專利名稱：航空航天專用高純超細鋁粉智能控制霧化分級裝置及工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及鋁粉霧化領域，尤其是涉及一種鋁粉霧化分級裝置及工藝。
背景技術：
國外現有的層流霧化技術，細粉收率較高，但由于液流太細，易堵塞噴嘴，不易進 行工業化生產；超聲氣動霧化技術，用氮氣霧化時的鋁粉粒度D50為30微米，粒徑分布較小 且無法達到超細要求；國內現有的鋁粉霧化裝置為非氮氣霧化裝置，易爆炸、出細粉率低，不能夠連續生產出 高端產品，生產過程中廢氣排放問題也不能夠達標，因此難以實現超細球形霧化鋁粉的規 模化生產。發明內容
本發明的目的在于提供一種航空航天專用高純超細鋁粉智能控制霧化分級裝置 及工藝，避免二次粉塵污染，達到無污染清潔生產。
本發明的技術方案是航空航天專用高純超細鋁粉智能控制霧化分級裝置，括霧化分級室，霧化分級室呈“V” 字形，霧化分級室的一側連接有冷卻腔，霧化分級室的另一側設有細粉出口，霧化分級室的 中間位置底部設有粗粉出口，在霧化分級室底部的一側還設有氮氣流化風入口，氮氣流化 風入口靠近冷卻腔，在霧化分級室底部的另一側設有氮氣流化風出口，氮氣流化風出口位 于細粉出口的下方，所述粗粉出口位于氮氣流化風入口和氮氣流化風出口的中間位置。
所述冷卻腔的入口設有噴粉口，冷卻腔兩側各設有一氮氣循環接口。
所述冷卻腔的周邊設有用于觀察的觀察孔。
所述霧化分級室的截面的上部為弧形，下部為錐形。
所述霧化分級室內的底部設有供氮氣流化風流過的通道，通道兩端分別與氮氣流 化風入口和氮氣流化風出口連通。
所述通道為設在霧化分級室內的底部的凹槽。
所述粗粉出口位于霧化分級室的“V”字形的最低處。
在霧化分級室的一側還設有人孔，人孔位于氮氣流化風出口的上方。
所述霧化分級室的內部腔體截面形狀從中心向兩側依次變小。
采用航空航天專用高純超細鋁粉智能控制霧化分級裝置的工藝，高溫鋁液由高溫 高壓氮氣通過環孔式霧化器霧化后，在噴粉口形成真空，將鋁液由噴嘴抽出并霧化形成超 細球形鋁粉，超細球形鋁粉在冷卻腔的循環氮氣預冷和均勻布風下形成均勻分散的霧流進 入霧化分級室，霧化分級室內下方通入一定風速的氮氣流化風，超細球形鋁粉在霧化分級 室霧化分級并冷卻，超細球形鋁粉包括小粒徑超細球形鋁粉和較粗鋁粉，其中，小粒徑超細 球形鋁粉沿霧化器弧形頂部通過細粉出口排出，并進入離心和旋風粒度分級機進行二次分 級；較粗鋁粉由下部錐形粗粉出口排出后進行繼續分級。
本發明能夠解決現有的高純超細球形鋁粉霧化技術的智能控制、連續生產、氮氣霧化、操作安全、有效分級、無污染清潔生產等關鍵技術瓶頸。本發明所采用的技術方案是在霧化室與環孔式超聲霧化器之間增設冷卻腔，霧化后的鋁粉經冷卻腔的預冷作用和均勻布風，形成分散均勻流態，然后與冷卻氮氣一起在霧化室進行初步分級，避免超細鋁粉顆粒氧化及爆炸的發生，最后進入離心和旋風粒度分級機進行二次分級；整個單元工程在國內首次采用了鋁粉霧化分級過程先進控制系統，可以大大提高霧化鋁粉的成型率和細粉率。該單元工程為封閉操作，氮氣保護霧化過程并設置有安全爆破裝置，當室內壓力超限時自動卸壓并報警。通過該方案，可同時分離出五種以上不同粒度的高純超細鋁粉，粒度d50可以在3-30 μ m之間任意調節。本發明的結構特點在于
