CN212682434U - 一种水雾化金属粉末浇注过程中氮气保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水雾化金属粉末浇注过程中氮气保护装置，包括U形中间包，所述中间包顶部敞口并设有密封盖，所述密封盖内设有空腔，所述空腔顶部中心连通有进料管，所述进料管上设有进料阀，所述空腔底部贯通至密封盖底面并开口设置，所述空腔一侧连通有真空管，所述真空管尾端连接有真空泵，所述空腔另一侧连通有氮气输送管，所述氮气输送管尾端连通有氮气罐，所述中间包内侧壁上分布有若干竖向设置的挡条，所述中间包底部连通有导流管，所述导流管底端固定连接有漏嘴。本实用新型可有效降低金液冲蚀，提高中间包使用寿命，可对中间包抽真空并充满氮气，使金液浇注进中间包时处于纯氮气的环境，避免金液氧化保证产品质量。

Description

一种水雾化金属粉末浇注过程中氮气保护装置

技术领域

本实用新型属于金属粉末制取技术领域，具体涉及一种水雾化金属粉末浇注过程中氮气保护装置。

背景技术

制取金属粉末是粉末冶金的第一步，为了满足对粉末的各种要求，也就要有各种各样的生产粉末方法，例如机械法、物理法、化学法等，从而使金属单质、合金或者金属化合物从固态、液态或气态转变成粉末状态。制取金属粉末的机械法包括研磨法和雾化法，其中，雾化法是直接击碎液体金属或合金而制得粉末的方法，应用较为广泛。

制取金属粉末的雾化法可分为气体雾化法、水雾化法、离心雾化法等。其中，利用水雾化法制取预合金粉末时，是先将粗金在熔炉中融化，然后注入中间包中，中间包中的金液经过束流，通过包底的漏嘴进入雾化器，在来自雾化器的高压水的作用下，金液被不断地破碎成细小的液滴，落入装置中的冷却液中，迅液凝固成合金粉末。但金液由熔炼坩埚浇注至中间包时，金液极易吸收空气中的氧而发生氧化反应产生杂物，造成雾化后粉末的氧含量超标，影响产品的质量，有待改进。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种水雾化金属粉末浇注过程中氮气保护装置，可有效降低金液冲蚀，提高中间包使用寿命，可对中间包抽真空并充满氮气，使金液浇注进中间包时处于纯氮气的环境，避免金液氧化保证产品质量，以解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种水雾化金属粉末浇注过程中氮气保护装置，包括U形中间包，所述中间包顶部敞口并设有密封盖，所述密封盖内设有空腔，所述空腔顶部中心连通有进料管，所述进料管上设有进料阀，所述空腔底部贯通至密封盖底面并开口设置，所述空腔一侧连通有真空管，所述真空管尾端连接有真空泵，所述空腔另一侧连通有氮气输送管，所述氮气输送管尾端连通有氮气罐，所述中间包内侧壁上分布有若干竖向设置的挡条，所述中间包底部连通有导流管，所述导流管底端固定连接有漏嘴。

优选的，所述密封盖截面呈T形，所述密封盖下部直径与中间包内径相适配并密封套接在中间包顶部内，所述密封盖内的空腔截面呈T形。

优选的，所述挡条呈圆周间隔均布。

优选的，还包括凵形外壳体，其内壁上设有隔热保温层，所述外壳体底部的隔热保温层上对称设有两支撑柱，所述支撑柱上架设有所述中间包。

优选的，所述中间包与隔热保温层之间存在间隙且两者顶部之间通过固定环相连形成加热空腔，所述加热空腔中紧贴中间包外壁绕设有加热线圈。

优选的，所述加热空腔底部设有温度传感器，所述外壳体外壁上设有控制器，所述温度传感器、加热线圈均与控制器电连接。

优选的，所述密封盖上部直径与外壳体外径相适配并密封抵接在外壳体顶部上。

优选的，所述真空泵和氮气罐均固定架设在相应的外壳体外侧壁上，所述氮气输送管上设有稳压阀。

优选的，所述导流管底端穿出所述外壳体并连接有所述漏嘴，所述漏嘴截面呈T形且其顶部固定套接在导流管底端上，所述漏嘴内开设有T形阶梯通孔，所述阶梯通孔的大孔径小于导流管孔径。

