CN219464761U - 一种气雾化喷环装置及气雾化制粉设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气雾化喷环装置及气雾化制粉设备。气雾化喷环装置，包括：上喷盖，所述上喷盖设有气腔，所述上喷盖设有喷口，所述喷口与所述气腔相通，所述上喷盖设有进气管，所述进气管与所述气腔相通；喷环，包括环体和导流管，所述环体设置在所述气腔内，所述导流管设置在所述环体中，所述导流管的一端为进料口，另一端为出料口，所述出料口与所述喷口同轴设置；喷嘴，所述喷嘴设置在所述喷口上，所述喷嘴与所述喷环之间形成有环缝，所述环缝由所述气腔到所述喷口方向依次为入口段、喉口段和扩张段，由所述入口段到所述喉口段，所述环缝的直径不断缩小，由所述喉口段到所述扩张段，所述环缝的直径不断扩大。

Description

一种气雾化喷环装置及气雾化制粉设备

技术领域

本实用新型涉及金属粉末制备技术领域，特别涉及一种气雾化喷环装置及气雾化制粉设备。

背景技术

气雾化制粉是用高射流体对液态金属一次破碎、二次破碎成细小液滴并冷却凝固成粉末的过程。由于气雾化制粉相对于其他制粉方式效率高、成本低、成分均匀、粒度可控、球形度高等优点，因此是目前制备高性能粉体材料的前沿趋势。

雾化喷环是气雾化制粉最关键的元部件之一，并且也是易损件之一。目前由于气雾化制粉中的气流场存在回流区域，在雾化工艺过程中，将出现回流效应(未凝固的金属小液滴沾粘在雾化喷环上)，导致雾化喷环烧损，致使雾化过程终止，并且使雾化喷环喷出口气流出现紊流导致气流不稳定，导致雾化效率不高。影响雾化效率的主要是雾化喷环参数(环缝大小、雾化顶角等)。目前的雾化喷环是一整体，雾化参数不可调，只能通过调节雾化压力进行对雾化工艺的调整，这对制备高性能粉体材料工艺产生桎梏，且雾化喷环烧损，也将增加工艺成本。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种气雾化喷环装置，能够提高雾化效率，降低生产成本。

本实用新型还提出一种具有上述气雾化制粉设备。

根据本实用新型第一方面实施例的一种气雾化喷环装置，包括：

上喷盖，所述上喷盖设有气腔，所述上喷盖设有喷口，所述喷口与所述气腔相通，所述上喷盖设有进气管，所述进气管与所述气腔相通；

喷环，包括环体和导流管，所述环体设置在所述气腔内，所述导流管设置在所述环体中，所述导流管的一端为进料口，另一端为出料口，所述出料口与所述喷口同轴设置；

喷嘴，所述喷嘴设置在所述喷口上，所述喷嘴与所述喷环之间形成有环缝，所述环缝由所述气腔到所述喷口方向依次为入口段、喉口段和扩张段，由所述入口段到所述喉口段，所述环缝的直径不断缩小，由所述喉口段到所述扩张段，所述环缝的直径不断扩大。

根据本实用新型实施例的气雾化喷环装置，至少具有如下有益效果：在气雾化制粉过程中，原料由进料口进入，由出料口流出，供气设备通过进气管向气腔中通入高射流雾化气体(氮气、氩气等惰性气体)，进气进入气腔以后，经过环缝高速流出。环缝通过依次设置入口段、喉口段和扩张段，可以利用具有一定压力但速度较慢的气体产生超音速气流，从而提高雾化效率。

根据本实用新型的一些实施例，所述环体设有气室，所述环体上设有气道，所述气室和所述气腔通过所述气道相连通，所述环体设有出气口，所述出气口与所述气腔相通，所述出料口与所述出气口同心设置。

根据本实用新型的一些实施例，所述气道的数量为多道，所述气道沿所述环体的周向均匀设置。

根据本实用新型的一些实施例，所述环体为锥状体，所述锥状体的直径由所述出料口到所述进料口方向不断缩小，所述环体与所述上喷盖通过第一螺纹结构连接，所述环体能够通过所述第一螺纹结构沿所述出料口到所述进料口方向调节位置。

