一种金属粉末火焰球化设备的制作方法

本实用新型涉及等离子体金属粉末加工设备，特别是一种金属粉末火焰球化设备。

背景技术：

3d打印越来越普遍，然而在生产过程中金属融化液经过等离子雾化时的温度在几千度的高温，需要对其进行降温处理，然后收集金属粉末，金属粉末颗粒要求均匀，在生产过程中传统球化设备只能在低温下球化熔点低的粉末，原有球化设备结构复杂，不易维修，设备笨重，占地面积大，生产成本高。大量的研磨粉末形状不规则，有大量客户需要球形度好的粉末，故需要一种能球化异性粉末的球化设备。

专利号为cn106735274a公开了一种制备球形金属粉末的设备和工艺，本实用新型之制备球形金属粉末的设备，包括旋转电极进料装置、料仓、感应熔炼室、雾化器、雾化室、钝化气体充入装置、旋风分离装置、粉末收集装置、布袋收尘装置、引风机、真空系统和控制系统，所述旋转电极进料装置竖直装配在料仓之上，料仓位于感应熔炼室上方，雾化器装配于感应熔炼室和雾化室之间，雾化室通过管道连接旋风分离装置，雾化室和旋风分离装置之间的管道上设有钝化气体充入装置，旋风分离装置下方连接粉末收集装置。本实用新型无需使用熔炼坩埚，性质活泼的原材料在无接触条件下加热熔化，雾化成粉末，进行表面钝化，生产出的活泼金属粉末性质稳定，不易变质，方便存储和使用。但是该设备还是存在以下缺点：送粉系统不能是定量均匀给料，同时火焰球化温度低，保温效果差，无法达到高温球化的温度，增大了能源消耗大，使加工的后的球化颗粒不均匀，生产不稳定，设备容易损坏。

技术实现要素：

本实用新型的目的是，克服现有技术的上述不足，而提供一种便于均匀定量给料，球化温度稳定，保温效果突出，便于降低检修和能源节约，便于连续批量生产的金属粉末火焰球化设备。

本实用新型的技术方案是：一种金属粉末火焰球化设备，包括送粉系统、粉体球化系统和收集系统，物料通过减速电机输送至送粉系统中，送粉系统通过送粉管将物料输送至粉体球化系统中，粉体球化系统通过输送管道与收集系统连接，所述送粉系统包括定量给料器和物料均匀分配器，定量给料器通过送粉管与物料均匀分配器连接，物料均匀分配器通过分支管路与粉体球化系统连接。

优选地，粉体球化系统包括火焰球化枪，火焰球化枪分别对各个分支管路上的物料粉体进行球化，便于提高粉体与火焰球化抢的火焰高温区充分接触，便于粉体球化效果和质量的提高。

本方案的优点在于：能有效的对物料进行定量处理和均匀的分配，便于粉体球化系统对物料进行均匀的球化，便于提高球化后的粉体颗粒的均匀度，同时便于提高对粉体的加工效率和质量，另外有效的解决了火焰球球化温度低的问题，使粉体能够在高温区域能够得到充分的受热，将各个小火焰枪集于一体有效的提高了火焰周围整体的温度，便于对粉体进行加工；同时采用气流能够对球化的粉体进行很好的冷却，冷却的同时不影响热场的加工温度。

进一步，所述定量给料器包括罐体、搅拌单元、驱动单元以及助力单元，搅拌单元设置在罐体内，并通过位于罐体外部的驱动单元带动进行旋转，罐体的底部一侧设有出料口，出料口上端设有推动粉体流动的助力单元，助力单元通过送风管通入气流，助力粉料送入出料口中，并助力输送粉料。

通过定量给料器对粉体进行定量分批次的送入送粉管中，从而实现定量给料，另外采用高压气流带动粉体的输送，便于提高输送效率，同时还能够防止送粉管的堵塞。

优选地，搅拌单元包括旋转盘，旋转盘与罐体的内壁之间形成用于收集粉体的环状储粉空间，旋转盘上设有若干粉料分隔板，粉料分隔板将环状储粉空间均匀分割成若干扇形储槽，使用时粉体因自身重力下落到环状储粉空间，将各个扇形储槽填满，驱动单元驱动扇形储槽转动至出料口，从而实现对粉体的定量输送。为提高对粉体的输送效率，因此采用助力单元对粉体的出料和输送提供助力。

