一种双炉体切换的气雾化制粉设备的制作方法

    技术2022-10-11  136


    本申请涉及雾化制粉设备技术领域,尤其涉及一种双炉体切换的气雾化制粉设备。



    背景技术:

    金属粉末广泛应用于等离子喷涂、注射成型、热等静压以及3d金属打印等技术领域中,生产金属粉末的主要方法是气雾化制粉技术。气雾化制粉技术的制粉过程是将金属加热至熔融状态,熔融状态的金属通过通孔形成金属流,在金属流的出口设置高速气流,使得金属流在高速气流的冲击下粉碎并形成雾化液滴,雾化液滴在封闭的雾化筒内快速凝固成金属粉末,最后将气体和粉末分离,收集粉末即可完成制粉。

    工业应用中,上述金属粉末的制备过程由气雾化制粉设备来完成。在气雾化制粉设备中,将金属加热至熔融状态的过程称为金属熔炼。目前,常用的熔炼设备是感应电极熔炼设备,感应电极熔炼设备的工作原理是:将金属棒材置于空心的高频线圈内,金属棒材悬空在高频线圈内利用金属的磁性加热,金属棒材在加热作用下熔融,熔融金属垂直往下滴落至雾化室,即可完成金属熔炼。

    但是,发明人在本申请的研究过程中发现,在上述感应电极熔炼设备中,只能熔炼加热棒状的金属,对非棒状的金属(例如:颗粒状的金属)不能直接熔炼加热,导致设备功能单一。



    技术实现要素:

    本申请提供了一种双炉体切换的气雾化制粉设备,以解决利用现有的感应电极熔炼设备进行金属熔炼加热时,设备功能单一这一问题。

    本申请公开的一种双炉体切换的气雾化制粉设备,包括:感应电极熔炼装置、坩埚熔炼装置、雾化塔,旋风分离器,收粉罐、滤筒式除尘器和电源;

    所述雾化塔顶部密封连接所述感应电极熔炼装置或坩埚熔炼装置;所述雾化塔用于将所述感应电极熔炼装置或坩埚熔炼装置加热熔炼后的金属熔液制成粉末;

    所述雾化塔底部与所述旋风分离器通过管道连接,所述旋风分离器用于将所述雾化塔中的粉末与气体分离;所述旋风分离器的底部设置有收粉罐,所述收粉罐用于将所述旋风分离器分离之后的粉末收集;所述滤筒式除尘器与所述旋风分离器上部连接;所述滤筒式除尘器用于将所述旋风分离器分离之后的气体进行除尘后排放;

    所述电源为双感应加热电源,所述电源电连接所述感应电极熔炼装置和坩埚熔炼装置,在电源内通过水冷电动开关切换,在使用感应电极熔炼装置熔炼时切换到高频发生器模式,在坩埚熔炼装置熔炼时切换到中频发生器模式;

    所述感应电极熔炼装置包括:送料机构、装料仓和第一熔炼室,所述送料机构设置在所述感应电极熔炼装置的顶部,装料仓设置在送料机构和所述第一熔炼室之间,所述第一熔炼室包括:第一固定卡套、料棒和高频线圈;所述第一固定卡套固定连接所述送料机构,所述料棒的一端固定在所述第一固定卡套内,所述料棒底部置于所述高频线圈内,所述高频线圈用于加热可置于所述高频线圈内的料棒;所述感应电极熔炼装置通过第一吊臂固定安装在气雾化制粉设备上;

    所述坩埚熔炼装置包括:第二熔炼室;所述第二熔炼室包括:第二固定卡套、塞棒、坩埚、中频线圈、导流管和保温炉;所述第二固定卡套固定连接在所述第二熔炼室顶部,所述塞棒的一端垂直固定在所述第二固定卡套内,所述塞棒的另一端垂直插设于所述坩埚内,所述坩埚底部中心设有开孔,插设于所述坩埚内的塞棒端部与所述开孔相匹配,所述开孔处连接有导流管,所述导流管的另一端延伸至气雾化制粉设备中的滤嘴,所述导流管外围包覆有保温炉,所述保温炉用于为所述导流管中的金属熔液保温;所述坩埚的外围固定设置有所述中频线圈,所述中频线圈和所述坩埚的中心线在一条直线上,所述中频线圈用于加热可置于所述坩埚内的金属;所述坩埚熔炼装置通过第二吊臂固定安装在气雾化制粉设备上。

