[实用新型]一种超音速气雾化制粉气体加热系统装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气体加热系统装置，具体涉及一种超音速气雾化制粉气体加热系统装置。

背景技术

气雾化制备金属粉末一直是高性能金属粉末的首选制备技术。超音速气雾化法是高速气流以80-100KHz的频率和2-2.5马赫的高速度冲击液态金属流，使其雾化成小液滴，随后凝固成粉末。

在气体雾化技术中，气体所具有的能量是决定雾化效率的决定因素。气体的性能如声速、马赫数、体积流率、韦伯数均影响气体的能量，而气流的速度是最具有影响力的因素，因为气体的动能与速度的平方成正比。因此，在雾化技术中均是以提高气流的出口速度为首要目标。从气体动力学的原理可知，气流的速度不仅与喷嘴的结构、压力、气体类型有关，而且还受气体温度的影响。当气体温度从室温增加至500℃时，气流速度将增加一倍左右，提高雾化介质的温度将显著增加其动能，同时热气与钢液流作用时温差变小，热气保护喷盘喷口不结冰，有利于雾化稳定，保证钢液在较小的粘度状态下雾化。

现有的气体雾化技术中，改变气流的出口速度常用的方法是根据气体的声速、马赫数、体积流率、韦伯数来实现的，而气体温度的应用却往往被忽略，近年来，英国PSI公司和美国HJE公司分别研究了热气体的作用，结果发现：随着气体温度增加，气体发生膨胀，气体的质量流率减少，气体消耗量从1.9kg/min降为1.5kg/min。热气体雾化10μm以下粉末的细粉的产率明显提高，并且气体用量可以节约30%以上。

由此可知，与传统的气雾化技术相比，热气雾化技术可以降低气体消耗量，易于在传统的雾化设备上实现，热气雾化技术将气流速度增加一倍左右，同时增加其动能，因而大大提高了雾化的效率，所得到的粉末粒度更为细小。

实用新型内容

（1）要解决的技术问题

本实用新型为了克服现有技术中气雾化时存在的气体消耗大、金属粉末粒度大、细粉收率低的缺点，本实用新型要解决的技术问题是提供一种气体消耗低、细粉收率高、粉末粒度相对更细的超音速气体雾化预热装置。

（2）技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了这样一种超音速气雾化制粉气体加热系统装置，包括有高压阀、压力表Ⅰ、安全阀、高压气罐、接线端子Ⅰ、电源控制柜、接线端子Ⅱ、高压调节阀、压力表Ⅱ、高压高温流量计、高压金属软管、中间包、超音速喷盘、雾化筒、金属雾化区、加热板Ⅰ、加热板Ⅱ、U形不锈钢管、加热器、出气管、进气管；

所述的进气管、压力表I、安全阀、出气管安装在高压气罐上，所述的高压阀安装在进气管上，所述的加热器通过出气管与高压气罐连接；

所述的加热板Ⅰ、加热板Ⅱ、U形不锈钢管安装在加热器上，所述电源控制柜通过接线端子Ⅰ、接线端子Ⅱ与加热板Ⅰ、加热板Ⅱ连接，在所述加热器与高压金属软管之间的气体管路上依次安装有高压调节阀、压力表Ⅱ、高压高温流量计；

所述的超音速喷盘安装在雾化筒上，在所述的超音速喷盘上安装有中间包，所述的高压金属软管与超音速喷盘连接。

优选地，本实用新型所用的气体介质为氮气或氩气。

优选地，所述的U形不锈钢管安装在所述的加热板Ⅰ、加热板Ⅱ的中间。

优选地，所述的电源控制柜同时为加热板Ⅰ、加热板Ⅱ供电。

工作原理：

气体介质由进气管输入，经过高压阀进入至高压气罐中，储存在高压气罐中的气体介质由出气管输出到加热器中进行加热，经过高压调节阀、压力表Ⅱ、高压高温流量计后通过高压金属软管进入至超音速喷盘中。

电源控制柜通过接线端子Ⅰ、接线端子Ⅱ给加热板Ⅰ、加热板Ⅱ供电，加热板Ⅰ、加热板Ⅱ散发的热量辐射至U形不锈钢管上，气体介质在加热器中的U形不锈钢管中迂回运动，使得气体介质快速地加热到应有的温度。

中间包中盛有熔融的金属液，液态的金属流经过超音速喷盘后流至金属雾化区，由超音速喷盘喷出的加热过的超音速气流冲击液态金属流，使其雾化成小液滴，随后凝固成粉末，落入至雾化筒中。

高压阀的作用是保证高压气罐中的气体介质保持应用的压力，在压力过低时，可以打开高压阀以方便充气。压力表Ⅰ用于显示高压气罐中的气体压力。安全阀的作用是在高压气罐中压力过大时，可以将气体外泄减压，以保证高压气罐的安全使用。

压力表是用于显示出气管中的气体压力值。高压调节阀用于调节输出的气体介质的流量大小。高压高温流量计用于记录气体介质的流量和温度。

U形不锈钢管使得气体介质的加热迅速，起到了提高加热效率、降低能耗的作用。