本发明涉及机械制造技术领域，尤其涉及一种真空雾化制粉设备。
背景技术：
真空雾化制粉装置，是为了满足在真空条件下雾化制粉工艺的研究与小批量生产而设计的装置。雾化制粉是用快速凝固的方法制取金属粉末的专用设备，其工作原理是先把金属用感应加热的方法熔化，然后将熔融的金属经高压惰性气体，喷成雾状，细细的液滴在飞行中经急剧冷凝后凝固成球形或是亚球形颗粒即成细小颗粒(粉末)，根据高速气流压力和速度的不同可生产出不同直径的细粉，达到制粉的目的。
现有的真空雾化制粉装置对金属液滴冷却不足，金属液滴不能够完全转变为细小的金属粉末颗粒，导致出产率下降。
因此，为解决上述的技术问题，寻找一种对金属液滴进行充分冷却的真空雾化制粉设备成为本技术领域人员所研究的重要课题。
技术实现要素：
本发明实施例公开了一种真空雾化制粉设备，用于解决现有技术中的金属液滴冷却不足，金属液滴不能够完全转变为细小的金属粉末颗粒，导致出产率下降的技术问题。
本发明实施例提供了一种真空雾化制粉设备，包括机架、设于所述机架上的雾化室组件、设于所述雾化室组件上方的真空感应熔炼炉以及设于所述真空感应熔炼炉上方的进料组件；
其中，所述雾化室组件包括雾化室主体；所述雾化室主体包括圆柱形段和锥形段；所述圆柱形段安装于所述锥形段的顶端，并且所述圆柱形段的内部与锥形段的内部相连通；
所述圆柱形段包括第一外壳体和第一内壳体；所述第一外壳体与所述第一内壳体之间设置有第一中空层；所述第一外壳体的侧面底端设置有第一冷却水进口；所述第一外壳体的侧面顶端设置有第一冷却水出口；所述第一冷却水进口和所述第一冷却水出口均与所述第一中空层相连通；所述第一中空层内的顶端设置有安装架，并且所述安装架上设置有感应中空层内冷却水水位的水位传感器；所述第一中空层内的底端设置有用于感应冷却水温度的第一温度传感器；
所述锥形段的底端设置有出料口；所述锥形段包括第二外壳体和第二内壳体；所述第二外壳体与所述第二内壳体之间设置有第二中空层；所述第二外壳体的侧面顶端设置有第二冷却水出口；所述第二外壳体的侧面底端设置有第二冷却水进口；所述第二冷却水进口和所述第二冷却水出口均与所述第二中空层相连通；所述第二冷却水进口设置于靠近所述出料口的位置；所述第二中空层内的底端设置有用于感应冷却水温度的第二温度传感器；
所述第一中空层与所述第二中空层之间连接有连接管；所述连接管上安装有开关阀，当所述开关阀状态为开启时，冷却水可在所述第一中空层与所述第二中空层之间流动。
可选地，所述圆柱形段的还包括第一顶盖；
所述第一顶盖的中间位置上开设有第一进料口；所述第一进料口上安装有与所述真空感应熔炼炉相通的雾化喷盘。
可选地，所述真空感应熔炼炉包括壳体、电源、电极杆和感应线圈；
所述感应线圈设置于所述壳体的内部，并且设置于所述雾化喷盘的正上方；
所述电极杆的第一端与所述感应线圈进行连接；所述电极杆的第二端与所述电源进行连接。
可选地，所述壳体包括第三外壳体和第三内壳体；
所述第三外壳体与所述第三内壳体之间设置有第三中空层；
所述第三外壳体上设置有第第三冷却水进口；所述第三外壳体上设置有第三冷却水出口；所述第三冷却水进口和所述第三冷却水出口均与所述第三中空层相连通。
可选地，所述壳体还包括第二顶盖；
所述第二顶盖的中间位置上设置有第二进料口；所述进料组件设置于所述第二进料口的正上方；
所述第二顶盖包括外顶盖、内顶盖以及设置于所述外顶盖与所述内顶盖之间的第四中空层；所述外顶盖上设置有第四冷却水进口；所述外顶盖上设置有第四冷却水出口；所述第四冷却水进口与所述第四冷却水出口均与所述第四中空层相连通。
