一种真空气雾化制粉分级装置的制作方法

本发明涉及真空气雾化设备生产领域，尤其涉及一种真空气雾化制粉分级装置。

背景技术：

雾化制粉是一种通过真空气雾化技术制备，该技术是用高纯度的惰性气体，通过特殊结构的喷嘴，将熔融的金属液喷吹成细小的液滴，液滴冷却后形成金属粉末。该方法生产的金属粉末粒度并非均匀分布，一般呈正态分布，即从较细的粉末(5μm以下)到较粗的粉末(300μm以上)均有分布。通过调节喷嘴结构、气体压力等参数，可以调整粉末中位粒径的大小，从而提高目标粉所占的比例，然后利用筛分方法将目标粉筛分出来。目前，筛分主要分为振动筛分和气流分级设备筛分。

气流分级设备筛分是利用离心作用进行分级，由于惰性气体的成本较高，目前市面上用于工业生产的气流分级设备，均是使用空气作为粉末流动的载体。由于空气中含有20％左右的氧气，会在分级过程中与粉末发生反应，使粉末的表面氧化，提高粉末整体的氧含量，而氧含量又是金属粉末最重要的指标之一，若为了控制易氧化粉体的含氧量还需要使用额外的惰性气体作为粉末流动的载体，这又会增加生产成本；而且现有技术中对金属雾化粉末筛分分级前需要冷却后的金属雾化粉末转移至气流分级设备中，这也会增加生产工序。因此，现阶段对于大多数金属粉末的筛分过程较为复杂，筛分效率低，生产成本和金属粉末的氧含量难以同时保证。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种真空气雾化制粉分级装置，该装置使粉末从生产到筛分，一次性完成，无需进行粉末在生产设备与筛分设备之间的转运操作，大大提高生产效率，金属粉末的含氧量低，产品质量高，二次利用雾化气体，降低生产成本。

为了实现上述目的，本发明提出了一种真空气雾化制粉分级装置，包括：制粉装置，所述制粉装置内限定出制粉腔室，所述制粉腔室具有出口，所述制粉腔室内适于通入金属溶液和用于将所述金属溶液破碎成多个金属液滴的雾化气体，破碎形成的金属液滴在所述制粉腔室内冷却形成金属粉末，还包括：气流分级装置，所述气流分级装置内限定出分选腔，所述分选腔设有金属进口、适于供粗金属粉末排出的第一金属出口和适于供细金属粉末排出的第二金属出口，所述金属进口与所述出口连通，所述雾化气体可将所述金属粉末由所述制粉腔室吹向所述分选腔。

在该技术方案中，通过将气流分级装置与制粉设备相连通，可以使粉末从生产到筛分，一次性完成，无需进行粉末在生产设备与筛分设备之间的转运操作，大大提高了生产效率；而且雾化气体由制粉设备进入气流分级装置可以二次利用雾化气体，使筛分过程在雾化气体的保护下进行，避免粉末发生空气氧化，提高了产品质量，节约了生产成本。

另外，根据本发明的真空气雾化制粉分级装置，还可以具有如下技术特征：

进一步地，所述金属进口与所述出口之间设有补气装置以驱动所述金属粉末由所述出口流向所述金属进口。

进一步地，所述气流分级装置包括多个并联的分级组，每个所述分级组的金属进口均与所述出口相连。

进一步地，所述制粉装置和所述气流分级装置之间设有分流结构，所述分流结构包括主管和与所述主管连通的多个支管，所述主管与所述出口连通，多个所述支管和多个所述分级组的金属进口一一对应相连。

进一步地，所述分级组包括多个依次串联的子分级装置。

进一步地，每个所述子分级装置均设有所述金属进口、所述第一金属出口和所述第二金属出口，相邻两个所述子分级装置的金属进口和第二金属出口连通，位于两端的子分级装置的其中一个的金属进口与所述出口连通。

进一步地，所述分选腔还设有补气口，所述补气口适于连通气源。

进一步地，还包括布袋除尘装置，所述第二金属出口与所述布袋除尘装置相连。

优选地，所述雾化气体为氩气。

优选地，气流分级装置为旋风分离装置。

本发明通过将气流分级装置与制粉设备相连通，可以实现在真空气雾化生产同时将金属粉末分级制定粒度，而且二次利用了雾化气体，节约资源，减少浪费，还减少了实际生产步骤，大大提高了生产效率。

附图说明

图1为真空气雾化制粉分级装置结构示意图；

图2为图1结构中分级组的结构示意图；

图中:

制粉装置1；制粉腔室11；出口111；分流结构2；主管21；支管22；第一压力表221；温度表222；补气装置3；补气管31；第一通断阀32；气流分级装置4；分选腔41；金属进口411；第一金属出口412；第二金属出口413；补气口414；电机42；进气管道5；进气主管道51；进气副管道52；第二通断阀521；第二压力表522；布袋除尘装置6；进气口61；出气口62。

