一种超细团聚球形粉体直接制备的雾化器及粉体制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及粉体制备技术领域，具体涉及一种超细团聚球形粉体直接制备的雾化器及粉体制备装置。雾化器包括进料管、进气管和气料混合腔；进料管可拆卸穿插于气料混合腔内，气料混合腔上开设有喷口，进料管的出料端与喷口相对设置，气料混合腔内设置有第一环形凸台，进料管的外壁上设置有第二环形凸台，第一环形凸台与第二环形凸台之间通过垫片密封配合；气料混合腔与进料管之间存在气流通道，气流通道环绕在进气管的周围；进气管与气流通道相通，进气管的出气端与进料管的侧壁相对。本发明专利技术提供的超细团聚球形粉体直接制备的雾化器及粉体制备装置，粉体的粒径范围不易容易出现较大的波动，粉体流化因子波动较小，进而，提高了涂层沉积的稳定性。沉积的稳定性。沉积的稳定性。

Atomizer and powder preparation device for direct preparation of ultrafine agglomerated spherical powder

【技术实现步骤摘要】
一种超细团聚球形粉体直接制备的雾化器及粉体制备装置


[0001]本专利技术涉及等离子物理气相沉积用热障涂层用粉体制备
，具体而言，涉及一种超细团聚球形粉体直接制备的雾化器及粉体制备装置。

技术介绍

[0002]热障涂层(Thermal Barrier Coating，TBC)被广泛应用于燃气涡轮发动机热端部件表面，是燃气涡轮发动机高压涡轮叶片三大关键制造技术之一，是现代高性能燃气涡轮发动机不可或缺的热防护技术，其具有良好的隔热、抗高温氧化和腐蚀性能，会显著提高热端部件服役温度和服役寿命。目前获得批量应用的热障涂层制备技术主要有大气等离子喷涂(Atmosphericplasma spraying，APS)和电子束物理气相沉积(Electron
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beam physical vapourdeposition，EB
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PVD)，其中大气等离子喷涂原料通常为D50在几十微米的球形或近球形粉体，粉体常见粒度范围为10～110μm或45～75μm，具有良好的流动性和适度的松装密度，可以获得微结构和性能可控层状结构的涂层；电子束物理气相沉积工艺使用陶瓷靶材，稳定蒸发靶材获得原子级蒸汽沉积形成柱状晶结构涂层。等离子物理气相沉积技术(Plasma spraying
‑ꢀ
physical vapour deposition，PS
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PVD)是在APS和EB
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PVD技术基础上发展而来的可控气氛超低压环境下的喷涂/沉积技术，结合了等离子喷涂熔融沉积和物理气相沉积气化气相沉积工艺的优点，可通过工艺调节实现典型的固
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液
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气三相复合沉积技术，可以制备柱状晶或准柱状结构的热障涂层陶瓷层，被认为是今后热障涂层发展的核心技术之一。
[0003]PS
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PVD工艺过程中，粉体在喷枪阳极出口位置能快速分散成细小颗粒，在高温/高速(12500K，200Pa压力下可达3200m/s)、大直径(200
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400 mm)、长等离子体(最长可达2000mm)中充分的熔融气化，要求粉体中粘结剂可以快速挥发、避免闭孔导致的快速烧结、粉体破碎成更细小的颗粒，保证粉体尽可能飞行轨迹在等离子中心位置，并实现良好的加速、熔融和气化，实现高性能PS
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PVD热障涂层的制备。通过PS
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PVD粉体需要采用纳米级原料团聚造粒，且粒径范围细小(1～30μm)，同时具有自流动性，以便获得高沉积效率和目标微结构的涂层。常规的团聚造粒手段，如高速离心喷雾干燥技术，难以实现该细窄粒度范围粉体制备，需要寻找一种适宜的手段。
[0004]常规气
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流对流多流体雾化方式，单纯通过雾化器类型只能获得一定粒度范围内的团聚体，要精准控制粉体的粒度范围，尚需对粉体制备装置雾化塔结构优化设计，创造性解决稳定获得的问题，避免批次粉体粒度范围出现较大的波动从而影响沉积的稳定性。目前这一领域尚未有相关研究和工程技术人员予以尝试，如何进一步实现特种粉体可控制备，是本
研究人员关注的重点。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种超细团聚球形粉体直接制备的雾化器及粉体制备装置，实现超细团聚自流动性球形粉体的较高的批次稳定性的直接制备，实现更流畅的送粉
