FI87053B - Process and apparatus for atomizing liquids, expediently melts - Google Patents
Process and apparatus for atomizing liquids, expediently melts Download PDFInfo
- Publication number
- FI87053B FI87053B FI902863A FI902863A FI87053B FI 87053 B FI87053 B FI 87053B FI 902863 A FI902863 A FI 902863A FI 902863 A FI902863 A FI 902863A FI 87053 B FI87053 B FI 87053B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- liquid
- medium
- jet
- gas
- nozzles
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
- B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
- B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
- B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
- B05B7/08—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
- B05B7/0807—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
- B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
- B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
- B22F2009/088—Fluid nozzles, e.g. angle, distance
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Nozzles (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Steroid Compounds (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Description
8705387053
Menetelmä ja laitteisto nesteiden, sopivasti sulatteiden s umuttami seksi Förfarande och apparatur för att finfördela vätskor, lämpligen smältorMethod and apparatus for the preparation of liquids, suitably melts For the preparation of liquids, suitably melts
Oheisen keksinnön kohteena on menetelmä sumun muodostamiseksi nesteistä, edullisesti metallisulatteista, jossa menetelmässä neste, edullisesti metallisulate, sekoitetaan kaasusta ja/tai nesteestä koostuvaan väliainesuihkuun siten, että neste hajoaa pieniksi hiukkasiksi eli siitä muodostuu sumua. Keksintö kohdistuu myös välineeseen, jolla tämä menetelmä voidaan toteuttaa.The present invention relates to a process for forming a mist from liquids, preferably metal melts, in which a liquid, preferably a metal melt, is mixed with a jet of gas and / or liquid so that the liquid breaks up into small particles, i.e. a mist. The invention also relates to a means by which this method can be implemented.
Tämä sumutus tai pölytys toteutetaan hajottamalla edullisesti pystysuoraan laskettu virta tai muu nestelähde edullisesti vaakasuorien tai pystysuorien, kaasusta tai nesteestä muodostuvien väliainevirtojen avulla.This spraying or dusting is carried out by dispersing preferably a vertically lowered stream or other liquid source, preferably by means of horizontal or vertical media streams consisting of gas or liquid.
Kun nesteitä sumutetaan siten, että neste hajotetaan kaasun tai fluidin avulla, niin tällöin saadaan tietyillä kokoalueil-la olevia erittäin pieniä hiukkasia, näiden kokoalueiden ollessa joskus hyvinkin laajoja. Näitä tunnettuja menetelmiä voidaan käyttää useimpien nestetyyppien tapauksessa. Ne soveltuvat kuitenkin pääasiassa jauheen tuottamiseksi metallisulat-teesta käyttäen sumutuksen väliaineena kaasua, esimerkiksi typpeä tai argonia. Tällä tavalla valmistettuja jauheita kutsutaan usein inertisti valmistetuiksi jauheiksi ja niiden tunnusomaisena piirteenä on pieni happipitoisuus ja hiukkasten pallomainen muoto.When liquids are sprayed in such a way that the liquid is decomposed by means of a gas or a fluid, very small particles in certain size ranges are obtained, these size ranges sometimes being very wide. These known methods can be used for most types of liquids. However, they are mainly suitable for producing a powder from a metal melt using a gas, for example nitrogen or argon, as a spray medium. Powders prepared in this way are often referred to as inertly prepared powders and are characterized by a low oxygen content and a spherical shape of the particles.
Jauhemetallurgisiin prosesseihin, joissa käytetään inertisti valmistettua jauhetta, liittyy useita, jauhehiukkasten koosta ja/tai niiden jakaumasta johtuvia ongelmia. Inertisti valmistetun jauheen hienommat ja/tai kapeammat fraktiot ovat nykyään toivottavia monissa sovellutuksissa. Tällaista jauhetta saadaan perinteisesti siten, että karkea fraktio poistetaan 2 87053 seulomalla, jolloin saanto on huono, tai käyttämällä sumutus-prosesseja, joissa käytetään äärimmäisiä kaasuvirtauksia ja -paineita. Tätä jauhetta käytetään vain rajoitetusti sen kalleudesta johtuen.Powder metallurgical processes using inertly prepared powder involve a number of problems due to the size and / or distribution of the powder particles. The finer and / or narrower fractions of the inertly prepared powder are now desirable in many applications. Such a powder is traditionally obtained by removing the coarse fraction by screening 2,87053, resulting in poor yield, or by using spraying processes using extreme gas flows and pressures. This powder is used only to a limited extent due to its high cost.
Kun metallisulatteita sumutetaan siten, että laskettu virta kohtaa yhden tai useamman kaasusuihkun, niin sulatteen pinnalla, sulatteen ja kaasun välisellä kosketuspinnalla kehittyy epästabiilisuutta, joka aiheuttaa sen, että sulate venyy ohuiksi kalvoiksi. Kun nämä kalvot ovat saavuttaneet tietyn paksuuden, ne murtuvat lankamaisiksi kappaleiksi sulatteen pintajännityksen seurauksena ja sitten tämä kappaleet katkeavat lukuisiksi paloiksi, jotka pyrkivät muotoon, jonka pinta-energia on mahdollisimman pieni, eli pallomaiseen muotoon. Nämä pallomaiset pisarat jähmettyvät hyvin nopeasti jauhe-hiukkasiksi sen seurauksena, että lämpöä siirtyy kaasuun säteilemällä ja johtumalla.When metal melts are sprayed so that the calculated current meets one or more gas jets, instability develops on the surface of the melt, at the interface between the melt and the gas, causing the melt to stretch into thin films. Once these films have reached a certain thickness, they break into wire-like pieces as a result of the surface tension of the melt and then this pieces break into numerous pieces which tend to have a shape with the lowest possible surface energy, i.e. a spherical shape. These spherical droplets solidify very quickly into powder particles as a result of heat being transferred to the gas by radiation and conduction.