可选地，所述雾化喷盘内设置有第三中空层；
所述第五中空层连通有进水管；所述进水管用于将冷却水注入第五中空层内；所述第五中空层还连通有排水管；所述第三排水管用于将冷却水排出；
所述进水管与所述排水管之间还设置有进气管；所述进气管连接于所述雾化喷盘，并且与所述雾化喷盘的内部相连通。
可选地，还包括抽真空系统；
所述抽真空系统包括罗茨泵、旋片泵以及扩散泵；
所述真空熔炼室和所述雾化室本体均通过真空管道与所述抽真空系统进行连接。
可选地，还包括高压气瓶组；
所述高压气瓶组连接有气体高压管道；所述气体高压管道连接有充气管道；所述充气管道与所述雾化室本体的内部相连通；所述充气管道还与所述真空感应熔炼炉的内部相连通，并且与所述进气管进行连接；
所述气体高压管道上还安装有气体高压阀门；所述充气管道上还设置有充气阀。
可选地，所述锥形段的出料口通过管道依次连接有一级粉末收集装置和二级粉末收集装置；
所述一级粉末收集装置包括相互连通的一级旋风除尘器和第一接粉罐；
所述二级粉末收集装置包括相互连通的二级旋风除尘器和第二接粉罐；
所述一级粉末收集装置与所述二级粉末收集装置相连通；
所述二级粉末收集装置的顶部通过管道连接有高压风机。
可选地，还包括尾排箱；
所述尾排箱设置于所述二级粉末收集装置与所述高压风机之间，并且通过管道与所述二级粉末收集装置和所述高压风机进行连接。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例提供了一种真空雾化制粉设备，包括机架、设于所述机架上的雾化室组件、设于所述雾化室组件上方的真空感应熔炼炉以及设于所述真空感应熔炼炉上方的进料组件；其中，所述雾化室组件包括雾化室主体；所述雾化室主体包括圆柱形段和锥形段；所述圆柱形段安装于所述锥形段的顶端，并且所述圆柱形段的内部与锥形段的内部相连通；所述圆柱形段包括第一外壳体和第一内壳体；所述第一外壳体与所述第一内壳体之间设置有第一中空层；所述第一外壳体的侧面底端设置有第一冷却水进口；所述第一外壳体的侧面顶端设置有第一冷却水出口；所述第一冷却水进口和所述第一冷却水出口均与所述第一中空层相连通；所述第一中空层内的顶端设置有安装架，并且所述安装架上设置有感应中空层内冷却水水位的水位传感器；所述第一中空层内的底端设置有用于感应冷却水温度的第一温度传感器；所述锥形段的底端设置有出料口；所述锥形段包括第二外壳体和第二内壳体；所述第二外壳体与所述第二内壳体之间设置有第二中空层；所述第二外壳体的侧面顶端设置有第二冷却水出口；所述第二外壳体的侧面底端设置有第二冷却水进口；所述第二冷却水进口和所述第二冷却水出口均与所述第二中空层相连通；所述第二冷却水进口设置于靠近所述出料口的位置；所述第二中空层内的底端设置有用于感应冷却水温度的第二温度传感器；所述第一中空层与所述第二中空层之间连接有连接管；所述连接管上安装有开关阀，当所述开关阀状态为开启时，冷却水可在所述第一中空层与所述第二中空层之间流动。本实施例中，在雾化室本体的圆柱形段和锥形段均设置有可供冷却水流动的中空层，并且在中空层内设置有温度传感器，实时监测冷却水的温度符不符合生产条件，若发现第一温度传感器与第二温度传感器所显示的温度不同步，即可开启开关阀，让第一中空层内的冷却水与第二中空层内的冷却水相互流通，使得两中空层内的冷却水温度达到一致。通过这样的设计，可尽可能地使得雾化室符合所需的冷却条件，使得雾化金属液滴能够完全转化为金属粉末颗粒，提高生产率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例中提供的一种真空雾化制粉设备的结构示意图；