    可选地,所述中频线圈和所述坩埚之间利用氧化铝纤维真空定型制品填充固定。

    可选地,所述坩埚熔炼装置还包括:陶瓷平台,所述陶瓷平台中心设有通孔,所述陶瓷平台固定设置于所述坩埚的底部,所述通孔与所述坩埚底部中心的开孔重合。

    可选地,所述保温炉为电阻加热保温炉。

    可选地,所述坩埚为陶瓷坩埚或者石墨坩埚。

    可选地,所述高频线圈是用异形铜管绕制而成,所述高频线圈的容量根据气雾化制粉设备的容量确定。

    可选地,所述中频线圈为空心圆柱体结构。

    本申请提供的一种双炉体切换的气雾化制粉设备,包括:感应电极熔炼装置、坩埚熔炼装置、雾化塔,旋风分离器,收粉罐、滤筒式除尘器和电源;感应电极熔炼装置和坩埚熔炼装置设置在雾化塔顶部,旋风分离器通过管道与雾化塔底部连接,所述收粉罐设置在所述旋风分离器底部,所述滤筒式除尘器设置在所述旋风分离器上部,所述电源电连接感应电极熔炼装置和坩埚熔炼装置,采用前述的双炉体切换的气雾化制粉设备,可根据需要熔炼的金属形状和类型切换感应电极熔炼装置和坩埚熔炼装置,可以快速便捷的切换熔炼设备,满足多种形状和种类金属的熔炼制粉,设备功能全面。

    附图说明

    为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

    图1是本申请实施例提供的一种双炉体切换的气雾化制粉设备的主视图;

    图2是本申请实施例提供的一种双炉体切换的气雾化制粉设备的左侧视图;

    图3是本申请实施例中感应电极熔炼装置的结构图;

    图4是本申请实施例中坩埚熔炼装置的结构图。

    其中:1-感应电极熔炼装置;11-送料机构;12-装料仓;13-第一熔炼室;101-第一固定卡套;102-料棒;103-高频线圈;14-第一吊臂;2-坩埚熔炼装置;21-第二熔炼室;201-第二固定卡套;202-塞棒;203-坩埚;2031-开孔;204-中频线圈;205-导流管;206-保温炉;207-陶瓷平台;22-第二吊臂;3-雾化塔;4-旋风分离器;5-收粉罐;6-滤筒式除尘器;7-电源;8-风机部分;9-工控机操作平台;10-工作平台。

    具体实施方式

    为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

    参照图1和图2,示出了一种双炉体切换的气雾化制粉设备,包括:感应电极熔炼装置1、坩埚熔炼装置2、雾化塔3,旋风分离器4,收粉罐5、滤筒式除尘器6和电源7;

    在本申请实施例中,所述感应电极熔炼装置1的熔炼原理是:在金属棒材悬空,棒材下端在高频线圈103内实现快速加热达到熔炼出液滴,这些液滴下落到雾化塔3中的高压喷盘中心,被高压氩气击碎成细小的液滴,随气体飞行冷却成颗粒的球形粉末。所述感应电极熔炼的方式主要用于活泼性钛合金,难熔合金。因不接触任何陶瓷,所以成分不受掺杂,得到纯净的金属或合金熔液。

    所述坩埚熔炼装置2的熔炼原理是金属块料,颗粒或合金锭在坩埚203内加热到熔炼工艺温度,熔炼好的金属熔液再经过陶瓷导流管205将熔液送达雾化塔3中的高压气喷盘中心。坩埚熔炼主要用于铁基,镍基,钴基,铜基,铝基,银基等金属,且对金属的形状没有限制。

    所述雾化塔3顶部密封连接所述感应电极熔炼装置1或坩埚熔炼装置2;所述雾化塔3用于将所述感应电极熔炼装置1或坩埚熔炼装置2加热熔炼后的金属熔液制成粉末。

    其中,所述雾化塔3顶部法兰处连接所述感应电极熔炼装置1或坩埚熔炼装置2,当需要使用所述感应电极熔炼装置1进行熔炼时,所述雾化塔3顶部密封连接所述感应电极熔炼装置1;当需要使用坩埚熔炼装置2时,所述雾化塔3顶部密封连接坩埚熔炼装置2。

    另外,所述雾化塔3采用现有技术中的雾化塔3,其具体结构本申请不做具体限定。

    所述雾化塔3底部与所述旋风分离器4通过管道连接,所述旋风分离器4用于将所述雾化塔3中的粉末与气体分离;所述旋风分离器4的底部设置有收粉罐5,所述收粉罐5用于将所述旋风分离器4分离之后的粉末收集;所述滤筒式除尘器6与所述旋风分离器4上部连接;所述滤筒式除尘器6用于将所述旋风分离器4分离之后的气体进行除尘后排放。

