一种多孔转杯离心粒化装置的制作方法

本实用新型涉及冶金工程技术领域，尤其涉及一种多孔转杯离心粒化装置。

背景技术：

现今，金属颗粒的用途越来越广泛，如铁粉颗粒可以用来做还原剂，镍及其合金颗粒可用来生产不锈钢。

目前，金属颗粒的制备方法应用最广泛的是还原法、雾化法和电解法。其中，电解法仅用于生产高纯度及要求特殊性能的金属颗粒。矿石还原法制取金属颗粒，应用较为广泛，但生产流程相对复杂。以矿石还原法生产铁粉为例，需要经过两次还原过程，固体碳还原制取海绵铁过程和二次精还原过程，总共十几道工序，生产流程相对复杂。与前两种方法比较，雾化法最大的优点是生产效率高、产量大和成本低。

雾化法制取颗粒的原理是,借助于具有一定动能(高速)的流体将金属流喷散微粒,其细化的程度决定于流体的动能(流速、流量、气体性质等)以及流体流速与金属液流量的比值大小。

雾化法主要是用高压空气、氩气、氮气等（气雾化）和高压水（水雾化）作为喷射介质来击碎金属液体流。气雾化法进行生产时，由于冷却缓慢,金属颗粒在高温中停留时间长、颗粒表面氧化严重，而且颗粒越细越显著。此外，用高压空气作喷射介质进行雾化，由于换热效果相对较差，在雾化室底部热金属颗粒容易发生粘接，虽然粘接程度疏松，但仍需要一次粉碎工序。用高压水作喷射介质进行雾化，冷却速度快，颗粒表面氧化程度低，得到的金属颗粒球形度好。然而，无论是水雾化还是气雾化得到金属颗粒，都需要在高压条件下，能耗较大。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单，能耗低的多孔转杯离心粒化装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种多孔转杯离心粒化装置，包括旋转粒化系统、冷却系统和金属颗粒收集结构；

旋转粒化系统：包括雾化室、转杯、法兰、连接轴和驱动电机；

所述雾化室的顶部具有熔融金属注入口，雾化室的底部分别具有金属颗粒出口和冷却水出口，其中，冷却水出口靠近雾化室的竖直侧壁；

所述转杯的侧壁上具有多个孔，转杯和法兰位于雾化室的内部，转杯固定在法兰的上方，且转杯与熔融金属注入口相对设置；

所述连接轴为阶梯轴，连接轴设置在法兰的下方，且其顶部与法兰固定连接；

所述驱动电机与连接轴连接，驱动连接轴沿其中心轴转动；

冷却系统：包括冷却水收集器、水槽、水泵、输水总管、多根输水支管、喷嘴、输水支管安装件和冷却水；

所述输水支管安装件为环形结构，其上具有多个输水支管限位孔，所述多个输水支管限位孔沿输水支管安装件周向布设；

所述输水支管安装件套设在所述连接轴直径小的一段上，且输水支管安装件的下端面抵在连接轴的阶梯处，输水支管安装件与连接轴直径小的一段转动配合；

所述冷却水收集器位于雾化室的外侧，且位于雾化室的底部，该冷却水收集器上端的开口与冷却水出口相对；

所述冷却水放置在水槽中，水槽位于冷却水收集器的下方，冷却水收集器通过与其底部连通的水管与水槽连通；

所述输水总管的一端与水槽连通，输水总管的另一端分别与多根输水支管的进水端连接；每根输水支管的出水端分别从对应的输水支管限位孔中穿过，且每根输水支管与其对应的输水支管限位孔紧配合，每根输水支管的出水端对应的安装一个喷嘴，所述喷嘴位于转杯的下方，且喷嘴的出水口朝向与该喷嘴相对的雾化室内侧壁；

