專利名稱：用于霧化熔融材料的旋轉(zhuǎn)式霧化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種霧化熔融材料的裝置和方法，特別是，本發(fā)明涉及一種熔融材料 的成粒。
背景技術(shù)：
一些類型的熔融材料成粒機(jī)包括旋轉(zhuǎn)式霧化器。在這種類型的成粒機(jī)中，設(shè)置熔 融材料與旋轉(zhuǎn)盤接觸然后通過離心力徑向地從旋轉(zhuǎn)式霧化器的中央被發(fā)射出去。理想地， 發(fā)射的熔融材料的液滴在從旋轉(zhuǎn)式霧化器被發(fā)射以后并在被收集用于進(jìn)一步的用途之前 的時(shí)間內(nèi)充分地固化并冷卻。目前存在多種成粒機(jī)和旋轉(zhuǎn)式霧化器設(shè)計(jì)。這些現(xiàn)行設(shè)計(jì)的一些缺點(diǎn)是(i)其大的尺寸，成粒機(jī)通常需要大至IOm的半徑來 使從旋轉(zhuǎn)式霧化器發(fā)射的熔融材料的液滴充分地固化，(ii)昂貴并且低效使用大量的氣 流來幫助冷卻從旋轉(zhuǎn)式霧化器發(fā)射的熔融材料液滴，(iii)在爐渣成粒機(jī)中產(chǎn)生的“爐渣 棉”(slag wool)造成昂貴的清理費(fèi)用并降低成粒機(jī)的運(yùn)行效率；爐渣棉是由非理想的旋轉(zhuǎn) 式霧化器設(shè)計(jì)形成的纖維狀固化的爐渣，以及(iv)在收集階段中在發(fā)射的液滴中保留的 殘余熱量使它們相互表面粘附、團(tuán)聚和/或再熔。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人已經(jīng)設(shè)計(jì)了包括對目前存在的旋轉(zhuǎn)式霧化器改進(jìn)的旋轉(zhuǎn)式霧化器的熔 融材料成粒機(jī)。一方面，本發(fā)明提供了一種成粒機(jī)，其包括用于容納熔融材料并從其中發(fā)射熔融材料液滴的旋轉(zhuǎn)式霧化器；該旋轉(zhuǎn)式霧化器 包括用于容納熔融材料的轉(zhuǎn)動的槽(well)，該槽包括底座和從圍繞著所述底座的周 邊(peripheral rim)延伸的外周壁(peripheral wall)，該外周壁的頂端具有內(nèi)頂邊緣 (inner top edge)和以水平面下0 60°的角度從內(nèi)頂邊緣延伸出來的凸緣區(qū)域(lip region)。在本發(fā)明優(yōu)選的形式中，延伸至內(nèi)頂邊緣的外周壁的上部區(qū)域是基本垂直的。外 周壁的凸緣區(qū)域優(yōu)選與底座的周邊間隔一段距離。當(dāng)?shù)鬃鶠槠教贡砻鏁r(shí)，外周壁的高度并 因此從所述周邊到凸緣區(qū)域的距離為槽的深度，在該實(shí)施方式中，所述底座與外周壁基本 以直角相交從而提供基本垂直的壁。所述底座可以為除平坦構(gòu)型外的其它構(gòu)型，例如圓錐 形或多面體形使得槽的深度高于外周壁的高度。然而，甚至在這些實(shí)施方式中，從底座的周 邊到外周壁的凸緣區(qū)域也間隔一段距離。所述外周壁優(yōu)選包括上部區(qū)域和下部區(qū)域。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上部區(qū)域 和下部區(qū)域共線整齊地排列從而使得外壁為筆直的。然而，外周壁的下部區(qū)域可以以 75° -105°向槽的底座傾斜。不管外周壁的上部區(qū)域與下部區(qū)域的排列如何，對于本發(fā)明 運(yùn)行重要的是延伸至內(nèi)邊緣(inner edge)的外周壁上部區(qū)域是基本垂直的。
