專利名稱：一種防止高熔點物質堵塞的霧化器及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用氣體霧化熔液制造超細粉體技術領域，更具體地說涉及一種防止高熔點物質堵塞的霧化器及其在金屬或合金超微粉末制備過程中的應用。
背景技術：
在制備金屬和合金粉末行業(yè)中，氣體霧化技術成為生產高性能金屬和合金粉末的主要方法之一。由于氣體霧化具有高的冷卻速度和過冷度，因此氣體霧化可有效地減少合金成分的偏析，獲得微觀組織細小、成分均勻的合金粉體。此外，通過控制冷凝速率可以獲得具有非晶、準晶、微晶或過飽和固溶體等非平衡組織的粉體，因此氣體霧化已經廣泛地應用于高性能金屬、特種合金、復合材料等高技術領域。氣體霧化的基本原理是采用噴嘴產生的高速、高壓氣流將金屬熔體粉碎成細小的熔滴，隨后經過球化、冷卻和凝固成為金屬或合金粉末的過程。霧化器噴嘴是氣體霧化技術的核心，噴嘴控制氣流對金屬液流的作用過程，使氣流的動能轉化為新生粉末的表面能，因此霧化噴嘴決定了霧化粉末的性能和霧化效率。現(xiàn)有技術中霧化器的結構形式多種多樣，按照噴嘴結構分為環(huán)孔型霧化器和環(huán)縫型霧化器，無論是環(huán)縫型還是環(huán)孔型結構的霧化器，在使用過程中經常發(fā)生導流管堵塞的現(xiàn)象，這至少由以下三方面原因造成的，一是金屬液在流動過程中因為溫度降低出現(xiàn)凝固。 二是由于金屬液滴在霧化過程中出現(xiàn)反濺，即霧化的液滴向氣流霧化噴嘴的方向飛行，反濺的金屬液滴粘附到氣流霧化噴嘴的下端，并且不斷凝固積累，最終導致氣流霧化噴嘴的中心孔上的導流管堵塞而使霧化過程中斷。三是金屬液與氣體中的雜質(如氧氣等)反應生成氧化物等化合物，隨著化合物量的增多，會將導流管堵塞。其中第二和第三這兩種現(xiàn)象在導流管上出現(xiàn)的頻率更大，前者是因為金屬液接近飛行氣體而導致被冷卻，后者是由于與氧氣等發(fā)生反應的緣故，因此一旦導流管堵塞，生產將無法繼續(xù)進行。尤其對于由于化合物堵塞的情況，常規(guī)的將霧化器拆下疏通的辦法常常也不能解決問題，這主要是由于化合物的熔點普遍較高的緣故，在這種情況下，只有更換整個霧化器，這大大增加了生產成本，而且也影響制備效率及產品質量。目前，對霧化器進行改進更新的技術有很多，相關專利也有很多，但這些技術大多是有關如何控制金屬粉末粒度及如何提高生產效率等方面，很少有關于如何防止霧化器堵塞尤其是高熔點化合物問題的專利及技術。總之，如何防止霧化器的導流管的堵塞問題，而又不影響生產效率是一個難題。因此，尋找一種行之有效的解決方法，既能防止堵塞問題，還能保證簡單、實用和方便，對技術人員來說還是一個難題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的之一是為了解決上述的技術問題而提供一種防止高熔點物質堵塞的霧化器。
本發(fā)明的目的之二提供上述的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器在金屬或合金超微粉末制備過程中的應用方法。本發(fā)明的技術方案
本發(fā)明的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器，即提供的用于防止金屬或合金堵塞尤其是金屬或合金氧化物等化合物堵塞問題的霧化器，它是通過改變霧化器的結構，在導流管和金屬外套之間安裝發(fā)熱體，同時，在經常發(fā)生氧化物等化合物粘附的導流管出口處安裝一個可更換的陶瓷圓環(huán)，陶瓷圓環(huán)的內表面放置或噴涂上與金屬或合金熔液及其氧化物或化合物難以粘附的物質，從而達到防止堵塞、解決堵塞的目的。所述的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器，包括導流管、噴嘴，另外還包括金屬外套、發(fā)熱體、陶瓷圓環(huán)、陶瓷密封環(huán)和金屬螺桿；
所述的噴嘴上設有進氣管和出氣口；
所述的金屬外套的上端中心部分開有與導流管外徑相適應的孔，用以安裝導流管，金屬外套的下端敞口，金屬外套自上而下在靠近下端部出口的1/3 1/2處的一端漸縮成80
°、9。的外錐形體；