根据本实用新型的一些实施例，所述喷嘴与所述喷口之间通过第二螺纹结构连接，所述喷嘴能够通过所述第二螺纹结构沿所述出料口到所述进料口方向调节位置。

根据本实用新型的一些实施例，所述进气管的数量为多道，所述进气管沿所述上喷盖的周向均匀设置。

根据本实用新型第二方面实施例的一种气雾化制粉设备，包括上述实施例的气雾化喷环装置。

根据本实用新型实施例的气雾化制粉设备，至少具有如下有益效果：能够提高雾化效率，降低生产成本。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型一种实施例的气雾化制粉设备的立体结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例的气雾化制粉设备的剖视图；

图3为图2中A部分的局部放大示意图；

图4为气雾化过程中产生的流体气流流线示意图。

附图标号：

上喷盖100；气腔110；进气管120；

喷环200；环体210；气室211；气道212；出气口213；

导流管220；进料口221；出料口222；

喷嘴300；环缝310；入口段311；喉口段312；扩张段313。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下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。

在本实用新型的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1到图3所示，本实用新型公开了一种气雾化喷环装置，包括：

上喷盖100，上喷盖100设有气腔110，上喷盖100设有喷口，喷口与气腔110相通，上喷盖100设有进气管120，进气管120与气腔110相通；

喷环200，包括环体210和导流管220，环体210设置在气腔110内，导流管220设置在环体210中，导流管220的一端为进料口221，另一端为出料口222，出料口222与喷口同轴设置；

喷嘴300，喷嘴300设置在喷口上，喷嘴300与喷环200之间形成有环缝310，环缝310由气腔110到喷口方向依次为入口段311、喉口段312和扩张段313，由入口段311到喉口段312，环缝310的直径不断缩小，由喉口段312到扩张段313，环缝310的直径不断扩大。

在气雾化制粉过程中，原料由进料口221进入，由出料口222流出。供气设备通过进气管120向气腔110中通入高射流雾化气体(氮气、氩气等惰性气体)，进气进入气腔110以后，经过环缝310高速流出。通过依次设置入口段311、喉口段312和扩张段313，可以利用具有一定压力但速度较慢的气体产生超音速气流，从而提高雾化效率。

气体为亚音速时，气体的速度随着截面的减小而增加。当达到音速时，截面再小，气体的速度也只能达到音速。当达到音速后，气体的速度会随截面的面积增大而增大。

因此，由入口段311到喉口段312，环缝310的直径不断缩小，气流速度不断加快，马赫数不断增大，在喉口段312，气流加速到当地的声速。由喉口段312到扩张段313，环缝310的直径不断扩大，气流不断地进行加速，成为超声波气流。

具体的，环缝310在做一维等熵流体时，气流在喉口段312处的马赫数为1，且存在如下关系：

式中：S2、S_*分别为扩张段313的出口和喉口段312截面积；γ为气体绝热指数；M为马赫数。由上式可知，出口马赫数随着出口截面的面积增大而增大。因此，通过使喉口段312到扩张段313，环缝310的直径不断扩大，可以利用具有一定压力但速度较慢的气体产生超音速，从而提高雾化效率。

在本实用新型的一些实施例中，环体210设有气室211，环体210上设有气道212，气室211和气腔110通过气道212相连通，环体210设有出气口213，出气口213与气腔110相通，出料口222与出气口213同心设置。

结合图4所示，从出料口222流出的金属液体会在出料口222处形成一个回流区。在本实施例中，进入气腔110的一部分气体会经过气道212流入气室211中，并从出气口213流出。从出气口213流出的气体会对回流区的金属液体造成冲击，从而改变回流区的气体流向，破坏回流效应，从而减少出气口213处的回流效应，进而降低喷嘴300出现烧损的情况，提高喷嘴300的寿命。

在本实用新型的一些实施例中，气道212的数量为多道，气道212沿环体210的周向均匀设置。在本实施例中，通过将气道212沿环体210的周向均匀设置，气体经过各个气道212进入气室211中，使得气体从出气口213流出时候，各个方向的气体流场比较均匀。

在本实用新型的一些实施例中，环体210为锥状体，锥状体的直径由出料口222到进料口221方向不断缩小，环体210与上喷盖100通过第一螺纹结构连接，环体210能够通过第一螺纹结构沿出料口222到进料口221方向调节位置。

