CN116604025A - 离心雾化设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及增材制造金属粉末雾化设备技术领域，特别涉及一种离心雾化设备及系统，利用设置的第一防护罩以及通过第一防护罩与旋转驱动件之间的防护空间吹出的惰性气体且在隔离空间内形成的风幕对旋转驱动件进行防护，也就解决了相关技术中存在的雾化器在工作时承受高温导致的热应力和超高转速带来的离心应力，极端工况下雾化时雾化器本体直接破碎，存在高温熔体射流直接侵入高速电机本体的隐患，导致高速电机损坏的技术问题。

Description

离心雾化设备及系统

技术领域

本发明涉及增材制造粉末雾化设备技术领域，特别涉及一种离心雾化设备及系统。

背景技术

现阶段金属3D打印粉末原材料主要通过VIGA、EIGA、PREP和PA工艺生产，其中VIGA和EIGA属于双流雾化工艺，生产的粉末不可避免存在卫星球、空心粉及目标粒度段粉末收得率低的问题，PREP工艺生产的粉末粒度粗，PA工艺设备复杂且造价高。离心雾化法在低温合金粉末生产领域取得了显著效果，但3D打印粉末原材料以钛合金、铝合金、不锈钢等雾化温度超过600℃的高温金属为主，离心雾化工艺制备相应3D打印合金粉末在对设备的稳定性和安全性方面需要格外注意。

离心雾化法工艺原理为过热合金熔体液柱流至雾化器雾化表面中心位置，在离心应力和摩擦力作用下形成液膜，再从雾化器边缘甩出成为微小液滴，然后凝固成粉，离心雾化法具有昂贵惰性气体消耗量极少、粉末粒度分布窄（特定粒度段粉末收得率高）、无空心球、极少卫星球等显著优势。

相关技术中，雾化器在工作时承受高温导致的热应力和超高转速带来的离心应力，极端工况下雾化时雾化器本体直接破碎，存在高温熔体射流直接侵入高速电机本体的隐患，导致高速电机损坏。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种离心雾化设备及系统，旨在解决相关技术雾化器在工作时承受高温导致的热应力和超高转速带来的离心应力，极端工况下雾化时雾化器本体直接破碎，存在高温熔体射流直接侵入高速电机本体的隐患，导致高速电机损坏的技术问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提出的一种离心雾化设备，

包括：

雾化罐，所述雾化罐内形成有雾化腔室，所述雾化腔室上开设有导流嘴；

离心雾化机构，所述离心雾化机构安装于所述雾化腔室内，所述离心雾化机构包括支撑架、旋转驱动件以及安装于所述旋转驱动件的输出轴上且位于所述旋转驱动件的上方的离心盘，所述旋转驱动件安装于所述支撑架，所述离心盘对应设置在所述导流嘴的下方，以对通过所述导流嘴流入所述离心盘的金属液流进行离心雾化；以及，

第一防护机构，所述第一防护机构罩设于所述旋转驱动件的外周，所述第一防护机构包括第一防护罩，所述第一防护罩与所述旋转驱动件之间形成有防护空间，所述第一防护罩的顶部与所述离心盘之间形成有与所述雾化腔室连通的隔离空间，所述第一防护罩的顶部设置有将所述防护空间与所述雾化腔室连通的出气口，且其底部设置有与所述防护空间连通的进气口，所述进气口通过管路与外置气源连通，外置气源供应的气体通过所述进气口进入所述防护空间并从所述出气口向上吹入所述隔离空间形成风幕，以将竖直向下流动的所述金属液流吹偏并吹向所述隔离空间外。

可选地，所述离心盘通过支撑轴与所述旋转驱动件连接，所述出气口围设于所述支撑轴的外周，所述出气口包括两个相互连通的出气部，其中一个所述出气部的侧边向下延伸形成挡风边。

可选地，所述防护空间包括自上而下均呈渐扩设置的第一空间以及第二空间，所述第一空间与所述第二空间之间开设形成有转折口，所述第一空间与所述第二空间通过所述转折口连通，所述出气口与所述第一空间连通，所述进气口与所述第二空间连通。