在金屬外套的漸縮成錐形體的部分的外側設有螺紋并與噴嘴的內中心錐孔的側面上的螺紋相配合，以實現(xiàn)對金屬外套支撐、定位和固定，金屬外套其余部分與噴嘴不接觸； 所述的導流管的下端部在靠近內徑的邊緣設有凹入部分，安裝時導流管與金屬外套同
心；
導流管與金屬外套之間設有IOmnTlOOmm的間隙，間隙內安裝發(fā)熱體；導流管與金屬外套不直接接觸，一方面可防止發(fā)熱體與金屬外套之間的導電，另一方面可大大降低導流管熱量的散失；
所述的發(fā)熱體上設有外接電源接口并與外界電源連接，以防在本發(fā)明的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器使用中發(fā)生金屬或低熔點物質堵塞的情況下，可通過發(fā)熱體通電，對堵塞物加熱使其升溫熔化，達到解決金屬或合金堵塞的目的；
另外，優(yōu)選在金屬外套靠近發(fā)熱體的內表面設有金屬反射膜或噴涂而成一層白色反射涂層，是用來反射發(fā)熱體輻射的能量，從而達到減少能量損耗節(jié)能的效果； 所述的白色反射涂層所用的涂料優(yōu)選為氧化錫；
所述的陶瓷圓環(huán)與導流管等內徑，陶瓷圓環(huán)的外徑小于金屬外套下端部外徑并大于金屬外套下端部內徑，陶瓷圓環(huán)靠內徑的邊緣上有一凸臺，該凸臺結構與導流管下端部的凹入部分相配合；在凸臺的外延與陶瓷圓環(huán)的外延之間開有螺孔，該螺孔的位置對應于導熱管與金屬外套之間的間隙并靠近金屬外套的內壁；同時在金屬外套的上部與該位置對應的部位也開有相應的螺孔；螺孔的數量為4、個；
陶瓷圓環(huán)上與有凸臺一面對應的另一面的螺孔上設有相應的凹入孔，該孔的大小以保證陶瓷密封環(huán)的嵌入安裝；
陶瓷圓環(huán)安裝到導流管的下端部并嵌入到金屬外套內，陶瓷圓環(huán)的凸臺嵌入到導流管下端部的凹入部分上，安裝完后，保證陶瓷圓環(huán)上與有凸臺一面對應的另一面與金屬外套的下端面齊平；
陶瓷圓環(huán)的內表面噴涂上與經常發(fā)生堵塞的物質，如金屬、合金熔液、金屬氧化物或金屬化合物難以粘附的物質，用來防止氧化物或其它化合物在圓環(huán)狀物體表面的凝固積累，從而達到防止堵塞、解決堵塞的目的；內表面噴涂物質的選擇，將根據不同霧化金屬，采用潤濕角等方法來確定；
所述的金屬螺桿下部用螺母旋緊，然后依次穿過陶瓷圓環(huán)上對應的螺孔及金屬外套上對應的螺孔后，在位于金屬外套上部位置處的金屬螺桿上用鎖緊螺母旋緊固定；
隨后在陶瓷圓環(huán)螺孔內緊挨螺母的位置放入陶瓷密封環(huán)并與陶瓷圓環(huán)采用螺紋連接。所述的金屬外套、導流管、陶瓷圓環(huán)可以根據霧化金屬或合金粉末不同，選擇不同的材料；
所述的金屬外套可選擇強度高、易于加工、價廉的材料，如碳鋼或不銹鋼； 所述的導流管、陶瓷圓環(huán)可選擇耐高溫、隔熱性好、惰性的、易于加工或即使難于加工但可制成簡單形狀的材料，如氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化鋯陶瓷、碳化硅陶瓷及其它耐高溫陶瓷；
所述的陶瓷密封環(huán)材質選用由磷酸鋯陶瓷、磷酸鋁或微晶體玻璃可加工陶瓷； 所述的發(fā)熱體根據霧化金屬或合金粉末不同，可選用電爐絲、硅炭棒發(fā)熱體。上述的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器的組裝過程如下
將霧化器上的金屬外套通過螺紋連接安裝在噴嘴上，使金屬外套的外錐形體與噴嘴的內中心錐孔通過螺紋連接相配合，金屬外套其余部分與噴嘴不接觸； 接著在金屬外套里面安裝發(fā)熱體；
隨后在發(fā)熱體內側放入導流管，導流管的中心與金屬外套的中心重合，最后在導流管下端部出口處放置陶瓷圓環(huán)，再將金屬螺桿下部用螺母旋緊，然后依次穿過陶瓷圓環(huán)上對應的螺孔及金屬外套上對應的螺孔后，在位于金屬外套上部位置處的金屬螺桿上用鎖緊螺母旋緊固定，隨后在陶瓷圓環(huán)螺孔內緊挨螺母的位置放入陶瓷密封環(huán)并與陶瓷圓環(huán)下端部采用螺紋連接，從而完成防止高熔點物質堵塞的霧化器安裝。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器，通過改變霧化器的結構，在導流管和金屬外套之間安裝發(fā)熱體，通過加熱，可有效地消除金屬或合金形成的低熔點堵塞物，還能夠對金屬熔液起到保溫作用，能夠有效地防止金屬熔液因天氣變化等原因造成的流動過程中產生的冷卻凝固，從而避免導流管下端部出口處堵塞使霧化無法繼續(xù)的現(xiàn)象發(fā)生。