专利名称：一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用气体雾化熔液制造超细粉体所用的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器。
背景技术：
气体雾化法，又称为喷雾法，它是利用气体雾化介质的动能克服金属液体原子间的键合力而使之分散成粉粒的制粉方法，它适用于多种粉体的生产，如铝、锡、铅、铜、银、镍等多种金属粉末以及黄铜、青铜、不锈钢、合金钢、铁基、镍基、钴基等合金粉末。气体雾化法制取的金属或合金粉末通常为球形或椭球形，由于气体雾化具有高的冷却速度和过冷度，因此气体雾化可有效地减少合金成分的偏析，获得微观组织细小、成分均匀、含氧量低的合金粉体。因此不仅为粉末冶金工业提供优质的原料，也为粉末的其它相关行业，如喷涂、喷 焊、焊料等行业提供优质的金属及合金粉末。此外，通过控制冷凝速率，可以获得具有非晶、准晶、微晶或过饱和固溶体等非平衡组织的粉体，因此气体雾化已经广泛地应用于高性能金属、特种合金、复合材料等高技术领域。雾化的全过程极其复杂，雾化效果受多种因素影响，雾化技术的核心是如何将气体的动能高效地转化成雾化粉末的表面能。雾化中金属液体流的粉碎程度，关键取决于气流的动能。根据动能与质量、速度的关系可知，增大流量和速度，均可使动能增加。动能与速度的平方成正比，因此，提高气流的速度，其效果会更为明显。通常的气体雾化大多数都为亚音速气体雾化，在亚音速气体雾化情况下，粉末的粒度分布很宽，而超音速气体雾化技术使更小粒径和更窄粒度分布粉体颗粒的获得成为可能。雾化器是气体雾化技术的核心，喷嘴控制气流对金属液流的作用过程，使气流的动能转化为新生粉末的表面能，因此雾化器尤其是喷嘴决定了雾化粉末的性能和雾化效率。现有技术中雾化器的结构形式多种多样，按照喷嘴结构分为环孔型雾化器和环缝型雾化器，无论是环缝型还是环孔型结构的雾化器，在使用过程中经常发生喷嘴和导流管堵塞的现象，这至少由以下几方面原因造成的一是金属液在流动过程中因为温度降低出现凝固；二是喷嘴射出的气流或多或少地会喷射到导流管端口产生强烈地冷却，使液流凝固堵死导流管和喷嘴；三是导流管下方的负压紊流区，使金属液滴溅到喷嘴口造成堵死；四是由于金属液滴在雾化过程中出现反溅，即雾化的液滴向气流雾化喷嘴的方向飞行，反溅的金属液滴粘附到气流雾化喷嘴的下端，并且不断凝固积累，最终导致气流雾化喷嘴和导流管堵塞而使雾化过程中断；五是气体雾化法制备合金粉末时经常处于氧化气氛中，势必使合金粉末表面发生氧化；即使处于保护气氛下，但由于保护气体并非完全纯净，因此也不可避免使合金粉末表面发生一定程度氧化，在粉末表面形成薄层氧化膜，一旦氧化膜形成一定的厚度层，液滴表面张力完全失效，影响粉末的成球率。随着化合物量的增多，会将喷嘴和导流管堵塞。一旦喷嘴和导流管堵塞，生产将无法继续进行。尤其对于由于化合物堵塞的情况，常规的将雾化器拆下疏通的办法常常也不能解决问题，这主要是由于化合物的熔点普遍较高的缘故，在这种情况下，只有更换整个雾化器，这大大增加了生产成本，而且也影响制备效率及产品质量。目前，对雾化器进行改进更新的技术有很多，相关专利也有很多，但这些技术大多是有关如何控制金属粉末粒度及如何提高生产效率等方面，本实用新型人在发明名称为一种防止高熔点物质堵塞的喷雾器，专利号为201110452116. 5在专利申请中提到了一种解决雾化器堵塞问题，但依然存在因喷嘴出口与雾化点之间距离过长从而影响雾化粉体达到理想粉碎效果的技术问题，但是缩短喷嘴出口与雾化点之间的距离则容易引起喷嘴和导流管阻塞。而该技术问题正是本实用新型要解决的技术问题。
发明内容本实用新型的目的是为了解决上述的技术问题而提供一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器。 本实用新型的技术方案本实用新型的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器，即提供的用于防止金属或合金堵塞尤其是金属或合金氧化物等化合物堵塞问题的雾化器，它是通过改变雾化器的结构，在导流管与金属外套之间留有的间隙及喷嘴的出气管的间隙内都分别安装发热体。同时，在经常发生氧化物等化合物粘附的导流管出口处和喷嘴的出气管的出气口处的端部分别安装一个可更换的陶瓷圆环和金属圆环，陶瓷圆环的内表面放置或喷涂上与金属或合金熔液及其氧化物或化合物难以粘附的物质，从而达到防止堵塞、解决堵塞的目的。