另一方面，本發(fā)明提供了使熔融材料成粒的方法，該方法包括如下步驟在轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)式霧化器的槽中形成熔融材料池，該槽包括底座和從圍繞著槽的底 座的周邊延伸出的外周壁，該外周壁包括內(nèi)頂邊緣和以水平面下0 60°的角度從內(nèi)頂邊 緣傾斜出來的槽凸緣區(qū)域；以一定的速率轉(zhuǎn)動該旋轉(zhuǎn)式霧化器以從凸緣區(qū)域發(fā)射熔融材料的液滴；和將所述熔融材料固化成粒。優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括在飛行過程中使液滴的大 部分固化的步驟；將固化的液滴導(dǎo)向收集器。在該方面優(yōu)選的形式中，加入到所述池中的熔融材料在由旋轉(zhuǎn)的霧化器產(chǎn)生的離 心力的作用下沿著外周壁上升。在被發(fā)射之前，在槽中滯留一段時(shí)間后，所述熔融材料到達(dá) 外周壁的內(nèi)邊緣。本申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過不時(shí)地?cái)_亂熔融材料流并保持從熔融材料被加入的中部 到霧化器的外邊緣的槽的熔融材料，有利于熔融材料在槽中更加均勻地分散以在槽口被霧 化以有規(guī)則地制備成最終的液滴之前在凸緣區(qū)域形成薄液膜。這與現(xiàn)有技術(shù)的圓盤不同，在現(xiàn)有技術(shù)的圓盤中，熔融材料幾乎立即被分散到圓 盤的外邊緣。另一方面，本發(fā)明提供了一種旋轉(zhuǎn)式霧化器，該霧化器包括用于容納熔融材料的槽，該槽包括底座和從圍繞著底座周邊延伸出的外周壁，外 周壁的頂端包括內(nèi)頂邊緣和以水平面下0 60°的角度從內(nèi)頂邊緣延伸出來的凸緣區(qū)域。另一方面，本發(fā)明提供了霧化熔融材料的方法，該方法包括如下步驟在轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)式霧化器的槽中形成熔融材料池，該槽包括底座和從圍繞槽的底座 的周邊延伸的外周壁，外周壁包括內(nèi)頂邊緣和以水平面下0 60°的角度從內(nèi)頂邊緣傾斜 出來的凸緣區(qū)域；以一定的速率旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)式霧化器以從槽凸緣區(qū)域發(fā)射熔融材料的液滴，熔融材 料在槽內(nèi)滯留一段時(shí)間。在上述方面的優(yōu)選的形式中，所述熔融材料為爐渣。外周壁的高度，定義為外周壁的頂端的內(nèi)邊緣到底座的垂直距離，可以為相對于 底座直徑的10 50%。側(cè)壁的高度可以為大約4至大約50mm。在這些實(shí)施方式中，所述 底座的直徑可以為大約40至大約100mm。在一些實(shí)施方式中，所述成粒機(jī)可以為封閉的或基本封閉的室。


圖1為顯示從中心軸處剖面的本發(fā)明的成粒機(jī)和旋轉(zhuǎn)式霧化器的剖面圖，為了簡 潔起見，其省略了一些結(jié)構(gòu)特征；圖2為顯示從中心軸處剖面的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)式霧化器的剖面圖；圖3為顯示從中心軸處剖面的本發(fā)明的另一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)式霧化器的剖面圖；圖4為顯示從中心軸處剖面的用于本發(fā)明的成粒機(jī)的剖面圖；以及圖5(a)和5(b)為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)式霧化器的剖視圖。
具體實(shí)施例方式圖1顯示本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式霧化器的特征和運(yùn)行。在通常的運(yùn)行中，熔融材料通過 傳輸裝置4被傳輸至旋轉(zhuǎn)式霧化器8上。傳輸裝置4將熔融材料2導(dǎo)入旋轉(zhuǎn)式霧化器8的 槽6中，該旋轉(zhuǎn)式霧化器8以一定的旋轉(zhuǎn)速率旋轉(zhuǎn)，并且其收集并形成熔融材料池10。當(dāng)旋 轉(zhuǎn)式霧化器8通過旋轉(zhuǎn)裝置16繞基本垂直的軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，離心力導(dǎo)致熔融材料池10沿著旋 轉(zhuǎn)式霧化器8的外周壁14上升。以某一旋轉(zhuǎn)速率，熔融材料池將上升至外周壁14的頂端。 