1)新增的冷卻腔有氮氣循環接口，有效迅速地將鋁粉預冷，同時制造均勻的進風條件，保證鋁粉均勻分散進入霧化室，提高細粉率；
2)霧化分級室改變傳統的圓筒形，根據鋁粉在霧化過程中的霧化流態進行周密設計， 上部采用弧形結構以及下部采用錐形結構，便于高純超細球形鋁粉連續、迅速地進行初步分級；
3)霧化分級室上部設計粒徑較小的高純超細鋁粉出口，下部設計程粒徑較大的高純超細鋁粉出口，改變現有的只有尾端一個出口不能分級的缺點。本發明的有益效果是超細球形鋁粉在霧化過程中，通過連續、密閉、有效地進行分級，生產出純度高、超細粉含量高的航空航天專用鋁粉。產品經檢驗，粒度均勻，分布區間窄，振實密度高；球形度高、雜質含量少，活性鋁達98%以上；外觀呈銀灰色，無外來夾雜物和結團、水份含量極低，可長期存儲。
圖1是本發明的結構示意圖2是圖1的左視圖3是圖1中冷卻腔的結構示意圖4是圖3的俯視圖5是圖1中霧化分級室的A-A剖視圖6是圖1中霧化分級室的B-B剖視圖7是圖1中霧化分級室的C-C剖視圖。
具體實施例方式本發明是為了解決現有的鋁粉霧化裝置難以實現超細球形霧化鋁粉的規模化、安全、環保生產的技術瓶頸，并依據高純超細球形鋁粉在霧化過程中的規律進行解決。如圖1、2所示，本發明包括霧化分級室4，霧化分級室4呈“V”字形，霧化分級室4右端連接有冷卻腔3，霧化分級室4左端連接有細粉出口 7，霧化分級室4的中間位置底部設有粗粉出口 9。在霧化分級室4的左側還設有人孔8。在霧化分級室4底部的右側設有氮氣流化風入口 1，左側設有氮氣流化風出口 12，粗粉出口 9位于氮氣流化風入口 I和氮氣流化風出口 12中間。霧化分級室4內的底部設有供氮氣流化風流過的通道13，通道13為一下凹的凹槽。通道13兩端分別與氮氣流化風入口 I和氮氣流化風出口 12連通。
如圖3、4所示，冷卻腔3的入口設有噴粉口 2，冷卻腔3的左右兩側各設有一個氮氣循環接口 10，左側、上側、右側還設有用于觀察的觀察孔。霧化鋁粉在循環氮氣吹掃下形成分散均勻流態。
如圖5、6、7所示，圖1三個關鍵結構位置的剖視圖，表達了霧化分級室的結構形式，可以看出霧化分級室4的內部腔體截面形狀從中心向外側依次變小，一定風速的氮氣流化風從霧化分級室4內下方通入。霧化分級室4上部采用弧形結構，下部采用錐形結構， 便于高純超細球形鋁粉連續、迅速地進行初步分級。
本發明的操作原理如圖1所示，高溫鋁液由高溫高壓氮氣通過環孔式霧化器霧化后，在冷卻腔3的噴粉口 2形成真空，即Venruri(文丘里效應)，將鋁液由噴嘴抽出并霧化，冷卻腔3的兩個循環氮氣接口 10通入氮氣，可以起到冷卻的作用。在冷卻腔3的循環氮氣接口 10預冷和均勻布風下形成均勻分散的霧流進入霧化分級室4。氮氣流化風入口 I通入氮氣，氮氣沿霧化分級室 4內下方通道13流動，最后從氮氣流化風出口 12出去，在氮氣沿霧化分級室4內下方形成一定風速的氮氣流化風，超細球形鋁粉在霧化分級室4霧化分級并冷卻。超細球形鋁粉包括小粒徑超細球形鋁粉和較粗鋁粉。小粒徑超細球形鋁粉沿霧化器弧形頂部通過細粉出口 7排出，進入離心和旋風粒度分級機進行二次分級；較粗鋁粉由下部錐形粗粉出口 9排出后進行繼續分級。分離出五種以上不同粒度的高純超細鋁粉，檢驗結果如表一表一采用高純超細鋁粉智能控制霧化分級單元工程生產的產品檢驗結果
權利要求