所述的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器，包括导流管、喷嘴，金属外套、陶瓷圆环、金属圆环和金属密封环，另外还包括垫圈；所述的喷嘴上设有两个进气管和两个出气管；特别是所述的喷嘴的两个出气管采用Laval结构，喷嘴的两个Iaval结构的出气管的中轴线之间的夹角在20 0 75 °之间；其中每个Iaval结构的出气管的外围IOmnTlOOmm处都设置间隙，间隙内都安装发热体B，且每个Laval结构的出气管的间隙的端部都采用金属密封环螺纹连接密封，金属密封环下端部凸出于喷嘴出气管下端部；进一步，喷嘴的每个Iaval结构的出气管的出气口处的端部分别与金属圆环连接，所述的金属圆环内径按照Iaval结构的出气管，金属圆环外径处与出气管的端部采用螺纹连接；所述的金属外套的上端中心部分开有与导流管外径相适应的孔，用以安装导流管，金属外套的下端敞口，金属外套安装时导流管与金属外套同心；所述的导流管的上端部的下缘和金属外套的上端部在靠近内径的边缘相应的位置上设有对应的凹入部分的槽，槽里面放置起定位作用的垫圈，最终保证导流管的下端部与金属外套的下端部平齐，所述的垫圈采用塑料或金属垫圈；导流管与金属外套之间设有IOmnTlOOmm的间隙，间隙内安装发热体A ;导流管与金属外套不直接接触，一方面可防止发热体A与金属外套之间的导电，另一方面可大大降低导流管热量的散失；所述的发热体A及发热体B上均设有外接电源接口并与外界电源连接，以防在本实用新型的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器使用中发生金属或低熔点物质堵塞的情况下，可通过发热体A及发热体B同时通电，对堵塞物加热使其升温熔化，达到解决金属或合金堵塞的目的；另外，优选在金属外套靠近发热体A的内表面设有金属反射膜或喷涂而成一层白色反射涂层，是用来反射发热体辐射的能量，从而达到减少能量损耗节能的效果；所述的白色反射涂层所用的涂料优选为氧化锡；所述的陶瓷圆环与导流管等内径，陶瓷圆环的外径小于金属外套下端部内径，陶瓷圆环靠内径的边缘上有一凸台，该凸台结构与导流管下端部的凹入部分相配合；陶瓷圆环安装到导流管的下端部并嵌入到金属外套内，陶瓷圆环的凸台嵌入到导流管下端部的凹入部分上，陶瓷圆环与金属外套采用螺纹连接，安装完后，保证陶瓷圆环上与有凸台一面对应的另一面要凸出于金属外套的下端面；陶瓷圆环的内表面喷涂上与经常发生堵塞的物质，如金属、合金熔液、金属氧化物或金属化合物难以粘附的物质，用来防止氧化物或其它化合物在圆环状物体表面的凝固积累，从而达到防止堵塞、解决堵塞的目的；内表面喷涂物质的选择，将根据不同雾化金属，采用润湿角等方法来确定；所述的金属外套、导流管、陶瓷圆环、金属圆环和金属密封环可以根据雾化金属或合金粉末不同，选择不同的材料；所述的金属外套、金属圆环和金属密封环可选择强度高、易于加工、价廉的材料，如碳钢或不锈钢；所述的导流管、陶瓷圆环可选择耐高温、隔热性好、惰性的、易于加工或即使难于加工但可制成简单形状的材料，如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化锆陶瓷、碳化硅陶瓷及其它耐高温陶瓷；所述的发热体A及发热体B根据雾化金属或合金粉末不同，可选用电炉丝、硅炭棒发热体。上述的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器的组装过程如下首先在喷嘴的两个Iaval结构的出气管的间隙内都安装发热体B，之后在喷嘴的两个aval结构的出气管的间隙的端部都安装金属密封环，随后在喷嘴的两个Iaval结构的出气管的出气口处的端部都安装金属圆环，所述的金属圆环内径按照Iaval结构的出气管，金属圆环外径处与Iaval结构的出气管的端部采用螺纹连接；接着在金属外套里面安装发热体A ；随后在发热体A内侧放入导流管，导流管的中心与金属外套的中心重合，最后在导流管下端部出口处放置陶瓷圆环，从而完成一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器安装。利用上述的一种防止喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器来雾化制备金属或合金超微粉末，即将上述的雾化器的金属外套与熔体炉上的管道连接后即可进行生产，生产过程中万一发生金属或合金等低熔点物质阻塞的情况，接通电源通过发热体A及发热体B进行加热或更换导流管即可。