超過該旋轉(zhuǎn)速率，所述熔融材料將會被迫越過外周壁14的頂端的內(nèi)邊緣18。然后，所述熔 融材料在從旋轉(zhuǎn)式霧化器8中發(fā)射之前至少與部分的凸緣區(qū)域20接觸。由此形成的熔融 材料液滴22沿著軌跡M被發(fā)射至成粒機(jī)的內(nèi)部，并最終向收集器32行進(jìn)。影響旋轉(zhuǎn)式霧化器8和成粒機(jī)設(shè)計(jì)的重要的因素包括熔融材料2通過傳輸裝置 4的流動速率、旋轉(zhuǎn)式霧化器8的旋轉(zhuǎn)速率、熔融材料液滴22的發(fā)射溫度、包括熔融材料液 滴22的飛行距離和時(shí)間的軌跡M、熔融材料液滴22的尺寸、構(gòu)成熔融材料2的材料、額外 的冷卻因素(例如環(huán)形空氣流和/或撞擊面的冷卻)的存在與否。也就是說，成粒機(jī)的任 何部件的實(shí)際的設(shè)計(jì)和運(yùn)行條件通常取決于成粒機(jī)的其它部件的設(shè)計(jì)和運(yùn)行條件，以及取 決于即將成粒的材料的物理和化學(xué)性能。例如，更高的流動速率可能需要更大體積的槽6 ； 更高的傳送溫度可能需要更大體積的槽和/或更長的軌跡；具有較低熱導(dǎo)率的熔融材料可 能需要更長的軌跡，盡管這樣，這里的描述也為指導(dǎo)典型的設(shè)計(jì)參數(shù)和操作條件提供了有 價(jià)值的參考。熔融材料2可以為希望被制備成粒子形式的任何熔融材料。例如，所述熔融材料 可以為融化的金屬、聚合物、锍(matte)或玻璃。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述熔融材料為熔 化礦石以純化金屬的過程中的副產(chǎn)物(也稱作爐渣)。粒狀的爐渣可以用于任何用途，但對 于制備水泥和混凝土特別有用。傳輸裝置4可以為本領(lǐng)域已知的任何合適的裝置。例如，傳輸裝置可以為管 (tube)、連接管(pipe)、通道(channel)、溝槽(trough)或其它形式的導(dǎo)管。所述熔融材料 2可以從傳輸裝置4的末端通過本領(lǐng)域已知的任何裝置排出。例如，熔融材料2可以通過噴 嘴(nozzle)、噴口(spout)、排出孔(tap)或控制傳輸?shù)钠渌b置排出?；蛘撸廴诓牧? 可以從傳輸裝置4的末端排出而不需要任何其它傳輸控制裝置。在爐渣的情況下，所述傳 輸裝置4可以稱作渣漏(slag drop) 0所述熔融材料2在高溫下(在下文中稱作“傳輸溫度”)通過傳輸裝置4傳輸。所述 輸送溫度可以為在此溫度下所述材料基本熔融的任何溫度，并且其取決于材料本身。在典型 的煉鐵爐渣的環(huán)境中，熔融材料的輸送溫度為可以為大約1400°C至1600°C。顯而易見的是， 傳輸溫度可能略高于由槽6接收熔融材料2時(shí)的溫度，因?yàn)樵趥鬏斞b置4的末端與槽6之間 存在熱損失，但是對于本發(fā)明的目的，認(rèn)為二者的溫度相同。熔融材料通過傳輸裝置4以及進(jìn) 入旋轉(zhuǎn)式霧化器8的槽6的流動速率是可變的并且取決于成粒機(jī)的其它部件的設(shè)計(jì)和運(yùn)行條 件，以及取決于成粒材料。通常而言，流動速率可以為演示實(shí)驗(yàn)或中試生產(chǎn)時(shí)的lkg/min至產(chǎn) 業(yè)化的工廠中的數(shù)噸/分鐘。這種流動速率可以稱作排出速率(tapping rate)。以如下的方式安裝旋轉(zhuǎn)式霧化器8 使從傳輸裝置4中排出的熔融材料2被槽6 接收。旋轉(zhuǎn)裝置16用于使旋轉(zhuǎn)式霧化器沿著基本垂直的軸轉(zhuǎn)動或旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)裝置16可以 為本領(lǐng)域已知的任何旋轉(zhuǎn)裝置。例如，旋轉(zhuǎn)裝置16可以為電磁驅(qū)動或齒輪驅(qū)動。旋轉(zhuǎn)速率是可變的且取決于成粒機(jī)的其它部件的設(shè)計(jì)和操作條件，以及取決于成粒的材料。通常而 言，旋轉(zhuǎn)速率可以為大約600rpm至大約3000rpm。