参考图2所示，通过将环体210设置为锥状体，环体210通过第一螺纹结构沿出料口222到进料口221方向调节位置的过程中，可以调整环缝310的大小。具体的，当环体210向上调节的时候，环体210与喷嘴300相对部分的直径不断缩小，环缝310的缝隙不断扩大。当环体210向下调节的时候，环体210与喷嘴300相对部分的直径不断变大，环缝310的缝隙不断缩小。从而达到调节环缝310大小的目的。

在本实用新型的一些实施例中，喷嘴300与喷口之间通过第二螺纹结构连接，喷嘴300能够通过第二螺纹结构沿出料口222到进料口221方向调节位置。

在本实施例中，在环体210保持不动的前提下，通过调节喷嘴300与环体210之间的相对位置，也能够达到调节环缝310大小的目的。同时，由于喷嘴300与喷口之间通过第二螺纹结构连接，在喷嘴300出现烧损需要更换的时候，通过将喷嘴300拧下来，重新换上新的喷嘴300即可，不用对整体进行更换，能够降低成本。

在本实用新型的一些实施例中，进气管120的数量为多道，进气管120沿上喷盖100的周向均匀设置。

在本实施例中，通过将进气管120沿上喷盖100的周向均匀设置。使得进入气腔110的气流各向均匀，进而使得气体从环缝310流出时候，各个方向的气体流场比较均匀，金属粉末成型质量好。

本实用新型还公开了一种气雾化制粉设备，包括上述实施例的气雾化喷环装置。

由于气雾化制粉设备采用了上述实施例的气雾化喷环装置的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再赘述。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.一种气雾化喷环装置，其特征在于，包括：

上喷盖(100)，所述上喷盖(100)设有气腔(110)，所述上喷盖(100)设有喷口，所述喷口与所述气腔(110)相通，所述上喷盖(100)设有进气管(120)，所述进气管(120)与所述气腔(110)相通；

喷环(200)，包括环体(210)和导流管(220)，所述环体(210)设置在所述气腔(110)内，所述导流管(220)设置在所述环体(210)中，所述导流管(220)的一端为进料口(221)，另一端为出料口(222)，所述出料口(222)与所述喷口同轴设置；

喷嘴(300)，所述喷嘴(300)设置在所述喷口上，所述喷嘴(300)与所述喷环(200)之间形成有环缝(310)，所述环缝(310)由所述气腔(110)到所述喷口方向依次为入口段(311)、喉口段(312)和扩张段(313)，由所述入口段(311)到所述喉口段(312)，所述环缝(310)的直径不断缩小，由所述喉口段(312)到所述扩张段(313)，所述环缝(310)的直径不断扩大。

2.根据权利要求1所述的气雾化喷环装置，其特征在于：所述环体(210)设有气室(211)，所述环体(210)上设有气道(212)，所述气室(211)和所述气腔(110)通过所述气道(212)相连通，所述环体(210)设有出气口(213)，所述出气口(213)与所述气腔(110)相通，所述出料口(222)与所述出气口(213)同心设置。

3.根据权利要求2所述的气雾化喷环装置，其特征在于：所述气道(212)的数量为多道，所述气道(212)沿所述环体(210)的周向均匀设置。

4.根据权利要求1所述的气雾化喷环装置，其特征在于：所述环体(210)为锥状体，所述锥状体的直径由所述出料口(222)到所述进料口(221)方向不断缩小，所述环体(210)与所述上喷盖(100)通过第一螺纹结构连接，所述环体(210)能够通过所述第一螺纹结构沿所述出料口(222)到所述进料口(221)方向调节位置。

5.根据权利要求4所述的气雾化喷环装置，其特征在于：所述喷嘴(300)与所述喷口之间通过第二螺纹结构连接，所述喷嘴(300)能够通过所述第二螺纹结构沿所述出料口(222)到所述进料口(221)方向调节位置。

6.根据权利要求1所述的气雾化喷环装置，其特征在于：所述进气管(120)的数量为多道，所述进气管(120)沿所述上喷盖(100)的周向均匀设置。

7.一种气雾化制粉设备，其特征在于：包括权利要求1至6任一项所述的气雾化喷环装置。