本实用新型的有益效果本实用新型的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器，通过改变雾化器的结构，在导流管和金属外套之间安装发热体A的同时，还在喷嘴出气管引入Laval结构的间隙内都安装发热体B，通过同时加热，可有效地消除金属或合金形成的低熔点堵塞物，还能够预热雾化气体和对金属熔液起到保温作用，能够有效地防止金属熔液因天气变化等原因造成的流动过程中产生的冷却凝固，从而避免喷嘴和导流管下端部堵塞使雾化无法继续的现象发生。此外，发热体的采用，可消除低熔点堵塞物的干扰，因此有利于缩短气流与液流的撞击点到导流管下端部的距离及保持气流的速度，这对于获得更小粒径和更窄粒度分布粉体颗粒非常有利。本实用新型的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器，通过喷嘴的两个Iaval结构的出气管的出气口处的端部和导流管下端部出口处分别安装的可更换的金属圆环和陶瓷圆环，可以在氧化物或其它化合物发生堵塞的情况，通过更换它们，达到保护雾化器其它组件的作用，节约了材料，降低了生产成本。本实用新型的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器中大部分材料采用金属材料，不仅价格低廉、加工方便，可重复使用，而且可防止导流管下端部与高速冷气流接触，受热状态显著改善，抗热震性能提高，不易炸裂。由于金属外套的保护，导流管安全 性能提高，不易发生折断或损坏。Laval结构的使用，可使高压气流通过雾化器被加速到超音速水平，有利于获得更小粒径和更窄粒度分布粉体颗粒。本实用新型的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器，在导流管与金属外套之间有间隙隔热，金属外套不与导流管接触，散热面积减小，喷嘴的两个出气管引入Laval结构，通过Laval结构的出气管的间隙内分别安装发热体B同时预热雾化气体，使导流管不直接接触高速冷气流，这些措施可大幅度保持熔体的温度，减少熔体雾化过热度和减少堵塞的危险；发热体的使用，也为降低雾化过热度提供了保障。熔体过热度的降低，可有效减弱熔体与导流管之间的反应，减轻成分污染，提高粉末的质量。另外，本实用新型的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器，结构简单，使用方便，成本低，可以多次重复使用，可以快速地将堵塞疏通而不损坏雾化器，因此解决堵塞、疏通堵塞效果好，可以大大节省为疏通或更换喷嘴和导流管的工作，提高了生产效率，降低了劳动强度。
图I、本实用新型的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器的结构示意图，图中I为导流管，2为垫圈，3为金属外套，4为发热体A，5为导流管与金属外套之间的间隙，6为反射涂层，7为陶瓷圆环，8为喷嘴，91和92为喷嘴的进气管，101和102为喷嘴的两个Laval结构的出气管的间隙，111和112为喷嘴的两个Laval结构的出气管，121和122为发热体B，131和132为金属密封环，141和142为金属圆环；图2、本实用新型的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器中喷嘴的右侧Laval结构的出气管111、发热体B121、金属密封环131和金属圆环141的结构示意放大图，其中101为喷嘴的出气管的间隙，111为喷嘴的Laval结构的出气管，121为发热体B，131为金属密封环，141为金属圆环。
具体实施方式
[0041]下面通过实施例并结合附图对本实用新型作进一步阐述，但并不限制本实用新型。实施例1[0043]一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器，其结构示意图如图I所示，它包括I为导流管，2为垫圈，3为金属外套，4为发热体A，5为导流管与金属外套之间的间隙，6为反射涂层，7为陶瓷圆环，8为喷嘴，91和92为喷嘴的进气管，101和102为喷嘴的两个Iaval结构的出气管的间隙，111和112为喷嘴的两个Laval结构的出气管，121和122为发热体B，131和132为金属密封环，141和142为金属圆环；所述的喷嘴8上设有喷嘴的两个进气管91和92及两个Laval结构的出气管111和 112 ；所述的喷嘴8的两个Laval结构的出气管111和112的中轴线之间的夹角在20 0 75。