具体实施方式

下面结合附图1至图2对本发明作进一步说明。

根据本发明的一种真空气雾化制粉分级装置，包括：制粉装置1，制粉装置1内限定出制粉腔室11，制粉腔室11具有出口111，制粉腔室11内适于通入金属溶液和用于将金属溶液破碎成多个金属液滴的雾化气体，破碎形成的金属液滴在制粉腔室11内冷却形成金属粉末；具体地，金属可以为散料，在制粉腔包括熔炼室、雾化室和连接熔炼室与雾化室的雾化器，在熔炼室内设有熔炼坩埚、保温坩埚和导流通道，金属在熔炼坩埚内熔化后，倒入保温坩埚，并通过与保温坩埚相通的导流通道进入雾化器，由雾化器内的雾化气体将金属液流破碎形成多个金属液滴，滴落至雾化室内同时冷却形成金属粉末；制粉分级装置还包括：气流分级装置4，气流分级装置4内限定出分选腔41，分选腔41设有金属进口411、适于供粗金属粉末排出的第一金属出口412和适于供细金属粉末排出的第二金属出口413，金属进口411与出口111连通，雾化气体可将金属粉末由制粉腔室11吹向分选腔41。具体地，雾化气体为高速气流，可以将金属粉末由制粉腔经出口111吹向分选腔41，而气流分级装置4的分选腔41室内部设有分级涡轮，分级涡轮会发生旋转，在高速旋转的分级涡轮产生的离心力作用下，使金属粗粉末撞击分选腔41内壁后速度消失，沿着分选腔41内壁下降至第一金属出口412，并由位于第一金属出口412下端的金属收集桶进行收集；也就是说，通过将气流分级装置4与制粉设备相连通，可以实现在真空气雾化生产同时将金属粉末分级制定粒度，而且二次利用了雾化气体，节约资源，减少浪费，还减少了实际生产步骤，大大提高了生产效率。值得说明的是，分级涡轮的转速对分选金属颗粒的分级粒度具有重要影响，通过调节分级涡轮的转速，可以控制金属粉末的分级粒度。

可以理解的是，通过将气流分级装置4与制粉设备相连通，可以使粉末从生产到筛分，一次性完成，无需进行粉末在生产设备与筛分设备之间的转运操作，大大提高了生产效率；而且雾化气体由制粉设备进入气流分级装置4可以二次利用雾化气体，使筛分过程在雾化气体的保护下进行，避免粉末发生空气氧化，提高了产品质量，节约了生产成本。

优选地，雾化气体为惰性气体，例如，惰性气体可以为氩气，惰性气体或氮气可以保证金属粉末在生产与筛分的过程中不会发生氧化，从而可以保证金属粉末的产品质量。当然本发明并不限制于此，雾化气体也可以为氮气。

进一步地，如图2所示，金属进口411与出口111之间设有补气装置3以驱动金属粉末由出口111流向金属进口411，具体地，金属粉末在雾化气体的作用下，可以将金属有制粉腔吹向分选腔41，而在实际生产中，会出现雾化气体的气体压力和流速不足的情况，不足以将金属粉末吹向分选腔41内，从而影响筛分效率和筛分效果，通过在金属机进口与出口111之间设置补气装置3可以有效补充由出口111流向金属进口411方向气体流量，使其达到并稳定在指定的参数要求范围内，例如，流速和压力，提高了金属粉末的筛分效率，保证了筛分质量。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，在金属进口411与出口111之间还设有温度表222和第一压力表221，由于雾化气体为高温、高压气体，在随着金属粉末由出口111流向金属进口411的过程中温度和压力对分级装置具有重要影响；例如，当温度过高时，会严重损坏分级装置；当压力不足或过高时会严重影响筛分效率和筛分质量。通过在金属进口411与出口111之间还设有温度表222和第一压力表221，可以有效地实时监测其温度和压力值，保证筛分过程有效地进行。

进一步地，气流分级装置4包括多个并联的分级组，每个分级组的金属进口411均与出口111相连，也就是说，金属粉末和雾化气体的混合物由制粉腔的出口111流出后，被分成多股气流，且多股气流与多个并联的分级组一一对应。例如，在本发明的一个具体实施例中，如图1所示，气流分级装置4包括三个并联的分级组；通过将气流分级装置4设置成多个并联的分级组可以使多个分级组同时对金属粉末进行筛分，从而提高筛分效率，而且雾化气体的气体流速过快，会导致金属粉末分级的精度降低，通过设置多个并联的分级组也可以有效地降低雾化气体的气体流量，使其符合气流分级设备的运转要求。

进一步地，如图1和图2所示，制粉装置1和气流分级装置4之间设有分流结构2，分流结构2包括主管21和与主管21连通的多个支管22，主管21与出口111连通，多个支管22和多个分级组的金属进口411一一对应相连，也就是说，金属粉末由制粉装置1的出口111流出，流经分流机构的主管21，然后通过多个与主管21相连通的支管22将气流混合物进行分流，接着经过分流后的气流混合物会由金属进口411进入气流分级装置4，并对金属粉末进行筛分。由于雾化气体的气流混合物由出口111流出后波动较大，通过设置分流机构可以有效地将气流混合物进行均匀分流，使气流稳定，同时可以提高金属粉末的筛分效率和筛分质量，而且这样也方便制粉装置1与气流分级装置4连接。

