[發(fā)明專利]一種球化粉末高頻感應(yīng)等離子加熱器的進(jìn)氣組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710340808.8
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN107020386B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱興營;陳連忠;陳海群;劉金濤;周法;劉祥;馬建平
• 申請（專利權(quán)）人: 云航時代(重慶)科技有限公司
• 主分類號: B22F9/14
• 分類號: B22F9/14;B22F1/065
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

本發(fā)明公開了一種球化粉末高頻感應(yīng)等離子加熱器的進(jìn)氣組件，包括：頂罩、中心氣旋流器、邊氣旋流器、和底座。頂罩、中心氣旋流器、邊氣旋流器和底座從上到下依次同軸配合連接；邊氣旋流器下端面與底座上端面中心的下凹部分之間形成邊氣均流室，頂罩下端面中心的上凹部分與中心氣旋流器上端的凸臺外壁之間形成中心氣均流室；邊氣旋流器采用軸向旋轉(zhuǎn)翅片結(jié)構(gòu)，中心氣旋流器采用切向旋氣孔結(jié)構(gòu)，旋氣孔與邊氣旋流器翅片旋轉(zhuǎn)方向一致。本發(fā)明提供加熱器電離所需工作氣體，強化粉末與高溫等離子體氣流的換熱效果，提高粉末的球形化比例。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高溫等離子體技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高頻感應(yīng)等離子加熱器的進(jìn)氣組件。

背景技術(shù)

球形粉末的制備方法主要分為物理法和化學(xué)法。其中，物理法制備球形粉末技術(shù)主要包括霧化法和等離子體法。液相法制備球形粉末技術(shù)主要包括噴霧熱分解法、羰基法和溶膠凝膠法等。

霧化法制得的粉末現(xiàn)狀復(fù)雜，難以制得粒徑＜20μm的微細(xì)粉末，難以得到高的球形化比例，且不適合高熔點金屬的制備。噴霧熱分解法和溶膠-凝膠法(屬化學(xué)制作方法，存在較嚴(yán)重的三廢問題，且同樣不適合于高溫金屬或合金球形粉末的制備。羰基法適用于過渡族金屬(Fe、Co、Ni)及高溶點金屬(Cr、W、Mo)粉末的制備，制備的粉末粒度細(xì)小均勻，具有很高的純凈度，但容易出現(xiàn)嚴(yán)重的團(tuán)聚問題。

等離子體熔融球化技術(shù)被認(rèn)為是獲得致密、規(guī)則球形顆粒的最有效手段，等離子體的溫度場是化學(xué)燃燒的5倍以上，可以融化高熔點的金屬或合金材料。等離子體球化處理技術(shù)按照等離子體的激發(fā)方式可分為直流等離子體和高頻感應(yīng)等離子體兩大類。相較于直流等離子體，高頻等離子體體球化處理技術(shù)具有以下優(yōu)點：(1)等離子區(qū)溫度分布相對均勻平坦；(2)驟冷速度高(-10⁵K/S)；(3)產(chǎn)品無團(tuán)聚，產(chǎn)品純度高。由于整個過程處于連續(xù)、非接觸式的狀態(tài)，而且高頻等離子體沒有電極，因而可以避免產(chǎn)品引入雜質(zhì)，可以得到高純的產(chǎn)品，三廢處理簡單；(4)高頻等離子體和等離子火焰焰流的速度比較低且比較均與，屬于“軟”的等離子體，因此擁有更長的反應(yīng)區(qū)停留時間，這對粉末的吸熱溶融是十分有利的；(5)產(chǎn)物粒徑分布均勻、球化率高。通過對參數(shù)的控制，可以得到球化率90％以上的產(chǎn)品且工藝流程短、連續(xù)、易控。

高頻等離子體加熱器是高頻等離子加熱制備球形粉末系統(tǒng)的核心設(shè)備，其工作原理為：高頻電源提供的高頻電流通過反應(yīng)器的線圈在加熱器內(nèi)產(chǎn)生強烈的電磁耦合，使得進(jìn)入加熱器感應(yīng)區(qū)的工作氣體發(fā)生電離，形成高溫等離子體火焰，欲處理的粉末通過高溫等離子體火焰時，收到高溫等離子體氣流的加熱，表面產(chǎn)生微融，在張力的作用下形成球形粉末并進(jìn)行后續(xù)的冷卻等處理。工作氣體的進(jìn)氣量、進(jìn)氣方式和進(jìn)氣位置的設(shè)計對保證加熱電離效果、控制粉體在加熱器內(nèi)的形成，強化粉末與熱等離子氣流的換熱效果等都起到至關(guān)重要的作用。現(xiàn)有的進(jìn)氣方式不能滿足高頻等離子體加熱器的進(jìn)氣需求，在進(jìn)氣量、進(jìn)氣方式和進(jìn)氣位置方面存在缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種球化粉末高頻感應(yīng)等離子加熱器的進(jìn)氣組件，提供加熱器電離所需工作氣體，強化粉末與高溫等離子體氣流的換熱效果，提高粉末的球形化比例。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種球化粉末高頻感應(yīng)等離子加熱器的進(jìn)氣組件，包括：頂罩、中心氣旋流器、邊氣旋流器和底座；頂罩、中心氣旋流器、邊氣旋流器和底座從上到下依次同軸配合安裝；邊氣旋流器下端面與底座上端面中心的下凹部分之間形成邊氣均流室，頂罩下端面中心的上凹部分與中心氣旋流器上部的凸臺外壁之間形成中心氣均流室；氣體從頂罩上的中心氣通氣道進(jìn)入中心氣均流室，并通過中心氣旋流器上部環(huán)形凸臺結(jié)構(gòu)上的徑向旋氣孔使氣體旋轉(zhuǎn)進(jìn)入內(nèi)石英管；氣體從邊氣旋流器上的邊氣通氣道進(jìn)入邊氣均流室，并通過邊氣旋流器下部套筒結(jié)構(gòu)壁上的軸向旋轉(zhuǎn)翅片使氣體旋轉(zhuǎn)進(jìn)入放電燈管。