所述冷却水通过水泵泵入输水总管中；

金属颗粒收集结构；包括金属颗粒收集器；

所述金属颗粒收集器位于雾化室的外侧，且位于雾化室的底部，该金属颗粒收集器上端的开口与金属颗粒出口相对，用于收集从雾化室底部排出的金属颗粒。

作为优化，还包括设置在雾化室顶壁外侧的熔融金属注入结构；

所述熔融金属注入结构包括耐高温的容器和塞子；

所述容器的底部具有通孔，所述通孔与熔融金属注入口同轴设置；

所述塞子与所述通孔密封滑动配合，用于阻塞所述通孔。

作为优化，所述冷却水出口和金属颗粒出口均为环形结构，且沿雾化室底壁周向设置。

作为优化，所述旋转粒化系统还包括变频器；所述变频器与驱动电机连接，用于控制驱动电机的转速。

作为优化，所述金属颗粒收集器为环形结构。

作为优化，所述冷却系统中的冷却水收集器为环形结构。

作为优化，所述冷却系统中输水支管数量为4个。

作为优化，所述冷却系统中喷嘴的俯仰角度可调。

作为优化，所述冷却系统还包括冷却水回收子系统；

所述冷却水回收子系统包括除尘器和蒸汽热交换器；

所述除尘器的输入口通过管道与雾化室的顶部连通，除尘器的输出口与蒸汽热交换器输入口连通，所述蒸汽热交换器的输出口通过回流管与水槽连通。

相对于现有技术，本实用新型至少具有如下优点：

本实用新型提供的多孔转杯离心粒化装置结构简单，设计巧妙；其与现有的高压雾化相比，由于在熔融金属粒化和金属颗粒冷却过程中都不需要高压，从而大大降低了能耗；另外，金属颗粒和冷却水分别进行收集，冷却水可以直接循环使用，无需其他工艺处理，即节能有环保，同时还降低了制作金属颗粒的成本。

附图说明

图1为多孔转杯离心粒化装置结构图。

图2为转杯的结构图。

图3为输水支管安装件俯视图。

图中，1-塞子、2-容器、3-转杯、3-1孔、4-输水支管安装件、4-1 输水支管限位孔、5-法兰、6-连接轴、7-蒸汽热交换器、8-雾化室、9-冷却水收集器、10-驱动电机、11-变频器、12-金属颗粒收集器、13-回流管、14-水槽、15-喷嘴、16-除尘器、19-水泵。

具体实施方式

下面对本实用新型作进一步详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

一种多孔转杯离心粒化装置，包括旋转粒化系统、冷却系统和金属颗粒收集结构。

旋转粒化系统：包括雾化室8、转杯3、法兰5、连接轴6和驱动电机10。

所述雾化室8的顶部具有熔融金属注入口，雾化室8的底部分别具有金属颗粒出口和冷却水出口，其中，冷却水出口靠近雾化室8的竖直侧壁。

为了方便注入熔融金属和控制熔融金属的注入速度和流量，还可以包括设置在雾化室8顶壁外侧的熔融金属注入结构；

所述熔融金属注入结构包括耐高温的容器2和塞子1；

所述容器2的底部具有通孔，所述通孔与熔融金属注入口同轴设置；

所述塞子1与所述通孔密封滑动配合，用于阻塞所述通孔。具体实施时，所述塞子1由手持部和阻塞部两部分组成，为了方便手持，拔动和塞紧塞子，该手持部的直径大于阻塞部，另外还可以在手持部上设置防滑纹，便于拔动塞子时，塞子脱手。

