CN207170959U - 一种多孔转杯离心粒化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多孔转杯离心粒化装置,该装置包括旋转粒化系统、冷却系统合金属颗粒收集结构;旋转粒化系统中,熔融金属注入转杯,通过驱动电机的驱动带动转杯转动,使熔融金属从转杯侧壁上的孔飞出粒化;冷却系统用于飞溅出来金属颗粒冷却;金属颗粒收集结构对下落的金属颗粒金属收集。该装置由于不再需要高压喷射介质来击碎金属液体流,因此大大降低了能耗和生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及冶金工程技术领域,尤其涉及一种多孔转杯离心粒化装置。
背景技术
现今,金属颗粒的用途越来越广泛,如铁粉颗粒可以用来做还原剂,镍及其合金颗粒可用来生产不锈钢。
目前,金属颗粒的制备方法应用最广泛的是还原法、雾化法和电解法。其中,电解法仅用于生产高纯度及要求特殊性能的金属颗粒。矿石还原法制取金属颗粒,应用较为广泛,但生产流程相对复杂。以矿石还原法生产铁粉为例,需要经过两次还原过程,固体碳还原制取海绵铁过程和二次精还原过程,总共十几道工序,生产流程相对复杂。与前两种方法比较,雾化法最大的优点是生产效率高、产量大和成本低。
雾化法制取颗粒的原理是,借助于具有一定动能(高速)的流体将金属流喷散微粒,其细化的程度决定于流体的动能(流速、流量、气体性质等)以及流体流速与金属液流量的比值大小。
雾化法主要是用高压空气、氩气、氮气等(气雾化)和高压水(水雾化)作为喷射介质来击碎金属液体流。气雾化法进行生产时,由于冷却缓慢,金属颗粒在高温中停留时间长、颗粒表面氧化严重,而且颗粒越细越显著。此外,用高压空气作喷射介质进行雾化,由于换热效果相对较差,在雾化室底部热金属颗粒容易发生粘接,虽然粘接程度疏松,但仍需要一次粉碎工序。用高压水作喷射介质进行雾化,冷却速度快,颗粒表面氧化程度低,得到的金属颗粒球形度好。然而,无论是水雾化还是气雾化得到金属颗粒,都需要在高压条件下,能耗较大。
实用新型内容
针对现有技术存在的上述问题,本实用新型的目的是提供一种结构简单,能耗低的多孔转杯离心粒化装置。
为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:一种多孔转杯离心粒化装置,包括旋转粒化系统、冷却系统和金属颗粒收集结构;
旋转粒化系统:包括雾化室、转杯、法兰、连接轴和驱动电机;
所述雾化室的顶部具有熔融金属注入口,雾化室的底部分别具有金属颗粒出口和冷却水出口,其中,冷却水出口靠近雾化室的竖直侧壁;
所述转杯的侧壁上具有多个孔,转杯和法兰位于雾化室的内部,转杯固定在法兰的上方,且转杯与熔融金属注入口相对设置;
所述连接轴为阶梯轴,连接轴设置在法兰的下方,且其顶部与法兰固定连接;
所述驱动电机与连接轴连接,驱动连接轴沿其中心轴转动;
冷却系统:包括冷却水收集器、水槽、水泵、输水总管、多根输水支管、喷嘴、输水支管安装件和冷却水;
所述输水支管安装件为环形结构,其上具有多个输水支管限位孔,所述多个输水支管限位孔沿输水支管安装件周向布设;
所述输水支管安装件套设在所述连接轴直径小的一段上,且输水支管安装件的下端面抵在连接轴的阶梯处,输水支管安装件与连接轴直径小的一段转动配合;
所述冷却水收集器位于雾化室的外侧,且位于雾化室的底部,该冷却水收集器上端的开口与冷却水出口相对;
所述冷却水放置在水槽中,水槽位于冷却水收集器的下方,冷却水收集器通过与其底部连通的水管与水槽连通;
所述输水总管的一端与水槽连通,输水总管的另一端分别与多根输水支管的进水端连接;每根输水支管的出水端分别从对应的输水支管限位孔中穿过,且每根输水支管与其对应的输水支管限位孔紧配合,每根输水支管的出水端对应的安装一个喷嘴,所述喷嘴位于转杯的下方,且喷嘴的出水口朝向与该喷嘴相对的雾化室内侧壁;
所述冷却水通过水泵泵入输水总管中;
金属颗粒收集结构;包括金属颗粒收集器;
所述金属颗粒收集器位于雾化室的外侧,且位于雾化室的底部,该金属颗粒收集器上端的开口与金属颗粒出口相对,用于收集从雾化室底部排出的金属颗粒。