可选地，所述第一防护罩为小端朝上设置的锥台形结构。

可选地，所述第一防护机构还包括支撑架以及调节架，所述支撑架安装于所述雾化罐内，所述旋转驱动件以及所述调节架均安装于所述支撑架，所述旋转驱动件与所述调节架间隔分布，且所述调节架与所述第一防护罩连接，所述调节架能驱动所述第一防护罩相对于所述旋转驱动件升降，以对应调整所述第一空间和所述第二空间的大小。

可选地，所述第一防护机构还包括第二防护罩，所述第二防护罩罩设于所述第一防护罩的外周，所述第二防护罩的顶部延伸至所述隔离空间内，且所述第二防护罩的顶部位于所述离心盘的下方且与所述离心盘之间形成有间隙。

可选地，所述第二防护罩为小端朝上设置的锥台形结构。

可选地，所述第二防护罩由云母片或者陶瓷制成。

可选地，还包括第二防护机构，所述第二防护机构安装于所述雾化罐的内顶壁，所述第二防护机构包括行走驱动件以及安装于所述行走驱动件上的保护片；

所述行走驱动件能驱动所述保护片靠近遮挡所述离心盘，以阻隔熔融状态的金属液流流入所述离心盘，或者，所述行走驱动件能驱动所述保护片远离所述离心盘，以使熔融状态的金属液流能流入所述离心盘。

可选地，所述保护片由云母片或者陶瓷制成。

可选地，所述第二防护机构还包括导向件以及安装支架，所述导向件安装于所述雾化罐的内顶壁，所述安装支架与所述导向件滑动配合，所述保护片安装于所述安装支架，所述安装支架与所述行走驱动件的输出端连接；所述行走驱动件能驱动所述安装支架带动所述保护片靠近遮挡所述离心盘，以阻隔熔融状态的金属液流流入所述离心盘，或者，所述行走驱动件能驱动所述保护片远离所述离心盘，以使熔融状态的金属液流能流入所述离心盘。

基于相同的技术构思，第二方面，本发明还提出一种离心雾化系统，包括：

第一方面所述的离心雾化设备；

熔炼罐，所述熔炼罐安装于所述离心雾化设备上，且所述熔炼罐与所述导流嘴连通；

外置气源，所述外置气源安装于所述离心雾化设备外，所述外置气源通过管路与所述进气口连通；以及，

控制终端，所述控制终端分别与所述离心雾化设备、所述熔炼罐以及所述外置气源通讯连接。

本发明技术方案通过设置雾化罐，在雾化罐内形成雾化腔室，同时在雾化腔室上开设导流嘴，再将离心雾化机构通过支撑架安装在雾化腔室内，并且将离心雾化机构设置为包括旋转驱动件以及离心盘的结构，将离心盘设置在旋转驱动件的输出轴上并且让离心盘位于旋转驱动件的上方，且使得离心盘对应设置在导流嘴的下方，以对通过导流嘴流入离心盘的金属液流进行离心雾化，接下来在旋转驱动件的外周罩设第一防护机构，且使得第一防护罩与旋转驱动件的外周之间形成有防护空间，第一防护罩的顶部与离心盘之间形成有与雾化腔室连通的隔离空间，第一防护罩的顶部设置有将防护空间与雾化腔室连通的出气口，且其底部设置有与防护空间连通的进气口，进气口通过管路与外置气源连通，外置气源供应的气体通过进气口进入防护空间并从出气口向上吹入隔离空间形成风幕，以将竖直向下流动的所述金属液流吹偏并吹向所述隔离空间外，使得本发明在具体实施时能够利用设置的第一防护罩以及通过第一防护罩与旋转驱动件之间的防护空间吹出的惰性气体且在隔离空间内形成的风幕对旋转驱动件进行防护，也就解决了相关技术中存在的雾化器在工作时承受高温导致的热应力和超高转速带来的离心应力，极端工况下雾化时雾化器本体直接破碎，存在高温熔体射流直接侵入高速电机本体的隐患，导致高速电机损坏的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明示例的离心雾化设备的结构示意图；