图2为本发明实施例中提供的一种真空雾化制粉设备中的雾化室组件的结构示意图；
图3为本发明实施例中提供的一种真空雾化制粉设备中的雾化室组件的圆柱形段的结构示意图；
图4为本发明实施例中提供的一种真空雾化制粉设备中的雾化室组件的锥形段的结构示意图；
图5为本发明实施例中圆柱形段的壳体剖面视图；
图6为本发明实施例中锥形段的壳体剖面视图；
图7为本发明实施例中圆柱形段的第一中空层与锥形段的第二中空层的连接示意图；
图8为本发明实施例中移动车台架的结构示意图；
图9为本发明实施例中真空感应熔炼炉的结构示意图；
图10为本发明实施例中真空感应熔炼炉的结构爆炸图；
图11为本发明实施例中真空感应熔炼炉的壳体剖面视图；
图12为本发明实施例中真空感应熔炼炉的第二顶盖的剖面视图；
图13为本发明实施例中一级粉末收集装置和二级粉末收集装置的连接示意图；
图示说明：机架1；进料组件2；真空感应熔炼炉3；雾化室组件4；抽真空系统5；高压气瓶组6；第一顶盖7；第一进料口8；圆柱形段9；锥形段10；出料口11；移动车台架12；导向滑轨13；第一冷却水出口14；第一冷却水进口15；第二冷却水进口16；第二冷却水出口17；壳体18；第二顶盖19；第三冷却水进口20；第三冷却水出口21；电源22；第四冷却水进口23；第四冷却水出口24；雾化喷盘25；感应线圈26；排水管27；出水管28；进气管29；电极杆30；第二进料口31；第一外壳体32；第一内壳体33；第一中空层34；第二外壳体35；第二内壳体36；第二中空层37；第三外壳体38；第三内壳体39；第三中空层40；内顶盖41；外顶盖42；第四中空层43；一级旋风除尘器44；第一接粉罐45；二级旋风除尘器46；第二接粉罐47；高压风机48；安装环49；支撑架50；导向轮51；连接件52；连接管53；开关阀54。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种真空雾化制粉设备，用于解决现有技术中的金属液滴冷却不足，金属液滴不能够完全转变为细小的金属粉末颗粒，导致出产率下降的技术问题。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图13，本发明实施例中提供的一种真空雾化制粉设备的一个实施例包括：
机架1；设于机架1上的雾化室组件4、设于雾化室组件4上方的真空感应熔炼炉3以及设于真空感应熔炼炉3上方的进料组件2；
需要说明的是，进料组件2通过驱动件(电机)将料棒送入到真空感应熔炼炉3中进行熔化，金属液滴在雾化喷盘25被高压的惰性气体喷成雾状，细细的液滴在雾化室组件4内飞行，经急剧冷凝后凝固成球形或是亚球形颗粒即成细小颗粒(粉末)。
本实施例中的雾化室组件4包括雾化室本体；雾化室本体包括圆柱形段9和锥形段10；其中，圆柱形段9安装在锥形段10的顶端，并且圆柱形段9的内部空间与锥形段10的内部空间相连通，它们两者之间通过可拆卸的方式进行连接，例如法兰连接等方式；