作为优化,还包括设置在雾化室顶壁外侧的熔融金属注入结构;
所述熔融金属注入结构包括耐高温的容器和塞子;
所述容器的底部具有通孔,所述通孔与熔融金属注入口同轴设置;
所述塞子与所述通孔密封滑动配合,用于阻塞所述通孔。
作为优化,所述冷却水出口和金属颗粒出口均为环形结构,且沿雾化室底壁周向设置。
作为优化,所述旋转粒化系统还包括变频器;所述变频器与驱动电机连接,用于控制驱动电机的转速。
作为优化,所述金属颗粒收集器为环形结构。
作为优化,所述冷却系统中的冷却水收集器为环形结构。
作为优化,所述冷却系统中输水支管数量为4个。
作为优化,所述冷却系统中喷嘴的俯仰角度可调。
作为优化,所述冷却系统还包括冷却水回收子系统;
所述冷却水回收子系统包括除尘器和蒸汽热交换器;
所述除尘器的输入口通过管道与雾化室的顶部连通,除尘器的输出口与蒸汽热交换器输入口连通,所述蒸汽热交换器的输出口通过回流管与水槽连通。
相对于现有技术,本实用新型至少具有如下优点:
本实用新型提供的多孔转杯离心粒化装置结构简单,设计巧妙;其与现有的高压雾化相比,由于在熔融金属粒化和金属颗粒冷却过程中都不需要高压,从而大大降低了能耗;另外,金属颗粒和冷却水分别进行收集,冷却水可以直接循环使用,无需其他工艺处理,即节能有环保,同时还降低了制作金属颗粒的成本。
附图说明
图1为多孔转杯离心粒化装置结构图。
图2为转杯的结构图。
图3为输水支管安装件俯视图。
图中,1-塞子、2-容器、3-转杯、3-1孔、4-输水支管安装件、4-1 输水支管限位孔、5-法兰、6-连接轴、7-蒸汽热交换器、8-雾化室、9-冷却水收集器、10-驱动电机、11-变频器、12-金属颗粒收集器、13-回流管、14-水槽、15-喷嘴、16-除尘器、19-水泵。
具体实施方式
下面对本实用新型作进一步详细说明。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“竖直”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
一种多孔转杯离心粒化装置,包括旋转粒化系统、冷却系统和金属颗粒收集结构。
旋转粒化系统:包括雾化室8、转杯3、法兰5、连接轴6和驱动电机10。
所述雾化室8的顶部具有熔融金属注入口,雾化室8的底部分别具有金属颗粒出口和冷却水出口,其中,冷却水出口靠近雾化室8的竖直侧壁。
为了方便注入熔融金属和控制熔融金属的注入速度和流量,还可以包括设置在雾化室8顶壁外侧的熔融金属注入结构;
所述熔融金属注入结构包括耐高温的容器2和塞子1;
所述容器2的底部具有通孔,所述通孔与熔融金属注入口同轴设置;
所述塞子1与所述通孔密封滑动配合,用于阻塞所述通孔。具体实施时,所述塞子1由手持部和阻塞部两部分组成,为了方便手持,拔动和塞紧塞子,该手持部的直径大于阻塞部,另外还可以在手持部上设置防滑纹,便于拔动塞子时,塞子脱手。
优选地,所述冷却水出口和金属颗粒出口均为环形结构,且沿雾化室8底壁周向设置。这种结构更有利于快速收集冷却水和冷却后的金属颗粒。
所述转杯3的侧壁上具有多个孔3-1,转杯3和法兰5位于雾化室8的内部,转杯3固定在法兰5的上方,且转杯3与熔融金属注入口相对设置;
所述连接轴6为阶梯轴,连接轴6设置在法兰5的下方,且其顶部与法兰5固定连接;
所述驱动电机10与连接轴6连接,驱动连接轴6沿其中心轴转动;
作为改进,所述旋转粒化系统还包括变频器11;所述变频器11与驱动电机10连接,用于控制驱动电机10的转速。变频器11的设置主要是为了更加方便调节驱动电机10的转速,从而可以根据不同的金属特征,调整转盘的转速,增加了该金属颗粒制备装置的适用性。
冷却系统:包括冷却水收集器9、水槽14、水泵19、输水总管、多根输水支管、喷嘴15、输水支管安装件4和冷却水;
所述输水支管安装件4为环形结构,其上具有多个输水支管限位孔4-1,所述多个输水支管限位孔4-1沿输水支管安装件4周向布设;