图2为图1中示例的A部放大的结构示意图；

图3为图2中示例的保护片的结构示意图；

图4为图2中示例的保护片的另一种安装形式的结构示意图；

图5为图1中示例的B部放大的结构示意图；

图6为本发明示例的离心雾化系统的结构示意图。

附图标记说明：

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各机构之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

下面结合一些具体实施方式进一步阐述本发明的发明构思。

本发明提出一种离心雾化设备及系统。

如图1至图6所示，提出本发明离心雾化设备及系统的一实施例。

本实施例中，请参阅图1-图6，该型离心雾化设备10，包括：

雾化罐100，雾化罐100内形成有雾化腔室110，雾化腔室110上开设有导流嘴；

离心雾化机构200，离心雾化机构200安装于雾化腔室110内，离心雾化机构200包括支撑架340、旋转驱动件210以及安装于旋转驱动件210的输出轴上且位于旋转驱动件210的上方的离心盘220，旋转驱动件210安装于支撑架340，离心盘220对应设置在导流嘴的下方，以对通过导流嘴流入离心盘220的金属液流进行离心雾化；以及，

第一防护机构300，第一防护机构300罩设于旋转驱动件210的外周，第一防护机构300包括第一防护罩310，第一防护罩310与旋转驱动件210之间形成有防护空间320，第一防护罩310的顶部与离心盘220之间形成有与雾化腔室110连通的隔离空间330，第一防护罩310的顶部设置有将防护空间320与雾化腔室110连通的出气口，且其底部设置有与防护空间320连通的进气口，进气口通过管路与外置气源30连通，外置气源30供应的气体通过进气口进入防护空间320并从出气口向上吹入隔离空间330形成风幕，以将竖直向下流动的金属液流吹偏并吹向隔离空间330外。

在本实施例中，通过设置雾化罐100，在雾化罐100内形成雾化腔室110，同时在雾化腔室110上开设导流嘴，再将离心雾化机构200通过支撑架安装在雾化腔室110内，并且将离心雾化机构200设置为包括旋转驱动件210以及离心盘220的结构，将离心盘220设置在旋转驱动件210的输出轴上并且让离心盘220位于旋转驱动件210的上方，且使得离心盘220对应设置在导流嘴的下方，以对通过导流嘴流入离心盘的金属液流进行离心雾化，接下来在旋转驱动件210的外周罩设第一防护机构300，且使得第一防护罩310与旋转驱动件210的外周之间形成有防护空间320，第一防护罩310的顶部与离心盘220之间形成有与雾化腔室110连通的隔离空间330，第一防护罩310的顶部设置有将防护空间320与雾化腔室110连通的出气口，且其底部设置有与防护空间320连通的进气口，进气口通过管路与外置气源30连通，外置气源30供应的气体通过进气口进入防护空间320并从出气口向上吹入隔离空间330形成风幕，以将竖直向下流动的金属液流吹偏并吹向隔离空间外，使得本发明在具体实施时能够利用设置的第一防护罩310以及通过第一防护罩310与旋转驱动件210之间的防护空间320吹出的惰性气体且在隔离空间330内形成的风幕对旋转驱动件210进行防护，也就解决了相关技术中存在的雾化器在工作时承受高温导致的热应力和超高转速带来的离心应力，极端工况下雾化时雾化器本体直接破碎，存在高温熔体射流直接侵入高速电机本体的隐患，导致高速电机损坏以及当雾化温度超过600℃的高温合金熔体雾化时，不可避免的会通过转盘本体传递热量给高速电机，导致高速电机核心部分温度升高，甚至可能导致高速电机直接损坏的技术问题。