雾化室本体的圆柱形段9包括第一外壳体3218和内壳体18；第一外壳体3218和第一内壳体3318之间设置有用于充入冷却水的第一中空层34；第一中空层34内设置有有水位感应器；水位感应器通过一安装架设置于第一中空层34的内部，用于监测冷却水的水位高度，可选地在该第一中空层34内还设置有温度传感器，用于监测冷却水的温度，以确保雾化室本体的温度维持在一个较低的水平；
进一步地，在第一外壳体32的侧面底端位置上设置有第一冷却水进口15；在第一外壳体32的的侧面顶端位置上设置有第一冷却水出口14；第一冷却水进口15和第一冷却水出口14均与第一中空层34相连通，冷却水可从第一冷却水进口15进入到第一中空层34内并可从第一冷却水出口14流出；
雾化室本体的锥形段10的圆锥端设置有出料口11(金属粉末从该出料口11出料)，锥形段10包括第二外壳体35和第二内壳体36；第二外壳图和第二内壳体36之间设置有用于充入冷却水的第二中空层37；在第二中空层37内同样地设置有用于监测冷却水温度的第二温度传感器；
进一步地，在第二外壳体35的侧面的底端位置上设置有第二冷却水进口16，该第二冷却水进口16的位置靠近于进料口的位置上，在第二外壳体35的侧面的顶端设置有第二冷却水出口17，第二冷却水进口16和第二冷却水出口17均与第二中空层37相连通，冷却水可从第二冷却水进口16进入到第二中空层37内并可从第二冷却时出口流出；
进一步地，第一中空层34与第二第二中空层37之间通过一连接管53进行连接；在该连接管53上安装有开关阀54；当开关阀54状态为开启时，第一中空层34内的冷却水和第二中空层37内的冷却水可相互进行流通；
需要说明的是，当第一温度传感器的检测温度与第二温度传感器的检测温度不相同时，可对该开关阀54进行打开，使得第一中空层34和第二中空层37内的冷却水可相互流通，直到达到温度一致时，对开关阀54进行关闭，这样的设计可确保分段式设计的雾化室本体内的温度恒定，保证了雾状金属液滴可尽可能地转化为细小的粉末，从而提高产品的出产率。
进一步地，还包括控制器；控制器与所述第一温度传感器、第二温度传感器以及水位传感器进行通信连接；
圆柱形段9和锥形段10内均设置有摄像头；
摄像头的镜头套装有保护膜；需要说明的是，防止金属粉末对镜头进行损坏；
摄像头与控制器进行通信连接；需要说明的是，摄像头用于拍摄记录圆柱形段9内或锥形段10内的雾化情况，并将影像信息返回传输到控制器。
本实施例中的圆柱形段9还包括第一顶盖7；
在第一顶盖7的中间位置上开设有第一进料口8；在该第一进料口8上安装有与真空感应熔炼炉3相通的雾化喷盘25；
在该雾化喷盘25内设置有第五中空层；第五中空层连通有进水管27和排水管28；冷却水可从进水管27进入到第三中空层40，并可从排水管28进行排出；
该雾化喷盘25上还设置有进气管29，进气管29的位置处于排水管28与进水管27之间，该进气管29用于将高压惰性气体引入到雾化喷盘25内，熔融的金属经高压惰性气体喷成雾状。
本实施例中的真空雾化制粉设备还包括有移动车台架12；
移动车台架12的底端设置有导向轮51；移动车台架12的顶端与锥形段10进行连接。
其中，移动车台架12包括安装环49和支撑架50；安装环49套设于锥形段10的外表面；支撑架50设置于安装环49的下方，并且支撑架50的顶端通过连接件52与安装环49进行连接；支撑架50的底端安装有多个导向轮51，并且支撑架50上的导向轮51设于导向滑轨13上，因此，移动车台架12可受驱地沿导向滑轨13进行滑动。
需要说明的是，上述提及的连接件52主要包括螺杆和螺套；螺杆的一端套装在螺套内，另一端与安装环49上的螺纹孔进行螺纹连接；