所述输水支管安装件4套设在所述连接轴6直径小的一段上,且输水支管安装件4的下端面抵在连接轴6的阶梯处,输水支管安装件4与连接轴6直径小的一段转动配合;
所述冷却水收集器9位于雾化室8的外侧,且位于雾化室8的底部,该冷却水收集器9上端的开口与冷却水出口相对;作为改进,冷却水收集器9最好为环形结构,便于更好更快的收集冷却水。具体实施时,所述冷却水收集器9的内径大于金属颗粒收集器12的外径,冷却水收集器9的外径小于雾化室8的外径。
所述冷却水放置在水槽14中,水槽14位于冷却水收集器9的下方,冷却水收集器9通过与其底部连通的水管与水槽14连通;
所述输水总管的一端与水槽14连通,输水总管的另一端分别与多根输水支管的进水端连接;每根输水支管的出水端分别从对应的输水支管限位孔4-1中穿过,且每根输水支管与其对应的输水支管限位孔4-1紧配合,每根输水支管的出水端对应的安装一个喷嘴15,所述喷嘴15位于转杯3的下方,且喷嘴15的出水口朝向与该喷嘴15相对的雾化室8内侧壁;
作为优选,输水支管数量为4个,对应的喷嘴15数量也为4个,发明人经过多次实验和数据分析发现,喷嘴15数量为4个,并沿着输水支管安装件4周向均布时,每个喷嘴15喷出的扇形水幕正好可以围成一圈,从而可以完整的将从转杯3侧壁孔中出来的金属颗粒冷却。
作为进一步的改进,冷却系统中喷嘴15的俯仰角度可调。即喷嘴15与输水支管为可转动连接,从而可以根据金属性质不同,调整喷嘴15喷出的扇形水幕。
所述冷却水通过水泵19泵入输水总管中;从而使用过的冷却水收集在冷却水收集器9后,再次回流进入水槽4,重复利用,节约水资源。
作为更进一步的改进,所述冷却系统还包括冷却水回收子系统;
所述冷却水回收子系统包括除尘器16和蒸汽热交换器7;
所述除尘器16的输入口通过管道与雾化室8的顶部连通,除尘器16的输出口与蒸汽热交换器7输入口连通,所述蒸汽热交换器7的输出口通过回流管13与水槽14连通。用于冷却的冷却水在与金属颗粒接触后会有部分转化为水蒸汽,这部分水蒸汽通过除尘器除尘后,在经过蒸汽热交换器7再次转化为冷却水回流进入水槽14中,从而实现冷却水的循环利用。
金属颗粒收集结构;包括金属颗粒收集器12;
所述金属颗粒收集器12位于雾化室8的外侧,且位于雾化室8的底部,该金属颗粒收集器12上端的开口与金属颗粒出口相对,用于收集从雾化室8底部排出的金属颗粒。
本实用新型提供的装置适合制备粒径较大的颗粒,转速低,飞行距离近,颗粒收集器距离转轴较近。制备粒径较小的颗粒时,转速高,飞行距离远,水幕适合布置在雾化室的顶部,颗粒收集器距离转轴较远。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种多孔转杯离心粒化装置,其特征在于:包括旋转粒化系统、冷却系统和金属颗粒收集结构;
旋转粒化系统:包括雾化室(8)、转杯(3)、法兰(5)、连接轴(6)和驱动电机(10);
所述雾化室(8)的顶部具有熔融金属注入口,雾化室(8)的底部分别具有金属颗粒出口和冷却水出口,其中,冷却水出口靠近雾化室(8)的竖直侧壁;
所述转杯(3)的侧壁上具有多个孔(3-1),转杯(3)和法兰(5)位于雾化室(8)的内部,转杯(3)固定在法兰(5)的上方,且转杯(3)与熔融金属注入口相对设置;
所述连接轴(6)为阶梯轴,连接轴(6)设置在法兰(5)的下方,且其顶部与法兰(5)固定连接;
所述驱动电机(10)与连接轴(6)连接,驱动连接轴(6)沿其中心轴转动;
冷却系统:包括冷却水收集器(9)、水槽(14)、水泵(19)、输水总管、多根输水支管、喷嘴(15)、输水支管安装件(4)和冷却水;
所述输水支管安装件(4)为环形结构,其上具有多个输水支管限位孔(4-1),所述多个输水支管限位孔(4-1)沿输水支管安装件(4)周向布设;
所述输水支管安装件(4)套设在所述连接轴(6)直径小的一段上,且输水支管安装件(4)的下端面抵在连接轴(6)的阶梯处,输水支管安装件(4)与连接轴(6)直径小的一段转动配合;
所述冷却水收集器(9)位于雾化室(8)的外侧,且位于雾化室(8)的底部,该冷却水收集器(9)上端的开口与冷却水出口相对;
