【技術實現步驟摘要】
本申請涉及粉末冶金，具體而言，涉及一種新型雙環(huán)縫霧化器和霧化裝置。
技術介紹
1、惰性氣體霧化法是一種常用的金屬粉末生產方法，具有含氧量低、細粉收得率高、球形度好等優(yōu)點，廣泛應用于金屬3d打印、粉末冶金、冷噴涂等超細粉的生產。
2、在惰性氣體霧化法生產金屬粉末的過程中，通常將熔煉得到的金屬熔體通過導流嘴形成熔體液流，然后利用霧化器向熔體液流噴射高速惰性氣體氣流，使熔體液流破碎形成金屬液滴，金屬液滴冷卻后得到金屬粉末。目前，常用的霧化器多為單環(huán)縫霧化器，其結構包括環(huán)形腔體和與之連通的環(huán)縫噴孔。工作時，高壓惰性氣體被輸入環(huán)形腔體，并從環(huán)縫噴孔噴出形成高速惰性氣體氣流。
3、然而，現有的單環(huán)縫霧化器存在一些問題。首先，單環(huán)縫霧化器對熔體液流的破碎效果較差，難以有效地將熔體液流分散成細小的液滴。其次，破碎后的金屬液滴擴散角度較小，導致液滴在完全冷卻前容易發(fā)生碰撞，形成大顆粒（衛(wèi)星球）。這些問題最終導致難以得到小粒度的金屬粉末，且金屬粉末的球形度較差。
4、此外，單環(huán)縫霧化器的結構限制了其對熔體液流的作用效果。由于只有一個環(huán)縫噴孔，氣流與熔體液流的接觸面積和作用時間都受到限制，難以實現更高效的霧化過程。
5、針對上述問題，現有技術亟需改進。
技術實現思路
1、本申請的目的在于提供一種新型雙環(huán)縫霧化器和霧化裝置，能夠提高熔體液流破碎效果、增大金屬液滴擴散角度、減少大顆粒形成、獲得更小粒度和更好球形度的金屬粉末。
2、第一方面，本申請?zhí)?span style='display:none'>供了一種新型雙環(huán)縫霧化器，用于對金屬熔體液流進行霧化，包括霧化器基體，所述霧化器基體的中部設置有上下貫穿的熔體通道，所述熔體通道用于供導流嘴穿過，所述霧化器基體設置有與所述熔體通道同軸的腔體和環(huán)縫噴孔，所述腔體用于輸入高壓氣體，所述環(huán)縫噴孔與所述腔體連通，并用于噴出所述高壓氣體形成高速氣流以破碎從所述導流嘴流出的金屬熔體液流；所述環(huán)縫噴孔設置有兩個，分別為第一環(huán)縫噴孔和第二環(huán)縫噴孔，所述第二環(huán)縫噴孔從所述第一環(huán)縫噴孔外側圍繞所述第一環(huán)縫噴孔，在所述霧化器基體的任意縱截面平面上，所述第二環(huán)縫噴孔和所述第一環(huán)縫噴孔的射流中線均相交于一點。
3、由第一環(huán)縫噴孔噴出的氣流對金屬熔體液流進行初步破碎，再由第二環(huán)縫噴孔噴出的氣流對金屬熔體液流進行進一步破碎，從而增加氣流與熔體液流的接觸面積和作用時間，提高熔體液流的破碎效果，減小金屬液滴的尺寸；由于第二環(huán)縫噴孔在第一環(huán)縫噴孔外側且兩者的射流中線交于一點，第二環(huán)縫噴孔的射流中線與所述熔體通道的軸線的夾角更大，可以增大金屬液滴的擴散范圍，減小金屬液滴之間碰撞的幾率，減少大顆粒的形成；在相交點處，氣流量增大，可以加強破碎效果和冷卻效果，加速金屬液滴的冷卻固化，從而降低碰撞后形成大顆粒的幾率，進一步減少大顆粒的形成；因此，該新型雙環(huán)縫霧化器能夠提高熔體液流破碎效果、增大金屬液滴擴散角度、減少大顆粒形成、獲得更小粒度和更好球形度的金屬粉末。
4、優(yōu)選地，所述第一環(huán)縫噴孔的射流中線與所述熔體通道的軸線的夾角比所述第二環(huán)縫噴孔的射流中線與所述熔體通道的軸線的夾角小25°-30°。
5、通過設置兩個環(huán)縫噴孔，并使它們的射流中線與熔體通道軸線的夾角不同，形成了一個復雜的氣流場。第一環(huán)縫噴孔的夾角較小，可以產生較強的剪切力，有助于初步破碎金屬熔體液流。第二環(huán)縫噴孔的夾角較大，可以產生更大范圍的渦流，進一步細化金屬粉末，并把金屬液滴分散至更大的范圍，減小金屬液滴之間碰撞的幾率。兩個環(huán)縫噴孔夾角的差異（25°-30°）是經過優(yōu)化設計的，這種設計可以使兩股氣流在不同位置和角度作用于金屬熔體液流，從而實現更均勻和高效的霧化過程。
