮的方法，加快粉末在雾化过程中冷却速率，从而可以很大程度上提高粉末的非晶成材率，并改善粉末的球形度。但该实用新型公开的环缝式雾化器由于出气口较大，气体消耗量较大，对熔体的分散效果较差，需要大量高压介质的同时制备的粉末粒径也较大。同时，环缝式喷盘气雾化过程中，雾化区会形成负压，形成较强抽吸力，抽吸力过大会使金属液流动降落的速度过快，进而导致细粉收得率降低。
发明CN107414092A公开一种雾化制粉喷盘，本发明所述的雾化制粉喷盘将喷雾组件采用可调连接的方式，能够提高喷雾组件的安装精确度，并且在长时间使用后可方便的将偏移的喷雾组件重新调整到精确的位置，确保喷雾的均匀稳定性，使得雾化介质能有效冲击高温熔体使其破碎为细小液滴，保障雾化粉末具有均匀的粒径。但是其结构较为复杂，不易操作，喷嘴相互之间特定角度由出水螺纹孔角度及加工精度、喷嘴加工精度和组装位置共同决定；会由于生锈、使用磨损等原因，纵使加工精度高，在长期使用后还是不能保证喷嘴间的特定角度，雾化制粉效果难以得到保障，难以保障获得粒径均匀的雾化粉末。
发明内容
本发明提供了一种双层环孔式雾化喷盘，利用该双层环孔式喷盘能够长时间制备出粒径细小且粒径分布均匀的颗粒。
一种双层环孔式雾化喷盘，应用于气雾机，所述气雾机具有高压介质进口部件、介质导流管道和介质包本体，所述双层环孔式雾化喷盘，包括：
熔体导流孔，所述熔体导流孔贯穿介质包本体；
第一锥形斜面，所述第一锥形斜面环绕熔体导流孔底部，所述第一锥形斜面具有第一单层环形分布针孔，所述第一单层环形分布针孔与介质导流管道相连，用于排出高压介质以打碎熔体形成熔体颗粒，同时防止熔体撞击隔离唇；
第二锥形斜面，所述第二锥形斜面环绕第一锥形斜面，所述第二锥形斜面具第二单层环形分布针孔，所述第二单层环形分布针孔与介质导流管道相连，用于通过排出的高压介质降低隔离唇和熔体颗粒的温度；
隔离唇，所述隔离唇环绕第一锥形斜面，与第一锥形斜面形成雾化区域，同时将第一锥形斜面与第二锥形斜面隔开；
以及第三锥形斜面，所述第三锥形斜面位于介质包本体底部，环绕第二锥形斜面，由第三锥形斜面包围构建了负压区域，熔体在负压区域的抽吸力作用下进入雾化区域。
所述高压介质为高压氮气、高压氩气、高压液氮、压缩空气、高压水中的一种或几种。
所述双层环孔式雾化喷盘的材料为耐高温合金或不锈钢。
所述熔体导流孔、第一锥形斜面、第二锥形斜面、隔离唇和第三锥形斜面为同心圆环形均态分布。
所述熔体导流孔、第一锥形斜面、第二锥形斜面、隔离唇和第三锥形斜面均以介质包本体体中心为圆心。
所述第一单层环形分布针孔以熔体导流孔的中心为圆心，环形分布在第一锥形斜面，且垂直贯穿于第一锥形斜面。
所述第一单层环形分布针孔中的针孔直径为0.1-2mm。
所述第二单层环形分布针孔以熔体导流孔的中心为圆心，环形分布在第二锥形斜面，且垂直贯穿于第二锥形斜面。
所述第二单层环形分布针孔中的针孔直径为0.1-2mm。
所述隔离唇为圆柱体形状，设置于第一锥形斜面的外围，用于隔离第一单层环形分布针孔和第二单层环形分布针孔喷出的高压介质流。避免高压介质流相互影响，又能够使得雾化后的熔体颗粒沿一定方向喷出。
所述第一锥形斜面、第二锥形斜面和第三锥形斜面与垂直方向呈15-60°夹角。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明利用第一单层环形分布针孔喷出的高压介质将大部分熔体打碎成较为细小的熔体颗粒，利用第二单层环形分布针孔喷出的高压介质将剩余的熔体打碎成细小的熔体颗粒，同时对得到的细小熔体颗粒进行降温，并且通过隔离唇避免了第一和第二单层环形分布针孔喷出的高压介质间的干扰，从而获得均匀细小的颗粒；本发明还利用第一单层环形分布针孔喷出的高压介质防止了位于外围的隔离唇受到高温熔体的冲击，同时还利用第二单层环形分布针孔喷出的高压介质对隔离唇进行降温，通过上述两点延长了隔离唇的使用寿命，从而使得双层环孔式雾化喷盘能够长时间制备出均匀，细小粒径的颗粒。