Lukuisat parametrit vaikuttavat sumutusprosessin tietyssä tilavuusyksikössä muodostuneiden hiukkasten kokoon. Sulatteen pintajännitys sekä sumuttavan väliaineen tiheys ja nopeus ovat parametrejä, joiden vaikutus on huomattavin sumutusprosessin geometrian ohella.Numerous parameters affect the size of the particles formed in a given unit of volume of the spraying process. The surface tension of the melt as well as the density and velocity of the atomizing medium are the parameters that have the most significant effect along with the geometry of the spraying process.
Pintajännitykseen tai tiheyteen vaikuttaminen on vaikeata käytettäessä tiettyä sulatetta, sumutussuutinta ja sumuttavaa väliainetta, ja näin ollen hiukkaskokoon voidaan vaikuttaa yksinkertaisimmin sumuttavan väliaineen nopeudella. Tästä syystä vakiintuneimmissa sumutusprosesseissa pyritään suuriin nopeuksiin käyttämällä sumuttavassa väliaineessa suurta painetta sekä kaasumaisten väliaineiden tapauksessa Laval-rakenteista suuutinta. Kaasumaisten sumuttavien väliaineiden nopeus pienenee kuitenkin erittäin nopeasti suuttimen jälkeen, joten tavallisesti vain pieni osa sumutusprosessista tapahtuu suurimman nopeuden alueella.Influencing the surface tension or density is difficult when using a particular melt, spray nozzle, and spray medium, and thus the particle size can be most simply affected by the speed of the spray medium. For this reason, the most well-established spraying processes aim for high speeds by using high pressure in the spray medium and, in the case of gaseous media, by a Laval-structured nozzle. However, the velocity of the gaseous atomizing media decreases very rapidly after the nozzle, so usually only a small part of the atomization process takes place in the range of maximum velocity.
Suurempi tai pienempi osa sulatteesta hajoaa hiukkasiksi alu- 3 87053 eella, joka on etäämpänä suuttimesta, ja jossa nopeus on huomattavasti pienempi kuin suurin nopeus, eräissä tapauksissa niinkin pieni kuin 10 % suurimmasta nopeudesta. Tällöin saadaan karkeata jauhetta, jonka hiukkaskokojakauma suurimpien ja pienimpien hiukkasten välillä on hyvin laaja.A greater or lesser portion of the melt disintegrates into an area 3 87053 farther from the nozzle, where the velocity is significantly less than the maximum velocity, in some cases as low as 10% of the maximum velocity. This gives a coarse powder with a very wide particle size distribution between the largest and smallest particles.
Toinen ongelma on se, kuinka sumuttava väliaine saataisiin "tarttumaan1' nesteeseen, mistä syystä suuri määrä kulkee varsinaisen sumutusalueen ulkopuolelle, jolloin tuloksena on huono hyötysuhde.Another problem is how to make the atomizing medium "stick1" to the liquid, which is why a large amount goes outside the actual spraying area, resulting in poor efficiency.
Keksinnön mukaisen menetelmän tavoitteena on edellä mainittujen ja muiden siihen liittyvien ongelmien ratkaiseminen, ja sen tunnusomaisena piirteenä on se, että väliainetta puhaltavan suuttimen läheisyyteen, jossa väliainesuihkun nopeus on vielä suuri, suunnataan väliainetta vastaan vastakkaissuuntaisen väliainevirran muodostama sulkueste nesteen/sulatteen ja väliaineen välisen kosketuspinnan saamiseksi moninkertaisesti suuremmaksi, mikä on sumutusprosessille eduksi, ja tämän avulla nesteen tehokkaan sekoittumisen aikaansaamiseksi väliaineeseen, mistä johtuen neste saatetaan hajoamaan pieniksi hiukkasiksi, eli sumutus tehostuu ja saadaan aikaan hienoa jauhetta. Saadaan siis aikaan sumutusprosessille edullinen huomattavasti suurentunut turbulenssi, jolloin neste siten tehokkaasti saatetaan dispergoitumaan väliaineeseen.The object of the method according to the invention is to solve the above-mentioned and other related problems, and it is characterized in that in the vicinity of the medium-blowing nozzle, where the medium jet velocity is still high, a barrier barrier formed by the opposite medium flow is directed against the liquid. larger, which is an advantage for the spraying process, and thereby for efficient mixing of the liquid with the medium, as a result of which the liquid is caused to decompose into small particles, i.e. the spraying is intensified and a fine powder is obtained. Thus, a substantially increased turbulence, which is advantageous for the spraying process, is obtained, whereby the liquid is thus effectively dispersed in the medium.
Tehokkaaseen sumutukseen päästään siis suurentamalla huomattavasti sulatteen ja sumuttavan väliaineen välistä kosketuspintaa samalla kun kosketusalueeseen saadaan aikaan voimakas turbulenssi, joka on edullinen dispergoinnin ja sumutuksen kannalta.Efficient spraying is thus achieved by considerably increasing the contact surface between the melt and the spray medium, while providing strong turbulence in the contact area, which is advantageous from the point of view of dispersion and spraying.