本發(fā)明的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器，通過導流管下端部出口處安裝一個可更換的陶瓷圓環(huán)，可以在氧化物或其它化合物發(fā)生堵塞的情況，通過更換它，達到保護霧化器其它組件的作用，節(jié)約了材料，降低了生產成本。本發(fā)明的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器中大部分材料采用金屬材料，不僅價格低廉、加工方便，可重復使用，而且可防止導流管下端部與高速冷氣流接觸，受熱狀態(tài)顯著改善，抗熱震性能提高，不易炸裂。由于金屬外套的保護，導流管安全性能提高，不易發(fā)生折斷或損壞。本發(fā)明的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器，在導流管與金屬外套之間有間隙隔熱，金屬外套僅以一錐段與導流管下端部出口處相接觸，散熱面積減小，導流管不直接接觸高速冷氣流，這些措施可大幅度保持熔體的溫度，減少熔體霧化過熱度和減少堵塞的危險； 發(fā)熱體的使用，也為降低霧化過熱度提供了保障。熔體過熱度的降低，可有效減弱熔體與導流管之間的反應，減輕成分污染，提高粉末的質量。
另外，本發(fā)明的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器，結構簡單，使用方便，成本低， 可以多次重復使用，防堵塞、疏通堵塞效果好，可以快速地將堵塞疏通而不損壞霧化器。可以大大節(jié)省為疏通或更換導流管的工作，提高生產效率，降低勞動強度。


圖1、本發(fā)明的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器的結構示意圖，圖中1為導流管，2為螺桿，3為金屬外套，4為噴嘴，5為噴嘴進氣管，6為噴嘴出氣口，7為鎖緊螺母，8為螺母，9為導流管與金屬外套之間的間隙，10為發(fā)熱體，11為反射涂層，12為陶瓷圓環(huán)，13為陶瓷密封環(huán)。
具體實施例方式下面通過實施例并結合附圖對本發(fā)明作進一步闡述，但并不限制本發(fā)明。實施例 1
一種防止高熔點物質堵塞的霧化器，其結構示意圖如圖ι所示，它包括導流管1、噴嘴 4，還包括金屬外套3、導流管與金屬外套之間的間隙9、發(fā)熱體10、反射涂層11、陶瓷圓環(huán)12 及實現(xiàn)金屬外套上端與陶瓷圓環(huán)12進行連接用的金屬螺桿2、陶瓷密封環(huán)13 ； 所述的噴嘴4上設有噴嘴進氣管5和噴嘴出氣口 6 ；
所述的金屬外套3為圓筒狀，采用碳鋼或不銹鋼材料，金屬外套3的上端中心部分開有與導流管1外徑相適應的孔，用以安裝導流管1，金屬外套3的下端敞口，金屬外套3自上而
下在靠近下端部出口的1/3 1/2處的一端漸縮成80 °、9 ^的外錐形體；
在金屬外套3的漸縮成錐形體的部分的外側設有螺紋并與噴嘴4的內中心錐孔的側面上的螺紋相配合，以實現(xiàn)對金屬外套3進行支撐、定位和固定，金屬外套3其余部分與噴嘴 4不接觸；
所述的導流管1采用氧化鋁陶瓷，導流管1下端部在靠近內徑的邊緣設有凹入部分，安裝時使導流管1與金屬外套3同心；
導流管1與金屬外套3之間設有IOmnTlOOmm的間隙9，在間隙9里安裝發(fā)熱體10，發(fā)熱體10上設有外接電源接口并與外界電源連接，在本發(fā)明的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器發(fā)生金屬或低熔點物質堵塞的情況下，可通過發(fā)熱體9通電，對堵塞物加熱使其升溫熔化，達到解決金屬或合金堵塞的目的；
在金屬外套3靠近發(fā)熱體10的內表面噴涂一層氧化錫而成白色反射涂層11，當發(fā)熱體 10工作時，白色反射涂層11對發(fā)熱體輻射的熱量起反射作用，防止熱量的消耗；