本实用新型的有益效果是：本实用新型设计合理，结构简单，真空管和氮气输送管的设置，可在不影响中间包工作的前提下，对中间包进行抽真空和输入氮气作业，使得金液浇注进中间包时以及在中间包内流动暂存时，均处于纯氮气的环境中，避免金液发生氧化而产生杂物，防止导流管和漏嘴的堵塞，在保证水雾化制粉作业的顺利进行的同时，降低雾化后粉末的氧含量，从而大大提高产品的成品质量。

同时，挡条的设置，可对进入中间包的金液进行缓冲，减少旋涡的产生，可大大降低金液对中间包侧壁、漏嘴内壁的冲蚀，从而提高中间包的使用寿命。加热线圈的设置，可先对中间包进行预加热，配合隔热保温层的作用，使中间包具备较高温度，降低其与金液的温差，在金液进入时，可有效降低中间包开裂的几率，进一步提高中间包的使用寿命。当金液进入中间包后，加热线圈可继续对中间包进行加热，通过加热线圈、温度传感器和控制器的配合，便可实现对中间包加热保温的自动控制，既能降低能耗，节约生产成本，又能避免金液冷却，保证金液的流动性，进一步防止导流管和漏嘴处出现堵塞、结瘤现象，保证后续水雾化作业的顺利稳定进行。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中标号：1为中间包，2为挡条，3为导流管，4为漏嘴，5为阶梯通孔，6为密封盖，7为空腔，8为进料管，9为进料阀，10为真空管，11为真空泵，12为氮气输送管，13为稳压阀，14为氮气罐，15为加热线圈，16为隔热保温层，17为外壳体，18为控制器，19为温度传感器，20为支撑柱，21为固定环，22为加热空腔。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1所示，一种水雾化金属粉末浇注过程中氮气保护装置，包括U形中间包1，将中间包1设为U形，更方便金液向导流管3处的汇集流动，便于配合进行水雾化作业。中间包1的顶部敞口并设有密封盖6，用以保证中间包1的密封性。密封盖6内设有空腔7，空腔7的顶部中心连通有进料管8，进料管8上设有进料阀9，用以进料。空腔7的底部贯通至密封盖6的底面并开口设置，用以配合进料管8向中间包1中进料。空腔7的一侧连通有真空管10，真空管10的尾端连接有真空泵11，空腔7的另一侧连通有氮气输送管12，氮气输送管12的尾端连通有氮气罐14，在通过进料管8进料前，可先通过真空管10与真空泵11的配合，对中间包1进行抽真空处理，除去中间包1中原有的氧气成分，再在通过进料管8向中间包1进料时，通过氮气输送管12和氮气罐14的配合，向空腔7中通入氮气，从而可使金液浇注进中间包1时以及在中间包1内流动暂存时，均处于纯氮气的环境中，避免金液发生氧化而产生杂物，防止导流管3和漏嘴4的堵塞，在保证水雾化制粉作业的顺利进行的同时，降低雾化后粉末的氧含量，从而大大提高产品的成品质量。中间包1的内侧壁上分布有若干竖向设置的挡条2，挡条2呈圆周间隔均布，可对进入中间包1的金液进行缓冲，减少旋涡的产生，可大大降低金液对中间包1的侧壁、漏嘴4的内壁的冲蚀，从而提高中间包1的使用寿命。中间包1的底部连通有导流管3，导流管3的底端固定连接有漏嘴4，用以对金液进行束流并使金液稳定流出，配合进行水雾化制粉作业。

