阅读说明：本技术 一种水雾化金属粉末干燥机及其使用方法 (Water atomization metal powder drying machine and use method thereof ) 是由 张根林 尉彦周 范立楠 李胜伟 于 2020-12-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及粉末冶金技术领域,更具体的,是一种水雾化金属粉末干燥机及其使用方法。干燥机包括包括机座、罐体、驱动系统、抽真空系统、控温系统；罐体设置为双层壳体结构；罐体设置有两个旋转接头,旋转接头分别设置在机座上；驱动系统与第二旋转接头连接,用以带动罐体转动；第一旋转接头轴向内部设置有空腔；该空腔与罐体的夹层空间连通；控温系统包括进热源管和进冷源管,进热源管和进冷源管与第一旋转接头的空腔连通并引设出,该控温系统用以向夹层空间内提供热源或冷源；第二旋转接头轴向内部设置有通道；抽真空系统贯穿该通道设置,用以对罐体抽真空。(The invention relates to the technical field of powder metallurgy, in particular to a water atomization metal powder drying machine and a using method thereof. The dryer comprises a base, a tank body, a driving system, a vacuum pumping system and a temperature control system; the tank body is of a double-layer shell structure; the tank body is provided with two rotary joints which are respectively arranged on the base; the driving system is connected with the second rotary joint and used for driving the tank body to rotate; a cavity is arranged in the first rotary joint axially; the cavity is communicated with the interlayer space of the tank body; the temperature control system comprises a heat source inlet pipe and a cold source inlet pipe, the heat source inlet pipe and the cold source inlet pipe are communicated with and led out of the cavity of the first rotary joint, and the temperature control system is used for providing a heat source or a cold source for the interlayer space; a channel is arranged in the second rotary joint axially; the vacuumizing system penetrates through the channel and is used for vacuumizing the tank body.)

一种水雾化金属粉末干燥机及其使用方法

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，更具体的，是一种水雾化金属粉末干燥机及其使用方法。

背景技术

目前，金属粉末需具备球形颗粒(球形度＞98％以上、少无空心粉、卫星粉、粘结粉等)、粒径窄分布(D50≤45μm)、低氧含量(＜100ppm)、高松装密度、低杂质含量(杂质含量不高于母合金、无陶瓷夹杂物)等基本特性。因此，决定了金属粉末的制粉技术要求和制粉设备是非常高的。而现有的金属粉末的设备多数采用气体雾化方式，但传统的气体雾化设备由于结构问题，其喷出的气流速度和压力均不能在高压状态下进行，造成产出的金属粉末不但达到细粉状态，且产出的金属粉末不能形成高球状或近似球状，不能连续产出粉末，且产出的金属粉末的水分不够干燥，质量不高。因此，现有的制粉设备需有待改进。

发明内容

本发明的目的在于提供高效节能的一种水雾化金属粉末干燥机。通过使用本申请，产出的金属粉末的水分干燥，质量较高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水雾化金属粉末干燥机，其特征在于，包括包括机座、罐体、驱动系统、抽真空系统、控温系统；

所述罐体上设置有进料口和出料口；所述罐体设置为内层壳体和外层壳体的双层壳体结构，所述内层壳体和外层壳体之间形成一个夹层空间；

所述罐体设置有第一旋转接头和第二旋转接头，所述第一旋转接头和所述第二旋转接头分别设置在所述罐体两侧的所述机座上；所述驱动系统与所述第二旋转接头连接，用以带动所述罐体转动；

所述第一旋转接头轴向内部设置有空腔；该空腔与所述罐体的夹层空间连通；

所述控温系统包括进热源管和进冷源管，所述进热源管和所述进冷源管与所述第一旋转接头的空腔连通并引设出，该控温系统用以向夹层空间内提供热源或冷源；

所述第二旋转接头轴向内部设置有通道；所述抽真空系统贯穿该通道设置，用以对罐体抽真空。

进一步的，所述驱动系统包括电机、减速机、链轮链条，所述电机带动所述减速机经由所述链轮链条与所述第二旋转接头外部连接。

进一步的，所述抽真空系统包括真空管、真空泵、双真空过滤器，所述真空管贯穿所述第二旋转接头内的通道，且所述真空管的一端伸入所述罐体内部，另一端延伸至所述罐体外部；所述真空管伸入所述罐体内部的一端连接所述双真空过滤器，延伸至所述罐体外部的一端连接所述真空泵。