之间，两个Iaval结构的出气管111和112的外围IOmnTlOOmm处设置间隙101和102，间隙101和102内安装发热体B121和122，喷嘴8的两个Laval结构的出气管111和112的出气口处的端部安装金属圆环141和142,金属圆环141和142的内径按照Iaval结构的出气管111和112，金属圆环141和142的外径处与两个Iaval结构的出气管111和112的端部采用螺纹连接，喷嘴8的两个Laval结构的出气管111和112的间隙101和102的端部采用金属密封环131和132螺纹密封连接；所述的金属外套3为圆筒状，采用碳钢或不锈钢材料，金属外套3的上端中心部分开有与导流管I外径相适应的孔，用以安装导流管I，金属外套3的下端敞口 ；所述的导流管I采用氧化铝陶瓷，安装时使导流管I与金属外套3同心，导流管I的上端部的下缘和金属外套3上端部在靠近内径的边缘相应的位置上设有对应的凹入部分的槽，槽里面放置的垫圈2起定位作用，以保证导流管I与金属外套3下端部平齐；导流管I与金属外套3之间设有IOmnTlOOmm的间隙5,在间隙5里安装发热体A4,发热体A4及上述的发热体B121和122上均设有外接电源接口并与外界电源连接，在本实用新型的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器发生金属或低熔点物质堵塞的情况下，可通过发热体A4和发热体B121和122通电，对堵塞物加热使其升温熔化，达到防止金属或合金堵塞的目的；在金属外套3靠近发热体A4的内表面喷涂一层氧化锡而成白色反射涂层6，当发热体A4工作时，白色反射涂层6对发热体A4辐射的热量起反射作用，防止热量的消耗；所述的陶瓷圆环7采用氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化锆陶瓷或碳化硅陶瓷材料，陶瓷圆环7与导流管1等内径，陶瓷圆环7的外径小于金属外套3下端部内径，陶瓷圆环7靠内径的边缘上有一凸台，该凸台结构与导流管下端部的凹入部分相配合；陶瓷圆环7安装到导流管I的下端部并嵌入到金属外套3内，陶瓷圆环7的凸台嵌入到导流管1下端部的凹入部分上，陶瓷圆环7与金属外套3采用螺纹连接，安装完后，保证陶瓷圆环7上与有凸台一面对应的另一面要凸出于金属外套3的下端面；陶瓷圆环7的内表面喷涂上与金属或合金熔液及其氧化物或化合物难以粘附的物质；当本实用新型的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器发生高熔点物质堵塞的情况下，可通过更换陶瓷圆环7或者金属圆环141和142。当雾化器的陶瓷圆环7或金属圆环141和142拆卸以后，其上的粘附物可采用硬质合金、立方氮化硼或金刚石刀具等切割工具除去。应用实施例I实施例I所述的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器在金属或合金超微粉末制备过程中的应用，方法如下雾化器的组装首先在Laval结构的喷嘴的两个出气管111和112处设置的间隙101和102内都安装发热体B121和122，之后在喷嘴的两个出气管111和112的间隙101和102的端部螺纹安装金属密封环131和132，随后在喷嘴的两个出气管111和112的出气口处的端部安装金属圆环141及142，所述的金属圆环141及142内径按照出气管的Iaval结构，金属 圆环141和142的外径处与出气管111和112的端部采用螺纹连接，具体见图2以一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器中喷嘴的右侧Laval结构的出气管111、发热体B121、金属密封环131和金属圆环141的结构示意放大图为例进行说明，其中101为喷嘴的出气管的间隙，111为喷嘴的Laval结构的出气管，121为发热体B，131为金属密封环，141为金属圆环；接着在金属外套3里面安装发热体A4 ;随后在发热体A4内侧放入导流管I ;最后在导流管I的下端部出口处放置陶瓷圆环7，从而完成防止高熔点物质堵塞的雾化器的安装；利用上述的一种防止金属或合金堵塞型的雾化器来雾化制备金属或合金细粉，SP将上述的雾化器的导流管I与熔体炉上的管道连接后即可进行生产，生产过程中陶瓷圆环7或金属圆环14处万一发生金属或合金阻塞的情况，接通电源加热使发热体A4或发热体B121和122起作用或更换陶瓷圆环7及金属圆环141和142，可继续生产，从而提高了生产效率。通过使用结果表明，与现有雾化器相比，本实用新型的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器在金属或合金粉体制备中的使用可防止金属或合金的阻塞问题从而降低了物料的损耗，即节约了材料，降低了生产成本，也提高了产品的质量。