优选地，助力单元包括设于出料口上方的送风腔，送风腔与设于罐体外侧的送风管接通，出料口设有送粉管，送粉管内的风流从进风管进入，经流送风腔、出料口和送粉管将粉料送离罐体。

优选地，驱动单元包括设于罐体底部的驱动电机，驱动电机通过螺栓紧固在罐体底部，驱动电机上的驱动轴穿过罐体底部，并往上延伸，旋转盘穿设在驱动轴上。

进一步，所述物料均匀分配器包括分离罐和分支管路，分离罐的下端设有送粉管，其顶部设有分支管路，分支管路均匀分布在分离罐顶部，粉末经过喷配后均匀进入各个分支管路，分支管路上设有送粉预热装置。

使用时粉体从分离罐的下端随气流进入，进入分离罐中的气流和粉体一同在分离罐中翻滚和流动，使质粒较轻的粉体随气流一同进入各个分支管路中，从而实现对粉体的均匀分配，另外还能够对粉体起到筛分的效果。

进一步，所述送粉系统还包括旋风除尘器、过滤器和二级料筒，旋风除尘器和过滤器设于二级料筒的顶部，并分别与二级料筒连通，二级料筒的下端连接定量给料器，旋风除尘器一侧连接物料罐，其顶部通过风管与过滤器连接，过滤器顶部通过风管连接第一风机。

进一步，所述粉体球化系统包括炉体和火焰球化枪，炉体内上端设有保温套筒，下端设有冷却桶装置，火焰球化枪穿过保温套筒穿设在炉体的顶部，火焰球化枪连接分支管路，炉体下端通过风管连接收集系统。

进一步，所述火焰球化枪包括小火焰枪、观察口和冷却套，小火焰枪圆周均匀分布在冷却套中，小火焰枪围成的圆周中心设有观察口，冷却套中通入冷却气体。

进一步，所述小火焰枪包括进粉管道、燃气管道和助燃气管道，进粉管管道外围套设燃气管道，燃气管道外套设助燃气管道，进粉管道外围还设有备用管道，进粉管与分支管理连接，小火焰枪下端设有枪嘴，枪嘴内设有点火装置，点火装置与设有炉体外的点火控制器连接。

进一步，所述炉体外还设有气流排系统，用于控制燃气管道和助燃气管道内气体流速；所述冷却桶装置外侧设有鼓风机，其另一侧设有取样检测系统。

进一步，所述收集系统包括旋风收集器、布袋除尘器和引风机，旋风收集器的一端通过输送管道与炉体连接，另一端与布袋除尘器连接，布袋除尘器的上端通过风管连接引风机。

一种采用上述金属粉末火焰球化设备的加工工艺，包括以下步骤：

第一步，物料的处理，先将物料送入送风系统中进行除尘过滤处理，除去物料中的杂质；

第二步，物料输送，将第一步中处理后的物料采用定量给料器和物料均匀分配器通过气流进行定量均匀的输送，将物料输送至炉体中；

第三步，物料球化加工，采用炉体上的火焰球化枪对第二步中的物料进行高温球化加工，将物料加工成均匀的球型颗粒粉体；优选地，对粉料进行球化加工前先预热，便于加工质量和效果的提高。

第四步，粉体的收集，待粉体冷却后，采用收集系统对第三步炉体中的粉体进行收集。

本实用新型具有如下特点：

本方案能有效的提高了球化后的粉体颗粒的均匀度，同时便于提高对粉体的加工效率和质量，另外有效的解决了火焰球球化温度低的问题，使粉体能够在高温区域能够得到充分的受热，同时采用气流能够对球化的粉体进行很好的冷却，冷却的同时不影响热场的加工温度，便于对物料进行持续生产和批量加工，有效的提高了生产效率和加工质量，有效的降低了检修成本和能源的损耗。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的详细结构作进一步描述。