Lisäksi sumutusprosessi tapahtuu vain pienen etäisyyden päässä suuttimesta, jossa sumuttavan väliaineen nopeus on edelleen suuri, jolloin suuri osa kaasusta osallistuu sumutusproses-siin. Tällä tavalla päästään hyvään hyötysuhteeseen.In addition, the atomization process takes place only a short distance from the nozzle, where the velocity of the atomizing medium is still high, whereby a large part of the gas participates in the atomization process. In this way, good efficiency is achieved.
4 870534,87053
Oheinen menetelmä tekee siten mahdolliseksi keskimääräisen hiukkaskoon radikaalin pienentämisen ja kokojakauman kaventamisen pienin kustannuksin.The present method thus makes it possible to radically reduce the average particle size and reduce the size distribution at low cost.
Mainittu este on keksinnön mukaisesti muodostettavissa väli-ainekaasun tai -fluidin vastasuuntaisella ainevirralla, jolloin este muodostuu sekoitetun virran ja vastasuuntaisen väliainesuihkun välisestä raja/kosketuspinnasta.According to the invention, said barrier can be formed by a countercurrent flow of medium gas or fluid, the barrier being formed by a boundary / contact surface between the mixed stream and the countercurrent medium jet.
Menetelmää voidaan soveltaa sekä pystysuoriin että vaakasuoriin sumutusprosesseihin. Kun este valitaan sopivasti, niin menetelmällä voidaan muodostaa sumua jopa terässulatteesta tai lejeeringeistä, joiden sulamispiste on vieläkin korkeampi.The method can be applied to both vertical and horizontal spraying processes. When the barrier is chosen appropriately, the method can even form a mist from steel melt or alloys with an even higher melting point.
Keksinnön kohteena on myös väline tämän menetelmän toteuttamiseksi, ja tämän välineen tunnusomaiset piirteet on määritelty liitteenä olevissa patenttivaatimuksissa.The invention also relates to a device for carrying out this method, and the characteristic features of this device are defined in the appended claims.
Väliainevirran tai vastasuuntaisen ainevirran väliaine voi olla vettä, jotakin muuta nestettä kuten nestemäistä kaasua tai vain kaasua kuten typpeä tai argonia tai niiden seos. Vaihtoehtoisesti puhallettava kaasu voidaan saattaa pyörimään.The medium of the medium stream or the opposite stream of material may be water, another liquid such as a liquid gas, or only a gas such as nitrogen or argon or a mixture thereof. Alternatively, the blown gas can be made to rotate.
Oheisen keksinnön mukaista menetelmää ja välinettä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisemmin liitteenä oleviin piirustuksiin viitaten, joissa piirustuksissa kuvio 1 esittää välinettä keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, kuvio 2a esittää varsinaista sumutusprosessia, jossa käytetään kaasuestettä, kuvio 2b esittää esimerkkiä esteen tuottavasta suuttimesta, kuvio 3 [poistettu selityksestä], kuvio 4 esittää vaihtoehtoista välinettä menetelmän toteuttamiseksi, kuvio 5a esittää ylhäältäpäin katsoen vastaavaa sumutusprosessia, jossa käytetään kaasuestettä, 87053 5 kuvio 5b esittää tätä prosessia sivultapäin katsoen, sekä yksityiskohtaisesti esteen tuottavaa suutinta, ja kuvio 6 esittää vaihtoehtoista sumutusprosessia.The method and apparatus of the present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a means for carrying out the method of the invention, Figure 2a shows an actual spraying process using a gas barrier, Figure 2b shows an example of a barrier nozzle, Figure 3 Fig. 4 shows an alternative means for carrying out the method, Fig. 5a shows a top view of a corresponding spraying process using a gas barrier, Fig. 5b shows this process from the side, and details a barrier producing a barrier, and Fig. 6 shows an alternative spraying process.
Kuvio 1 esittää pystysuoraa sumutuskammiota 1, joka käsittää valulaatikon 2 metallisulatetta varten. Väliainetta (kaasua ja/tai fluidia) johdetaan kaasujäähdyttimen 3 ja kompressorin 4 kautta kammiossa 1 oleviin suuttimiin. Sumuttamalla saatu jauhe kulkeutuu kammiosta 1 putkijärjestelmää pitkin sykloniin 5 jauheen käsittelemiseksi ja erottamiseksi. Metallisulatetta, esimerkiksi terästä, lasketaan valulaatikosta 2 (kuvio 2a) tämän laatikon pohjalla olevan syöttöjärjestelyn läpi poikkileikkaukseltaan edullisesti mahdollisimman pyöreänä pystysuorassa suunnassa alaspäin kulkevana syöttövirtana 6 iner-tillä kaasulla täytettyyn sumutuskammioon 1. Kammion yläosassa, alaspäin virtaavan laskuvirran ympärillä on kaasu-suutin 7, joka koostuu rengasmaisesta suuttimesta tai lukuisista pienistä suuttimista. Tämä suutin muodostaa (nämä suuttimet muodostavat) johtovirran ympärille rengasmaisen kaasu-verhon 9, joka kohtaa (8) johtovirran terävässä kulmassa, jonkin matkan päässä suuttimesta (suuttimista) 7. Kun kaasu kohtaa johtovirran, se hajoaa ja kulkeutuu kaasuvirran mukana. Keksinnön mukainen este 10 on sijoitettu kohtauspisteen alapuolelle, siitä sopivalle etäisyydelle.Figure 1 shows a vertical spray chamber 1 comprising a casting box 2 for a metal melt. The medium (gas and / or fluid) is introduced through the gas cooler 3 and the compressor 4 to the nozzles in the chamber 1. The powder obtained by spraying passes from the chamber 1 along the piping system to the cyclone 5 to process and separate the powder. A metal melt, for example steel, is discharged from a casting box 2 (Fig. 2a) through a feed arrangement at the bottom of this box as a circular downstream feed stream 6, preferably as circular as possible, into an inert gas-filled spray chamber 1. At the top of the chamber, consists of an annular nozzle or numerous small nozzles. This nozzle forms (these nozzles) an annular gas curtain 9 around the conduit stream, which meets (8) the conduit stream at an acute angle, some distance from the nozzle (s) 7. When the gas encounters the conduit stream, it disintegrates and travels with the gas stream. The barrier 10 according to the invention is located below the point of intersection, at a suitable distance therefrom.