设置该移动车台架12的原因在于，锥形段10的重量较重和体积较大，当锥形段102被拆卸下来时，需通过多名工作人员进行操作，现通过该移动车台架12对锥形段10进行搬离，通过该移动车台架12可节省一定的劳动成本，使得工作人员将锥形段10安装到圆柱形段9或从圆柱形段9进行拆卸更加简单方便。
本实施例中的真空感应熔炼炉3包括有壳体18、电源22、电机杆和感应线圈26；
感应线圈26放置于该壳体18的内部，并且处于雾化喷盘25的正上方；电极杆30的第一端与感应线圈26进行连接；电机杆的第二端与电源22进行连接；
具体地，真空感应熔炼炉3的壳体18包括第三外壳体38和第三内壳体39；
在第三外壳体38和第三内壳体39之间设置有第三中空层40；
第三外壳体38上设置有第三冷却水进口20和第三冷却水出口21，而且第三冷却水进口20和第三冷却水出口21均与第三中空层40相连通；
需要说明的是，当熔炼炉完成熔炼后，炉体的温度处于较高的水平，需通过第三中空层40内的冷却水对其进行冷却，以使其温度逐渐下降到正常水平，通过这样的设计，可提高熔炼炉的使用寿命，有利于部件的后期维护。
进一步地，壳体18还包括有第二顶盖19；
在第二顶盖19的中间位置上设置有第二进料口31；进料组件2设于该第二进料口31的正上方；
需要说明的是，进料组件2中的驱动件(电机)可带动料棒从第二顶盖19内的进料口进入到炉体的感应线圈26内进行加热熔化。
进一步地，所述第二顶盖19包括外顶盖42、内顶盖41以及设置于所述外顶盖42与所述内顶盖41之间的第四中空层43；所述外顶盖42上设置有第四冷却水进口23；所述外顶盖42上设置有第四冷却水出口24；所述第四冷却水进口23与所述第四冷却水出口24均与所述第四中空层43相连通；
需要说明的是，同样地，真空感应熔炼炉3在完成加热熔融的工序后，炉体温度较高，第二顶盖19内的第四中空层43充满冷却水，通过这样的设计可对炉体内的温度进行一定的下降。
本实施例中还包括有抽真空系统5，其包括罗茨泵、旋片泵以及扩散泵；
该抽真空系统5通过真空管道与真空熔炼室和雾化室本体都进行连接。
需要说明的是，抽真空系统5是使工作容器获得真空环境的装置，它根据真空度的要求和容积大小来配置不同真空机组。常配2x-70旋片泵一台、zj-600罗茨泵一台、kt-600扩散泵一台。通过真空管道、阀门与真空感应熔炼炉3、雾化室本体进行连接。
本实施例中还包括高压气瓶组6；该高压气瓶组6内的气体选用惰性气体，本实施例中的气体为氩气；
进一步地，该高压气瓶组6连接有气体高压管道，气体高压管道的另一端连接有充气管道，充气管道与雾化室本体的内部相连通，并且，该充气管道还与所述真空感应熔炼炉3相连通，具体地，充气管道伸进该真空感应熔炼炉3内，与雾化喷盘25上的进气管29相连通，从而对雾化喷盘25内充入氩气，使得金属液滴变为雾状进入雾化室组件4内。
进一步地，在气体高压管道上还安装有气体高压阀门，在充气管道上还设置有充气阀。
本实施例中雾化室本体中的锥形段10上的出料口11通过一管道依次连接有一级粉末收集装置和二级粉末收集装置；
其中，一级粉末收集装置包括相互连通的一级旋风除尘器44和第一接粉罐45；
二级粉末收集装置包括相互连通的二级旋风除尘器46和第二接粉罐47；
进一步地，一级粉末收集装置和二级粉末收集装置相连通；二级粉末收集装置的顶部通过管道连接有高压风机48；
在该高压风机48与二级粉末收集装置之间设置有尾排箱；该尾排箱通过管道与二级粉末收集装置和高压风机48进行连接。
