一种气雾化设备的制作方法-k8凯发

本申请涉及增材制造，具体而言，涉及一种气雾化设备。

背景技术：

1、现有的金属粉末气雾化设备是通过单通道圆形截面的导流管形成圆柱型的金属熔体液流，并在导流管下方通过雾化喷盘喷出超音速雾化气体形成回流区，圆柱型金属熔体液流在回流区上升气流作用下沿径向铺展成伞状液膜，随后伞状液膜被超音速雾化气体冲击而雾化，最终实现金属粉末的生产，由于回流区由超音速雾化气流控制，回流区内气流压力及速度稳定性较低，极端情况下金属熔体返喷导流管和雾化喷盘，导致导流管堵塞和雾化喷盘损坏。

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技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种气雾化设备，大幅度降低环型导流管的堵塞风险，极大降低金属熔体返喷环型导流管或雾化喷盘的可能性，同时有效提高单位时间内的雾化效率。

2、本申请提供了一种气雾化设备，包括熔炼室、雾化室、环型导流管、旋流喷盘、雾化喷盘、第一供气装置和第二供气装置；

3、所述雾化室设置在所述熔炼室的下方，所述熔炼室内设置有中间包，所述中间包的下方设置有所述环型导流管，所述环型导流管延伸至所述雾化室内，所述环型导流管具有中心通孔和围绕所述中心通孔设置的内流道，所述内流道为环型流道，所述环型导流管包括从上至下依次连接的进口段、储液池段和出口段，所述出口段的内流道的内径比所述进口段的内流道的外径大，所述旋流喷盘同轴设置在所述中心通孔的下端，所述环型导流管用于将所述中间包的金属熔体从所述中间包的下方引流形成环型液流，所述第一供气装置用于向所述旋流喷盘输气以使所述旋流喷盘喷出旋转射流，所述旋转射流将从所述环型导流管流出的所述环型液流进行径向扩散形成薄液膜；

4、所述雾化喷盘同轴套设在所述环型导流管上，所述雾化喷盘的喷射方向向下且朝向所述环型导流管的中心轴线倾斜，所述第二供气装置用于向所述雾化喷盘输气以使所述雾化喷盘喷出雾化气流，以将所述薄液膜雾化。

5、通过上述设置，既可以大幅度降低环型导流管的堵塞风险，并且提高气雾化设备在单位时间内雾化的金属熔体流量，也即提高了气雾化设备的生产效率，又可以有效地避免金属熔体返喷环型导流管或雾化喷盘，有利于提高雾化过程的稳定性。

6、可选地，所述出口段的内流道靠近所述环型导流管的中轴线一侧的内侧壁面的母线相对于所述环型导流管中轴线倾斜，所述出口段的内流道靠近所述环型导流管的中轴线一侧的内侧壁面的母线与所述环型导流管的中轴线具有第一夹角，所述出口段的内流道靠近所述环型导流管的中轴线一侧的内侧壁面的母线从上往下逐渐远离所述环型导流管中轴线。

7、通过上述设置，有利于旋转射流把环型液流扩散至雾化气流中，同时防止雾化气流产生的回流区的气流将环型液流吹向环型导流管的中心。

8、可选地，所述出口段的内流道靠近所述环型导流管的中轴线一侧的内侧壁面与远离所述环型导流管的中轴线一侧的内侧壁面之间的距离从上至下逐渐变小。

9、通过上述设置，同样有利于旋转射流把环型液流扩散至雾化气流中，同时防止雾化气流产生的回流区的气流将环型液流吹向环型导流管的中心。

10、可选地，所述出口段的内流道的宽度不变。

11、可选地，所述储液池段沿所述进口段的径向方向朝外延伸，所述储液池段的高度为所述出口段的出口宽度的4倍-8倍。

12、通过上述设置，使从出口段流出的环型液流在周向上均具有相同的流速和流量，有利于提高雾化过程的稳定性。

13、可选地，所述雾化喷盘的出口横截面的法线与所述环型导流管的中轴线具有第二夹角，所述第二夹角为0°-45°。

14、可选地，所述旋流喷盘包括从上至下依次连接的进气室、旋流发生器和出风段，所述第一供气装置与所述进气室连接，所述旋流发生器用于将所述第一供气装置输入的气体转变为所述旋转射流，所述出风段为喇叭状结构且所述出风段的开口从上到下逐渐增大，所述旋转射流从所述出风段喷出。

15、可选地，所述出风段的侧壁的母线与所述旋流喷盘的中轴线之间具有第三夹角，所述第三夹角满足以下关系：

16、；

17、式中，为所述第二夹角，为所述第三夹角。

18、可选地，还包括第一收粉罐、第二收粉罐、第三收粉罐、旋风分离器、除尘器和引风机；

19、所述第一收粉罐设置在所述雾化室的出口的下方且与所述雾化室出口连通，所述雾化室的下方通过第一管道与所述旋风分离器连通，所述旋风分离器的下方设置有第二收粉罐，所述旋风分离器的上方通过第二管道与所述除尘器连通，所述第三收粉罐设置在所述除尘器的下方，所述除尘器的上方设置有第一开口与所述引风机连通；