Este 10 on edullisesti kaasueste 11. Se saadaan aikaan suuntaamalla kaasu- ja/tai fluidisuihku ylöspäin edullisesti samankeskisesti laskuvirran ja kaasuverhon kanssa, sopivalla etäisyydellä suuttimista, niiden alapuolella. Toisin sanoen toinen suihku suunnataan edullisesti välittömästi ensimmäistä suihkua 9-6 kohden, joka ensimmäinen suihku sisältää keskiosassaan 13 sulatteen osia.The barrier 10 is preferably a gas barrier 11. It is obtained by directing the gas and / or fluid jet upwards, preferably concentrically with the downcomer and the gas curtain, at a suitable distance from the nozzles, below them. In other words, the second jet is preferably directed immediately towards the first jet 9-6, which first jet contains parts of the melt in its central part 13.
Kun nämä kaksi suihkua kohtaavat toisensa, niin nopeus pienenee törmäysalueessa, jolloin paine kasvaa. Paineen kasvun seurauksena kaasu laajenee säteittäisesti ulospäin siten, että nopeus jälleen suurenee. Mikäli kummankin suihkun kineettinen 6 87053 energia on yhtäsuuri, niin tuloksena oleva suunta on olennaisesti säteen suuntainen, eli kohtisuora suunta suihkujen suuntaan nähden. Ensimmäisen suihkun keskiosassa 13 oleva sulate muuttaa suuntaansa törmäysalueessa ja se kulkeutuu säteittäi-sesti laajenevan kaasun mukana, jolloin päästään tehokkaaseen s umuttumi s een.When the two jets meet, the velocity decreases in the collision area, increasing the pressure. As the pressure increases, the gas expands radially outward so that the velocity increases again. If the kinetic energy of both jets 6 87053 is equal, then the resulting direction is substantially radial, i.e., a direction perpendicular to the direction of the jets. The melt in the central part 13 of the first jet changes its direction in the collision area and travels with the radially expanding gas, whereby efficient fumigation is achieved.
Sumutusprosessi paranee edelleen, mikäli vastasuuntaisen suihkun kineettinen energia valitaan pienemmäksi tai suuremmaksi kuin ensimmäisen suihkun kineettinen energia. Tässä tapauksessa laajenevan kaasun kulkureitti on kaareva, muistuttaen eniten parabolia (kuvio 2a). Parempi sumuttuminen johtuu kaasun mukana kulkeutuneista sulatteen osista, jotka pakotetaan vaihtamaan suuntaansa jatkuvasti, jolloin ne ovat tehokkaammin alttiina kaasun vaikutukselle.The spraying process is further improved if the kinetic energy of the reverse jet is selected to be less or greater than the kinetic energy of the first jet. In this case, the path of the expanding gas is curved, most reminiscent of parabolism (Fig. 2a). The better spraying is due to the entrained parts of the melt that are forced to change direction continuously, making them more efficiently exposed to the gas.
Vastasuuntaisen kaasuvirran kineettinen energia valitaan edullisesti pienemmäksi kuin ensimmäisen virran kineettinen energia, jolloin päästään edellä kuvattuun ilmiöön samalla kun kaasu/hiukkas-seoksen kokonaissuunta on viistosti alaspäin. Mikäli kineettisen energian suhde käännetään päinvastaiseksi, niin tällöin kokonaissuunta on viistosti ylöspäin.The kinetic energy of the reverse gas stream is preferably selected to be lower than the kinetic energy of the first stream, whereby the phenomenon described above is achieved while the overall direction of the gas / particle mixture is obliquely downwards. If the kinetic energy ratio is reversed, then the overall direction is obliquely upward.
Vastasuuntaisen suihkun kineettinen energia voi olla 10-1000 %, edullisesti 30-60 %, ensimmäisen suihkun kineettisestä energiasta. Tämän suoritusmuodon mukaisesti este voidaan saada kuvion 2b mukaisesta suuttimesta, jolloin siinä on yksi tai useampi keskeinen suutin 14 estesuihkuja varten. Näiden ohella voidaan käyttää lisäsuuttimia 15, joilla estetään nesteen (sulatteen) joutuminen kosketukseen estesuuttimen ei-toivottu-jen osien kanssa.The kinetic energy of the reverse jet may be 10-1000%, preferably 30-60%, of the kinetic energy of the first jet. According to this embodiment, the barrier can be obtained from the nozzle of Figure 2b, having one or more central nozzles 14 for barrier jets. In addition to these, additional nozzles 15 can be used to prevent the liquid (melt) from coming into contact with the undesired parts of the barrier nozzle.
