一种金属粉末雾化制备装置用气体预热系统的制作方法

本发明涉及冶金粉末生产领域，具体是一种金属粉末雾化制备装置用气体预热系统。

背景技术：

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。

利用金属粉末制备出的工件，具有其它材料所无法获得的优异性能。因此，金属粉末在冶金、能源、电子、医疗、航空航天等领域有着广泛的应用前景。目前，国内外制备金属粉末时主要采用带有坩埚的高压气雾化法。但是现有的金属粉末气雾化设备使用的气体都是成本比较高的惰性气体，如果能对气体加热并控制恒定的温度，既能节约用雾化气体用气量，也能保证生产工艺的稳定性；另外，目前的雾化气体雾化后吸收了钢水的热量变成高温气体后会也直接排放到外部空气中，造成大量的能量流失和浪费。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种金属粉末雾化制备装置用气体预热系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种金属粉末雾化制备装置用气体预热系统，包括换热箱体、进气管、热气出气管和加热箱体；所述进气管连通在换热箱体的侧壁上，且进气管在换热箱体的内端朝向水平方向，换热箱体与加热箱体之间通过管道连通，加热箱体的另外一侧上连通热气出气管，加热箱体内安装有加热元件，对进入到加热箱体内的气体加热，使气体温度符合金属粉末制备需要；所述换热箱体内安装有竖直的绕其中心轴转动的旋转换热体，旋转换热体内为空心结构，上端连通尾气进气管，下端连通尾气出气管，并且尾气进气管、尾气出气管均通过轴承转动连接在换热箱体上；

在所述进气管水平对应的旋转换热体外侧壁上开设有一圈向内凹陷的吹风槽，进气管吹入到换热箱体中的气体直接吹在吹风槽内；

在所述吹风槽的侧壁上连通有若干个沿旋转换热体侧壁分布的分流槽，分流槽的另外一端从对应的旋转换热体上端、下端穿出，分流槽倾斜设置，并且沿旋转换热体的旋转方向倾斜，保证分流槽内的气体流动性，通过分流槽将吹入的气体向两侧引流，使气体与旋转换热体接触时间长，便于吸收旋转换热体上的热量。

所述加热元件对应的换热箱体一侧设置分散器，将换热箱体内的气体均匀的吹在加热元件上，另外一侧上设有与所述热气出气管连通的收集器，将加热后的气体收集并且送出。

系统还包括有温度控制单元，温度控制单元包括有安装在进气管上的第一流量阀、安装在尾气管上的第二流量阀、安装在热气出气管上的第三流量阀、设置在换热箱体内的温度传感器A、设置在加热箱体内的温度传感器B以及与上述部件电连接的控制器。

温度传感器A获取换热箱体内的温度信息，将温度信息传递到控制器上，通过控制器设定的阀值与温度传感器A的温度信息进行比较判断，该阀值为换热箱体最高阀值和换热箱体最低阀值，当温度传感器A的温度信息高于换热箱体最高阀值时，控制器控制第一流量阀、第三流量阀增大开口提高流量，控制第二流量阀减少开口降低流量，使内部的进入待预热的气体增多，废气量减少；当温度传感器A的温度信息低于换热箱体最低阀值时，控制器控制第一流量阀、第三流量阀减小开口降低流量，第二流量阀增大开口提高力量，使内部进入的待预热气体减少，废气进入量增加；当温度传感器A的温度信息在换热箱体最高阀值和换热箱体最低阀值之间，则第一流量阀、第二流量阀、第三流量阀保持现状不变；

温度传感器B获取加热箱体内的温度信息，将温度信息传递到就控制器上，通过控制器设定的阀值与温度传感器B的温度信息进行比较判断，该阀值为加热箱体最高阀值和加热箱体最低阀值，当温度传感器B的温度信息高于加热箱体最高阀值时，控制器控制加热元件降低发热功率；当温度传感器B的温度信息低于加热箱体最低阀值时，控制器控制加热元件提高发热功率；当温度传感器B的温度信息在加热箱体最高阀值与加热箱体最低阀值之间，则加热元件保持现有发热功率不变。

进一步的：所述吹风槽内对应的每一个分流槽处均固定有挡流板，挡流板侧面与分流槽的侧面平齐，所述挡流板的顶部高于对应的分流槽底部，并且挡流板的高度小于吹风槽的高度，便于气体流动。

