本發明涉及粉末冶金領域，具體涉及一種帶有惰性氣體(氮氣)保護除塵裝置的鋁合金粉末生產系統。

背景技術：

現有微細球形鋁粉和鋁基合金粉末生產包裝除塵系統是前置一臺旋風分離器，其進口接至生產系統包裝除塵料口，其出口與除塵高效過器罐進口連接，高效過濾器出口接至阻燃器進口，其出口與高壓離心風機進口相連，離心風機的出口排至室外。其工作流程是利用高壓離心風機作為動力，將包裝出料口產生的鋁粉粉塵從旋風分離器進行預分離，然后通過高效過濾器進行最終過濾，其分離出的鋁粉或鋁基合金粉末分別在旋風分離器和高效過濾罐下的收料罐進行收集。但該裝置存在以下缺點：

1、在除塵過程中，空氣分別從除塵料斗的空氣濾清器和收料罐處吸入空氣，因此除塵系統存在空氣，氧含量高無法控制，除塵系統存在鋁粉或鋁基合金在揚塵度達到37-50mg/m³時遇火源(點火溫度：645℃點火能：15mJ)發生燃燒爆炸的隱患。

2、現有除塵收集的粉塵為混合粉，粒徑分布不均勻，只能低價出售。

3、現有除塵系統經過濾后仍有部分未過濾鋁粉排出室外，造成鋁粉浪費和污染環境。

附圖1是現有技術鋁合金粉末生產系統，對離心分級器15、旋風分級器14、13的粉塵通過除塵離心分級器9和高效過濾器罐7除塵，最終粉塵排出室外。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供了一種鋁合金粉末生產系統，其具有氣氛循環保護的粉末除塵裝置，能夠有效消除上述安全隱患、并且能夠高效的收集粒徑分布均勻的粉塵產品，增大產品的附加值，同時所述粉塵最終也不是排出室外，進一步解決了粉塵浪費和環境污染的問題。

本發明提供一種帶有惰性氣體(氮氣)保護的除塵裝置的鋁合金粉末生產系統，其包括生產系統和除塵系統，其中生產系統包括依次連接的霧化裝置、霧化室、套管換熱器、列管換熱器、離心分級器、旋風分級器、雙聯旋風分級器，離心分級器的氣體出口管道連接旋風分級器的入口，旋風分級器的氣體出口管道連接雙聯旋風分級器的入口，除塵系統包括依次連接除塵離心分級器、除塵旋風分級器、高效過濾器罐、氣體平衡罐、設置在氣體平衡罐內的除塵風機、與氣體平衡罐連接的氮氣罐、控制氮氣罐氮氣流量的氮氣自控裝置，

離心分級器、旋風分級器、雙聯旋風分級器的下部產品出口以及旋風分級器的側部出口各自連接緩沖罐、收料罐，收料罐下部連接除塵裝料斗，除塵裝料斗下部連接內膜袋密封接料罐；

雙聯旋風分級器的氣體出口管道分為兩個支路，其中一個支路連接后處理系統(粉氣輸送及粉氣過濾分離)，另一個支路為除塵系統平衡管，該除塵系統平衡管上設有過濾器和阻火器，另一端依次連接除塵離心分級器、除塵旋風分級器、高效過濾器罐，高效過濾器罐與設置在氣體平衡罐內的除塵風機連通，

上述離心分級器、旋風分級器、雙聯旋風分級器的下部產品出口以及旋風分級器的側部出口連接的除塵裝料斗的吸塵口分別與除塵系統平衡管連通，

氣體平衡罐的氮氣出口管道返回到霧化室的氮氣進氣口。

進一步，氣體平衡罐內設有冷卻系統，該冷卻系統包括氣體平衡罐冷卻水進水管道和氣體平衡罐冷卻水回水管道。

使用上述裝置的生產方法包括如下步驟：

具有760℃-1100℃的熔融鋁液經過特制的鋁液通道進入霧化裝置，鋁液霧化氮氣的破碎作用下，形成微細的鋁液滴，鋁液滴和氮氣進入生產系統霧化室冷卻，鋁液滴冷卻凝固成鋁粉，然后向霧化室底部沉降，在后處理系統中風機的抽吸作用下，鋁粉依次進入套管換熱器、列管換熱器、離心分級器，離心分級器上部出口(氮氣+鋁粉出口)連接旋風分級器的入口，旋風分級器的上部出口連接雙聯旋風分級器的入口后，一部分鋁粉和氮氣進入后處理系統(粉氣輸送及粉氣過濾分離)；另一部分鋁粉和氮氣經過濾器(篩上物通過分級及篩分，成為產品，粒度范圍是：1-5μm)后，氮氣進入除塵系統，該氮氣對除塵系統起到氮氣保護作用和平衡作用，該氮氣與來自離心分級器、旋風分級器、雙聯旋風分級器的下部產品出口以及旋風分級器的側部出口連接的除塵裝料斗的吸塵口的氣體進入除塵離心分級器，經離心作用，鋁粉經經緩沖罐進入下部除塵鋁粉收料罐，除塵離心分級器分離出的氣體進入除塵旋風分級器，除塵旋風分級器的上部氣體排出口連接高效過濾器罐，經過過濾作用，高效過濾器罐的氣體出口進入氣體平衡罐，經冷卻水冷卻，通過除塵風機抽吸到霧化室，完成循環利用。