Esteen geometria on edullisesti yhdenmukainen kaasusuihkun sulatteeseen 13 sekoittuneen osan poikkileikkauksen kanssa. Esteen koko on sopivasti sellainen, että sen pituussuuntaiset mitat ovat yhtäsuuret kuin kaasuvirran sulatteeseen sekoittuneen osan poikkileikkaus niiden kohtaamispisteessä, tai jopa 7 87053 20 kertaa suurempi, edullisesti 4-10 kertaa suurempi kuin mainittu poikkileikkaus.The geometry of the barrier is preferably consistent with the cross-section of the part mixed with the melt 13 of the gas jet. The size of the barrier is suitably such that its longitudinal dimensions are equal to the cross section of the part of the gas stream mixed with the melt at their point of intersection, or even 7 87053 20 times larger, preferably 4-10 times larger than said cross section.
Edellä kuvatussa menetelmässä ja välineessä, jossa kaasu virtaa ulos suuttimista tai pinnan reunan yli, virtaavan ja paikoillaan pysyvän kaasun välisellä rajalla esiintyy sekundäärisiä virtoja (turbulenssia). Muodostettaessa sumua nesteistä, joiden sulamispiste on korkea, tämä turbulenssi voi aiheuttaa sulien hiukkasten vetäytymisen suuttimien sisään ja hitsautumisen nopeasti suuttimien päälle sekä muihin ei-toivottuihin pintoihin. Jotta tällaiset ilmiöt voitaisiin välttää kaasu-esteinä toimivien suuttimien pinnalla, ne voidaan varustaa sopivasti sijoitetuilla lisäsuuttimilla, joiden tehtävänä on estää turbulenssi kriittisissä alueissa estäen tällä tavalla sulien hiukkasten tarttuminen. Nämä lisäsuuttimet voivat olla ulkonäöltään kuviossa 2b numerolla 15 tai kuviossa 3 numerolla 18 esitettyjen suuttimien mukaisia.In the method and means described above, in which gas flows out of the nozzles or over the edge of the surface, secondary currents (turbulence) occur at the boundary between the flowing and stationary gas. When forming mist from liquids with a high melting point, this turbulence can cause the molten particles to retract into the nozzles and weld rapidly to the nozzles as well as to other unwanted surfaces. In order to avoid such phenomena on the surface of the nozzles acting as gas barriers, they can be provided with suitably positioned additional nozzles, the function of which is to prevent turbulence in critical areas, thus preventing the adhesion of molten particles. These additional nozzles may be in appearance in accordance with the nozzles shown at 15 in Figure 2b or at 18 in Figure 3.
Kuvio 4 esittää vaakasuoraa sumutuslaitteistoa, joka käsittää sumutuskammion 19 ja syklonin 20. Tämä sumutuslaitteisto käsittää suljetun järjestelmän, jota pidetään edullisesti tietyssä ylipaineessa (katso kuviot 1 ja 4). Tämä ylipaine voi vastata esimerkiksi 500 mm: n vesipatsasta, jolloin ilmaa ei pääse järjestelmään. Kuten edellä on mainittu, valulaatikko 2 sijaitsee laatikon toisessa päässä (1, 19). Kuviot 5a ja 5b esittävät sumutusta kuvion 4 mukaisella laitteistolla toteutettuna. Väliaine 22 virtaa suuttimista 21 (esimerkiksi pitkänomaisesta, raon muotoisesta suuttimesta tai pienten suuttimien rivistöstä) laskuvirtaa 23 kohden. Täten saatu seosvirta kohtaa sitten esteen (kiinteä este tai yhden tai useamman suutti-men 25 muodostama este), jolloin sen suunta muuttuu, jolloin päästään erinomaiseen sumuttumiseen. Kuviossa 5b lisäsuuttimet on järjestetty yhdeksi raon muotoiseksi suuttimeksi 26 ja useiksi pieniksi erillisiksi suuttimiksi 27. Suutin 26 voi jopa itse muodostaa esteen.Figure 4 shows a horizontal spraying apparatus comprising a spraying chamber 19 and a cyclone 20. This spraying apparatus comprises a closed system which is preferably maintained at a certain overpressure (see Figures 1 and 4). This overpressure can correspond, for example, to a 500 mm water column, in which case no air can enter the system. As mentioned above, the casting box 2 is located at one end of the box (1, 19). Figures 5a and 5b show spraying implemented with the apparatus of Figure 4. The medium 22 flows from the nozzles 21 (for example from an elongate, slit-shaped nozzle or a row of small nozzles) towards the downstream stream 23. The mixture stream thus obtained then encounters an obstacle (fixed obstacle or an obstacle formed by one or more nozzles 25), whereby its direction changes, whereby excellent atomization is achieved. In Fig. 5b, the additional nozzles are arranged in one slot-shaped nozzle 26 and in several small separate nozzles 27. The nozzle 26 can even form a barrier itself.
Kuvioissa 5a-b seossuihkun 24 aikaansaamiseksi käytetään hy- „ 87053 Ο väksi sitä virtausilmiötä, joka syntyy, kun kaksi kaasu- tai fluidivirtaa kohtaavat toisensa tietyssä kulmassa.In Figures 5a-b, in order to obtain the mixture jet 24, the flow phenomenon which occurs when two gas or fluid streams meet at a certain angle is utilized.