設(shè)計(jì)所述旋轉(zhuǎn)式霧化器8使得幾乎所有 熔融材料池10被發(fā)射為熔融材料液滴22，而不是像現(xiàn)有技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)式霧化器那樣成為 熔融材料片或熔融材料帶。在爐渣的情況下，熔融材料液滴22的發(fā)射抑制了爐渣棉的形 成。熔融材料液滴22的形狀和尺寸是可變的，且取決于成粒機(jī)的其它部件的設(shè)計(jì)和操作條 件，以及取決于成粒的材料。通常而言，熔融材料液滴22基本為直徑為大約0. 5mm至大約 5mm(90%以上為直徑小于2mm)的球形，并且在恒定的條件下可以形成均一尺寸范圍的球 形。從旋轉(zhuǎn)式霧化器8中發(fā)射的熔融材料液滴22的速度是可變的并且取決于成粒機(jī)的其 它部件的設(shè)計(jì)和操作條件，以及取決于成粒的材料。通常而言，由旋轉(zhuǎn)式霧化器8發(fā)射的熔 融材料液滴22的速度為大約1. 5m/s至大約8m/s。槽6詳細(xì)地示于圖2、3、5(a)和5 (b)中。槽6的尺寸使得熔融材料池10能夠形 成在槽6中。特別是，槽6的尺寸為當(dāng)通過旋轉(zhuǎn)裝置16轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)式霧化器8時(shí)使得熔融材 料池10能夠形成在槽6中。也就是說，熔融材料2形成在槽6中具有一定滯留時(shí)間的熔融 材料池10，以及外周壁14和內(nèi)邊緣18起到溢流壩(weir)的作用，通過該溢流壩熔融材料 被發(fā)射?？梢允褂帽绢I(lǐng)域內(nèi)已知的任何材料構(gòu)建旋轉(zhuǎn)式霧化器8的槽6。對于霧化器的材 料優(yōu)選的要求是低成本、高熱導(dǎo)率和可加工性。例如，所述旋轉(zhuǎn)式霧化器8可以由耐火材料 或銅制成。優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)式霧化器8由不銹鋼或鑄鐵制成。由于通過爐渣-金屬界面的熱損失的冷卻使得熔融材料池10中的熔融材料2的 層在槽6的表面固化。該固化層起到保護(hù)表面免受腐蝕性的熔融爐渣的侵蝕并降低來自熔 融爐渣池的熱傳輸(在金屬旋轉(zhuǎn)盤中超過一個(gè)數(shù)量級)以避免過熱以及槽6的熔融。當(dāng)需 要時(shí)，與槽6下面的控制冷卻裝置結(jié)合使用，本發(fā)明允許旋轉(zhuǎn)盤(由金屬或非金屬耐火材料 制成)在良好保護(hù)的條件下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。在穩(wěn)定狀態(tài)的條件下，熔融材料池容納熔融材料、在離心力作用下分散熔融材料 并最終霧化熔融材料以從外周壁14的頂端的內(nèi)邊緣18制備精細(xì)的液滴。所述熔融材料池 和凝固層為熔融材料在基本不損失熱量的情況下平滑地流動和分散提供了有利的條件。溢 流壩的設(shè)計(jì)(18和20)使得在內(nèi)邊緣18上平穩(wěn)地霧化，將在下面解釋。現(xiàn)有技術(shù)的旋轉(zhuǎn)式霧化器通常具有平的或凹形的圓盤設(shè)計(jì)，以及熔融材料在被旋 轉(zhuǎn)式霧化器接收之后基本立即從旋轉(zhuǎn)式霧化器中發(fā)射。所述平坦表面可能導(dǎo)致熔融材料在 被霧化前滑落或彈起，而沒有理想地分散。此外，熔融材料可以在平的金屬表面上固化。所 述固化的層不能粘附在平面上，因此可從表面上脫離。在一些情況下，用耐火表面涂覆金屬 旋轉(zhuǎn)盤以保護(hù)金屬。然而，難以在金屬表面上形成并結(jié)合耐火的涂層，以及耐火涂層本身也 會被腐蝕性的熔融爐渣侵蝕。槽6的設(shè)計(jì)使得熔融材料2形成具有一定滯留時(shí)間的熔融材料池10。槽6的尺寸 是可變的，并且取決于成粒機(jī)的其它部件的設(shè)計(jì)和運(yùn)行條件，以及取決于成粒的材料。槽6 是由底座12和外周壁14所限定。外周壁14可以相對于底座12傾斜。所述傾斜應(yīng)該使得 底座12與外周壁14之間角度α大于大約60°。例如，所述底座12與外周壁14之間的角 度α可以為大約60°至大約165°。優(yōu)選地，底座12與外周壁14之間的角度α為大約 80°至大約100°。