需要特别和明确说明的是，在本实施例中，示例的第一防护罩310优选采用钢罩，具体实施时，为了提升第一防护罩310与旋转驱动件210之间的防护空间320的密封效果，第一防护罩310与旋转驱动件210之间的连接位置优选采用密封条等提升密封性。在本实施例中示例的旋转驱动件210优选为驱动电机。同时的，在本实施例中，具体实施时，设置的风幕形式在离心雾化过程正常工作时可以降低高温熔体向电机的热传导，而当发生离心盘破碎等极端工况发生时以将竖直向下流动的所述金属液流吹偏并吹向所述隔离空间外。

在一些具体实施例中，旋转驱动件210通过支撑轴与离心盘220连接，出气口围设于支撑轴的外周，出气口包括两个相互连通的出气部，其中一个出气部的侧边向下延伸形成挡风边。

在本实施例中，通过将出气口围设于支撑轴的外周，且将出气口设置为由两个相互连通的出气部组成的结构，并且使得其中一个出气部的侧边向下延伸形成挡风边，进而也就使得本发明在具体实施时能够保障两个出气部排出的气体的流速大小不同，进而也就使得风幕的大小不均匀，且能够将离心盘上流落或者溢出的金属液流吹偏。并且能够形成了良好的流动性。

需要特别和明确说明的是，在本实施例中示例的挡风边的向下延伸的方式可以是竖直延伸的，也可以是斜向延伸，但无论是何种延伸方式，挡风边的底端与旋转驱动件210的顶面之间均应当预留有可供惰性气体穿过的间隙。此外的，在具体是实施时，挡风边的设置可以是固定的，也可以与第一防护罩310的出气口端滑动连接的，通过这一连接方式，也就使得本发明在具体实施时可以对挡风边的底端与旋转驱动件210的顶端之间的间隙进行调节，改善气体的排气效果。

在一些具体实施例中，防护空间320包括自上而下均呈渐扩设置的第一空间321以及第二空间322，第一空间321与第二空间322之间开设形成有转折口323，第一空间321与第二空间322通过转折口323连通，出气口与第一空间321连通，进气口与第二空间322连通。

在本实施例中，通过将防护空间320设置为自上而下均呈渐扩设置的第一空间321以及第二空间322，且在第一空间321与第二空间322之间通过设置转折口323进行连通，使得本发明在具体实施时可以使得外界供应的气体经过第二空间322的加速再经过转折口323进入第一空间321，并最终从出气口排出，保证了排出气体形成的风幕的气流速度，避免了离心雾化之后的金属球粒进入防护空间320对旋转驱动件210造成损害。

在一些具体实施例中，第一防护罩310为小端朝上设置的锥台形结构，第一防护罩310围合形成第一空间321以及第二空间322。

在本实施例中，通过将第一防护罩310设置为小端朝上且呈锥台形的结构，使得本发明在具体实施时能够保证离心雾化之后的金属球粒从第一防护罩310的表面跌落，同时也使得防护空间320变为非规则结构，也就使得本领域技术人员在具体实施时可以对风幕的气体流速大小进行控制。并且的，在本实施例中，将第一防护罩设置为小端朝上且呈锥台形的结构，使得本发明在具体实施时解决当金属液流从离心盘220上溢出或者流出时造成的对旋转驱动件210的损坏的问题。

在一些具体实施例中，第一防护机构300还包括调节架350，支撑架340安装于雾化罐100内，调节架350安装于支撑架340，旋转驱动件210与调节架350间隔分布，且调节架350与第一防护罩310连接，调节架350能驱动第一防护罩310相对于旋转驱动件210升降，以对应调整第一空间321和第二空间322的大小。

在本实施例中，通过在设置支撑架340以及调节架350，将调节架350与第一防护罩310连接，利用调节架350驱动第一防护罩310相对于旋转驱动件210升降，使得本发明在具体实施时可以对第一空间321和第二空间322的大小进行调节，进而也就使得本发明在具体实施时可以对气体在第二空间322内的加速距离进行调节，最终也就实现了对出气口排出的气体的流速及流量进行控制的功能。

需要特别和明确说明的是，在本实施例中，具体实施时，对第一空间321和第二空间322的大小的调节方式可以根据离心雾化时所选取的具体的金属材料进行确定。在本实施例中，示例的调节架350可以但不限于为调节螺杆、可伸缩剪刀架等。