所述的陶瓷圓環(huán)12采用氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化鋯陶瓷或碳化硅陶瓷材料，陶瓷圓環(huán)12與導流管1等內徑，陶瓷圓環(huán)12的外徑小于金屬外套3的下端部外徑并大于金屬外套3的下端部內徑，陶瓷圓環(huán)12靠內徑的邊緣上有一凸臺，該凸臺結構與導流管下端部的凹入部分相配合；在凸臺的外延與陶瓷圓環(huán)12的外延之間開有穿透螺孔， 該螺孔的位置對應于導流管1與金屬外套3之間的間隙9并靠近金屬外套3的內壁，同時在金屬外套3的上部與該位置對應的部位也開有相應的穿透螺孔；螺孔的數量為6個；
陶瓷圓環(huán)12上與有凸臺的對應的另一面的螺孔上設有相應的凹入孔，該孔的大小以保證陶瓷密封環(huán)13的嵌入安裝；陶瓷圓環(huán)12安裝到導流管1的下端部并嵌入到金屬外套3內，陶瓷圓環(huán)12的凸臺嵌入到導流管1下端部的凹入部分上，安裝完后，保證陶瓷圓環(huán)12上與有凸臺一面對應的另一面與金屬外套3的下端面齊平；
陶瓷圓環(huán)12的內表面噴涂上與金屬或合金熔液及其氧化物或化合物難以粘附的物
質；
所述的金屬螺桿2下部用螺母7旋緊，然后依次穿過陶瓷圓環(huán)12上對應的螺孔及金屬外套3上對應的螺孔后，在位于金屬外套3上部位置處的金屬螺桿2上用鎖緊螺母8旋緊固定，隨后在陶瓷圓環(huán)12螺孔內緊挨螺母7的位置放入陶瓷密封環(huán)13并與陶瓷圓環(huán)12采用螺紋連接。當本發(fā)明的一種霧化器發(fā)生金屬或低熔點物質堵塞的情況下，可通過更換陶瓷圓環(huán)12。當霧化器的陶瓷圓環(huán)12拆卸以后，其上的粘附物可采用硬質合金、立方氮化硼或金剛石刀具等切割工具除去。應用實施例1
實施例1所述的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器在金屬或合金超微粉末制備過程中的應用，方法如下 霧化器的組裝
首先將防止高熔點物質堵塞的霧化器上的金屬外套3通過噴嘴4側面上的螺紋安裝在噴嘴4上，使金屬外套3的外錐形體與噴嘴4的內中心錐孔相配合，金屬外套3其余部分與噴嘴4不接觸；接著在金屬外套3里面安裝發(fā)熱體10 ；隨后在發(fā)熱體10內側放入導流管1 ； 最后在導流管1的下端部出口處放置陶瓷圓環(huán)12，取出金屬螺桿2，下部用螺母7旋緊，然后依次穿過陶瓷圓環(huán)12上對應的螺孔及金屬外套3上對應的螺孔后，在位于金屬外套3上部位置處的金屬螺桿2上用鎖緊螺母8旋緊固定，隨后在陶瓷圓環(huán)12螺孔內緊挨螺母7的位置放入陶瓷密封環(huán)13并與陶瓷圓環(huán)12采用螺紋連接，從而完成防止高熔點物質堵塞的霧化器的安裝；
利用上述的一種防止金屬或合金堵塞型的霧化器來霧化制備金屬或合金細粉，即將上述的霧化器的導流管1與熔體爐上的相應管道連接后即可進行生產，生產過程中陶瓷圓環(huán) 12處萬一發(fā)生金屬或合金阻塞的情況，接通電源加熱使發(fā)熱體10起作用或更換陶瓷圓環(huán) 12，可繼續(xù)生產，從而提高了生產效率。通過使用結果表明，與現(xiàn)有霧化器相比，本發(fā)明的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器在金屬或合金粉體制備中的使用可防止金屬或合金的阻塞問題從而降低了物料的損耗，即節(jié)約了材料，降低了生產成本，也提高了產品的質量。上述內容僅為本發(fā)明構思下的基本說明，而依據本發(fā)明的技術方案所作的任何等效變換，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種防止高熔點物質堵塞的霧化器，包括導流管、噴嘴；其特征在于還包括金屬外套、發(fā)熱體、陶瓷密封環(huán)、陶瓷圓環(huán)和金屬螺桿；所述的金屬外套的上端中心部分開有與導流管外徑相適應的孔，用以安裝導流管，金屬外套的下端敞口，金屬外套自上而下在靠近下端部出口的1/3 1/2處的一端漸縮成80°、9 c^的外錐形體；在金屬外套的漸縮成錐形體的部分的外側設有螺紋并與噴嘴的內中心錐孔的側面上的螺紋相配合，以實現(xiàn)對金屬外套支撐、定位和固定，金屬外套其余部分與噴嘴不接觸； 所述的導流管的下端部在靠近內徑的邊緣設有凹入部分，安裝時導流管與金屬外套同心；導流管與金屬外套之間設有IOmnTlOOmm的間隙，間隙內安裝發(fā)熱體； 