进一步地，如图2所示，每个支管22上均设有补气装置3，补气装置3包括补气管31，补气管31的一端与支路连通，补气管31的另一端连通气源，优选地，气源为惰性气体。也就是说，当气流混合物经支管22分流后，支管22上配有第一压力表221，通过第一压力表221实时监控进气的压力，如果压力超出气流分级的要求，则减少分流结构2中对应支管22的开度；如果压力低于气流分级的要求，则使用补气管31道补气，最终使支管22内的压力满足气流分级的使用要求。通过这种实时调节进气量的方式可以保证气流分级装置4筛分的有效进行。

优选地，如图2所示，补气管31上设有可控制气源和支路之间通断的第一通断阀32，具体地，还包括控制器，控制器与第一通断阀32和第一压力表221均电连接，当第一压力表221显示的支管22内的压力超出气流分级的要求压力值时，将压力值反馈给控制器，通过控制器控制第一通断阀32关闭，当第一压力表221显示的支管22内的压力低于气流分级的要求压力值时，将压力值反馈给控制器，通过控制器控制来增加第一通断阀32的开度，使支管22内的压力满足气流分级的使用要求。

进一步地，如图1和图2所示，分级组包括多个依次串联的子分级装置，具体地，每个子分级装置均设有金属进口411、第一金属出口412和第二金属出口413，相邻两个子分级装置的金属进口411和第二金属出口413连通，位于两端的子分级装置的其中一个的金属进口411与出口111连通，也就是说，多个子分级装置由前至后顺次连接，对于中间的子分级装置来说，其金属进口411与前一个子分级装置的第二金属出口413相连接，其第二金属出口413与后一个子分级装置的金属进口411相连接；对于两侧的子分级装置来说，例如，前侧的子分级装置，其金属进口411与制粉腔室11的出口111相连接。

进一步地，如图2所示，分选腔41还设有补气口414，补气口414适于连通气源，具体地，补气口414与气源之间设有进气管道5，进气管道5可以为分选腔41提供气体源，可以稳定分选腔41内的气流，使气流分级装置4能够有效地筛分。例如，在本发明的一个具体的实施例中，如图1所示，气流分级装置4包括三个并联的分级组，每个分级组上均设有补气口414，而进气管道5包括进气主管道51和与之相连通的三个进气副管道52，进气主管道51与气源相连，进气副管道52分别与分级组的补气口414相连通；值得说明的是，在各个进气副管道52上均设有第二通断阀521，以控制进气主管道51与各个进气副管道52的通断，这样可以根据实际需要实现对各个分级组进行补气，以满足分级组的运行要求。优选地，在各个分级组上还设有第二压力表522，通过第二压力表522实时监测各个分级组的压力值，通过第二通断阀521控制进气主管道51与进气副管道52的通断。需要指出的是，补气口414的进气量对分选金属颗粒的分级粒度具有重要影响，通过调节进气管道5的进气量，也可以控制金属粉末的分级粒度。

进一步地，还包括布袋除尘装置6，第二金属出口413与布袋除尘装置6相连，具体地，布袋除尘装置6包括进气口61和出气口62，进气口61与第二金属出口413相连，出气口62与外部空气连通，金属粉末由制粉腔室11的出口111流出，经金属进口411端进入气流分级装置4，在高速旋转的分级涡轮产生的离心力作用下，使金属粗粉末撞击分选腔41内壁后速度消失，沿着分选腔41内壁下降至第一金属出口412，而细粉末由第二金属出口413进入布袋除尘装置6内，经过布袋除尘装置6对部分超细金属粉末进行过滤并排出，这样可以满足环保要求。在本发明的一个具体的实施例中，如图1和图2所示，分级组包括多个依次串联的子分级装置，位于两端的子分级装置的其中另一个的第二金属出口413与布袋除尘装置6连通，而三个并联的分级组的末端均与布袋除尘装置6相连通，金属粉末由制粉腔室11的出口111流出进入分流结构2的主管21中，分流进入各个支管22，再由各个支管22经金属进口411端进入子分级装置，在高速旋转的分级涡轮产生的离心力作用下，使金属粗粉末撞击分选腔41内壁后速度消失，沿着分选腔41内壁下降至第一金属出口412，而细粉末由第二金属出口413进入另一个子分级装置中，经各个子分级装置筛分后，最后一个子分级装置的第二金属出口413与布袋除尘装置6相连，经过布袋除尘装置6对部分超细金属粉末进行过滤并排出，这样可以有效过滤各个分级组的超细粉末，以满足环保要求。

优选地，气流分级装置4为旋风分离装置4，旋风分离装置4为靠气流切向引入造成的旋转运动，使具有较大惯性离心力的固体颗粒或液滴甩向分选腔41的内部以达到分离的目的。旋风分离装置4还包括电机42，通过电机42带动分级涡轮的转动，从而在分选腔41室内形成离心力，以达到对金属粉末的筛分。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。