由從外周壁14的頂端的內(nèi)邊緣18到底座12的垂直距離限定的槽6的深度可以 小于在其內(nèi)邊緣18的槽6的直徑。槽6的深度與槽6的直徑的比可以為大約1 10至大 約1 2。優(yōu)選地，槽6的深度與槽6的直徑的比可以為大約1 6至大約1 3。更優(yōu)選 地，槽6的深度與槽6的直徑的比可以為大約1 5至大約1 4。通常而言，槽6的深度 為大約4mm至大約50mm。通常地，底座12的直徑為大約40mm至大約100mm。這些尺寸的 霧化器能夠在通常的100-800kg/hr的排出速率(tapping rate)下運(yùn)行的。進(jìn)一步限定槽的相對尺寸的途徑為，如果，當(dāng)觀察沿著旋轉(zhuǎn)式霧化器的中心垂直 軸進(jìn)行剖面的剖面垂直視圖(如圖2和3所示)，外周壁14被認(rèn)為是限定直角三角形的斜 邊，以及槽6的深度被認(rèn)為是限定長度1單位(unit)的直角三角形的一邊，然后直角三角 形的另一邊的長度可以為大約0單位至大約1單位。外周壁14的頂端的內(nèi)邊緣18也表示凸緣區(qū)域20的內(nèi)邊緣。然后，凸緣區(qū)域20 以水平的角度或水平面以下的角度與內(nèi)邊緣傾斜使得凸緣區(qū)域20的外部與內(nèi)邊緣處于相 同的高度或比內(nèi)邊緣的高度低。也就是說，凸緣區(qū)域或者以直線的方式向下傾斜或者以臺 階或階梯的方式向下傾斜。凸緣區(qū)域20從內(nèi)邊緣18向下傾斜的角度可以為大約0°至大 約水平面以下60°。優(yōu)選地，凸緣區(qū)域20從內(nèi)邊緣18向下傾斜的角度可以為5°至60°， 以及最優(yōu)選地，從水平面以下大約15°至大約45°。優(yōu)選地，凸緣區(qū)域的長度為至少大約 10_。其與本領(lǐng)域現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)式霧化器不同。不限于任何理論，本發(fā)明人相信通過外周壁的基本垂直的上部區(qū)域15與水平或 向下傾斜的凸緣區(qū)域20形成的內(nèi)邊緣用于更好地控制并高效地釋放熔融材料液滴22。更 具體而言，似乎來自熔融材料池10中的熔融材料2在被從旋轉(zhuǎn)式霧化器8中發(fā)射之前與至 少部分的凸緣區(qū)域20接觸。在凸緣區(qū)域的接觸以及從內(nèi)邊緣18上持續(xù)地發(fā)射熔融材料液 滴導(dǎo)致固化的熔融材料的薄層在凸緣區(qū)域20沿著水平延伸形成幾毫米。薄膜與傾斜的凸 緣區(qū)域20之間的空隙(air gap)在霧化(形成液滴)之前阻止了形成在凸緣區(qū)域的熔融 材料的薄層的不合意的快速冷卻，這種快速冷卻不利地影響在旋轉(zhuǎn)盤上的順利地霧化(例 如，爐渣棉或塊狀粒子的形成)。由這種固化的薄膜持續(xù)地發(fā)射熔融材料提供了制備更圓的 球形的熔融材料液滴22的有利條件。也就是說，在持續(xù)穩(wěn)定狀態(tài)的下運(yùn)行，熔融材料池10的平均溫度應(yīng)該保持恒定。 然而，如果工藝變量變化時(shí)，例如熔融材料2的傳輸溫度或流動速率，而且熔融材料池10的 溫度可能變化，因而潛在地?cái)_亂下一步的后續(xù)運(yùn)行。因此，在一些實(shí)施方式中，用于形成旋 轉(zhuǎn)式霧化器8的材料的厚度使得熔融材料池10能夠具有更加穩(wěn)定的溫度。也就是說，所述 旋轉(zhuǎn)式霧化器的主體可用于吸收來自熔融材料池10的熱形式的能量。本領(lǐng)域現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn) 式霧化器不具有該優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)式霧化器通常包括由相對薄的金屬片或耐火材料片制 成的平的或凹面圓盤。在使用圖4所示的成粒機(jī)時(shí)，通常將旋轉(zhuǎn)式霧化器8基本設(shè)置在成粒機(jī)的中心。