一般，離心分級器1-30μm鋁粉產品下部出口收集了30-40μm鋁粉產品，上部氣體出口為含有1-30μm鋁粉產品的氮氣，旋風分級器14粉的側部出口收集了20-30μm鋁粉產品、下部出口收集了7-10μm鋁粉產品，上部出口為含有1-5μm鋁粉產品的氮氣，雙聯旋風分級器13的上部出口為含有(大部分為1-3μm)鋁粉產品的氮氣和下部出口2-5μm鋁粉產品。

內膜袋密封接料罐連接除塵裝料斗，從除塵裝料斗吸塵口抽吸揚起的粉塵時，其防止空氣吸進除塵裝料斗。

雙聯旋風分級器13的上部出口分為兩個支管，一個支管進入后處理，一個支管連接系統平衡管1，二者的流量比為6-10：1。

帶有鋁粉的氮氣進入除塵離心分級器后經離心作用，鋁粉經經緩沖罐進入下部除塵鋁粉收料罐(粒度范圍10-20μm鋁粉產品))，除塵離心分級器分離出的氣體進入除塵旋風分級器，除塵旋風分級器下面的收料罐收集粒度范圍5-10μm鋁粉產品，除塵旋風分級器的上部氣體排出口連接高效過濾器罐，經過過濾作用，下部收料罐收集1-5μm鋁粉產品，高效過濾器罐的氣體出口進入氣體平衡罐，經冷卻水冷卻，通過除塵風機抽吸到霧化室，完成循環利用。將除塵風機5設置在氣體平衡罐內防止了空氣通過除塵風機進入除塵系統中。

除塵系統是對生產系統出料包裝產生的粉塵，在除塵系統除塵風機的抽吸作用下，包裝除塵裝料斗中鋁粉揚塵和氮氣經除塵離心分級器、除塵旋風分級器、高效過濾器罐三級除塵過濾后的氮氣經氣體平衡罐進入生產系統，實現除塵過程的氮氣保護和氮氣循環。

除塵系統還可設置有氧含量自動檢測報警設備，除塵系統氧含量超過鋁粉或合金粉末爆炸極限時自動補充氮氣，使系統氧含量在安全值范圍內。

本發明另外涉及一種與鋁粉或鋁基合金粉末生產系統配套的具有惰性氣體保護的可燃金屬粉末除塵裝置，其包括依次連接除塵離心分級器、除塵旋風分級器、高效過濾器罐、氣體平衡罐、設置在氣體平衡罐內的除塵風機、與氣體平衡罐連接的氮氣罐、控制氮氣罐氮氣流量的氮氣自控裝置，除塵離心分級器、除塵旋風分級器、高效過濾器罐的下部出口各自連接有閥門控制的緩沖料罐和收料罐，其中，除塵離心分級器的進口與來自鋁合金粉末生產系統的廢氣管道(除塵料口)連接，氣體平衡罐的氮氣出口管道返回到霧化室的氮氣進氣口。

進一步，氣體平衡罐內設有冷卻系統，該冷卻系統包括氣體平衡罐冷卻水進水管道和氣體平衡罐冷卻水回水管道。

本發明的優點：

1、增加了全程的循環式惰性氣體(主要是氮氣)氣氛保護，消除安全隱患，設備運行安全性高，且本方案的氮氣在密閉系統循環使用，即能防止氮氣的過快損耗，同時也極大的抑制了其它空氣(主要是氧氣)的進入，防止系統含氧量達到爆炸極限值。