在本实施例中，密封盖6的截面呈T形，密封盖6的下部直径与中间包1的内径相适配并密封套接在中间包1的顶部内，以保证对中间包1的密封处理，配合实现对中间包1的抽真空和充氮气处理。密封盖6内的空腔7的截面也呈T形，用以配合进行进料、抽真空和输入氮气作业。

在本实施例中，还包括凵形外壳体17，用以中间包1的外层防护。其内壁上设有隔热保温层16，用以起到隔热保温的作用，既能减少中间包1的温度散失，降低对中间包1加热保温时的能耗，又能降低中间包1的内外温差，避免中间包1开裂，提高中间包1的使用寿命，还能避免外壳体17温度过高，避免外壳体17损伤或烫伤工人的情况发生，保证安全生产。隔热保温层16采用保温棉，保温棉是由高纯度的黏土熟料、氧化铝粉、硅石粉、铬英砂等原料制成的无毒、无害、无污染的新型保温材料，具备重量轻、抗氧化、导热率低、柔软性好、耐腐蚀、热容小及隔音等特点，可起到良好的隔热保温作用。外壳体17底部的隔热保温层16上对称设有两支撑柱20，支撑柱20上架设有中间包1。

在本实施例中，中间包1与隔热保温层16之间存在间隙且两者顶部之间通过固定环21相连形成加热空腔22。加热空腔22中紧贴中间包1的外壁绕设有加热线圈15，用以对中间包1进行加热保温。加热空腔22的底部设有温度传感器19，外壳体17的外壁上设有控制器18，温度传感器19、加热线圈15均与控制器19电连接。加热线圈15的设置，可先对中间包1进行预加热，配合隔热保温层16的作用，使中间包1具备较高温度，降低其与金液的温差，在金液进入时，可有效降低中间包1开裂的几率，进一步提高中间包1的使用寿命。当金液进入中间包1后，加热线圈15可继续对中间包1进行加热，且其与温度传感器19和控制器18的配合，可实现对中间包1加热保温的自动控制，既能降低能耗，节约生产成本，又能避免金液冷却，保证金液的流动性，进一步防止导流管3和漏嘴4处出现堵塞、结瘤现象，保证后续水雾化作业的顺利稳定进行。

在本实施例中，密封盖6的上部直径与外壳体17的外径相适配并密封抵接在外壳体17的顶部上，以保证连接牢固。真空泵11和氮气罐14均固定架设在相应的外壳体17外侧壁上。氮气输送管12上设有稳压阀13，使氮气输送管,12输送的氮气流速更加均匀，提高系统稳定性。

在本实施例中，导流管3的底端穿出外壳体17并连接有漏嘴4。导流管3的材质为刚玉，具备耐高温、耐腐蚀、耐磨和高强度等性能特点，保证水雾化作业顺利进行。漏嘴4的材质为氧化锆，具有高熔点、高电阻率、高折射率和低热膨胀系数的性质，使它成为重要的耐高温材料。漏嘴4的截面呈T形且其顶部固定套接在导流管3的底端上，漏嘴4内开设有T形阶梯通孔5，阶梯通孔5的大孔径小于导流管3的孔径，使得金液先后经导流管3、漏嘴4流出时，流动通道依次减小，从而保证金液稳定的流速和流量，提高水雾化制粉的效率和质量。