    其中,所述收粉罐5可根据实际需要设置一个或多个收粉罐5;本实施例中,雾化塔3,旋风分离器4,收粉罐5和滤筒式除尘器6主要是将溶液液滴雾化成金属粉末,然后将金属粉末收集并将气体排出的过程,其中,雾化塔3,旋风分离器4,收粉罐5和滤筒式除尘器6的具体结构、位置关系以及连接关系在现有技术中有详细描述,在此不做过多描述。

    所述电源7为双感应加热电源7,所述电源7电连接所述感应电极熔炼装置1和坩埚熔炼装置2,在电源7内通过水冷电动开关切换,在使用感应电极熔炼装置1熔炼时切换到高频发生器模式,在坩埚熔炼装置2熔炼时切换到中频发生器模式。

    本实施例中,所述感应电极熔炼装置1和坩埚熔炼装置2连接同一个电源7,通过电源7的高频发生器和中频发生器切换实现供电,其中,当需要给所述感应电极熔炼装置1供电时,将电源7的发生器切换至高频发生器模式,当需要给坩埚熔炼装置2供电时,将电源7中的发生器切换至中频发生器模式;采用同一个电源7实现两种熔炼装置的供电,缩减了整体设备的体积,节约成本。

    参照图3,示出了一种感应电极熔炼装置1结构图以及第一熔炼室13内部放大图,所述感应电极熔炼装置1包括:送料机构11、装料仓12和熔炼室,所述送料机构11设置在所述感应电极熔炼装置1的顶部,装料仓12设置在送料机构11和所述熔炼室之间,所述第一熔炼室13包括:第一固定卡套101、料棒102和高频线圈103;所述第一固定卡套101固定连接所述送料机构11,所述料棒102的一端固定在所述第一固定卡套101内,所述料棒102底部置于所述高频线圈103内,所述高频线圈103用于加热可置于所述高频线圈103内的料棒102;所述感应电极熔炼装置1通过第一吊臂14固定安装在气雾化制粉设备上;

    可选地,所述高频线圈103是用异形铜管绕制而成,所述高频线圈103的容量根据气雾化制粉设备的容量确定。

    其中,所述第一固定卡套101端部设置有第一凹槽,第一凹槽的大小与所述料棒102的宽度相匹配,使得料棒102可以卡合在所述第一固定卡套101内。

    本实施例中,所述高频线圈103可通过高频电极连接所述电源7,使电源7给所述高频线圈103供电,进而加热高频线圈103。所述料棒102是悬空在所述高频线圈103内,利用高频线圈103与金属形成磁场,使得金属棒材悬空在磁场内加热。在上述加热方法中,金属与高频线圈103没有直接接触,因此,可加热熔炼高纯金属或难容金属。

    参照图4,示出了一种坩埚熔炼装置2的结构图以及第二熔炼室21的内部放大图,所述坩埚熔炼装置2包括:第二熔炼室21;所述第二熔炼室21包括:第二固定卡套201、塞棒202、坩埚203、中频线圈204、导流管205和保温炉206;所述第二固定卡套201固定连接在所述第二熔炼室21顶部,所述塞棒202的一端垂直固定在所述第二固定卡套201内,所述塞棒202的另一端垂直插设于所述坩埚203内,所述坩埚203底部中心设有开孔2031,插设于所述坩埚203内的塞棒202端部与所述开孔2031相匹配,所述开孔2031处连接有导流管205,所述导流管205的另一端延伸至气雾化制粉设备中的滤嘴,所述导流管205外围包覆有保温炉206,所述保温炉206用于为所述导流管205中的金属熔液保温;所述坩埚203的外围固定设置有所述中频线圈204,所述中频线圈204和所述坩埚203的中心线在一条直线上,所述中频线圈204用于加热可置于所述坩埚203内的金属;所述坩埚熔炼装置2通过第二吊臂22固定安装在气雾化制粉设备上。