附图说明

图1-为本实用新型结构示意图；

图2-为送风系统结构示意图；

图3-为定量给料器俯视图；

图4-为定量给料器a-a截面图；

图5-为物料均匀分配器结构示意图；

图6-为物料均匀分配器b-b截面图；

图7-为火焰球化枪结构示意图；

图8-为火焰球化枪c-c截面图；

图9-为火焰球化枪仰视图；

1-物料罐，2-鼓风机，3-送粉系统，4-预热装置，5-火焰球化枪，6-炉体，7-冷却桶装置，8-取样检测系统，9-点火控制器，10-气流排系统，11-收集系统，12-布袋除尘器，13-引风机，14-减速电机，15-定量给料器，16-二级料筒，17-旋风除尘器，18-进料口，19-风管，20-过滤器，21-第一风机，22-分支管路，23-分离罐，24-送粉管，25-送风管，26-机架，27-盖板，28-法兰盘，29-旋转盘，30-固定盘，31-分隔板，32-刮板，33-送风腔，34-凸起，35-罐体，36-驱动轴，37-轴套，38-驱动电机，39-底座，40-安装法兰，41-观察口，42-进粉管道，43-燃气管道，44-助燃气管道，45-备用管道，46-进水管，47-火焰枪安装法兰，48-冷却套，49-枪嘴，50-安装盘。

具体实施方式

如附图所示：一种金属粉末火焰球化设备，包括送粉系统3、粉体球化系统和收集系统11，物料通过减速电机14输送至送粉系统3中，送粉系统3通过螺栓固定在机架26上，送粉系统3通过送粉管24将物料输送至粉体球化系统中，粉体球化系统通过输送管道与收集系统11连接，所述送粉系统3包括定量给料器15和物料均匀分配器，定量给料器15通过送粉管24与物料均匀分配器连接，物料均匀分配器通过分支管路22与粉体球化系统连接，定量给料器15通过设于其下端的底座39安装座机架26上。

优选地，粉体球化系统包括火焰球化枪5，火焰球化枪5分别对各个分支管路22上的物料粉体进行球化，便于提高粉体与火焰球化抢的火焰高温区充分接触，便于粉体球化效果和质量的提高。

定量给料器15包括罐体35、搅拌单元、驱动单元以及助力单元，搅拌单元设置在罐体35内，并通过位于罐体35外部的驱动单元带动进行旋转，罐体35的底部一侧设有出料口，出料口上端设有推动粉体流动的助力单元，助力单元通过送风管25通入气流，助力粉料送入出料口中，并助力输送粉料。

通过定量给料器15对粉体进行定量分批次的送入送粉管24中，从而实现定量给料，另外采用高压气流带动粉体的输送，便于提高输送效率，同时还能够防止送粉管24的堵塞。

优选地，搅拌单元包括旋转盘29，旋转盘通过设于罐体35内底部的固定盘30设置在罐体35内，旋转盘29与罐体35的内壁之间形成用于收集粉体的环状储粉空间，旋转盘29上设有若干粉料分隔板31，粉料分隔板31将环状储粉空间均匀分割成若干扇形储槽，使用时粉体因自身重力下落到环状储粉空间，将各个扇形储槽填满，驱动单元驱动扇形储槽转动至出料口，从而实现对粉体的定量输送。为提高对粉体的输送效率，因此采用助力单元对粉体的出料和输送提供助力。

优选地，助力单元包括设于出料口上方的送风腔33，送风腔33与设于罐体35外侧的送风管25接通，出料口设有送粉管24，送粉管24内的风流从进风管19进入，经流送风腔33、出料口和送粉管24将粉料送离罐体35。送风腔33包括设于出料口上端的盖板27，盖板27上设有凸起34，凸起34位于出料口的正上方，凸起34与出料口之间即为送风腔33，扇形储槽受驱动装置的驱动从送风腔33中穿过；使用时驱动装置将物料驱动至出料口，送风管25中的高压气流从送风腔33对扇形储槽中的物料向出料口进行推动，使物料能够从出料口进入送粉管24中，送风管25与出料连接处设有弧形弯管，防止物料在连接死角堆积堵塞送粉管24。

优选地，驱动单元包括设于罐体35底部的驱动电机38，驱动电机38通过螺栓紧固在罐体35底部，驱动电机38上的驱动轴36穿过罐体35底部，并往上延伸，旋转盘29穿设在驱动轴36上。优选地，驱动轴36上设有轴套37，轴套37上设有刮板32，刮板32用于对扇形储槽内的物料进行刮平，使扇形储槽内的物料定量输送，同时还能够对设于定量给料器15上端的二级料筒16中的下料起到促进作用，二级料筒16与定量给料器15通过法兰盘28安装固定，连接处设有密封垫圈，防止漏气和物料漏出。