进一步的：旋转换热体的内壁上对应的吹风槽位置上固定有一圈导热环，导热环的导热性大于旋转换热体的导热性，在所述旋转换热体的内壁上以及导热环的内壁上均设置有凸点，使其与内部的尾气接触面积增大，便于吸收更多的热量。

进一步的：所述尾气进气管的侧壁上同轴固定有从动齿轮，从动齿轮的一侧上啮合连接有主动齿轮，主动齿轮的中心轴固定连接在电机的输出轴上，通过电机驱动尾气进气管转动，从而使旋转换热体旋转，驱动其转动。

进一步的：所述尾气进气管对应的换热箱体顶部固定有尾气进气箱，尾气进气管向上伸入到尾气进气箱内，尾气进气箱的一侧上连通尾气管，尾气管与金属粉末制备装置的排气管连通，将带有热量的尾气送入到尾气进气箱中，利用尾气中的热量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将制备金属粉末排出的带有热量的空气进行再利用，吸收其中的热量，将其热量重新回收利用，减少能量的损失，提高热量的利用率，起到节能减排的作用，符合现代企业的可持续发展，同时也有利于降低企业生产成本；在进行换热过程中进入的气体与旋转换热体充分接触，使其上的热量能够在短时间内被气体带走，提高了换热效率，有利于热量重复使用；温度控制单元一方面能够控制气体的流量，使换热箱体内排出的气体温度稳定在预设的阀值中，保证与尾气换热效率，充分吸收热量，避免热量流失，提高转化率；另外一方面控制单元还根据加热箱体内的温度变化来调节加热元件的功率，保持内部恒定温度，使系统施工更加安全稳定，为金属粉末生产提供充足的温度环境。

附图说明

图1为一种金属粉末雾化制备装置用气体预热系统的结构示意图。

图2为图1中A-A的结构示意图。

图3为图1中B-B的结构示意图。

图4为一种金属粉末雾化制备装置用气体预热系统的温度控制单元的控制示意图。

图中：1-换热箱体，2-进气管，3-热气出气管，4-加热箱体，5-旋转换热体，6-尾气进气管，7-尾气进气箱，8-尾气管，9-轴承，10-尾气出气管，11-电机，12-主动齿轮，13-从动齿轮，14-吹风槽，15-挡流板，16-分流槽，17-导热环，18-凸点，19-分散器，20-收集器，21-加热元件，22-第一流量阀，23-第二流量阀，24-第三流量阀，25-温度传感器A，26-控制器，27-温度传感器B。

具体实施方式

实施例1

请参阅图，本发明实施例中，一种金属粉末雾化制备装置用气体预热系统，包括换热箱体1、进气管2、热气出气管3和加热箱体4；所述进气管2连通在换热箱体1的侧壁上，且进气管2在换热箱体1的内端朝向水平方向，使进气管2内进入的气体水平吹出，换热箱体1与加热箱体4之间通过管道连通，将换热箱体1内的气体送入到加热箱体4中，加热箱体4的另外一侧上连通热气出气管3，加热箱体4内安装有加热元件21，对进入到加热箱体4内的气体加热，使气体温度符合金属粉末制备需要；所述换热箱体1内安装有竖直的绕其中心轴转动的旋转换热体5，旋转换热体5内为空心结构，上端连通尾气进气管6，下端连通尾气出气管10，并且尾气进气管6、尾气出气管10均通过轴承9转动连接在换热箱体1上，旋转换热体5与尾气进气管6、尾气出气管10同步转动；在所述进气管2水平对应的旋转换热体5外侧壁上开设有一圈向内凹陷的吹风槽14，吹风槽14的深度为20-40mm，进气管2吹入到换热箱体1中的气体直接吹在吹风槽14内；在所述吹风槽14的侧壁上连通有若干个沿旋转换热体5侧壁分布的分流槽16，分流槽16的另外一端从对应的旋转换热体5上端、下端穿出，保证分流槽16内的气体流动性，通过分流槽16将吹入的气体向两侧引流，使气体与旋转换热体5接触时间长，便于吸收旋转换热体5上的热量；所述分流槽16倾斜设置，并且沿旋转换热体5的旋转方向倾斜，提高内部气体的流动性。

所述尾气进气管6的侧壁上同轴固定有从动齿轮13，从动齿轮13的一侧上啮合连接有主动齿轮12，主动齿轮12的中心轴固定连接在电机11的输出轴上，通过电机11驱动尾气进气管6转动，从而使旋转换热体5旋转，驱动其转动。

