[发明专利]等离子旋转电极雾化制粉的粉末颗粒飞行轨迹优化

权利要求书

1.一种等离子旋转电极雾化制粉装置，其特征在于，包括：雾化室、进气管道、排气系统、真空系统、进料系统、主收粉罐和等离子发生系统，其中：

所述雾化室呈横置筒状，端面为圆形形状，其端部和侧壁均设置有水冷夹层；

所述进气管道，沿雾化室侧壁环形分布，并且每个进气管道的出气方向与雾化室侧壁相切；

所述排气系统，与雾化室端部中上区域相连接，并通过第一控制阀与真空系统相连；

所述进料系统，用于向雾化室内输送电极棒料，其与排气系统位于雾化室的同侧；

所述主收粉罐位于雾化室下部，用于收集雾化制粉获得的粉末；

所述等离子发生系统，用于产生等离子弧并作用于旋转的电极棒料，进行雾化制粉；所述等离子发生系统与进料系统相对，布置于雾化室另一侧；

其中，所述进气管道为不锈钢材质，由进气口、内腔、出气口、支架组成，进气口和出气口设置在支架上，进气口与出气口之间的空间构成内腔，出气方向与雾化室侧壁相切；

多个进气管道沿雾化室侧壁的多个位置呈环形分布，并且分布的角度范围是270°，即主收粉罐上方两侧45°范围内不布置进气管道；

其中，所述排气系统由出气管道、旋风分离装置、微细粉收集罐和压力调节阀构成；所述出气管道的入口端与雾化室的内腔连通，其出口端经由第二控制阀连接至旋风分离装置，微细粉收集罐设置在旋风分离装置的下方，用于收集经由旋风分离装置分离的微细粉末；压力调节阀与旋风分离装置连接，用于进行压力调节，其中压力调节阀的开启临界为0.15-0.30 bar；

所述出气管道呈斜向上布置，与水平方向呈30-60°夹角。

2.根据权利要求1所述的等离子旋转电极雾化制粉装置，其特征在于，所述雾化室为双层不锈钢材质，雾化室内侧壁经抛光处理，粗糙度等级大于等于Ra0.8。

3.根据权利要求1所述的等离子旋转电极雾化制粉装置，其特征在于，多个进气管道之间均匀间隔分布，间隔角度θ为10-90°。

4. 根据权利要求1所述的等离子旋转电极雾化制粉装置，其特征在于，所述进气管道的进气口的直径为5-15 mm。

5. 根据权利要求4所述的等离子旋转电极雾化制粉装置，其特征在于，所述出气口结构为单孔、排孔或者微缝，其中，单孔型出气口直径为5-10 mm；排孔型出气孔直径介于1-5mm，孔的数量控制在5-20 个；微缝型出气孔的缝宽介于0.5-2 mm。

6.根据权利要求1所述的等离子旋转电极雾化制粉装置，其特征在于，所述真空系统通过第一控制阀连接至所述出气管道。

7.一种基于权利要求1-6中任意一项的等离子旋转电极雾化制粉装置实现的粉末颗粒飞行轨迹优化的等离子旋转电极雾化制粉方法，其特征在于，包括以下过程：

通过进料系统（5）连续向雾化室（1）内部输送电极棒料（5-1）；

位于进料系统（5）对向的等离子发生系统（7）产生等离子弧焰，并作用于旋转的电极棒料（5-1），产生金属液滴并离心雾化甩出；

通过在雾化室侧壁切线方向布置进气管道（2），利用气流及时将离心雾化甩出并飞行至雾化室（1）的侧壁的粉末颗粒沿切线方向吹走，避免未完全凝固的粉末颗粒与雾化室（1）的侧壁发生粘连以及粉末颗粒之间发生粘连；同时，通过沿雾化室（1）的侧壁环形布置的多个进气管道（2），进气后形成沿着沿雾化室（1）的侧壁的环形气流，利用环形气流带动粉末颗粒沿侧壁运动，延长粉末颗粒飞行轨迹；

通过雾化室（1）的本体环形的冷却回路以及端部的冷却回路构成冷却通道，使得气雾化制粉过程中产生的金属液滴冷凝固，形成球形粉末颗粒，下落至雾化室（1）下方的主收粉罐（6），进行粉末收集；

其中，在促使金属液滴冷凝固过程中，还结合进气管道（2）和排气系统（3）的联动控制，即进气管道（2）持续通入低温惰性气体进入雾化室（1）内，形成环形气流，并通过排气系统（3）持续排出雾化室内气体，促使飞行的粉末颗粒与低温惰性气体的气氛换热，加速粉末颗粒冷却降温。

8.根据权利要求7所述的粉末颗粒飞行轨迹优化的等离子旋转电极雾化制粉方法，其特征在于，在排气系统（3）设置旋风分离装置（3-2），在旋风分离装置（3-2）的底部设置微细粉收集罐（3-3），对微细粉末进行单独收集。