20、所述第一收粉罐用于收集所述雾化室中的颗粒，所述第二收粉罐用于收集所述旋风分离器中的粉末，所述第三收粉罐用于收集所述除尘器中的粉末，所述引风机用于对所述雾化室的排气提供流动的抽吸力。

21、可选地，所述第一供气装置为升压机，所述升压机与所述除尘器连通，所述升压机用于将所述除尘器排出的气体进行升压，并通过第三管道与所述旋流喷盘连通。

22、有益效果：本申请提供的一种气雾化设备，通过设置环型导流管的内流道为环型流道，可以大幅度降低环型导流管堵塞的风险，且出口段的出口截面的总面积相较于现有的导流管出口截面（圆形）的总面积要大，可以大幅度提高气雾化设备在单位时间内雾化的金属熔体流量，也即提高了气雾化设备的生产效率，并且通过在中心通孔的下端同轴设置旋流喷盘，旋转射流一方面能够将环型导流管流出的环型液流进行径向扩散形成薄液膜，以实现环型液流在被超音速雾化气流雾化前的厚度减薄和预破碎，从而方便其被雾化喷盘喷出的雾化气流雾化，另一方面同时向雾化气流进行补气，降低超音速雾化气流控制的回流区的波动范围，有效地避免金属熔体返喷环型导流管或雾化喷盘，从而有利于提高雾化过程的稳定性。

技术特征：

1.一种气雾化设备，其特征在于，包括熔炼室（11）、雾化室（12）、环型导流管（14）、旋流喷盘（15）、雾化喷盘（13）、第一供气装置和第二供气装置；

2.根据权利要求1所述的气雾化设备，其特征在于，所述出口段（143）的内流道靠近所述环型导流管（14）的中轴线一侧的内侧壁面的母线相对于所述环型导流管（14）中轴线倾斜，所述出口段（143）的内流道的内侧壁面的母线与所述环型导流管（14）的中轴线具有第一夹角，所述出口段（143）的内流道的内侧壁面的母线从上往下逐渐远离所述环型导流管（14）中轴线。

3.根据权利要求2所述的气雾化设备，其特征在于，所述出口段（143）的内流道靠近所述环型导流管（14）的中轴线一侧的内侧壁面与远离所述环型导流管（14）的中轴线一侧的内侧壁面之间的距离从上至下逐渐变小。

4.根据权利要求1所述的气雾化设备，其特征在于，所述出口段（143）的内流道的宽度不变。

5.根据权利要求1所述的气雾化设备，其特征在于，所述储液池段（142）沿所述进口段（141）的径向方向朝外延伸，所述储液池段（142）的高度为所述出口段（143）的出口宽度的4倍-8倍。

6.根据权利要求1所述的气雾化设备，其特征在于，所述雾化喷盘（13）的出口横截面的法线与所述环型导流管（14）的中轴线具有第二夹角，所述第二夹角为0°-45°。

7.根据权利要求6所述的气雾化设备，其特征在于，所述旋流喷盘（15）包括从上至下依次连接的进气室（151）、旋流发生器（152）和出风段（153），所述第一供气装置与所述进气室（151）连接，所述旋流发生器（152）用于将所述第一供气装置输入的气体转变为所述旋转射流，所述出风段（153）为喇叭状结构且所述出风段（153）的开口从上到下逐渐增大，所述旋转射流从所述出风段（153）喷出。

8.根据权利要求7所述的气雾化设备，其特征在于，所述出风段（153）的侧壁的母线与所述旋流喷盘（15）的中轴线之间具有第三夹角，所述第三夹角满足以下关系：

9.根据权利要求1所述的气雾化设备，其特征在于，还包括第一收粉罐（16）、第二收粉罐（17）、第三收粉罐（18）、旋风分离器（19）、除尘器（20）和引风机（21）；

10.根据权利要求9所述的气雾化设备，其特征在于，所述第一供气装置为升压机（22），所述升压机（22）与所述除尘器（20）连通，所述升压机（22）用于将所述除尘器（20）排出的气体进行升压，并通过第三管道与所述旋流喷盘（15）连通。

技术总结
本申请涉及增材制造技术领域，具体而言，涉及一种气雾化设备，通过设置环型导流管的内流道为环型流道，可以大幅度降低环型导流管堵塞的风险，且出口段的出口截面的总面积相较于现有的导流管出口截面（圆形）的总面积要大，可以大幅度提高气雾化设备在单位时间内雾化的金属熔体流量，也即提高了气雾化设备的生产效率，并且在环型导流管的中心通孔的下端同轴设置旋流喷盘，旋转射流一方面能够将环型导流管流出的环型液流进行扩散形成薄液膜，从而方便被雾化喷盘喷出的雾化气流高效雾化，另一方面同时向雾化气流进行补气，降低超音速雾化气流控制的回流区的波动范围，有效地避免金属熔体返喷环型导流管或雾化喷盘，从而有利于提高雾化过程的稳定性。

技术研发人员：王磊,熊孝经,农晓东,孟宪钊,余立滨,毕云杰
受保护的技术使用者：季华实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8