2、由除塵離心分級器、旋風分級器、高效過濾器組成分級處理系統，通過調整離心風分級器的頻率，對回收的粉塵篩選成符合要求的產品，產品附加值高；

3、本發明裝置為密閉系統，粉塵沒有對外排放，既節約又不污染環境；

4、除塵系統的進出段與生產系統間用阻火器隔開，以防止安全事故的擴大。

附圖說明

圖1是現有技術鋁合金粉末生產系統示意圖。

圖2是本發明鋁合金粉末生產系統示意圖。

圖3為內膜袋密封接料罐結構示意圖。

圖4為除塵離心分級器結構示意圖。

圖5為除塵旋風分級器結構示意圖。

圖6為高效過濾器罐結構示意圖。

其中：

1、除塵系統平衡管，2、氣體平衡罐，3、氣體平衡罐冷卻水回水管道，4、氣體平衡罐冷卻水進水管道，5、除塵風機，6、泄爆管，7、高效過濾器罐，8、閥門，9除塵旋風分級器，10、除塵離心分級器，11、阻火器，12內膜袋密封接料罐，13、雙聯旋風分級器，14旋風分級器，15離心分級器，16、霧化室，17列管換熱器，18套管換熱器，19、霧化裝置，20、除塵裝料斗，21、后處理系統，22、收料罐，23、過濾器，24、緩沖料罐，25、收料罐；26、氮氣罐，27、氮氣自控裝置，28、電動閥門，

100：生產系統；200：除塵系統；

1201、接料管，1202、不銹鋼凸緣，1203、緊固密封橡膠帶，1204、內膜包裝袋，1205、包裝桶；

1004、分級室，1003、安裝于分級室內的葉輪，1002、驅動葉輪的電機，1005、進口，1010、出口，1001、爆破片，1006、緩沖料罐，1007、閥門，1008、收料罐，1009、閥門；

904、分級室，903、進口，902、出口，901、爆破片，905、緩沖料罐，906、閥門，907、收料罐，908、閥門；

702、高效過濾器，704、進口，703、出口，701、爆破片，705、緩沖料罐，706、閥門，707、收料罐，708、閥門。

具體實施方式

以下結合附圖來進一步說明本發明的具體實施方式。

如圖1所示，一種帶有除塵裝置的鋁合金粉末生產系統，其包括生產系統100和除塵系統200，生產系統100包括依次連接的霧化裝置19、霧化室16、套管換熱器18、列管換熱器17、離心分級器15、旋風分級器14、雙聯旋風分級器13，離心分級器15的氣體出口管道連接旋風分級器14的入口，旋風分級器的氣體出口管道連接雙聯旋風分級器13的入口，除塵系統200包括依次連接除塵離心分級器10、除塵旋風分級器9、高效過濾器罐7、氣體平衡罐2、設置在氣體平衡罐2內的除塵風機5、與氣體平衡罐2連接的氮氣罐27、控制氮氣罐27氮氣流量的氮氣自控裝置26和電動閥門28，

離心分級器、旋風分級器、雙聯旋風分級器的下部產品出口以及旋風分級器的側部出口各自連接緩沖罐24、收料罐25，收料罐下部連接除塵裝料斗20，除塵裝料斗20下部連接內膜袋密封接料罐12；

雙聯旋風分級器13的氣體出口管道分為兩個支路，其中一個支路連接后處理系統21，另一個支路為除塵系統平衡管1，該除塵系統平衡管上設有過濾器23和阻火器11，另一端依次連接除塵離心分級器10、除塵旋風分級器9、高效過濾器罐7，高效過濾器罐7與設置在氣體平衡罐2內的除塵風機5連通，

上述離心分級器15、旋風分級器14、雙聯旋風分級器13的下部產品出口以及旋風分級器的側部出口連接的除塵裝料斗20的吸塵口分別與除塵系統平衡管2連通，

氣體平衡罐5的氮氣出口管道返回到霧化室16的氮氣進氣口。

進一步，氣體平衡罐5內設有冷卻系統，該冷卻系統包括氣體平衡罐冷卻水進水管道4和氣體平衡罐冷卻水回水管道3，另外設有泄爆管6。

使用上述裝置的生產方法包括如下步驟：

具有760℃-1100℃的熔融鋁液經過特制的鋁液通道進入霧化裝置19，鋁液霧化氮氣的破碎作用下，形成微細的鋁液滴，鋁液滴和氮氣進入生產系統霧化室16冷卻，鋁液滴冷卻凝固成鋁粉，然后向霧化室底部沉降，在后處理系統中風機的抽吸作用下，鋁粉依次進入套管換熱器18、列管換熱器17、離心分級器15，離心分級器15上部出口(氮氣+鋁粉出口)連接旋風分級器14的入口，旋風分級器的上部出口連接雙聯旋風分級器13的入口后，一部分鋁粉和氮氣進入后處理系統21(粉氣輸送及粉氣過濾分離)；另一部分鋁粉和氮氣經過濾器23(過濾器的規格Φ108-Φ219mm，篩上物通過分級及篩分，成為產品，粒度范圍是：1-5μm)后，氮氣進入除塵系統，該氮氣對除塵系統起到氮氣保護作用和平衡作用，該氮氣與來自離心分級器、旋風分級器、雙聯旋風分級器的下部產品出口以及旋風分級器的側部出口連接的除塵裝料斗的吸塵口的氣體進入除塵離心分級器10，經離心作用，鋁粉經緩沖罐進入下部除塵鋁粉收料罐22，除塵離心分級器分離出的氣體進入除塵旋風分級器9，除塵旋風分級器9的上部氣體排出口連接高效過濾器罐7，經過過濾作用，高效過濾器罐7的氣體出口進入氣體平衡罐5，經冷卻水冷卻，通過除塵風機抽吸到霧化室16，完成循環利用。