进一步的，所述第一旋转接头和所述第二旋转接头设置在所述罐体的旋转轴位置；所述第二旋转接头上的通道设置在其轴心位置；所述进热源管连接蒸汽发生器，所述蒸汽发生器与蓄水池连接；所述进冷源管经由冷源水泵与蓄水池连接；所述进热源管和所述进冷源管上分别设置有进热源电磁阀和进冷源电磁阀。

进一步的，所述第一旋转接头上设置有冷凝水管，所述冷凝水管的一端与所述通道接通，另一端延伸至蓄水池；所述第一旋转接头上设置有排热水管，所述排热水管的一端与所述通道接通，另一端延伸至蓄水池。

一种水雾化金属粉末干燥机的使用方法，其特征在于，使用权利要求5所述的水雾化金属粉末干燥机；

罐体内装入混合物料；

启动驱动系统，电机带动减速机经由链轮链条与第二旋转接头外部连接，带动罐体运动；

控制控温系统向罐体的夹层空间供热，以烘干物料；

控制抽真空系统对罐体内部抽真空，排出罐体内水分；

罐体内物料干燥后，抽真空系统停止运行，控制控温系统停止加热并开始向罐体的夹层空间供冷水以冷却物料，排热水管排水；

待物料冷却至室温，控温系统停止，驱动系统停止，罐体排出混合物料至专用设备中。

进一步的，在烘干物料时，打开蒸汽发生器的加热开关，进热源电磁阀自动打开，蒸汽通过进热源管进入罐体的夹层空间，同时启动驱动系统和抽真空系统，开始烘干物料，其中蒸汽温度140℃左右，压力0.3-0.4MPa。

进一步的，在烘干物料过程中，真空度维持在0.6-0.8MPa，真空泵抽出的空气水分含量＜0.2％时，即可确定为罐体内物料已成干燥状态，此时关闭蒸汽发生器，停止加热。

进一步的，冷却物料时，控制控温系统将蓄水池中冷水通过冷源水泵通过进冷源管进入罐体的夹层空间。

本申请的有益效果：

本申请中，进热源管与进冷源管位置相同，设计为三通，冷凝水位置与排热水位置相同，设计为三通。并且排出热水流入散热器，散热后的冷水再通过进冷源管进入罐体隔层，散热水循环使用。真空过滤器设计为两个头，真空过滤器主管径不变，进入罐体部分为三通式设计，避免了金属粉末对过滤器封堵，增加抽气效率。通过使用本申请，产出的金属粉末的水分干燥，质量较高。

附图说明

图1为本申请的整体结构示意图。

图2为本申请的罐体俯视结构示意图。

图3为本申请的罐体左视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合附图，本申请公开的一种水雾化金属粉末干燥机，包括包括机座2、罐体1、驱动系统、抽真空系统、控温系统。

所述罐体1上设置有进料口和出料口；所述罐体1设置为内层壳体和外层壳体的双层壳体结构，所述内层壳体和外层壳体之间形成一个夹层空间；所述罐体1的进料口和出料口处设置有法兰密封。

所述罐体1设置有第一旋转接头21和第二旋转接头22，所述第一旋转接头21和所述第二旋转接头22分别设置在所述罐体1两侧的所述机座2上；所述第一旋转接头21和所述第二旋转接头22设置在所述罐体1的旋转轴位置；所述第一旋转接头21轴向内部设置有空腔；该空腔与所述罐体1的夹层空间连通；所述第二旋转接头22上的通道设置在其轴心位置。

所述驱动系统与所述第二旋转接头22连接，用以带动所述罐体1转动；所述驱动系统包括电机51、减速机52、链轮链条61，所述电机51带动所述减速机52经由所述链轮链条61与所述第二旋转接头22外部连接。

所述控温系统包括进热源管32和进冷源管36，所述进热源管32和所述进冷源管36与所述第一旋转接头21的空腔连通并引设出，该控温系统用以向夹层空间内提供热源或冷源；所述进热源管32连接蒸汽发生器33，所述蒸汽发生器33与蓄水池34连接；所述进冷源管36经由冷源水泵35与蓄水池34连接。所述进热源管32和所述进冷源管36上分别设置有进热源电磁阀31和进冷源电磁阀37。所述第一旋转接头21上设置有冷凝水管38，所述冷凝水管38的一端与所述通道接通，另一端延伸至蓄水池34。所述第一旋转接头21上设置有排热水管，所述排热水管的一端与所述通道接通，另一端延伸至蓄水池34。