本实用新型的工作原理：本实用新型在使用时，先将中间包1安装于熔炼坩埚与雾化器之间，进料管8与熔炼坩埚的出料口连通，漏嘴4与雾化器连通。之后，先通过控制器18手动控制接通加热线圈15的电路，对中间包1进行预加热，使中间包1具备较高温度，降低其与金液的温差。预加热完成后，先运行真空泵11，利用真空管10对中间包1抽真空，除去中间包1内原有的氧气成分。接着，打开进料管8上的进料阀9，开始向中间包1中进料，同时，打开氮气输送管12上的稳压阀13，通过氮气输送管12向中间包1内输送氮气，使得金液浇注进中间包1时以及在中间包1内流动暂存时，均处于纯氮气的环境中，避免金液发生氧化而产生杂物，防止导流管和漏嘴的堵塞。金液进入中间包1后，在中间包1内流动暂存，最终经导流管3、漏嘴4排出至雾化器中进行水雾化处理。过程中，挡条2可对金液进行缓冲，从而减少金液流动时旋涡的产生，大大降低金液在流动时对中间包1的侧壁、漏嘴4的内壁的冲蚀，保证中间包1的使用寿命。加热线圈10则继续对中间包进行加热，温度传感器19实时检测中间包1的温度，并将信息传递给控制器18。当控制器18接收到的温度信息高于设定的温度上限值时，控制器18可自动控制断开加热线圈19的电路，停止加热，当控制器18接收到的温度信息低于设定的温度下限值时，控制器18可自动控制接通加热线圈19的电路，继续加热，从而实现自动温控，使中间包1的温度维持在高于金液熔点的温度范围内，既能降低能耗，节约生产成本，又能避免金液冷却，保证金液的流动性，防止导流管3和漏嘴4处出现堵塞、结瘤现象，保证后续水雾化作业的顺利稳定进行。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水雾化金属粉末浇注过程中氮气保护装置，其特征在于，包括U形中间包，所述中间包顶部敞口并设有密封盖，所述密封盖内设有空腔，所述空腔顶部中心连通有进料管，所述进料管上设有进料阀，所述空腔底部贯通至密封盖底面并开口设置，所述空腔一侧连通有真空管，所述真空管尾端连接有真空泵，所述空腔另一侧连通有氮气输送管，所述氮气输送管尾端连通有氮气罐，所述中间包内侧壁上分布有若干竖向设置的挡条，所述中间包底部连通有导流管，所述导流管底端固定连接有漏嘴。

2.根据权利要求1所述的水雾化金属粉末浇注过程中氮气保护装置，其特征在于，所述密封盖截面呈T形，所述密封盖下部直径与中间包内径相适配并密封套接在中间包顶部内，所述密封盖内的空腔截面呈T形。

3.根据权利要求1所述的水雾化金属粉末浇注过程中氮气保护装置，其特征在于，所述挡条呈圆周间隔均布。

4.根据权利要求2所述的水雾化金属粉末浇注过程中氮气保护装置，其特征在于，还包括凵形外壳体，其内壁上设有隔热保温层，所述外壳体底部的隔热保温层上对称设有两支撑柱，所述支撑柱上架设有所述中间包。

5.根据权利要求4所述的水雾化金属粉末浇注过程中氮气保护装置，其特征在于，所述中间包与隔热保温层之间存在间隙且两者顶部之间通过固定环相连形成加热空腔，所述加热空腔中紧贴中间包外壁绕设有加热线圈。

6.根据权利要求5所述的水雾化金属粉末浇注过程中氮气保护装置，其特征在于，所述加热空腔底部设有温度传感器，所述外壳体外壁上设有控制器，所述温度传感器、加热线圈均与控制器电连接。

7.根据权利要求6所述的水雾化金属粉末浇注过程中氮气保护装置，其特征在于，所述密封盖上部直径与外壳体外径相适配并密封抵接在外壳体顶部上。

8.根据权利要求7所述的水雾化金属粉末浇注过程中氮气保护装置，其特征在于，所述真空泵和氮气罐均固定架设在相应的外壳体外侧壁上，所述氮气输送管上设有稳压阀。

9.根据权利要求8所述的水雾化金属粉末浇注过程中氮气保护装置，其特征在于，所述导流管底端穿出所述外壳体并连接有所述漏嘴，所述漏嘴截面呈T形且其顶部固定套接在导流管底端上，所述漏嘴内开设有T形阶梯通孔，所述阶梯通孔的大孔径小于导流管孔径。

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