一般，離心分級器1-30μm鋁粉產品下部出口收集了30-40μm鋁粉產品，上部氣體出口為含有1-30μm鋁粉產品的氮氣，旋風分級器14粉的側部出口收集了20-30μm鋁粉產品、下部出口收集了7-10μm鋁粉產品，上部出口為含有1-5μm鋁粉產品的氮氣，雙聯旋風分級器13的上部出口為含有(大部分為1-3μm)鋁粉產品的氮氣和下部出口2-5μm鋁粉產品。

內膜袋密封接料罐12從除塵裝料斗吸塵口抽吸揚起的粉塵時，防止空氣吸進除塵裝料斗，即防止空氣吸入除塵系統中，其結構如圖3所示，包括包裝桶1205，位于包裝桶內的內膜包裝袋1204，內膜包裝袋1204的入口與接料管1201連接，在連接處設有不銹鋼凸緣1202、緊固密封橡膠帶1203。

雙聯旋風分級器13的上部出口分為兩個支管，一個支管進入后處理，一個支管連接系統平衡管1，二者的流量比為6-10：1。

帶有鋁粉的氮氣進入除塵離心分級器10后經離心作用，鋁粉經經緩沖罐進入下部除塵鋁粉收料罐(粒度范圍10-20μm鋁粉產品))，除塵離心分級器分離出的氣體進入除塵旋風分級器9，除塵旋風分級器下面的收料罐收集粒度范圍5-10μm鋁粉產品，除塵旋風分級器的上部氣體排出口連接高效過濾器罐7，經過過濾作用，下部收料罐收集1-5μm鋁粉產品，高效過濾器罐的氣體出口進入氣體平衡罐，經冷卻水冷卻，通過除塵風機抽吸到霧化室，完成循環利用。將除塵風機5設置在氣體平衡罐內防止了空氣會進入除塵系統中。

除塵系統是對生產系統出料包裝產生的粉塵，在除塵系統除塵風機的抽吸作用下，包裝除塵裝料斗中鋁粉揚塵和氮氣經除塵離心分級器、除塵旋風分級器、高效過濾器罐三級除塵過濾后的氮氣經氣體平衡罐進入生產系統，實現除塵過程的氮氣保護和氮氣循環。

除塵離心分級器是將氮氣中的鋁粉進行分離，并通過調節葉輪轉速，篩選出符合粒度要求的產品。旋風分級器是利用離心力實現鋁粉與氮氣分離，除塵效率97％-99％。高效過濾器罐是過濾氮氣中鋁粉，除塵效率達99％-99.8％。氣體平衡罐起著除塵系統氮氣壓力平衡作用。除塵離心分級器、除塵旋風分級器、高效過濾器罐的操作壓力一般為1-10KPa，溫度在40-60℃范圍內。

如圖4所示，除塵離心分級器10包括分級室1004，安裝于分級室內的葉輪1003，驅動葉輪的電機1002，進口1005，出口1010，位于出口1010處的爆破片1001，位于分級室底部的緩沖料罐1006，位于緩沖料罐下方的閥門1007，位于閥門1007下方的收料罐1008，位于收料罐1008下方的閥門1009。

如圖5所示，除塵旋風分級器9包括分級室904，進口903，出口902，位于出口處的爆破片901，位于分級室底部的緩沖料罐905，位于緩沖料罐下方的閥門906，位于閥門906下方的收料罐907，位于收料罐下方的閥門908。

如圖6所示，高效過濾器罐7包括一個罐體，位于罐體內的高效過濾器702，進口704，出口703，位于罐體上方的爆破片701，位于罐體底部的緩沖料罐705，位于緩沖料罐下方的閥門706，位于閥門706下方的收料罐707，位于收料罐下方的閥門708。

除塵回收的產品在收料罐中收集。

除塵離心分級器、除塵旋風分級器和高效過濾器罐的工藝參數如下：

以上已對本發明進行了詳細描述，但本發明并不局限于本文所描述具體實施方式。本領域技術人員理解，在不背離本發明范圍的情況下，可以作出其他更改和變形。本發明的范圍由所附權利要求限定。