附图说明
图1为本发明实施例提供的气雾机示意图；
图2为本发明实施例提供的双层环孔式雾化喷盘示意图；
图3为本发明实施例提供的双层环孔式雾化喷盘界面图；
图4为本发明实施例提供的双层环孔式雾化喷盘界面局部放大图；
其中，1-高压介质进口部件，2-介质导流管道，3-介质包本体，4-双层环孔式雾化喷盘，41-熔体导流孔，42-第一锥形斜面，421-第一单层环形分布针孔，43-第二锥形斜面，431-第二单层环形分布针孔，44-隔离唇，45-第三锥形斜面。
具体实施方式
下面结合实施例与附图对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
本发明提供了一种双层环孔式雾化喷盘4能够将高温熔体打碎为粒度均匀且细小的熔体颗粒，利用第一单层环形分布针孔421喷出的高压介质将熔体导流孔41喷出的大部分高温熔体进行打碎形成细小熔体颗粒，再利用第二单层环形分布针孔431喷出的高压介质对剩余的高温熔体进行打碎，同时对上述形成的细小熔体颗粒进行冷却，从而完成高温熔体的颗粒化，得到的细粉收率较高。
本发明还通过设置隔离唇44将第一单层环形分布针孔421和第二单层环形分布针孔431隔开，避免第一单层环形分布针孔421和第二单层环形分布针孔431喷出的高压介质互相干扰，达到获得粒度均匀的颗粒的目的；隔离唇44设置在第一锥形斜面42和第二锥形斜面43之间，通过贯穿第一锥形斜面42的第一单层环形分布针孔421喷出的高压介质避免高温熔体直接碰撞在隔离唇44上，同时隔离唇44外围设置第二锥形斜面43，贯穿第二锥形斜面43的第二单层环形分布针孔431喷出的高压介质还能够对隔离唇44进行降温，基于上述两点使得隔离唇具有较高的使用寿命，从而使得双层环孔式雾化喷盘4在长期使用过程中仍然能够雾化得到粒度均匀且细小的颗粒。
本发明提供一种气雾机，如图1所示，包括高压介质进口部件1、介质导流管道2、介质包本体3和双层环孔式雾化喷盘4，所示高压介质通过高压介质进口部件1进入介质导流管道2，通过介质导流管道2穿过介质包本体3进入双层环孔式雾化喷盘4，通过双层环孔式雾化喷盘4排出高压介质，并作用于高温熔体，将高温熔体打碎雾化为细小、均匀的熔体颗粒。高压介质为高压氮气、高压氩气、高压液氮、压缩空气、高压水等介质中的一种或几种。双层环孔式雾化喷盘的材料为耐高温合金或不锈钢。
本发明提供一种双层环孔式雾化喷盘4，如图2、图3、图4所示，包括：
熔体导流孔41，第一锥形斜面42，第一单层环形分布针孔421，第二锥形斜面43，第二单层环形分布针孔431，隔离唇44，第三锥形斜面45。熔体导流孔41、第一锥形斜面42、第二锥形斜面43、隔离唇44和第三锥形斜面45均以介质包本体3中心为圆心。
本发明提供的熔体导流孔41位于介质包本体3的中部，且贯穿于介质包本体3。
本发明提供的第一锥形斜面42环绕熔体导流孔41底部，与垂直方向呈30°夹角，第一锥形斜面42具有第一单层环形分布针孔421，第一单层环形分布针孔421以熔体导流孔41的中心为圆心，在第一锥形斜面42上环形分布，且第一单层环形分布针孔421垂直贯穿第一锥形斜面42，第一单层环形分布针孔421的针孔直径为1mm，第一单层环形分布针孔421与介质导流管道2连接，使得将高压介质从第一单层环形分布针孔421喷出，喷出的高压介质能够打碎高温熔体，并且防止高温熔体直接碰撞隔离唇44。
本发明提供的第二锥形斜面43环绕第一锥形斜面42，第二锥形斜面43与垂直方向30°夹角，第二锥形斜面43具第二单层环形分布针孔431，第二单层环形分布针孔431的针孔直径为1mm，第二单层环形分布针孔431与介质导流管道2连接，使得高压介质从第二单层环形分布针孔431喷出，喷出的高压介质能够起到对隔离唇44降温的作用，还能够将剩余的高温熔体进行打碎得到细小熔体颗粒，并将第一单层环形分布针孔421和第二单层环形分布针孔431作用下得到的细小熔体颗粒进行降温。