    其中,所述第二固定卡套201端部设置有第二凹槽,第二凹槽的大小与所述塞棒202的宽度相匹配,使得所述塞棒202可以卡合在所述第二固定卡套201内。

    另外,所述中频线圈204的内直径和高度稍比所述坩埚203外形尺寸大10%,保证中频线圈204完全覆盖坩埚203,使得坩埚203受热均匀。

    本实施例中,所述塞棒202的作用是在加热时,将坩埚203底部的开孔2031塞住,当加热完成后,拔出塞棒202,坩埚203中的金属熔液经导流管205经过滤嘴下落到限制式喷嘴中心轴,液流被高压气体冲击形成细小的液滴,随保护气体继续下落冷却成球形粉末。导流管205外部的保温炉206可确保金属熔液温度。

    进一步地,本申请中的双炉体切换的气雾化制粉设备还包括:风机部8、控制部分及工作平台10;

    其中,所述风机本包括:罗茨真空泵和滑阀泵,当然,也可以根据实际需要设置其他的真空泵,本申请不做具体限定。所述工作平台10为三层,用于支撑所述气雾化设备,所述控制部分包括控制柜和工控机操作平台9,所述工控机操作平台9设置在所述雾化塔3顶部一侧,所述工控机操作平台9用于操作所述气雾化设备的工作以及监控所述气雾化设备的参数。

    本申请提供的一种双炉体切换的气雾化制粉设备,包括:感应电极熔炼装置1、坩埚熔炼装置2、雾化塔3,旋风分离器4,收粉罐5、滤筒式除尘器6和电源7;感应电极熔炼装置1和坩埚熔炼装置2设置在雾化塔3顶部,旋风分离器4通过管道与雾化塔3底部连接,所述收粉罐5设置在所述旋风分离器4底部,所述滤筒式除尘器6设置在所述旋风分离器4上部,所述电源7电连接感应电极熔炼装置1和坩埚熔炼装置2,采用前述的双炉体切换的气雾化制粉设备,可根据需要熔炼的金属形状和类型切换感应电极熔炼装置1和坩埚熔炼装置2,可以快速便捷的切换熔炼设备,满足多种形状和种类金属的熔炼制粉,设备功能全面。

    可选地,所述中频线圈204和所述坩埚203之间利用氧化铝纤维真空定型制品填充固定。

    其中,所述中频线圈204和所述坩埚203之间留有空隙,利用氧化铝纤维真空定型制品将空隙填充固定,氧化铝纤维真空定型制品具有良好的导热性能,且耐高温,同时,解决了所述中频线圈204和所述坩埚203之间固定的问题。

    进一步地,所述坩埚熔炼装置2还包括:陶瓷平台207,所述陶瓷平台207中心设有通孔,所述陶瓷平台207固定设置于所述坩埚203的底部,所述通孔与所述坩埚203底部中心的开孔重合。

    其中,所述陶瓷平台207的作用是固定所述坩埚203和中频线圈204。

    可选地,所述保温炉206为电阻加热保温炉。

    其中,所述保温炉206采用电阻加热的原因是:电阻加热速度快,且加热温度比较容易控制。

    可选地,所述坩埚203为陶瓷坩埚或者石墨坩埚。

    其中,坩埚203的材质可根据熔炼金属的类型选定,本申请不做具体限定。

    可选地,所述中频线圈204为空心圆柱体结构。

    其中,所述中频线圈204的形状是根据坩埚203的形状设定的,保证中频线圈204可以完全覆盖坩埚203,使得坩埚203受热均匀。

    以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明,不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解,在不偏离本申请精神和范围的情况下,可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进,这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。


    技术特征:

    1.一种双炉体切换的气雾化制粉设备,其特征在于,包括:感应电极熔炼装置(1)、坩埚熔炼装置(2)、雾化塔(3),旋风分离器(4),收粉罐(5)、滤筒式除尘器(6)和电源(7);

    所述雾化塔(3)顶部密封连接所述感应电极熔炼装置(1)或坩埚熔炼装置(2);所述雾化塔(3)用于将所述感应电极熔炼装置(1)或坩埚熔炼装置(2)加热熔炼后的金属熔液制成粉末;

    所述雾化塔(3)底部与所述旋风分离器(4)通过管道连接,所述旋风分离器(4)用于将所述雾化塔(3)中的粉末与气体分离;所述旋风分离器(4)的底部设置有收粉罐(5),所述收粉罐(5)用于将所述旋风分离器(4)分离之后的粉末收集;所述滤筒式除尘器(6)与所述旋风分离器(4)上部连接;所述滤筒式除尘器(6)用于将所述旋风分离器(4)分离之后的气体进行除尘后排放;