更 典型地，由于旋轉(zhuǎn)式霧化器8是旋轉(zhuǎn)的，并且在其圓周上潛在的任何點(diǎn)和所有點(diǎn)上徑向地 發(fā)射熔融材料液滴22，其優(yōu)選具有基本為環(huán)形的成粒機(jī)。本領(lǐng)域已知的任何收集器32都可 用于收集成粒材料34。例如，收集器32可以簡單地為任何尺寸的開口，設(shè)置該收集器使得 至少部分固化的熔融材料液滴22能夠從成粒機(jī)中排出，或者可以為具有至少一個(gè)用于排 出至少部分固化的熔融材料液滴22的孔的環(huán)形溝槽。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式霧化器8可以用于本領(lǐng)域已知的任何成粒機(jī)。從旋轉(zhuǎn)式霧化器8中發(fā)射的熔融材料液滴22被發(fā)射至室40中，其為封閉的或基 本封閉的室。部分固化的液滴沈與沖擊表面觀沖擊以后形成破碎的液滴30，將成粒材料 34導(dǎo)向至收集器，在圖4中顯示為設(shè)置在成粒機(jī)100的邊緣的為收集器32。室40可以具有上邊界面42，其為基本截頭圓錐形狀(又稱作平截頭體)。截頭圓 錐形狀的上邊界面42向上匯集于傳輸裝置4上并與豎直方向成銳截頭圓錐角。上邊界面 42可以延伸至傳輸裝置4或者僅部分延伸至傳輸裝置4上。沖擊表面觀可以設(shè)置在上邊 界面42內(nèi)。優(yōu)選地，至少部分的上邊界面42為沖擊表面28。室40可以具有下邊界面44。下邊界面44可以為任意的形狀。下邊界面44特別 優(yōu)選的形狀為適合于將成粒的材料34導(dǎo)向收集器32的形狀。例如，下邊界面44也可以為 朝向成粒機(jī)的中心軸向上或向下匯集的截頭圓錐形狀。圖4顯示下邊界面44作為向上匯 集的平截頭體。然后，優(yōu)選地將收集器設(shè)置在下邊界表面44中或者與下邊界表面44相鄰。 例如，在當(dāng)將下邊界面44作為向上匯集的平截頭體的情況下，可以將收集器設(shè)置在周邊位 置上。在下邊界面44作為向下匯集的平截頭體的情況下，可以以更靠近中心的位置設(shè)置收 集器。在后一種情況下，收集器的位置無需在最中間的位置，而可以在比成粒機(jī)的邊緣更靠 近中間的任何位置?？梢岳鋮s上邊界面42、沖擊表面觀和/或下邊界面44。例如，通過與這些上邊界 面42、沖擊表面28和/或下邊界面44的外表面接觸可以通過空氣、水或其它制冷劑或者本 領(lǐng)域已知的任何其它材料冷卻上邊界面42、沖擊表面28和/或下邊界面44。同樣示于圖4的為可選的軌跡24。所述軌跡M為可變的并取決于成粒機(jī)100的 其它部件的設(shè)計(jì)和運(yùn)行條件，以及取決于成型的材料。最值得注意的是，旋轉(zhuǎn)式霧化器8的 設(shè)計(jì)和運(yùn)行對于所得的軌跡M的性質(zhì)是重要。在示于圖4的軌跡M的兩個(gè)實(shí)例中，存在 上述的實(shí)施方式。也就是說，熔融材料液滴22從旋轉(zhuǎn)式霧化器中朝沖擊表面觀發(fā)射，然后 作為破碎的液滴30改變方向，以及然后成為朝向收集器32的成粒材料34。在兩個(gè)實(shí)例中 液滴的軌跡具有正切和徑向分量(radial component)。在軌跡M的情況下，在下表面44 上的粒子螺旋地向下朝向收集器32。應(yīng)該理解在本說明書中公開和限定的發(fā)明延伸至在申請文本或附圖中提及的或 者顯而易見的單個(gè)特征的兩個(gè)或多個(gè)的所有可選擇的組合。所有這些不同的組合構(gòu)成了本 發(fā)明的各種可選擇的方面。還應(yīng)該理解本說明書中使用的術(shù)語“包含”(或其語法上的變體)等同于術(shù)語“包 括”并且不應(yīng)被認(rèn)為排除其他元件或特征的存在。
權(quán)利要求