需要说明的是，在制粉过程中有些超细粉末，随着高速气流沿管道飞出，如果不对其进行处理，一是对环境造成污染，二是浪费了材料，所以对这些超细粉末进行回收是必须的，目前回收的方法是经过布袋尾排箱货采用水回收尾排箱的方法来解决。
上述是对本实施例中提供的一种真空雾化制粉设备的具体结构进行详细描述，下面将以一个具体工作原理对本设备进行进一步地描述，本实施例提供的一种真空雾化制粉设备的一个应用例包括：
生产开始前对设备整体进行检查，接通所有冷却水，检查各处的水流是否充足，水接头处是否牢固，有无渗水现象发生，各处的水管是否有破损膨胀。
将加工好的料棒装夹在送料机构上，装夹牢固后，启动旋转电机，检查料棒的旋转情况，确保料棒底端旋转情况良好，尽量减少摆动，以免在料棒进入感应线圈26时碰到线圈引起短路。
检查其他开启的门是否关闭，是否锁闭到位，准备开始抽真空。
启动机械泵，打开予抽阀，同时打开进样室、收粉罐上的阀门(两个气动蝶阀均要打开)，启动真空计，并注意抽气速率，以此判断系统密闭性是否存在问题。当系统真空度达到1000pa时，启动罗茨泵，同时打开扩散泵(如有配备，且需要高真空时)的前级阀，当系统真空度达到100pa时，启动扩散泵加热。若不需要高真空或无高真空配置，当系统真空度达到7x10-1pa时，即可以停止抽真空准备熔化。如果配备了扩散泵并需要高真空，扩散泵以投入加热，加热40分钟后，关闭所有予抽阀，打开高阀，让扩散泵投入工作，当系统真空度达到7x10-3pa时，停止抽真空准备熔化。
熔炼开始前，系统内充入保护气体(氩气)至常压，开启料棒旋转，调整所料机构，使料棒端部进入线圈内部合适的位置，打开雾化用气瓶上的阀门，检查雾化气体压力，初始气体压力不低于12mpa，启动高压风机48，开启熔炼电源22，调整熔化功率，观察料棒融化状态，当熔滴开始滴落时，打开雾化阀门和尾排阀，调整雾化压力在4～6mpa，调整进给速度在300～750μm之间，注意功率与进给速度的匹配，达到持续熔化并接近连续液流的效果最佳。
雾化过程中，要注意观察熔化状态，以便于出现偏差时及时调整，同时注意贯彻雾化气体的雾化压力，出现偏差时调整手动调节阀进行修正，当熔炼室的压力低于雾化室时可以打开熔炼室的压力调节阀来补充熔炼室压力，尽量让熔炼室压力略高于雾化室压力，避免产生粉体返流到熔炼室造成污染及浪费。还需注意室体内的冷却温度，调整圆柱形段9和锥形段10的冷却水温度，使得两者之间的温度一致，如需进行调整时，打开连接管53上的开关阀54，使得圆柱形段9的冷却水与锥形段10的冷却水可自由进行混合，直到两者温度一致。
当料棒用尽或者雾化气体低于4mpa时，雾化过程需停止，此时停止料棒的旋转与进给，停止加热电源22，将送料机构提升回进料室内，此时可以将雾化气体继续开着，有利于雾化粉体输送至收粉机构，减少雾化室内的气体残留。2分钟后，关闭雾化气体，关闭尾排阀，关闭高压风机48。
收粉时先关闭收粉罐上的两道气动蝶阀，如果需要减少粉体接触空气的机会，就将气动蝶阀连同收粉罐一同卸下，转移至手套箱(另配)中取粉，如不需要，可以直接卸下收粉罐取粉，取粉结束后将空的收粉罐安装回原位。进行下一次实验生产。若长时间不实验生产，请利用机械泵将设备进行抽空，将设备在真空条件存放。
以上对本发明所提供的一种真空雾化制粉设备进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。