Tiedetään, että kahden, toisensa tietyssä kulmassa kohtaavan väliainesuihkun leikkauspisteessä tai välittömästi ennen sitä esiintyy virtausilmiö, joka hallitsee prosessia enemmän tai vähemmän mainitun kulman suuruudesta riippuen. Kulman ollessa pieni eli pienempi kuin 5' hallitsevana ominaisuutena on in-jektiovaikutus välittömästi ennen leikkauspistettä vallitsevan alipaineen johdosta, kun taas suurempien kulmien tapauksessa, esim. 120*, esiintyy väliaineen virtausta taaksepäin väliaine-suihkujen pääasiallisen virtaussuunnan suhteen.It is known that at or immediately before the intersection of two jets of medium meeting at a certain angle, there is a flow phenomenon which controls the process more or less depending on the magnitude of said angle. When the angle is small, i.e. less than 5 ', the dominant feature is the injection effect due to the vacuum immediately before the point of intersection, while at larger angles, e.g. 120 *, there is a backward flow of medium with respect to the main flow direction of the medium jets.
Kumpaakin näistä ilmiöistä voidaan käyttää hyväksi valitsemalla kahden väliainesuihkun 22, 22 välinen kulma siten, että esiintyy väliaineen virtausta taaksepäin ja että pienen välimatkan päässä injektiovaikutus vetää sen takaisin väliaine-suihkuun. Tuloksena on se, että leikkauspisteen eteen muodostuu vyöhyke, jossa ei ole määrättyä suuntaa, vaan jossa on kaksi pyörrettä sekä jatkuva vaihto palautuvan väliaineen ja sisäänvetäytyvän väliaineen välillä. Kulman muuttaminen suurentaa tai pienentää tätä vyöhykettä. Väliainesuihkujen välinen kulma voi olla 0-60", mutta se on edullisesti 5-20*.Both of these phenomena can be exploited by selecting the angle between the two media jets 22, 22 so that there is a backward flow of the medium and at a short distance the injection effect draws it back into the medium jet. The result is that a zone is formed in front of the intersection point, in which there is no predetermined direction, but in which there are two vortices and a continuous exchange between the reversible medium and the retractable medium. Changing the angle increases or decreases this zone. The angle between the jets of medium may be 0-60 ", but is preferably 5-20 *.
Suuttimet 21, 22 voidaan sijoittaa siten, että pystysuorassa laitteistossa saadaan kaksi yhdensuuntaista vaakasuoraa väliai-nesuihkua, joiden pystysuora ulottuvuus on suuri leveyteen verrattuna, ja jotka muodostavat vaakasuorassa tasossa kulman toisiinsa nähden. Tällöin muodostuu edellä kuvattu vyöhyke. Johdettu virta 23 virtaa ylhäältä alaspäin pystysuorassa vyöhykkeessä, joka muodostuu suuttimen koko korkeutta pitkin. Tämä virta hajoaa vähitellen kulkiessaan alaspäin ja sekoittuu virtsaavaan sumuttavaan väliaineeseen.The nozzles 21, 22 can be arranged in such a way that in the vertical apparatus two parallel jets of horizontal medium are obtained, the vertical dimension of which is large in relation to the width and which form an angle with respect to each other in the horizontal plane. In this case, the zone described above is formed. The conducted stream 23 flows from top to bottom in a vertical zone formed along the entire height of the nozzle. This stream gradually disintegrates as it travels downward and mixes with the urinating nebulizing medium.
Väliainesuihkuja, joiden ulottuvuus on huomattava yhdessä suunnassa, voidaan saada aikaan esimerkiksi raon muotoisilla suuttimilla tai lukuisalla pyöreällä suuttimella, jotka sijait- 9 87053 sevat rivissä lähellä toisiaan. Vallitsevasta paineesta ja käytetystä väliaineesta riippuen väliainesuihkujen suuttimet voidaan suunnitella olosuhteille, joissa vallitsee alipaine tai ylikriittinen paine (Laval-suutin).Media jets with a considerable dimension in one direction can be provided, for example, by slot-shaped nozzles or by a plurality of circular nozzles arranged in a row close to each other. Depending on the prevailing pressure and the medium used, the nozzles for the medium jets can be designed for conditions where there is a negative pressure or a supercritical pressure (Laval nozzle).
Kun sulatteen virtaus säädetään oikealla tavalla vastaamaan väliainesuuttimen kapasiteettia, niin sekoittuminen eli osittainen sumuttuminen tapahtuu suuttimen koko korkeudelta.When the melt flow is adjusted correctly to match the capacity of the medium nozzle, mixing, i.e. partial spraying, takes place over the entire height of the nozzle.
Edellä kuvatulla tavalla sijoitettujen suuttimien 21 etuna on se, että niillä voidaan saada aikaan nesteen homogeenisempi sekoittuminen väliaineeseen (osittainen sumuttuminen), minkä seurauksena on esteen ohittamisen jälkeenkin hiukkasten kapeampi kokojakauma. Suuttimien 21 tällaista sijoitusta voidaan käyttää myös täydelliseen sumuttamiseen ilman estettä, jolloin voidaan tuottaa hiukkasia, joiden kokojakauma on kapea, mutta joiden keskimääräinen hiukkaskoko on suurempi.The advantage of the nozzles 21 arranged as described above is that they can achieve a more homogeneous mixing of the liquid with the medium (partial atomization), as a result of which a narrower particle size distribution is obtained even after passing the barrier. Such an arrangement of the nozzles 21 can also be used for complete spraying without obstruction, whereby particles with a narrow size distribution but a larger average particle size can be produced.