物料均匀分配器包括分离罐23和分支管路22，分离罐23的下端设有送粉管24，其顶部设有分支管路22，分支管路22通过安装法兰40设于分离罐23上，便于对分支管路22进行检修，优选地，分支管路22均匀分布在分离罐23顶部，粉末经过喷配后均匀进入各个分支管路22，分支管路22上设有送粉预热装置4。

使用时粉体从分离罐23的下端随气流进入，进入分离罐23中的气流和粉体一同在分离罐23中翻滚和流动，使质粒较轻的粉体随气流一同进入各个分支管路22中，从而实现对粉体的均匀分配，另外还能够对粉体起到筛分的效果。

送粉系统3还包括旋风除尘器17、过滤器20和二级料筒16，旋风除尘器17和过滤器20设于二级料筒16的顶部，并分别与二级料筒16直接连通，便于物料直接进入二级料筒16中，二级料筒16的下端连接定量给料器15，旋风除尘器17一侧设有进料口18，进料口18通过送料管道连接物料罐1，送料管道上设有减速电机14，旋风除尘器17的顶部通过风管19与过滤器20连接，过滤器20顶部通过风管19连接第一风机21。

优选地，旋风除尘器17与过滤器20的下端均设有电磁阀，使用时便于控制物料的下料，当二级料筒16中物料过多时，可以关闭电磁阀，暂停送料，防止积压堵塞，同时便于对定量给料器15进行检修。

粉体球化系统包括炉体6和火焰球化枪5，炉体6内上端设有保温套筒，下端设有冷却桶装置7，火焰球化枪5穿过保温套筒穿设在炉体6的顶部，火焰球化枪5连接分支管路22，炉体6下端通过风管19连接收集系统11。

优选地，保温套筒采用多块拼接而成，当不影响拼块之间的密封效果，保温套筒包括内保温层和外保温层，内保温层采用耐高温石墨材料等，外保温层可以采用耐高温陶瓷或石英等材料，内外保温层之间设有冷却腔，冷却腔内通入冷却液，便于提高保温套筒的耐热性，同时能够提高其热膨胀性，能够有效的防止因受热后过于膨胀而破裂，便于提高保温套筒的使用寿命。

火焰球化枪5包括小火焰枪、观察口41和冷却套48，小火焰枪圆周均匀分布在冷却套48中，小火焰枪围成的圆周中心设有观察口41，冷却套48中通入冷却气体。

冷却套48外设有火焰枪安装法兰47，便于火焰球化枪5紧固在炉体6的顶部，水冷套上设有进水管46和出水管，便于通入冷却液保护小火焰枪，小火焰枪的上端设有安装盘50，安装盘50与水冷套固定连接，便于提供小火焰枪与水冷套之间的连接强度。

小火焰枪包括进粉管道42、燃气管道43和助燃气管道44，进粉管管道外围套设燃气管道43，燃气管道43外套设助燃气管道44，进粉管道42外围还设有备用管道45，进粉管与分支管理连接，小火焰枪下端设有枪嘴49，枪嘴49内设有点火装置，点火装置与设有炉体6外的点火控制器9连接，点火控制器9上设有火焰检测装置，用于检测火焰温度和颜色。优选地，火焰球化枪5中小火焰枪上的枪嘴49都位于保温套筒内，使保温套筒内的温度能够快速的达到物料球化温度，同时能够保持温度的稳定，便于降低火焰球化枪5上火焰受外部环境的影响，有效的提高了对粉体的加工质量和效率，同时有效的降低了能源的损耗。

炉体6外还设有气流排系统10，用于控制燃气管道43和助燃气管道44内气体流速；冷却桶装置7外侧设有鼓风机2，其另一侧设有取样检测系统8。取样检测系统8自动取样内部气体气氛，检测各成分溶度，保证可燃气体溶度在安全范围之内；