本发明提供的隔离唇44为圆柱体，设置于第一锥形斜面42的外围，以环绕第一锥形斜面42，与第一锥形斜面42构建雾化区，将第一锥形斜面42和第二锥形斜面43隔开，用于隔离第一单层环形分布针孔421和第二单层环形分布针孔431喷出的高压介质流。避免高压介质流相互影响从而获得粒度均匀的颗粒，还能够使得雾化后的颗粒沿一定方向喷出，避免了雾化后的颗粒喷到未指定区域。
本发明提供的第三锥形斜面45位于介质包本体3底部，位于第二锥形斜面43的外围，以环绕第二锥形斜面43，通过第二锥形斜面43包围的三维区域构建负压区域，当第一单层环形分布针孔421和第二单层环形分布针孔431喷出的高压介质流时，通过负压区域的抽吸力的作用下将高温熔体通过熔体导流孔41吸引至雾化区域。
第一单层环形分布针孔421、第二单层环形分布针孔431喷出的高压氮气、高压氩气、高压液氮、压缩空气、高压水等介质中的一种或几种气流进一步作用，有效冲击高温熔体使其破碎为细小熔体液滴并对熔体液滴进行冷却，喷出的细小熔体液滴在飞行过程中进一步冷凝缩合成球形颗粒，进而获得粒度均匀、球形度高、完全非晶态的合金粉末。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种双层环孔式雾化喷盘，应用于气雾机，所述气雾机具有高压介质进口部件、介质导流管道和介质包本体，其特征在于，所述双层环孔式雾化喷盘，包括：
熔体导流孔，所述熔体导流孔贯穿介质包本体；
第一锥形斜面，所述第一锥形斜面环绕熔体导流孔底部，所述第一锥形斜面具有第一单层环形分布针孔，所述第一单层环形分布针孔与介质导流管道相连，用于排出高压介质以打碎熔体形成熔体颗粒，同时防止熔体撞击隔离唇；
第二锥形斜面，所述第二锥形斜面环绕第一锥形斜面，所述第二锥形斜面具有第二单层环形分布针孔，所述第二单层环形分布针孔与介质导流管道相连，用于通过排出的高压介质降低隔离唇和熔体颗粒的温度；
隔离唇，所述隔离唇环绕第一锥形斜面，与第一锥形斜面形成雾化区域，同时将第一锥形斜面与第二锥形斜面隔开；
以及第三锥形斜面，所述第三锥形斜面位于介质包本体底部，环绕第二锥形斜面，由第三锥形斜面包围构建了负压区域，熔体在负压区域的抽吸力作用下进入雾化区域。
2.根据权利要求1所述的双层环孔式雾化喷盘，其特征在于，所述高压介质为高压氮气、高压氩气、高压液氮、压缩空气、高压水中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的双层环孔式雾化喷盘，其特征在于，所述双层环孔式雾化喷盘的材料为耐高温合金或不锈钢。
4.根据权利要求1所述的双层环孔式雾化喷盘，其特征在于，所述熔体导流孔、第一锥形斜面、第二锥形斜面、隔离唇和第三锥形斜面为同心圆环形均态分布。
5.根据权利要求4所述的双层环孔式雾化喷盘，其特征在于，所述熔体导流孔、第一锥形斜面、第二锥形斜面、隔离唇和第三锥形斜面均以介质包本体中心为圆心。
6.根据权利要求1所述的双层环孔式雾化喷盘，其特征在于，所述第一单层环形分布针孔以熔体导流孔的中心为圆心，环形分布在第一锥形斜面，且垂直贯穿于第一锥形斜面。
7.根据权利要求1所述的双层环孔式雾化喷盘，其特征在于，所述第一单层环形分布针孔中的针孔直径为0.1-2mm。
8.根据权利要求1所述的双层环孔式雾化喷盘，其特征在于，所述第二单层环形分布针孔以熔体导流孔的中心为圆心，环形分布在第二锥形斜面，且垂直贯穿于第二锥形斜面。
9.根据权利要求1所述的双层环孔式雾化喷盘，其特征在于，所述第二单层环形分布针孔中的针孔直径为0.1-2mm。
10.根据权利要求1所述的双层环孔式雾化喷盘，其特征在于，所述隔离唇为圆柱体形状，设置于第一锥形斜面的外围，用于隔离第一单层环形分布针孔和第二单层环形分布针孔喷出的高压介质流。
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