所述冷却水放置在水槽(14)中,水槽(14)位于冷却水收集器(9)的下方,冷却水收集器(9)通过与其底部连通的水管与水槽(14)连通;
所述输水总管的一端与水槽(14)连通,输水总管的另一端分别与多根输水支管的进水端连接;每根输水支管的出水端分别从对应的输水支管限位孔(4-1)中穿过,且每根输水支管与其对应的输水支管限位孔(4-1)紧配合,每根输水支管的出水端对应的安装一个喷嘴(15),所述喷嘴(15)位于转杯(3)的下方,且喷嘴(15)的出水口朝向与该喷嘴(15)相对的雾化室(8)内侧壁;
所述冷却水通过水泵(19)泵入输水总管中;
金属颗粒收集结构;包括金属颗粒收集器(12);
所述金属颗粒收集器(12)位于雾化室(8)的外侧,且位于雾化室(8)的底部,该金属颗粒收集器(12)上端的开口与金属颗粒出口相对,用于收集从雾化室(8)底部排出的金属颗粒。
2.如权利要求1所述的多孔转杯离心粒化装置,其特征在于:还包括设置在雾化室(8)顶壁外侧的熔融金属注入结构;
所述熔融金属注入结构包括耐高温的容器(2)和塞子(1);
所述容器(2)的底部具有通孔,所述通孔与熔融金属注入口同轴设置;
所述塞子(1)与所述通孔密封滑动配合,用于阻塞所述通孔。
3.如权利要求1或2所述的多孔转杯离心粒化装置,其特征在于:所述冷却水出口和金属颗粒出口均为环形结构,且沿雾化室(8)底壁周向设置。
4.如权利要求3所述的多孔转杯离心粒化装置,其特征在于:所述旋转粒化系统还包括变频器(11);
所述变频器(11)与驱动电机(10)连接,用于控制驱动电机(10)的转速。
5.如权利要求4所述的多孔转杯离心粒化装置,其特征在于:所述金属颗粒收集器(12)为环形结构。
6.如权利要求5所述的多孔转杯离心粒化装置,其特征在于:所述冷却系统中的冷却水收集器(9)为环形结构。
7.如权利要求6所述的多孔转杯离心粒化装置,其特征在于:所述冷却系统中输水支管数量为4个。
8.如权利要求7所述的多孔转杯离心粒化装置,其特征在于:所述冷却系统中喷嘴(15)的俯仰角度可调。
9.如权利要求8所述的多孔转杯离心粒化装置,其特征在于:所述冷却系统还包括冷却水回收子系统;
所述冷却水回收子系统包括除尘器(16)和蒸汽热交换器(7);
所述除尘器(16)的输入口通过管道与雾化室(8)的顶部连通,除尘器(16)的输出口与蒸汽热交换器(7)输入口连通,所述蒸汽热交换器(7)的输出口通过回流管(13)与水槽(14)连通。
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CN201721203257.2U CN207170959U (zh) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | 一种多孔转杯离心粒化装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117092008A (zh) * | 2023-08-24 | 2023-11-21 | 中国矿业大学 | 一种多孔介质离心侵入熔融金属-固化定位的系统与方法 |
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2017
- 2017-09-20 CN CN201721203257.2U patent/CN207170959U/zh active Active
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CN117092008A (zh) * | 2023-08-24 | 2023-11-21 | 中国矿业大学 | 一种多孔介质离心侵入熔融金属-固化定位的系统与方法 |
CN117092008B (zh) * | 2023-08-24 | 2024-02-27 | 中国矿业大学 | 一种多孔介质离心侵入熔融金属-固化定位的系统与方法 |
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