在一些具体实施例中，第一防护机构300还包括第二防护罩360，第二防护罩360罩设于第一防护罩310的外周，第二防护罩360的顶部延伸至隔离空间330内，且第二防护罩360的顶部位于离心盘220的下方且与离心盘之间形成有间隙。

在本实施例中，通过设置第二防护罩360，并且将第二防护罩360安装于第一防护罩310的外周，且使得第二防护罩360的顶部延伸至隔离空间330内，同时使得第二防护罩360的顶部位于离心盘220的下方且与离心盘220之间形成间隙，使得本发明在具体实施时保证离心雾化之后形成高温金属球粒从第二防护罩360的表面跌落或者流落，不会发生堆积，最终也就不会落在旋转驱动件内。同时使第二防护罩360的顶部与离心盘220之间形成间隙也可以保证离心盘220在旋转过程中不会与第二防护罩360之间发生碰撞。

在一些具体实施例中，第二防护罩360为小端朝上设置的锥台形结构。

在本实施例中，当在进行离心雾化过程中出现金属液流从离心盘220上溢出或者流出时，可以利用小端朝上的锥台形结构的第二防护罩360的外表面对溢出或者流出的金属液流进行导流，避免了高温状态下的金属液流因排放不及时而对旋转驱动件210造成的损坏。

在一些具体实施例中，第二防护罩360由云母片或者陶瓷制成。

在本实施例中，将第二防护罩360设置为由云母片或者陶瓷制成的结构，使得本发明在实施过程中可以让第二防护罩360成为可损耗和更换的结构，提升了本发明的耐久性。

在一些具体实施例中，还包括第二防护机构400，第二防护机构400安装于雾化罐100的内顶壁，第二防护机构400包括行走驱动件410以及安装于行走驱动件410上的保护片420，行走驱动件410能驱动保护片420靠近遮挡离心盘，以阻隔熔融状态的金属液流流入离心盘220，或者，行走驱动件410能驱动保护片420远离离心盘220，以使熔融状态的金属液流能流入离心盘220。

在本实施例中，通过设置第二防护机构400，利用第二防护机构400对导流嘴进行阻隔或者远离，使得本发明在具体实施时可以对离心盘220进行防护，避免了离心盘220在极端工况或者结束离心雾化时，熔融状态的金属液流以及金属氧化物熔渣滴落至离心盘220并对离心盘220造成损害。需要特别和明确说明的是，在本实施例中，示例的极端工况包括但不限于为离心盘220发生破碎、导流嘴出口滴落金属氧化物熔渣等情况。

在一些具体实施例中，保护片420由云母片或者陶瓷制成。

在本实施例中，将保护片420设置为由云母片或者陶瓷制成的结构，使得本发明在实施过程中可以让保护片420成为可损耗和更换的结构，进一步提升了本发明的耐久性。

在一些具体实施例中，第二防护机构400还包括导向件430以及安装支架440，导向件430安装于雾化罐100的内顶壁，安装支架440与导向件430滑动配合，保护片420安装于安装支架440，安装支架440与行走驱动件410的输出端连接，行走驱动件410能驱动安装支架440带动保护片420靠近遮挡离心盘220，以阻隔熔融状态的金属液流流入离心盘220，或者，行走驱动件410能驱动保护片420远离离心盘220，以使熔融状态的金属液流能流入离心盘220。

在本实施例中，通过设置安装支架440，并且使得安装支架440能够相对于导向件430滑动，使得本发明在实施过程中需要对保护片420进行更换时，便于拆装保护片420。