所述第二旋转接头22轴向内部设置有通道；所述抽真空系统贯穿该通道设置，用以对罐体1抽真空，所述抽真空系统包括真空管41、真空泵42、双真空过滤器43，所述真空管41贯穿所述第二旋转接头22内的通道，且所述真空管41的一端伸入所述罐体1内部，另一端延伸至所述罐体1外部；所述真空管41伸入所述罐体1内部的一端连接所述双真空过滤器43，延伸至所述罐体1外部的一端连接所述真空泵42。所述真空管41上设置有真空压力表44。

如附图，本申请的实施例中水雾化金属粉末干燥机，包括机座2、罐体1，所述罐体1上设置有进料口和出料口；所述罐体1设置为内层壳体和外层壳体的双层壳体结构，所述内层壳体和外层壳体之间形成一个夹层空间。所述机座2上安装有第一旋转接头21和第二旋转接头22，所述第一旋转接头21和第二旋转接头22分别与所述罐体1的两端连接。

所述第一旋转接头21轴向内部设置有通道；所述第一旋转接头21远离所述罐体1的第一端设置有进热源管32，所述进热源管32与所述通道能够接通；所述第一旋转接头21远离所述罐体1的第一端设置有进冷源管36，所述进冷源管36与所述通道能够接通；所述进热源管32、所述进冷源管36及所述通道形成三通结构。所述第一旋转接头21靠近所述罐体1的第二端与所述罐体1的外层壳体连通；所述通道与所述内层壳体和外层壳体之间的夹层空间连通。所述第一旋转接头21侧壁上设置有冷凝水管38，所述冷凝水管38与所述通道能够接通。所述第二旋转接头22轴向内部设置有贯穿的真空管41；所述真空管41一端设置有双真空过滤器43，双真空过滤器43设置在所述罐体1内部；所述真空管41的另一端设置有真空压力表44；所述真空过滤器设置有两个过滤头；两个所述过滤头与所述真空管41组成三通式结构。

本实施例中机座2的骨架支撑由槽钢焊接，骨架表面刷防锈漆，外部包裹不锈钢面板；机座2机构合理，承载力高，保证设备稳定运行。驱动系统由三千瓦电机51、减速机52、链轮链条61组成，设计简单，运行平稳可靠。罐体1的内层壳体和外层壳体均为304L不锈钢材质，氩弧焊焊接，做抛光处理。避免了污染被烘干的物质，可在100万级洁净区使用。罐体1密封性好，平滑光洁无死角，降低残留，易清理。出入料口采用法兰密封，操作方便，密封性好。抽真空系统在罐体1的旋转轴位置，利用其轴心位置不会随罐体1的转动而动的特点，将抽真空的真空管41安装在轴心，连接罐体1内外部，并在连接处设置密封座45。在高温的状态下，内部物料中的水分蒸发于罐体1，真空泵42通过通向罐体1内部的管道将里面的蒸汽抽至外部，由于外部温度仅为室温温度，蒸汽在抽出过程中遇冷形成冷凝水。在烘干过程中，随着冷凝水减少至无后10分钟，即可确定罐体1内物料已成干燥状态。冷源水泵35在粉末干燥后，因其温度较高，如果立刻打开出料口，其高温的粉末遇到空气中的水分，会加速粉末的氧化。如果等待粉末冷却至室温后再取出粉末，时间会持续30分钟以上，工作效率会降低。因此，粉末干燥后，抽真空系统停止运行。打开冷源水泵35，从进冷源管36向罐体1夹层内注入室温水，随着冷水的注入，热水的流出，罐体1内粉末在10分钟内降温至室温，这样打开出料口，粉末与空气接触后，降低了粉末的氧化。进热源管32待罐体1装好需烘干的物料，打开蒸汽发生器33加热开关，进热源电磁阀31自动打开，蒸汽通过进热源管32进入罐体1夹层，同时启动罐体1和真空泵42，开始烘干物料。进冷源管36待物料干燥后(真空泵42抽出的空气水分含量＜0.2％，一般同一物料是固定的干燥时间)，关掉蒸汽发生器33，停止加热。将室温水通过水泵通过进冷源管36进入罐体1夹层，将物料迅速降温至室温。