Kuvio 6 esittää keksinnön mukaisen menetelmän ja välineen vaihtoehtoista suoritusmuotoa. Elektrodien 28, 29 väliin on muodostettu sähkökaari 30. Väliainevirrat 31 (kaasu ja/tai ‘ fluidi) on suunnattu tätä sähkökaarta kohden ja vastakkaisesta suunnasta tulevat väliainevirrat 32 toimivat esteenä. Tällä tavalla päästään sähkökaaressa muodostuvan nesteen 35 tehokkaaseen sumuttumiseen.Figure 6 shows an alternative embodiment of the method and device according to the invention. An electric arc 30 is formed between the electrodes 28, 29. The medium flows 31 (gas and / or 'fluid') are directed towards this electric arc and the medium flows 32 from the opposite direction act as a barrier. In this way, efficient atomization of the liquid 35 formed in the electric arc is achieved.
Tässä tapauksessa sujautettava neste saadaan ainakin toisesta elektrodista 29. Nestettä voidaan kuitenkin saada myös kiinteästä kappaleesta, joka sulatetaan laserilla tai muulla vastaavalla tavalla (ei esitetty). Kuviossa 6 elektrodien tai laserin syöttö voidaan toteuttaa syöttölaitteella 34. Sekä ensimmäisen väliaineen että esteenä toimivan väliaineen suuttimet voivat olla rengasmaisia tai ne voivat koostua useista pienistä suuttimista. Kuvion 6 mukainen menetelmä toteutetaan edullisesti aikaisemmin kuvatun kaltaisessa kammiossa (ei esitetty).In this case, the liquid to be slid is obtained from at least one electrode 29. However, the liquid can also be obtained from a solid body which is melted by a laser or the like (not shown). In Fig. 6, the feeding of the electrodes or the laser can be realized by the feeding device 34. The nozzles of both the first medium and the barrier medium can be annular or they can consist of several small nozzles. The method according to Figure 6 is preferably carried out in a chamber as previously described (not shown).
ίο 87053ίο 87053
Sumuttamalla muodostetut hiukkaset joutuvat vedetyiksi mukaan kaasusuihkuihin kammion toista päätä kohden, ja ne jähmettyvät jauheeksi ennen kammion pään saavuttamista, koska lämpöä siirtyy kaasuun säteilemällä ja johtumalla. Kammio käsittää, edullisesti jommassa kummassa päässään, ulostulon, jota kohden kaa-su/jauhe-seos virtaa.The particles formed by spraying are drawn into the gas jets towards the other end of the chamber and solidify into a powder before reaching the end of the chamber because heat is transferred to the gas by radiation and conduction. The chamber comprises, preferably at one of its ends, an outlet towards which the gas / powder mixture flows.
Kammion ulostulo on yhdistetty putkien avulla sykloniin, jossa jauhe ja kaasu erotetaan toisistaan. Erottamisen jälkeen kaasu voidaan johtaa kaasujäähdyttimen kautta kompressoriin kaasun kierrättämiseksi takaisin sumuttaviin suuttimiin. Järjestelmä käsittää muita tarpeellisia komponentteja, kuten venttiilejä, jäähdytyslaitteita ja säätölaitteita kaasun paineen, lämpötilan ja eri väliainevirtojen, jne. säätämiseksi.The outlet of the chamber is connected by pipes to a cyclone where the powder and gas are separated. After separation, the gas can be led through a gas cooler to a compressor to recirculate the gas back to the atomizing nozzles. The system comprises other necessary components, such as valves, cooling devices and control devices for controlling the gas pressure, temperature and various medium flows, etc.
Edellä kuvattuja välineitä ja menetelmiä voidaan muunnella monella tavalla patenttivaatimusten puitteissa.The means and methods described above can be modified in many ways within the scope of the claims.