6、優(yōu)選地，所述第一環(huán)縫噴孔的射流中線與所述熔體通道的軸線的夾角為30°-36°；所述第二環(huán)縫噴孔的射流中線與所述熔體通道的軸線的夾角為55°-66°。
7、優(yōu)選地，所述第一環(huán)縫噴孔的射流中線與所述熔體通道的軸線的夾角為33°，所述第二環(huán)縫噴孔的射流中線與所述熔體通道的軸線的夾角為60°。
8、優(yōu)選地，所述第一環(huán)縫噴孔和所述第二環(huán)縫噴孔均為laval噴孔。
9、采用laval噴孔作為第一環(huán)縫噴孔和第二環(huán)縫噴孔的結構，可以顯著提高霧化效果。laval噴孔具有特殊的收縮-擴張結構，能夠將亞音速氣流加速到超音速。在霧化過程中，laval噴孔可以產生更高速、更均勻的氣流，從而更有效地破碎金屬熔體液流。
10、優(yōu)選地，所述腔體包括相互隔離的第一腔體和第二腔體，所述第一環(huán)縫噴孔和所述第一腔體連通，所述第二環(huán)縫噴孔與所述第二腔體連通。
11、優(yōu)選地，所述第一環(huán)縫噴孔和所述第二環(huán)縫噴孔的額定出口氣壓不大于一個大氣壓。
12、優(yōu)選地，所述第一環(huán)縫噴孔和所述第二環(huán)縫噴孔的額定出口氣壓均等于一個大氣壓。
13、優(yōu)選地，所述第二腔體的額定壓力比所述第一腔體的額定壓力大。
14、第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N霧化裝置，包括前文所述的新型雙環(huán)縫霧化器。
15、有益效果：本申請?zhí)峁┑男滦碗p環(huán)縫霧化器和霧化裝置，由第一環(huán)縫噴孔噴出的氣流對金屬熔體液流進行初步破碎，再由第二環(huán)縫噴孔噴出的氣流對金屬熔體液流進行進一步破碎，從而增加氣流與熔體液流的接觸面積和作用時間，提高熔體液流的破碎效果，減小金屬液滴的尺寸；由于第二環(huán)縫噴孔在第一環(huán)縫噴孔外側且兩者的射流中線交于一點，第二環(huán)縫噴孔的射流中線與所述熔體通道的軸線的夾角更大，可以增大金屬液滴的擴散范圍，減小金屬液滴之間碰撞的幾率，減少大顆粒的形成；在相交點處，氣流量增大，可以加強破碎效果和冷卻效果，加速金屬液滴的冷卻固化，從而降低碰撞后形成大顆粒的幾率，進一步減少大顆粒的形成；因此，該新型雙環(huán)縫霧化器能夠提高熔體液流破碎效果、增大金屬液滴擴散角度、減少大顆粒形成、獲得更小粒度和更好球形度的金屬粉末。
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1.一種新型雙環(huán)縫霧化器，用于對金屬熔體液流進行霧化，包括霧化器基體（1），所述霧化器基體（1）的中部設置有上下貫穿的熔體通道（2），所述熔體通道（2）用于供導流嘴穿過，所述霧化器基體（1）設置有與所述熔體通道（2）同軸的腔體（3）和環(huán)縫噴孔（4），所述腔體（3）用于輸入高壓氣體，所述環(huán)縫噴孔（4）與所述腔體（3）連通，并用于噴出所述高壓氣體形成高速氣流以破碎從所述導流嘴流出的金屬熔體液流；其特征在于，所述環(huán)縫噴孔（4）設置有兩個，分別為第一環(huán)縫噴孔（401）和第二環(huán)縫噴孔（402），所述第二環(huán)縫噴孔（402）從所述第一環(huán)縫噴孔（401）外側圍繞所述第一環(huán)縫噴孔（401），在所述霧化器基體（1）的任意縱截面平面上，所述第二環(huán)縫噴孔（402）和所述第一環(huán)縫噴孔（401）的射流中線均相交于一點。