气流排系统10，整个工艺最先开启模块，使小火焰枪内输出可燃气体和助燃剂，再开启点火系统和火焰检测装置，使小火焰枪可燃气体燃烧，再通过气流排系统10加大气体流量，加大火焰大小和温度，使保温套套筒内温度达到球化所需温度，再开启送粉系统3，对物料进行球化加工。

收集系统11包括旋风收集器、布袋除尘器12和引风机13，旋风收集器的一端通过输送管道与炉体6连接，另一端与布袋除尘器12连接，布袋除尘器12的上端通过风管19连接引风机13。优选地，旋风收集器下端连接集粉筒，用于直接收集粉体，旋风收集器可以多个设置，便于提高收粉的效率，超细粉末进入布袋系统，进一步的进行收集。

使用时引风机13的引风能力大于鼓风机2的送风，使冷却桶装置7下端连接的收集系统11处于负压状态，能够使冷却桶装置7内的球化后粉体得到充分的冷却，同时还能够降低对冷却桶上端的火焰球化枪5对物料的球化效果，防止破坏球化使的热场稳定性，有效的打破了传统的冷却方式，冷却效果突出，同时还能够提高对球化后的粉体的输送效率，便于对粉体进行收集。

采用上述金属粉末火焰球化设备的加工工艺，包括以下处理过程：

第一步，物料的处理，先将物料送入送风系统中进行除尘过滤处理，除去物料中的杂质；

第二步，物料输送，将第一步中处理后的物料采用定量给料器15和物料均匀分配器通过气流进行定量均匀的输送，将物料输送至炉体6中，送粉的速度可以根据加工的需要通过驱动电机38进行调节，当需要加大输送速度时，只需提高驱动电机38的转速即可；

第三步，物料球化加工，采用炉体6上的火焰球化枪5对第二步中的物料进行高温球化加工，在对物料进行球化加工前进行预热处理，便于球化效果的提高，将物料加工成均匀的球型颗粒粉体；优选地，火焰球化枪5的火焰温度≥2000℃。

第四步，粉体的收集，采用气流对第三步中球化后的粉体进行冷却，粉体在冷却桶装置7中下落的同时利用气流进行冷却，待粉体冷却下落后，采用收集系统11对第三步炉体6中的粉体进行收集。

本实用新型的工作原理是：

工作原理：通过送粉系统3使物料均匀等量输送，定量给料器15用于对物料进行定量给料，物料均匀分配器用于均匀分配物料，使物料罐1里的物料通过送粉系统3的输送至分支管路22，在经过送粉预热装置4对物料进行预加热，再进入火焰球化枪5，使物料完全通过火焰高温区域，物料继续前进，进入保温套系统中的火焰高温区域，使物料充分接触高温区使粉末得到球化，物料球化完成进入冷却桶装置7，开启鼓风机2使冷却桶装置7内温度冷却，物料继续往下，通过收粉系统中的旋风收集器和集粉筒收集球化好的粉末，超细粉末进入布袋系统；物料经过冷却桶装置7时，取样检测系统8自动取样内部气体气氛，检测各成分溶度，保证可燃气体溶度在安全范围之内；气流排系统10，整个工艺最先开启模块，使火焰枪内输出可燃气体和助燃剂，再开启点火系统和火焰检测装置，使火焰球化枪5可燃气体燃烧，再通过气流排系统10加大气体流量，加大火焰大小和温度，使保温桶系统内温度达到球化所需温度，再开启送粉系统3。

本方案能有效的对物料进行定量处理和均匀的分配，便于粉体球化系统对物料进行均匀的球化，便于提高球化后的粉体颗粒的均匀度，同时便于提高对粉体的加工效率和质量，另外有效的解决了火焰球球化温度低的问题，使粉体能够在高温区域能够得到充分的受热，将各个小火焰枪集于一体有效的提高了火焰周围整体的温度，便于对粉体进行加工；同时采用气流能够对球化的粉体进行很好的冷却，冷却的同时不影响热场的加工温度。

以上详细描述了实用新型的优选实施方案，但显然实用新型并不仅限于上述实施方案。在实用新型的技术构思范围内，可以对实用新型的技术方案进行多种等效变型，这些等效变型均属于实用新型的保护范围。另外，需要说明的是，在上述的具体实施方案中所描述的各个技术特征可以另行独立进行组合，只要其在实用新型的技术构思范围内即可。