1.航空航天專用高純超細鋁粉智能控制霧化分級裝置，其特征在于包括霧化分級室，霧化分級室呈“V”字形，霧化分級室的一側連接有冷卻腔，霧化分級室的另一側設有細粉出口，霧化分級室的中間位置底部設有粗粉出口，在霧化分級室底部的一側還設有氮氣流化風入口，氮氣流化風入口靠近冷卻腔，在霧化分級室底部的另一側設有氮氣流化風出口，氮氣流化風出口位于細粉出口的下方，所述粗粉出口位于氮氣流化風入口和氮氣流化風出口的中間位置。
2.根據權利要求1所述航空航天專用高純超細鋁粉智能控制霧化分級裝置，其特征在于所述冷卻腔的入口設有噴粉口，冷卻腔兩側各設有一氮氣循環接口。
3.根據權利要求2所述航空航天專用高純超細鋁粉智能控制霧化分級裝置，其特征在于所述冷卻腔的周邊設有用于觀察的觀察孔。
4.根據權利要求1或2所述航空航天專用高純超細鋁粉智能控制霧化分級裝置，其特征在于所述霧化分級室的截面的上部為弧形，下部為錐形。
5.根據權利要求1或2所述航空航天專用高純超細鋁粉智能控制霧化分級裝置，其特征在于所述霧化分級室內的底部設有供氮氣流化風流過的通道，通道兩端分別與氮氣流化風入口和氮氣流化風出口連通。
6.根據權利要求5所述航空航天專用高純超細鋁粉智能控制霧化分級裝置，其特征在于所述通道為設在霧化分級室內的底部的凹槽。
7.根據權利要求1或2所述航空航天專用高純超細鋁粉智能控制霧化分級裝置，其特征在于所述粗粉出口位于霧化分級室的“V”字形的最低處。
8.根據權利要求1或2所述航空航天專用高純超細鋁粉智能控制霧化分級裝置，其特征在于在霧化分級室的一側還設有人孔，人孔位于氮氣流化風出口的上方。
9.根據權利要求1或2所述航空航天專用高純超細鋁粉智能控制霧化分級裝置，其特征在于所述霧化分級室的內部腔體截面形狀從中心向兩側依次變小。
10.采用如權利要求1、所述的航空航天專用高純超細鋁粉智能控制霧化分級裝置的工藝，其特征在于高溫鋁液由高溫高壓氮氣通過環孔式霧化器霧化后，在噴粉口形成真空，將鋁液由噴嘴抽出并霧化形成超細球形鋁粉，超細球形鋁粉在冷卻腔的循環氮氣預冷和均勻布風下形成均勻分散的霧流進入霧化分級室，霧化分級室內下方通入一定風速的氮氣流化風，超細球形鋁粉在霧化分級室霧化分級并冷卻，超細球形鋁粉包括小粒徑超細球形鋁粉和較粗鋁粉，其中，小粒徑超細球形鋁粉沿霧化器弧形頂部通過細粉出口排出，并進入離心和旋風粒度分級機進行二次分級；較粗鋁粉由下部錐形粗粉出口排出后進行繼續分級。
全文摘要
本發明公開了一種航空航天專用高純超細鋁粉智能控制霧化分級裝置，括霧化分級室，霧化分級室呈“V”字形，霧化分級室的一側連接有冷卻腔，霧化分級室的另一側設有細粉出口，霧化分級室的中間位置底部設有粗粉出口，在霧化分級室底部的一側還設有氮氣流化風入口，氮氣流化風入口靠近冷卻腔，在霧化分級室底部的另一側設有氮氣流化風出口，氮氣流化風出口位于細粉出口的下方，所述粗粉出口位于氮氣流化風入口和氮氣流化風出口的中間位置。本發明的有益效果是超細球形鋁粉在霧化過程中，通過連續、密閉、有效地進行分級，生產出純度高、超細粉含量高的航空航天專用鋁粉。
文檔編號B22F9/08GK102990074SQ20121048957
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月27日 優先權日2012年11月27日
發明者曹鋒, 范麗琨 申請人:三門峽天昊干燥工程有限公司