上述内容仅为本实用新型构思下的基本说明，而依据本实用新型的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器，包括导流管、喷嘴、金属外套、陶瓷圆环和发热体A, 所述的金属外套的上端中心部分开有与导流管外径相适应的孔，用以安装导流管，金属外套的下端敞口； 所述的导流管的上端部的下缘和金属外套的上端部在靠近内径的边缘设有对应的凹入部分的槽，且金属外套安装时导流管与金属外套同心； 导流管与金属外套之间设有IOmnTlOOmm的间隙，间隙内安装发热体A ; 所述的陶瓷圆环与导流管等内径，陶瓷圆环的外径小于金属外套下端部内径，陶瓷圆环靠内径的边缘上有一凸台，该凸台结构与导流管下端部的凹入部分相配合； 陶瓷圆环安装到导流管的下端部并嵌入到金属外套内，陶瓷圆环的凸台嵌入到导流管下端部的凹入部分上，陶瓷圆环与金属外套采用螺纹连接，安装完后，保证陶瓷圆环上与有凸台一面对应的另一面要凸出于金属外套的下端面； 陶瓷圆环的内表面喷涂上与金属、合金熔液、金属氧化物或金属化合物难以粘附的物质； 其特征在于还包括一个垫圈，所述的垫圈安放在上述的导流管的上端部的下缘和金属外套的上端部在靠近内径的边缘设有对应的凹入部分的槽内； 且所述的喷嘴设有两个进气管和两个Laval结构的出气管，其中每个Iaval结构的出气管的外围IOmnTlOOmm处都设置间隙，间隙内都安装发热体B，且每个Laval结构的出气管的间隙的端部都采用金属密封环螺纹连接密封，金属密封环下端部凸出于喷嘴出气管的下端部； 每个Iaval结构的出气管的出气口处的端部分别与金属圆环连接，所述的金属圆环内径按照Iaval结构的出气管，金属圆环外径处与出气管的端部采用螺纹连接； 所述的发热体A及发热体B上分别设有外接电源接口并与外界电源连接。
2.如权利要求I所述的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器，其特征在于在金属外套靠近发热体A的内表面设有金属反射膜或喷涂而成的白色反射涂层。
3.如权利要求2所述的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器，其特征在于所述的白色反射涂层所用的涂料选用氧化锡。
4.如权利要求3所述的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器，其特征在于所述的陶瓷圆环选用氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化锆陶瓷或碳化硅陶瓷。
5.如权利要求4所述的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器，其特征在于所述的金属外套、金属圆环和金属密封环选用碳钢或不锈钢。
6.如权利要求5所述的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器，其特征在于所述的垫圈采用塑料或金属垫圈。
7.如权利要求6所述的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器，其特征在于所述的发热体A或发热体B选用电炉丝或硅炭棒。
8.如权利要求Γ7任一权利要求所述的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器，其特征在于所述的导流管选用氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化锆陶瓷或碳化硅陶瓷。
专利摘要本实用新型公开一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器，由导流管、喷嘴、金属外套、陶瓷圆环、金属密封环、金属圆环、发热体A及垫圈等组成，导流管与金属外套之间留有的间隙安装发热体A,喷嘴的两个laval结构的出气管的间隙内都安装发热体B。金属外套内表面设有金属反射膜或喷涂而成的白色反射涂层，金属外套与导流管两者的下端部平齐，且与陶瓷圆环采用螺纹连接。喷嘴的两个laval结构的出气管的出气口处的端部都安装金属圆环，出气管的间隙的端部都采用金属密封环螺纹连接密封。本实用新型的一种解决喷嘴和导流管高熔点物质堵塞的雾化器，可有效解决高熔点物质堵塞问题，且具有结构简单、安装方便、节省材料等优点。
文档编号B22F9/08GK202667659SQ20122007006
公开日2013年1月16日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者江国健, 徐家跃 申请人:上海应用技术学院