基于相同的技术构思，第二方面，本发明还提出一种离心雾化系统，包括：

第一方面的离心雾化设备10；

熔炼罐20，熔炼罐20安装于离心雾化罐10上，且熔炼罐20与导流嘴连通；

外置气源30，外置气源30安装于离心雾化设备10外，外置气源30通过管路与进气口连通；以及，

控制终端40，控制终端40通过工控机50分别与离心雾化设备10、熔炼罐20以及外置气源30的控制阀门通讯连接。

在一些示例性的实施例中，本发明也可以按照如下方式执行：

现阶段金属3D打印粉末原材料主要通过VIGA、EIGA、PREP和PA工艺生产，其中VIGA和EIGA属于双流雾化工艺，生产的粉末不可避免存在卫星球、空心粉及目标粒度段粉末收得率低的问题，PREP工艺生产的粉末粒度粗，PA工艺设备复杂且造价高。离心雾化法在低温合金粉末生产领域取得了显著效果，但3D打印粉末原材料以钛合金、铝合金、不锈钢等雾化温度超过600℃的高温金属为主，离心雾化工艺制备相应3D打印合金粉末在对设备的稳定性和安全性方面需要格外注意。

离心雾化法工艺原理为过热合金熔体液柱流至雾化器雾化表面中心位置，在离心应力和摩擦力作用下形成液膜，最后从雾化器边缘甩出成为微小液滴，最后凝固成粉，离心雾化法具有昂贵惰性气体消耗量极少、粉末粒度分布窄（特定粒度段粉末收得率高）、无空心球、极少卫星球等显著优势。

但是雾化温度超过600℃的高温合金熔体雾化时，不可避免的会通过转盘本体传递热量给高速电机，导致高速电机核心部分温度升高，甚至可能导致高速电机直接损坏；同时，由于铝合金、钛合金、不锈钢等高熔点合金本身的理化特性，雾化器可选用材质多为陶瓷材质或耐火硬质金属材料，这些材料本身较脆，雾化器工作承受高温导致的热应力和超高转速带来的离心应力，极端工况下雾化时雾化器本体直接破碎，存在高温熔体射流直接侵入高速电机本体的可能性，直接损坏高速电机。此外，合金熔炼过程时会产生熔渣，熔渣多由金属氧化物组成，合金雾化温度水平下，熔渣的粘度大流动性差。当合金雾化结束时，从导流管落下的熔渣会粘附在离心盘220表面，造成离心盘220动平衡水平降低，更会降低离心雾化效率，导致离心盘220寿命大幅度减小，增加雾化成本。

本发明的目的在于提供一种高温金属离心雾化制粉装置的防护方法及装置，以解决高温热传导和极端工况下高速电机的安全性问题，及熔渣粘附离心盘220的问题。

雾化室， 用于安装离心雾化机构200及支撑架340；

离心雾化机构200，离心雾化机构200包括离心盘220，利用离心雾化机构200传递机械能给待雾化合金熔体，实现粉末生产；

熔炼室，完成待雾化合金熔体的熔炼、精炼；

导流嘴，完成待雾化合金熔体的引流；

离心支座，用于安装高速电机及防护罩，呈井字型，至少一个支撑架340用于布置高速电机及防护罩正常工作所需的水电气管路；

防护罩，保护电机不被高温、金属射流及粉末损坏；

保护机构，保护电机不被金属射流损坏，防止熔渣粘附离心盘220；

高清摄像机，监控离心盘220是否破碎， 采集图像数据传递给控制终端40；

控制终端40，根据高清摄像机采集图像信息发出动作命令及报警信号；

工控机50，接受控制终端40命令，发出动作命令，升高补气管路气压；

补气管路，向防护罩和高速电机外壳组成气腔内填充惰性气体，防止粉末进入高速电机，冷却离心雾化机构200下表面及支撑杆，极端工况下使得垂直流向高速电机输出端轴心的合金熔体射流发生偏转，保护高速电机。

合金在熔炼室内经过熔炼及精炼后，经过导流嘴引流形成高温金属射流，金属射流落至离心盘220表面，离心盘220传递机械能给金属熔体，最后金属熔体被雾化成大量的微小液流，微小液流在雾化室内飞行过程中冷却凝固成粉末。由于金属射流温度高，离心盘220正常工作时温度接近金属射流，高温的离心盘220会发出明亮光芒。离心盘220开始工作后，打开高清摄像机，高清摄像机按照设定采样离心盘220所在区域图像信息，正常工作状态下，高温的离心盘220本体区域为高亮色；极端工况下，当离心盘220破碎后，离心盘220所在区域变为雾化室内灰黑的背景色，控制终端40发出动作命令给工控机50，工控机调动保护片420至导流嘴下方，升高防护罩内补气管路气压，此外控制终端40发出报警命令给操作人员。