    所述电源(7)为双感应加热电源(7),所述电源(7)电连接所述感应电极熔炼装置(1)和坩埚熔炼装置(2),在电源(7)内通过水冷电动开关切换,在使用感应电极熔炼装置(1)熔炼时切换到高频发生器模式,在坩埚熔炼装置(2)熔炼时切换到中频发生器模式;

    所述感应电极熔炼装置(1)包括:送料机构(11)、装料仓(12)和第一熔炼室(13),所述送料机构(11)设置在所述感应电极熔炼装置(1)的顶部,装料仓(12)设置在送料机构(11)和所述第一熔炼室(13)之间,所述第一熔炼室(13)包括:第一固定卡套(101)、料棒(102)和高频线圈(103);所述第一固定卡套(101)固定连接所述送料机构(11),所述料棒(102)的一端固定在所述第一固定卡套(101)内,所述料棒(102)底部置于所述高频线圈(103)内,所述高频线圈(103)用于加热可置于所述高频线圈(103)内的料棒(102);所述感应电极熔炼装置(1)通过第一吊臂(14)固定安装在气雾化制粉设备上;

    所述坩埚熔炼装置(2)包括:第二熔炼室(21);所述第二熔炼室(21)包括:第二固定卡套(201)、塞棒(202)、坩埚(203)、中频线圈(204)、导流管(205)和保温炉(206);所述第二固定卡套(201)固定连接在所述第二熔炼室(21)顶部,所述塞棒(202)的一端垂直固定在所述第二固定卡套(201)内,所述塞棒(202)的另一端垂直插设于所述坩埚(203)内,所述坩埚(203)底部中心设有开孔(2031),插设于所述坩埚(203)内的塞棒(202)端部与所述开孔(2031)相匹配,所述开孔(2031)处连接有导流管(205),所述导流管(205)的另一端延伸至气雾化制粉设备中的滤嘴,所述导流管(205)外围包覆有保温炉(206),所述保温炉(206)用于为所述导流管(205)中的金属熔液保温;所述坩埚(203)的外围固定设置有所述中频线圈(204),所述中频线圈(204)和所述坩埚(203)的中心线在一条直线上,所述中频线圈(204)用于加热可置于所述坩埚(203)内的金属;所述坩埚熔炼装置(2)通过第二吊臂(22)固定安装在气雾化制粉设备上。

    2.根据权利要求1所述的双炉体切换的气雾化制粉设备,其特征在于,所述中频线圈(204)和所述坩埚(203)之间利用氧化铝纤维真空定型制品填充固定。

    3.根据权利要求1所述的双炉体切换的气雾化制粉设备,其特征在于,所述坩埚熔炼装置(2)还包括:陶瓷平台(207),所述陶瓷平台(207)中心设有通孔,所述陶瓷平台(207)固定设置于所述坩埚(203)的底部,所述通孔与所述坩埚(203)底部中心的开孔(2031)重合。

    4.根据权利要求1所述的双炉体切换的气雾化制粉设备,其特征在于,所述保温炉(206)为电阻加热保温炉(206)。

    5.根据权利要求1所述的双炉体切换的气雾化制粉设备,其特征在于,所述坩埚(203)为陶瓷坩埚或者石墨坩埚。

    6.根据权利要求1所述的双炉体切换的气雾化制粉设备,其特征在于,所述高频线圈(103)是用异形铜管绕制而成,所述高频线圈(103)的容量根据气雾化制粉设备的容量确定。

    7.根据权利要求1所述的双炉体切换的气雾化制粉设备,其特征在于,所述中频线圈(204)为空心圆柱体结构。

    技术总结
    本申请实施例公开的一种双炉体切换的气雾化制粉设备,包括:感应电极熔炼装置、坩埚熔炼装置、雾化塔,旋风分离器,收粉罐、滤筒式除尘器和电源;感应电极熔炼装置和坩埚熔炼装置设置在雾化塔顶部,旋风分离器通过管道与雾化塔底部连接,所述收粉罐设置在所述旋风分离器底部,所述滤筒式除尘器设置在所述旋风分离器上部,所述电源电连接感应电极熔炼装置和坩埚熔炼装置,采用前述的双炉体切换的气雾化制粉设备,可根据需要熔炼的金属形状和类型切换感应电极熔炼装置和坩埚熔炼装置,可以快速便捷的切换熔炼设备,满足多种形状和种类金属的熔炼制粉,设备功能全面。

    技术研发人员:杨永中
    受保护的技术使用者:株洲汉和工业设备有限公司
    技术研发日:2019.05.09
    技术公布日:2020.04.03

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