一种水雾化金属粉末干燥机的使用方法，其特征在于，使用权利要求5所述的水雾化金属粉末干燥机；

罐体内装入混合物料；

启动驱动系统，电机带动减速机经由链轮链条与第二旋转接头外部连接，带动罐体运动；

控制控温系统向罐体的夹层空间供热，以烘干物料；

控制抽真空系统对罐体内部抽真空，排出罐体内水分；

罐体内物料干燥后，抽真空系统停止运行，控制控温系统停止加热并开始向罐体的夹层空间供冷水以冷却物料，排热水管排水；

待物料冷却至室温，控温系统停止，驱动系统停止，罐体排出混合物料至专用设备中。

在烘干物料时，打开蒸汽发生器的加热开关，进热源电磁阀自动打开，蒸汽通过进热源管进入罐体的夹层空间，同时启动驱动系统和抽真空系统，开始烘干物料，其中蒸汽温度140℃左右，压力0.3-0.4MPa。

在烘干物料过程中，真空度维持在0.6-0.8MPa，真空泵抽出的空气水分含量＜0.2％时，即可确定为罐体内物料已成干燥状态，此时关闭蒸汽发生器，停止加热。

冷却物料时，控制控温系统将蓄水池中冷水通过冷源水泵通过进冷源管进入罐体的夹层空间。

本申请中，设备动力用3kW电机51通过带传动驱动减速机52，减速机52和罐体1间由链条传动。旋转接头相对于机身固定，与旋转的罐体1转轴连接。干燥时水蒸气通过进热源管32、旋转接头进入罐体1冷热介质腔对粉末加热，潮湿的粉末受热挥发出水蒸气通过双真空过滤器43被真空泵42抽走。

本申请中，蒸汽发生器33产生水蒸气被加热到(140℃左右)0.3-0.4MPa，需要烘干时打开进热源管32端电磁阀，水蒸气进入到罐体1冷热介质腔对粉末进行加热。罐体1温度表降至常温，关闭进热源管32端电磁阀，打开进冷源管36电磁阀和进冷源管36水泵，室温水通过罐体1冷热介质腔对粉末进行降温，约10分钟降至室温，把粉末放入专用容器。

本申请中，抽真空系统由双真空过滤器43、真空管41、真空压力表44、真空负压安全阀(0.8MPa)、和真空泵42组成。

本申请中，真空度要求0.6-0.8MPa，水蒸气通过罐体1冷热介质腔对粉末加热挥发出水蒸气，水蒸气通过双真空过滤器43被真空系统排出，达到粉末干燥的目的。

本申请中，进热源管32与进冷源管36位置相同，设计为三通，冷凝水位置与排热水位置相同，设计为三通。三通的设计主要是为了充分利用罐体1轴心位置，罐体1的工作中的运行并不会影响管路的工作。并且排出热水流入散热器，散热后的冷水再通过进冷源管36进入罐体1隔层，散热水循环使用。真空过滤器设计为两个头，真空过滤器主管径不变，进入罐体1部分为三通式设计，避免了金属粉末对过滤器封堵，增加抽气效率。粉末在干燥机中，随着设备的转动，受重力影响，金属粉末会不断的移动至罐体1的下部，不断的翻动使粉末均匀受热，提高了粉末的烘干效率。但是，金属粉末在不断的翻滚过程中，其中易于干燥的超细金属粉末难免会受力扬起，沾覆在过滤器的表面，从而导致抽气效率降低，降低了干燥效率。此专利过滤器设计为两个头，真空过滤器主管径不变，进入罐体1部分为三通式设计，避免了金属粉末对过滤器封堵，增加抽气效率。

本申请中，机座上还设置有控制面板61，用于集中化控制。

以铁硅铬粉末为例，全粉粒度区间：D10:5微米，D50:23微米，D90:83微米。在金属粉末干燥时，我公司原来使用的常规干燥机烘干时间约为240min，使用本申请的水雾化金属粉末干燥机干燥机烘干时间约为200min，具有较高的节能效果。烘干时间减少16.67％对高效节能的意义重大。按照10吨/天的出货量计算，20台此发明专利的烘干设备可以代替24台传统烘干设备，日节约电能2400度，按照300天生产时间计算，年节能72万度电，预计节省电费36万元/年。原来烘干后粉末氧含量3100PPM左右，使用本申请后烘干后粉末氧含量2800PPM左右，氧含量明显降低。金属粉末的应用领域范围包括不限于注射成形，压制成形，金刚石工具和增材制造等等，粉末中的氧含量对制品的密度，耐腐蚀和强度均有较大的影响。因其应用领域和成形方式不同，综合分析粉末氧含量降低300ppm，其物理指标至少会提升10％。

对于本领域的普通技术人员而言，上述已经展示和描述了本发明的实施例，就实现上述所述的功能技术特点，在程序编程和技术运算实现层面都不存在难度，对于可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。