[发明专利]喷射成形生产的雾化气体供给系统

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料的制造设备，具体涉及一种在以喷射成形方法生产金属材料的设备中使用的喷射成形生产的雾化气体供给系统。

背景技术

喷射成形工艺由于其快速凝固特点，在高合金含量的金属材料制备方面具有极大的技术优势。惰性雾化气体是喷射成形生产的主要消耗之一，用于将金属熔体破碎并带动其快速飞行，在此过程中快速凝固。喷射成形属于半固态成形，其半固态凝固区间位于一个较小的范围内，对工艺参数较为敏感，其中，雾化气体是关键工艺参数之一，不仅雾化气体的压力、流量对金属熔体雾化和凝固具有较大影响，气体温度也会使金属物质的半固态沉积条件发生改变，气体温度与环境温度基本一致，因此，不同季节环境温度会影响沉积工艺稳定性。

对于喷射成形工业化生产而言，需要保证稳定的气体供应，降低用气成本，便于实现自动控制，并满足喷射成形设备不同用气部位的工艺要求。

因此，雾化气体供给系统是喷射成形生产装置的重要组成部分，需要为喷射成形生产提供连续稳定、温度相对恒定、可控的雾化气体。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种喷射成形生产的雾化气体供给系统，使其能实现连续稳定、压力在线可调、可自动控制、温度相对恒定的雾化气体以及冷却保护气体的供给。

本发明的喷射成形生产的雾化气体供给系统包括有作为气源的液氮罐，液氮罐的出口依次连接有气化器、减压稳压阀、缓冲气罐，缓冲气罐的出口通过多条分支气路与各用气装置连接；所述各分支气路经过一个温度控制装置；部分所述分支气路上设置有两级减压阀，其他分支气路上设置有一级减压阀。

位于设置一级减压阀的分支气路上的减压阀为电控减压阀。

所述温度控制装置包括有一个水箱，所述分支气路从水箱中的水中通过，水箱中设置有电加热装置，水箱上设置有由排水电控阀门控制的排水口，水箱上方还设置有由冷水电控阀门控制的冷水淋浴装置，水箱内还分布有水温传感器。

所述水箱外壁上包覆有保温材料层。

所述各分支气路中设置流量传感器、压力传感器、温度传感器，用于监测气体流量、压力及温度参数。

本发明的积极效果体现在：1、采用液氮罐集中供气方式提供充足的气源，保证了正常生产，同时对于大规模、批量化生产，可以实现多条喷射成形生产线的集中供气；2、在供气系统中设置了缓冲气罐，提高了气体压力的稳定性；3、气体温度控制装置可获得温度相对恒定的雾化气体，消除了雾化气体温度对金属雾化、快速凝固效果的影响，保证了工艺参数的一致性和工艺过程的稳定性；4、根据工艺流程及不同部位的用气要求，分设可独立控制的气路，对于关键的金属雾化气体，可进行在线调节，提高系统的自动化程度，满足了喷射成形工业化生产需要。

附图说明

图1是本发明的系统原理图。

具体实施方式

如图所示，该喷射成形生产的雾化气体供给系统包括有作为气源的液氮罐1，液氮罐的出口依次连接有气化器2、减压稳压阀3、缓冲气罐4，缓冲气罐的出口通过多条分支气路5与各用气装置连接；各分支气路经过一个温度控制装置6；部分分支气路上设置有两级减压阀，其他分支气路上设置有一级减压阀。位于设置一级减压阀的分支气路上的减压阀为电控减压阀7。各分支气路上设置流量传感器、压力传感器、温度传感器，用于监测气体流量、压力及温度参数。

本发明实施例的系统工作过程中，液氮罐1中的液态氮经过气化器2气化成为氮气，氮气温度为环境温度，其最大压力为2.5MPa，所述液氮罐1体积容量为30立方米。经过减压稳压阀3减压为1.6MPa进入缓冲气罐4，缓冲气罐4的体积容量为1立方米。从液氮罐1到缓冲气罐4的气路管道通径为125mm。

以双喷嘴喷射成形锭坯生产设备为例，从缓冲气罐4出来的气路分为6条分气路，分别为：内喷嘴二级雾化气路A、外喷嘴二级雾化气路B、内喷嘴一级雾化气路C、外喷嘴一级雾化气路D、冷却气路E、保护气路F。

气路C、D、E、F的用气压力范围为0.1-0.4Mpa，从1.6MPa直接减压为0.1-0.4Mpa，压差过大，会给减压阀带来很大负荷，本发明采用两级减压，首先由一级减压阀从1.6MPa减压为0.6Mpa，然后由二级减压阀从0.6MPa减压为0.1-0.4Mpa范围的压力值，以压力表显示值为减压阀调整依据。本发明的两级减压方法可保证压力稳定、防止管路振动、提高减压阀工作寿命。