雾化工作即将结束时，控制终端40发出动作命令给工控机50，工控机50移动保护片420至导流嘴下方，防止合金熔渣落于离心盘220表面，提高离心盘220使用寿命。保护片420的复位动作需要操作人员确认设备状态安全后手动操作。

保护罩采用双层结构，内层保护罩采用优质不锈钢，其与高速电机组成渐缩结构气腔，气腔内通入低温微正压惰性气体，一方面冷却高速电机，另一方面阻止粉尘进入高速电机内部，同时极端工况下可吹偏液流，避免落入高速电机内，此时气腔出口采用非对称设计，可以使得高温液流容易获得横向速度，从而发生偏向，此时保护气压增大。

保护片420采用浅圆杯结构，杯厚处于5mm-20mm之间，保护片420总厚度不超过导流管下端面及离心盘220上表面之间竖直间距a的1/2。保护片420安转支座设计三个沿圆周均匀分布的圆柱凸起，凸起直径为3mm，不超过杯壁高度的1/2。保护片420在对应位置设置3个圆形凹孔，凹孔和上述凸起可进行装配。

通过设置雾化罐100，在雾化罐100内形成雾化腔室110，同时在雾化腔室110上开设导流嘴，再将离心雾化机构200安装在雾化腔室110内，并且将离心雾化机构200设置为包括旋转驱动件210以及离心盘220的结构，将离心盘220设置在旋转驱动件210的输出轴上并且让离心盘220位于旋转驱动件210的上方，且使得离心盘220对应设置在导流嘴的下方，以对通过导流嘴流入离心盘220的金属液流进行离心雾化，接下来在旋转驱动件210的外周罩设第一防护机构300，且使得第一防护罩310与旋转驱动件210的外周之间形成有防护空间320，第一防护罩310的顶部与离心盘220之间形成有与雾化腔室110连通的隔离空间330，第一防护罩310的顶部设置有将防护空间320与雾化腔室110连通的出气口，且其底部设置有与防护空间320连通的进气口，进气口通过管路与外置气源30连通，外置气源30供应的气体通过进气口进入防护空间320并从出气口向上吹入隔离空间330形成风幕，以将竖直向下流动的所述金属液流吹偏并吹向所述隔离空间外，使得本发明在具体实施时能够利用设置的第一防护罩310以及通过第一防护罩310与旋转驱动件210之间的防护空间320吹出的惰性气体且在隔离空间330内形成的风幕对旋转驱动件210进行防护，也就解决了相关技术中存在的雾化器在工作时承受高温导致的热应力和超高转速带来的离心应力，极端工况下雾化时雾化器本体直接破碎，存在高温熔体射流直接侵入高速电机本体的隐患，导致高速电机损坏以及当雾化温度超过600℃的高温合金熔体雾化时，不可避免的会通过转盘本体传递热量给高速电机，导致高速电机核心部分温度升高，甚至可能导致高速电机直接损坏的技术问题。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种离心雾化设备，其特征在于，包括：

雾化罐，所述雾化罐内形成有雾化腔室，所述雾化腔室上开设有导流嘴；

离心雾化机构，所述离心雾化机构安装于所述雾化腔室内，所述离心雾化机构包括支撑架、旋转驱动件以及安装于所述旋转驱动件的输出轴上且位于所述旋转驱动件的上方的离心盘，所述旋转驱动件安装于所述支撑架，所述离心盘对应设置在所述导流嘴的下方，以对通过所述导流嘴流入所述离心盘的金属液流进行离心雾化；以及，