所述的發(fā)熱體上設有外接電源接口并與外界電源連接，所述的陶瓷圓環(huán)與導流管等內徑，陶瓷圓環(huán)的外徑小于金屬外套下端部外徑并大于金屬外套下端部內徑，陶瓷圓環(huán)靠內徑的邊緣上有一凸臺，該凸臺結構與導流管下端部的凹入部分相配合；在凸臺的外延與陶瓷圓環(huán)的外延之間開有螺孔，該螺孔的位置對應于導熱管與金屬外套之間的間隙并靠近金屬外套的內壁；同時在金屬外套的上部與該位置對應的部位也開有相應數量的螺孔；螺孔的數量為4、個；陶瓷圓環(huán)上與有凸臺一面對應的另一面的螺孔上設有相應的凹入孔，該孔的大小以保證陶瓷密封環(huán)的嵌入安裝；陶瓷圓環(huán)安裝到導流管的下端部并嵌入到金屬外套內，陶瓷圓環(huán)的凸臺嵌入到導流管下端部的凹入部分上，安裝完后，保證陶瓷圓環(huán)上與有凸臺一面對應的另一面與金屬外套的下端面齊平；陶瓷圓環(huán)的內表面噴涂上與金屬、合金熔液、金屬氧化物或金屬化合物難以粘附的物質；所述的金屬螺桿下部用螺母旋緊，然后依次穿過陶瓷圓環(huán)上對應的螺孔及金屬外套上對應的螺孔后，在位于金屬外套上部位置處的金屬螺桿上用鎖緊螺母旋緊固定，隨后在陶瓷圓環(huán)螺孔內緊挨螺母的位置放入陶瓷密封環(huán)與陶瓷圓環(huán)采用螺紋連接。
2.如權利要求1所述的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器，其特征在于在金屬外套靠近發(fā)熱體的內表面設有金屬反射膜或噴涂而成的白色反射涂層。
3.如權利要求2所述的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器，其特征在于所述的白色反射涂層所用的涂料選用氧化錫。
4.如權利要求1所述的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器，其特征在于所述的陶瓷圓環(huán)選用氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化鋯陶瓷或碳化硅陶瓷。
5.如權利要求1所述的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器，其特征在于所述的陶瓷密封環(huán)材質選用由磷酸鋯陶瓷、磷酸鋁或微晶體玻璃可加工陶瓷。
6.如權利要求1所述的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器，其特征在于所述的金屬外套選用碳鋼或不銹鋼。
7.如權利要求1所述的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器，其特征在于所述的發(fā)熱體選用電爐絲或硅炭棒。
8.如權利要求廣7任一權利要求所述的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器，其特征在于所述的導流管選用氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化鋯陶瓷或碳化硅陶瓷。
9.如權利要求廣7任一權利要求所述的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器在金屬或合金超微粉末制備過程中的應用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種防止高熔點物質堵塞的霧化器，由導流管、噴嘴、金屬外套、發(fā)熱體、陶瓷圓環(huán)、陶瓷密封環(huán)、反射層等組成，導流管與金屬外套之間留有的間隙內安裝發(fā)熱體，金屬外套內表面安裝反射層，金屬外套自上而下在靠近下端部出口的1/3~1/2處的一端漸縮成外錐形體，且下端部與導流管平齊，被金屬螺桿吊置的陶瓷圓環(huán)的下端部與陶瓷密封環(huán)采用螺紋連接。本發(fā)明的一種防止高熔點物質堵塞的霧化器，可有效解決高熔點物質堵塞問題，且具有結構簡單、安裝方便、有效防止堵塞、節(jié)省材料等優(yōu)點。
文檔編號B22F9/08GK102489713SQ20111045211
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權日2011年12月30日
發(fā)明者徐家躍, 江國健 申請人:上海應用技術學院