Claims (11)
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8704905 | 1987-12-09 | ||
SE8704905A SE462704B (en) | 1987-12-09 | 1987-12-09 | PROCEDURES FOR ATOMIZING SCIENCES AND DEVICES FOR IMPLEMENTATION OF THE PROCEDURE |
PCT/SE1988/000662 WO1989005196A1 (en) | 1987-12-09 | 1988-12-05 | A method and equipment for microatomizing liquids, preferably melts |
SE8800662 | 1988-12-05 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI902863A0 FI902863A0 (en) | 1990-06-08 |
FI87053B true FI87053B (en) | 1992-08-14 |
FI87053C FI87053C (en) | 1992-11-25 |
Family
ID=20370540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI902863A FI87053C (en) | 1987-12-09 | 1990-06-08 | REAR APPARATUS FOER ATT FINFOERDELA VAETSKOR, LAEMPLIGEN SMAELTOR |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0419479B1 (en) |
JP (1) | JP2703378B2 (en) |
AT (1) | ATE93750T1 (en) |
AU (1) | AU2821589A (en) |
BR (1) | BR8807838A (en) |
DE (1) | DE3883788T2 (en) |
FI (1) | FI87053C (en) |
SE (1) | SE462704B (en) |
WO (1) | WO1989005196A1 (en) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE507828C2 (en) * | 1992-01-28 | 1998-07-20 | Hg Tech Ab | Atomiseringsförfarande |
GB9703673D0 (en) | 1997-02-21 | 1997-04-09 | Bradford Particle Design Ltd | Method and apparatus for the formation of particles |
DE19831335A1 (en) * | 1998-07-13 | 2000-02-10 | Michael Angermann | Appts to produce micro droplets of molten conductive metals uses a magneto-hydrodynamic pump with modulation to give a clean and controlled droplet ejection |
SE9901667D0 (en) * | 1999-05-07 | 1999-05-07 | Astra Ab | Method and device for forming particles |
DE10205897A1 (en) * | 2002-02-13 | 2003-08-21 | Mepura Metallpulver | Process for the production of particulate material |
US20040098839A1 (en) * | 2002-11-27 | 2004-05-27 | Pfizer Inc. | Crystallization method and apparatus using an impinging plate assembly |
FR2960164B1 (en) * | 2010-05-21 | 2014-03-28 | Centre Nat Rech Scient | PROCESS FOR PRODUCING A NANOMETRY MATERIAL AND REACTOR FOR ITS IMPLEMENTATION |
JP5662274B2 (en) * | 2011-07-28 | 2015-01-28 | 株式会社東芝 | Flow rate and particle size measuring method and system |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE901855C (en) * | 1939-12-13 | 1954-01-14 | Degussa | Device for transferring molten substances or mixtures of substances into finely divided form |
JPS59171307A (en) * | 1983-03-18 | 1984-09-27 | Fujitsu Ltd | Tap coefficient switching system |
US4559187A (en) * | 1983-12-14 | 1985-12-17 | Battelle Development Corporation | Production of particulate or powdered metals and alloys |
JPS59214340A (en) * | 1983-12-15 | 1984-12-04 | Nec Corp | System and device for amplitude equalization |
NO853772L (en) * | 1984-11-02 | 1986-05-05 | Universal Data Systems Inc | PROCEDURE FOR ESTABLISHING A COMMUNICATION CHANNEL, MODEM COMMUNICATION SYSTEM AND MICROPROCESSORED MODEM. |
-
1987
- 1987-12-09 SE SE8704905A patent/SE462704B/en not_active IP Right Cessation
-
1988
- 1988-12-05 BR BR888807838A patent/BR8807838A/en not_active IP Right Cessation
- 1988-12-05 AT AT89900667T patent/ATE93750T1/en not_active IP Right Cessation
- 1988-12-05 JP JP1500447A patent/JP2703378B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-05 AU AU28215/89A patent/AU2821589A/en not_active Abandoned
- 1988-12-05 WO PCT/SE1988/000662 patent/WO1989005196A1/en active IP Right Grant
- 1988-12-05 EP EP89900667A patent/EP0419479B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-05 DE DE89900667T patent/DE3883788T2/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-06-08 FI FI902863A patent/FI87053C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI902863A0 (en) | 1990-06-08 |
WO1989005196A1 (en) | 1989-06-15 |
AU2821589A (en) | 1989-07-05 |
EP0419479A1 (en) | 1991-04-03 |
SE462704B (en) | 1990-08-20 |
EP0419479B1 (en) | 1993-09-01 |
FI87053C (en) | 1992-11-25 |
JPH03501629A (en) | 1991-04-11 |
DE3883788D1 (en) | 1993-10-07 |
SE8704905L (en) | 1989-06-10 |
SE8704905D0 (en) | 1987-12-09 |
JP2703378B2 (en) | 1998-01-26 |
DE3883788T2 (en) | 1993-12-16 |
BR8807838A (en) | 1990-10-23 |
ATE93750T1 (en) | 1993-09-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0674016B1 (en) | Gas atomizer with reduced backflow | |
US7118052B2 (en) | Method and apparatus for atomising liquid media | |
US4801412A (en) | Method for melt atomization with reduced flow gas | |
CN113993642B (en) | Method for discharging powder produced by ultrasonic atomization and device for carrying out said method | |
FI87053B (en) | Process and apparatus for atomizing liquids, expediently melts | |
JP3999938B2 (en) | Metal powder manufacturing method | |
GB2154903A (en) | Melt atomization with reduced gas flow and apparatus for atomizing | |
EP3689512A1 (en) | Metal powder producing apparatus and gas jet device for same | |
FI85346C (en) | Process and apparatus for atomizing liquids, especially melts | |
US20210346955A1 (en) | High melting point metal or alloy powders atomization manufacturing processes | |
JPH08168856A (en) | Exhaust nozzle for continuous casting | |
CA2315084A1 (en) | Method and device for producing fine powder by atomizing molten materials with gases | |
US4566614A (en) | Casting nozzle | |
JPH06340904A (en) | Preparation of metal particle from molten metal | |
KR960006048B1 (en) | Method and device for the granulation of a molten material | |
KR20210101086A (en) | fluid spraying nozzle assembly | |
JPH04219161A (en) | Device and method for atomizing liquid | |
US5190701A (en) | Method and equipment for microatomizing liquids, preferably melts | |
RU2186632C2 (en) | Arc metallization unit | |
WO1993014877A1 (en) | Atomization process | |
DE3330836C2 (en) | ||
RU2183534C2 (en) | Device for production of metal powders | |
KR20230116124A (en) | Apparatus for Manufacturing Metal Powder Using Fluid Spray | |
RU2017588C1 (en) | Device for production of metal powder | |
JPH04247810A (en) | Production of metal powder |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Owner name: HG TECH AB |
|
MA | Patent expired |