[發明專利]一種基于水霧化法制粉的可調式霧化桶

有效

• 申請號: 201710028920.8
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106670479B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 柴蓉霞;李凱凱
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司31253
• 代理人: 馮子玲

技術領域

本發明屬于金屬制粉技術領域，具體涉及一種基于水霧化法制粉的可調式霧化桶。

背景技術

金屬粉末在現代工業發展中扮演著越來越重要的角色，被廣泛應用于噴涂、噴焊和激光熔覆等領域。目前所使用的制備金屬粉末的方法有機械粉碎法、水霧化法和氣霧化法等。機械粉碎法主要是通過壓碎、擊碎和磨削等作用將固態金屬碎化成粉末。水霧化法就是以水作為介質，利用高速水流將液態金屬流破碎成小液滴并冷凝成金屬顆粒的方法。氣霧化法就是以氣體為介質，其原理與水霧化法相似，利用高速氣流將液態金屬流破碎成小液滴并冷凝成為金屬顆粒的方法。由于水的比熱容大，冷卻速度快，且水霧化法制得的粉末的粒度、含氧量、結構和形狀等可以通過改變裝置的霧化參數進行調節控制，所以在金屬制粉領域中的應用最為廣泛。

霧化桶是水霧化法制粉核心部分，桶中的霧化水的噴射方式可分為V形噴射和環形噴射。環形噴嘴的夾角是固定的且縫寬均勻性難以保證，熔體易在圓錐內凝固。V形噴射的原理是由兩股呈板狀的霧化介質通過射流方式，讓金屬液流在交叉處(霧化焦點處)被高壓水霧霧化擊碎的過程。在同樣水壓下，V形噴射細粉率更高。霧化夾角是制粉工藝中的一個重要參數，研究表明，霧化夾角對粉末的球形度、粒度和松裝密度等都有一定的影響，對粉末性能的要求不同，所選用的霧化夾角也需隨之變化。目前已有的水霧化法制粉設備的霧化夾角不可調或者調節困難，難以滿足不同工藝的要求。

某些領域所使用的金屬粉末對含氧量還有一定的要求。研究表明，水霧化粉末氧化主要是發生在霧化過程中，金屬液流被擊碎的瞬間,溶液比表面迅速擴張,金屬與水及顆粒周圍的水蒸汽在高溫下發生急劇的氧化反應，采用惰性氣體保護，粉末的含氧量可以大幅降低。安裝惰性氣體噴射裝置，可使粉末氧含量從5000ppm降低到500ppm。

在傳統水霧化噴嘴下方增加額外冷卻水噴嘴，可實現對金屬流進行二次霧化。研究表明，二次霧化效應可使部分尚未凝固的粉末進一步被破碎從而使粉末細化；二次霧化的急冷效果可使粉末冷卻速度由10³K/s增加到10⁴K/s；由于粉末冷卻速度的提高，可使粉末含氧量降低,顆粒外形變得更加不規則。目前市場上已有的水霧化設備中很少設置有用于二次霧化的噴嘴，難以滿足某些工藝的需要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種基于水霧化法制粉的可調式霧化桶。該可調式霧化桶結構簡單，設計新穎合理，通過設置惰性氣體保護系統，在制備含氧量要求較低的粉末時，開啟此系統可有效的抑制液態金屬在霧化過程發生氧化反應，從而有效的降低金屬粉末的含氧量；通過設置霧化水霧化夾角調節系統和冷卻水霧化夾角調節系統，可根據需要調整霧化夾角，操作簡單方便。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種基于水霧化法制粉的可調式霧化桶，其特征在于：包括桶體和安裝于桶體上的桶蓋，所述桶蓋包括與桶體內壁相配合的環形支架，所述環形支架的中心正上方設置有陶瓷坩堝安裝架，所述陶瓷坩堝安裝架上安裝有漏斗狀的陶瓷坩堝，所述陶瓷坩堝安裝架與環形支架之間設置有第一連接板和第二連接板，所述第一連接板和第二連接板的數量均為兩個，兩個第一連接板和兩個第二連接板間隔設置，兩個第一連接板和兩個第二連接板沿環形支架的圓周方向均勻分布，兩個所述第一連接板上均安裝有惰性氣體保護系統，兩個所述第二連接板上均安裝有霧化水霧化夾角調節系統和冷卻水霧化夾角調節系統，所述第一連接板下方設置有呈錐面的蓋板，所述蓋板包括相對設置的第一蓋板和第二蓋板，所述第一蓋板和第二蓋板分別通過第一螺釘安裝于第二連接板兩側，第一蓋板和第二蓋板的外緣均與環形支架的內壁緊密配合；所述桶體下方設置有倒錐形的出料斗，所述出料斗的底部設置有蝶閥。

上述的一種基于水霧化法制粉的可調式霧化桶，其特征在于：所述霧化水霧化夾角調節系統包括安裝于第二連接板一側的第一箱體，以及穿過第二連接板和第一箱體的第一軸，所述第一軸穿出第一箱體的一端固定安裝有第一指針，第一軸的另一端固定安裝有霧化水噴嘴，所述第一箱體上固定安裝有與第一指針相配合的第一刻度盤，所述第一刻度盤位于第一箱體與第一指針之間，所述第一箱體內設置有用于帶動第一軸轉動的第一蝸輪蝸桿機構，所述第一蝸輪蝸桿機構的第一蝸輪套裝于第一軸上，與第一蝸輪相配合的第一蝸桿的一端穿出第一箱體，所述第一蝸桿穿出第一箱體的一端套裝有第二刻度盤，第二刻度盤通過第一緊定螺釘緊固于第一蝸桿上，所述第一箱體外側固定安裝有與第二刻度盤相配合的第二指針。