所述尾气进气管6对应的换热箱体1顶部固定有尾气进气箱7，尾气进气管6向上伸入到尾气进气箱7内，尾气进气箱7内的尾气能够进入到尾气进气管6中，尾气进气箱7的一侧上连通尾气管8，尾气管8与金属粉末制备装置的排气管连通，将带有热量的尾气送入到尾气进气箱7中，利用尾气中的热量。

所述加热箱体4内安装有加热元件21，加热元件21对应的换热箱体1一侧设置分散器19，将换热箱体1内的气体均匀的吹在加热元件21上，另外一侧上设有与所述热气出气管3连通的收集器20，将加热后的气体收集并且送出。

在系统中设置有温度控制单元，温度控制单元包括有安装在进气管2上的第一流量阀22、安装在尾气管8上的第二流量阀23、安装在热气出气管3上的第三流量阀24、设置在换热箱体1内的温度传感器A25、设置在加热箱体4内的温度传感器B27以及与上述部件电连接的控制器26。

温度传感器A25获取换热箱体1内的温度信息，将温度信息传递到控制器26上，通过控制器26设定的阀值与温度传感器A25的温度信息进行比较判断，该阀值为换热箱体最高阀值和换热箱体最低阀值，当温度传感器A25的温度信息高于换热箱体最高阀值时，控制器26控制第一流量阀22、第三流量阀24增大开口提高流量，控制第二流量阀23减少开口降低流量，使内部的进入待预热的气体增多，废气量减少，产生更多的预热气体；当温度传感器A25的温度信息低于换热箱体最低阀值时，控制器26控制第一流量阀22、第三流量阀24减小开口降低流量，第二流量阀23增大开口提高力量，使内部进入的待预热气体减少，废气进入量增加，提供更多的热量；当温度传感器A25的温度信息在换热箱体最高阀值和换热箱体最低阀值之间，则第一流量阀22、第二流量阀23、第三流量阀24保持现状不变，这样使气体以稳定的温度从换热箱体1进入到加热箱体4内。

温度传感器B27获取加热箱体4内的温度信息，将温度信息传递到就控制器26上，通过控制器26设定的阀值与温度传感器B27的温度信息进行比较判断，该阀值为加热箱体最高阀值和加热箱体最低阀值，加热箱体最高阀值为100℃，加热箱体最低阀值为80℃，当温度传感器B27的温度信息高于加热箱体最高阀值时，控制器26控制加热元件21降低发热功率，减少热量的产生，从而降低加热元件21的能耗，当温度传感器B27的温度信息低于加热箱体最低阀值时，控制器26控制加热元件21提高发热功率，增加热量的产生，使温度提高，当温度传感器B27的温度信息在加热箱体最高阀值与加热箱体最低阀值之间，则加热元件21保持现有发热功率不变，保证送出的空气温度恒定，为生产提供稳定的气体。

实施例2

在所述吹风槽14内对应的每一个分流槽16处均固定有挡流板15，挡流板15侧面与分流槽16的侧面平齐，吹在挡流板15上的气体被导入对应的分流槽16内，起到引流作用，避免气体沿吹风槽14内流动；所述挡流板15的顶部高于对应的分流槽16底部，并且挡流板15的高度小于吹风槽14的高度，便于气体流动。

实施例3

所述旋转换热体5的内壁上对应的吹风槽14位置上固定有一圈导热环17，导热环17的导热性大于旋转换热体5的导热性，使导热环17吸收热量，为吹风槽14送入更多的热量，在所述旋转换热体5的内壁上以及导热环17的内壁上均设置有凸点18，使其与内部的尾气接触面积增大，便于吸收更多的热量。

金属粉末雾化制备装置中将内部带有热量的尾气排出，与该系统的尾气管8连通，将尾气送入到内部，尾气在旋转换热体5内流动，将热量通过旋转换热体5吸收，并且向换热箱体1内扩散，旋转换热体5转动与吹入的气体接触，使热量快速的扩散到周围气体中，旋转换热体5上开设的吹风槽14和分流槽16使的气体的流动性增强，同时增加了接触换热面积，有利于进入的气体吸收热量，换热后的热量送入到加热箱体4内加热，使气体温度符合制备需要。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。