效果、更优化的工艺适配效果及更宽的工艺适配窗口。
[0006]本专利技术提供的超细团聚球形粉体直接制备的雾化器，包括用于注入料浆的进料管、用于通入高压气体的进气管和气料混合腔。
[0007]所述进料管可拆卸穿插于所述气料混合腔内，所述气料混合腔上开设有喷口，所述进料管的出料端与所述喷口相对设置，所述气料混合腔内设置有第一环形凸台，所述进料管的外壁上设置有第二环形凸台，所述第一环形凸台与所述第二环形凸台之间通过垫片密封配合。
[0008]所述气料混合腔与所述进料管之间存在气流通道，且所述气流通道环绕在所述进气管的周围；所述进气管与所述气流通道相通，且所述进气管的出气端与所述进料管的侧壁相对。
[0009]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0010]本专利技术提供的超细团聚球形粉体直接制备的雾化器，料浆能够由进料管送到气料混合腔内靠近喷口的位置，高压气体能够由进气管送入气料混合腔内的气流通道；高压气体在进入气流通道后，能够沿环绕进料管的气流通道朝喷口处流动，在进料管的出料端与料浆相遇，料浆在高压气流的作用下，会快速破碎液滴雾化，为下一步高温烘干成粉体，提供得到雾化后的料浆。
[0011]需要说明的是，本专利技术在气料混合腔内增设了第一环形凸台，相应地，在进料管的外壁上增设了第二环形凸台，并通过垫片实现了第一环形凸台与第二环形凸台的密封配合，即气流通道仅存在喷口一个出口，高压气体不会泄露，保证了高压气体对料浆的雾化效果。
[0012]特别地，本专利技术中的进料管可拆卸穿插于气料混合腔内，而进气管的出气端与进料管的侧壁相对，当料浆发生变化后，可根据料浆的特性更换垫片的厚度，使进气管的出气端与进料管的出料端的间距，从而，实现了对破碎液滴雾化效果的调节。
[0013]因此，本专利技术提供的超细团聚球形粉体直接制备的雾化器，在料浆发生变化时，可通过更换垫片，使雾化液滴被烘干后形成的粉体粒度能够满足要求，如此，粉体的粒径范围不易容易出现较大的波动，粉体流化因子波动较小，进而，提高了涂层沉积的稳定性。
[0014]优选地，作为一种可实施方式，所述气流通道为螺旋形通道；
[0015]和/或，所述进料管的位于所述第二环形凸台与所述出料端之间的部位为直筒管道，且所述直筒管道与所述第二环形凸台垂直，所述进气管的出气端的气流方向与所述直筒管道垂直。
[0016]优选地，作为一种可实施方式，所述气料混合腔的处于所述第一环形凸台与所述喷口之间的区域为柱形腔体，所述直筒管道的外壁上开设有螺旋形凹槽。
[0017]优选地，作为一种可实施方式，所述气料混合腔上开设有进料口，所述进料口与所述喷口相对设置，所述进料管为圆筒形直管；
[0018]和/或，所述气料混合腔上开设有进气口，所述进气口与所述进气管螺纹配合。
[0019]本专利技术提供的粉体制备装置，其包括上述雾化器。
[0020]优选地，作为一种可实施方式，所述粉体制备装置还包括一级收集塔、二级收集塔、热风供给装置、引风机和除尘装置。
[0021]所述热风供给装置用于往所述一级收集塔内注入高温空气，所述一级收集塔上开
设有粉体入口，所述雾化器安装于所述粉体入口处，且所述雾化器的喷口朝向所述一级收集塔的内部。
[0022]所述一级收集塔与所述二级收集塔通过风管连通，所述二级收集塔内设置有除尘装置，所述除尘装置用于过滤由所述风管送入的粉体，所述二级收集塔与所述引风机的进风口连通。
[0023]优选地，作为一种可实施方式，所述雾化器位于所述一级收集塔的顶部；
[0024]和/或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超细团聚球形粉体直接制备的雾化器，其特征在于，包括用于注入料浆的进料管(110)、用于通入高压气体的进气管(110)和气料混合腔(130)；所述进料管(110)可拆卸穿插于所述气料混合腔(130)内，所述气料混合腔(130)上开设有喷口(131)，所述进料管(110)的出料端与所述喷口(131)相对设置，所述气料混合腔(130)内设置有第一环形凸台(132)，所述进料管(110)的外壁上设置有第二环形凸台(111)，所述第一环形凸台(132)与所述第二环形凸台(111)之间通过垫片(140)密封配合；所述气料混合腔(130)与所述进料管(120)之间存在气流通道(133)，且所述气流通道(133)环绕在所述进气管(120)的周围；所述进气管(120)与所述气流通道(133)相通，且所述进气管(120)的出气端与所述进料管(110)的侧壁相对。2.根据权利要求1所述的雾化器，其特征在于，所述气流通道(133)为螺旋形通道；和/或，所述进料管(110)的位于所述第二环形凸台(111)与所述出料端之间的部位为直筒管道，且所述直筒管道与所述第二环形凸台(111)垂直，所述进气管(110)的出气端的气流方向与所述直筒管道垂直。3.根据权利要求2所述的粉体制备装置，其特征在于，所述气料混合腔(130)的处于所述第一环形凸台(132)与所述喷口(131)之间的区域为柱形腔体，所述直筒管道的外壁上开设有螺旋形凹槽。4.根据权利要求1所述的粉体制备装置，其特征在于，所述气料混合腔(130)上开设有进料口，所述进料口与所述喷口(131)相对设置，所述进料管(110)为圆筒形直管；和/或，所述气料混合腔(130)上开设有进气口，所述进气口与所述进气管(120)螺纹配合。5.一种粉体制备装置，其特征在于，包括权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：何箐，由晓明，邹晗，张雨生，
申请(专利权)人：北京金轮坤天特种机械有限公司，
类型：发明
国别省市：