第一防护机构，所述第一防护机构罩设于所述旋转驱动件的外周，所述第一防护机构包括第一防护罩，所述第一防护罩与所述旋转驱动件之间形成有防护空间，所述第一防护罩的顶部与所述离心盘之间形成有与所述雾化腔室连通的隔离空间，所述第一防护罩的顶部设置有将所述防护空间与所述雾化腔室连通的出气口，且其底部设置有与所述防护空间连通的进气口，所述进气口通过管路与外置气源连通，外置气源供应的气体通过所述进气口进入所述防护空间并从所述出气口向上吹入所述隔离空间形成风幕，以将竖直向下流动的所述金属液流吹偏并吹向所述隔离空间外。

2.如权利要求1所述的离心雾化设备，其特征在于，所述离心盘通过支撑轴与所述旋转驱动件连接，所述出气口围设于所述支撑轴的外周，所述出气口包括两个相互连通的出气部，其中一个所述出气部的侧边向下延伸形成挡风边。

3.如权利要求2所述的离心雾化设备，其特征在于，所述防护空间包括自上而下均呈渐扩设置的第一空间以及第二空间，所述第一空间与所述第二空间之间开设形成有转折口，所述第一空间与所述第二空间通过所述转折口连通，所述出气口与所述第一空间连通，所述进气口与所述第二空间连通。

4.如权利要求3所述的离心雾化设备，其特征在于，所述第一防护罩为小端朝上设置的锥台形结构。

5.如权利要求4所述的离心雾化设备，其特征在于，所述第一防护机构还包括调节架，所述调节架均安装于所述支撑架，所述旋转驱动件与所述调节架间隔分布，且所述调节架与所述第一防护罩连接，所述调节架能驱动所述第一防护罩相对于所述旋转驱动件升降，以对应调整所述第一空间和所述第二空间的大小。

6.如权利要求5所述的离心雾化设备，其特征在于，所述第一防护机构还包括第二防护罩，所述第二防护罩罩设于所述第一防护罩的外周，所述第二防护罩的顶部延伸至所述隔离空间内，且所述第二防护罩的顶部位于所述离心盘的下方且与所述离心盘之间形成有间隙。

7.如权利要求6所述的离心雾化设备，其特征在于，所述第二防护罩为小端朝上设置的锥台形结构。

8.如权利要求7所述的离心雾化设备，其特征在于，所述第二防护罩由云母片或者陶瓷制成。

9.如权利要求1至8中任一项所述的离心雾化设备，其特征在于，还包括：

第二防护机构，所述第二防护机构安装于所述雾化罐的内顶壁，所述第二防护机构包括行走驱动件以及安装于所述行走驱动件上的保护片；

所述行走驱动件能驱动所述保护片靠近并遮挡所述离心盘，以阻隔熔融状态的金属液流流入所述离心盘，或者，所述行走驱动件能驱动所述保护片远离所述离心盘，以使熔融状态的金属液流能流入所述离心盘。

10.如权利要求9所述的离心雾化设备，其特征在于，所述保护片由云母片或者陶瓷制成。

11.如权利要求9所述的离心雾化设备，其特征在于，所述第二防护机构还包括导向件以及安装支架，所述导向件安装于所述雾化罐的内顶壁，所述安装支架与所述导向件滑动配合，所述保护片安装于所述安装支架，所述安装支架与所述行走驱动件的输出端连接；

所述行走驱动件能驱动所述安装支架带动所述保护片靠近并遮挡所述离心盘，以阻隔熔融状态的金属液流流入所述离心盘，或者，所述行走驱动件能驱动所述保护片远离所述离心盘，以使熔融状态的金属液流能流入所述离心盘。

12.一种离心雾化系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至11中任一项所述的离心雾化设备；

熔炼罐，所述熔炼罐安装于所述雾化罐上，且所述熔炼罐与所述导流嘴连通；

外置气源，所述外置气源安装于所述离心雾化设备外，所述外置气源通过管路与所述进气口连通；以及，

控制终端，所述控制终端分别与所述离心雾化设备、所述熔炼罐以及所述外置气源通讯连接。