优选地，所述冷却水出口和金属颗粒出口均为环形结构，且沿雾化室8底壁周向设置。这种结构更有利于快速收集冷却水和冷却后的金属颗粒。

所述转杯3的侧壁上具有多个孔3-1，转杯3和法兰5位于雾化室8的内部，转杯3固定在法兰5的上方，且转杯3与熔融金属注入口相对设置；

所述连接轴6为阶梯轴，连接轴6设置在法兰5的下方，且其顶部与法兰5固定连接；

所述驱动电机10与连接轴6连接，驱动连接轴6沿其中心轴转动；

作为改进，所述旋转粒化系统还包括变频器11；所述变频器11与驱动电机10连接，用于控制驱动电机10的转速。变频器11的设置主要是为了更加方便调节驱动电机10的转速，从而可以根据不同的金属特征，调整转盘的转速，增加了该金属颗粒制备装置的适用性。

冷却系统：包括冷却水收集器9、水槽14、水泵19、输水总管、多根输水支管、喷嘴15、输水支管安装件4和冷却水；

所述输水支管安装件4为环形结构，其上具有多个输水支管限位孔4-1，所述多个输水支管限位孔4-1沿输水支管安装件4周向布设；

所述输水支管安装件4套设在所述连接轴6直径小的一段上，且输水支管安装件4的下端面抵在连接轴6的阶梯处，输水支管安装件4与连接轴6直径小的一段转动配合；

所述冷却水收集器9位于雾化室8的外侧，且位于雾化室8的底部，该冷却水收集器9上端的开口与冷却水出口相对；作为改进，冷却水收集器9最好为环形结构，便于更好更快的收集冷却水。具体实施时，所述冷却水收集器9的内径大于金属颗粒收集器12的外径，冷却水收集器9的外径小于雾化室8的外径。

所述冷却水放置在水槽14中，水槽14位于冷却水收集器9的下方，冷却水收集器9通过与其底部连通的水管与水槽14连通；

所述输水总管的一端与水槽14连通，输水总管的另一端分别与多根输水支管的进水端连接；每根输水支管的出水端分别从对应的输水支管限位孔4-1中穿过，且每根输水支管与其对应的输水支管限位孔4-1紧配合，每根输水支管的出水端对应的安装一个喷嘴15，所述喷嘴15位于转杯3的下方，且喷嘴15的出水口朝向与该喷嘴15相对的雾化室8内侧壁；

作为优选，输水支管数量为4个，对应的喷嘴15数量也为4个，发明人经过多次实验和数据分析发现，喷嘴15数量为4个，并沿着输水支管安装件4周向均布时，每个喷嘴15喷出的扇形水幕正好可以围成一圈，从而可以完整的将从转杯3侧壁孔中出来的金属颗粒冷却。

作为进一步的改进，冷却系统中喷嘴15的俯仰角度可调。即喷嘴15与输水支管为可转动连接，从而可以根据金属性质不同，调整喷嘴15喷出的扇形水幕。

所述冷却水通过水泵19泵入输水总管中；从而使用过的冷却水收集在冷却水收集器9后，再次回流进入水槽4，重复利用，节约水资源。

作为更进一步的改进，所述冷却系统还包括冷却水回收子系统；

所述冷却水回收子系统包括除尘器16和蒸汽热交换器7；

所述除尘器16的输入口通过管道与雾化室8的顶部连通，除尘器16的输出口与蒸汽热交换器7输入口连通，所述蒸汽热交换器7的输出口通过回流管13与水槽14连通。用于冷却的冷却水在与金属颗粒接触后会有部分转化为水蒸汽，这部分水蒸汽通过除尘器除尘后，在经过蒸汽热交换器7再次转化为冷却水回流进入水槽14中，从而实现冷却水的循环利用。

金属颗粒收集结构；包括金属颗粒收集器12；

所述金属颗粒收集器12位于雾化室8的外侧，且位于雾化室8的底部，该金属颗粒收集器12上端的开口与金属颗粒出口相对，用于收集从雾化室8底部排出的金属颗粒。

本实用新型提供的装置适合制备粒径较大的颗粒，转速低，飞行距离近，颗粒收集器距离转轴较近。制备粒径较小的颗粒时，转速高，飞行距离远，水幕适合布置在雾化室的顶部，颗粒收集器距离转轴较远。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。