2.根據權利要求1所述的新型雙環(huán)縫霧化器，其特征在于，所述第一環(huán)縫噴孔（401）的射流中線與所述熔體通道（2）的軸線的夾角比所述第二環(huán)縫噴孔（402）的射流中線與所述熔體通道（2）的軸線的夾角小25°-30°。
3.根據權利要求2所述的新型雙環(huán)縫霧化器，其特征在于，所
4.根據權利要求3所述的新型雙環(huán)縫霧化器，其特征在于，所述第一環(huán)縫噴孔（401）的射流中線與所述熔體通道（2）的軸線的夾角為33°，所述第二環(huán)縫噴孔（402）的射流中線與所述熔體通道（2）的軸線的夾角為60°。
5.根據權利要求1所述的新型雙環(huán)縫霧化器，其特征在于，所述第一環(huán)縫噴孔（401）和所述第二環(huán)縫噴孔（402）均為Laval噴孔。
6.根據權利要求1所述的新型雙環(huán)縫霧化器，其特征在于，所述腔體（3）包括相互隔離的第一腔體（301）和第二腔體（302），所述第一環(huán)縫噴孔（401）和所述第一腔體（301）連通，所述第二環(huán)縫噴孔（402）與所述第二腔體（302）連通。
7.根據權利要求1所述的新型雙環(huán)縫霧化器，其特征在于，所述第一環(huán)縫噴孔（401）和所述第二環(huán)縫噴孔（402）的額定出口氣壓不大于一個大氣壓。
8.根據權利要求7所述的新型雙環(huán)縫霧化器，其特征在于，所述第一環(huán)縫噴孔（401）和所述第二環(huán)縫噴孔（402）的額定出口氣壓均等于一個大氣壓。
9.根據權利要求6所述的新型雙環(huán)縫霧化器，其特征在于，所述第二腔體（302）的額定壓力比所述第一腔體（301）的額定壓力大。
10.一種霧化裝置，其特征在于，包括權利要求1-9任一項所述的新型雙環(huán)縫霧化器（100）。
...【技術特征摘要】
1.一種新型雙環(huán)縫霧化器，用于對金屬熔體液流進行霧化，包括霧化器基體（1），所述霧化器基體（1）的中部設置有上下貫穿的熔體通道（2），所述熔體通道（2）用于供導流嘴穿過，所述霧化器基體（1）設置有與所述熔體通道（2）同軸的腔體（3）和環(huán)縫噴孔（4），所述腔體（3）用于輸入高壓氣體，所述環(huán)縫噴孔（4）與所述腔體（3）連通，并用于噴出所述高壓氣體形成高速氣流以破碎從所述導流嘴流出的金屬熔體液流；其特征在于，所述環(huán)縫噴孔（4）設置有兩個，分別為第一環(huán)縫噴孔（401）和第二環(huán)縫噴孔（402），所述第二環(huán)縫噴孔（402）從所述第一環(huán)縫噴孔（401）外側圍繞所述第一環(huán)縫噴孔（401），在所述霧化器基體（1）的任意縱截面平面上，所述第二環(huán)縫噴孔（402）和所述第一環(huán)縫噴孔（401）的射流中線均相交于一點。
2.根據權利要求1所述的新型雙環(huán)縫霧化器，其特征在于，所述第一環(huán)縫噴孔（401）的射流中線與所述熔體通道（2）的軸線的夾角比所述第二環(huán)縫噴孔（402）的射流中線與所述熔體通道（2）的軸線的夾角小25°-30°。
3.根據權利要求2所述的新型雙環(huán)縫霧化器，其特征在于，所述第一環(huán)縫噴孔（401）的射流中線與所述熔體通道（2）的軸線的夾角為30°-36°；所述第二環(huán)縫噴孔（402）的射流中線與所述熔體通道（2）的軸線的夾角為55°-66°。...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：楊澤民，于昊永，范剛強，劉世越，張杰，胡守天，
申請(專利權)人：重慶望變電氣集團股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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