1.一種成粒機(jī)，其包括旋轉(zhuǎn)式霧化器，其用于容納熔融材料并從其中發(fā)射熔融材料液滴；所述旋轉(zhuǎn)式霧化器 具有轉(zhuǎn)動的槽，其用于容納熔融材料，所述槽包括底座和從圍繞著底座的周邊延伸出的外 周壁，該外周壁的頂端具有內(nèi)頂邊緣和以水平面下0 60°的角度從內(nèi)頂邊緣延伸出來的 槽凸緣區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成粒機(jī)，其中，延伸至內(nèi)頂邊緣的外周壁的上部區(qū)域是基本 垂直的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成粒機(jī)，其中，所述外周壁的凸緣區(qū)域與底座的周邊間隔一 段距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成粒機(jī)，其中，所述底座為平坦表面并且所述底座與外周壁 基本以直角相交從而提供基本垂直的壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成粒機(jī)，其中，所述外周壁包括上部區(qū)域和下部區(qū)域，所述外 周壁的下部區(qū)域向槽的底座傾斜75°至105°。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的成粒機(jī)，其中，所述向內(nèi)邊緣延伸的外周壁的上部區(qū)域是基 本垂直的。
7.一種使熔融材料成粒的方法，該方法包括如下步驟在轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)式霧化器的槽中形成熔融材料池，所述槽包括底座和從圍繞著底座的周 邊延伸出的外周壁，該外周壁具有內(nèi)頂邊緣和以水平面下0 60°的角度從所述內(nèi)頂邊緣 傾斜出來的凸緣區(qū)域；以一定的速度轉(zhuǎn)動所述旋轉(zhuǎn)式霧化器以從凸緣區(qū)域發(fā)射熔融材料液滴，以及將所述熔融材料固化成粒；優(yōu)選所述方法進(jìn)一步包括如下步驟在飛行過程中使大部 分液滴固化；以及將固化的液滴導(dǎo)向收集器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述延伸至內(nèi)頂邊緣的外周壁的上部區(qū)域是基 本垂直的，以及加入到池中的熔融材料沿著外周壁上升并在從霧化器中被發(fā)射前在槽中滯 留一段時(shí)間后達(dá)到外周壁的內(nèi)邊緣。
9.一種旋轉(zhuǎn)式霧化器，其包括用于容納熔融材料的槽，所述槽包括底座和從圍繞著底座的周邊延伸出的外周壁，所 述外周壁的頂端具有內(nèi)頂邊緣和以水平面下0 60°的角度從內(nèi)頂邊緣延伸出來的凸緣 區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)式霧化器，其中，所述延伸至內(nèi)頂邊緣的外周壁的上部 區(qū)域是基本垂直的。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)式霧化器，其中，所述外周壁的凸緣區(qū)域與底座的周邊間隔一段距離。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)式霧化器，其中，所述外周壁包括上部區(qū)域和下部區(qū) 域，所述外周壁的下部區(qū)域向槽的底座傾斜75°至105°。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的旋轉(zhuǎn)式霧化器，其中，延伸至內(nèi)邊緣的外周壁的上部區(qū)域 是基本垂直的。
14.一種霧化熔融材料的方法，該方法包括如下步驟在轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)式霧化器的槽中形成熔融材料池，所述槽包括底座和從圍繞著底座的周 邊延伸出的外周壁，該外周壁具有內(nèi)頂邊緣和以水平面下0 60°的角度從內(nèi)頂邊緣延伸 出來的凸緣區(qū)域；以一定的速率轉(zhuǎn)動所述旋轉(zhuǎn)式霧化器以從凸緣區(qū)域發(fā)射熔融材料液滴，所述熔融材料 在槽內(nèi)滯留一段時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于容納熔融材料和從其中發(fā)射熔融材料液滴的旋轉(zhuǎn)式霧化器；所述旋轉(zhuǎn)式霧化器具有用于容納熔融材料的轉(zhuǎn)動槽。所述槽包括底座和從圍繞著底座的周邊延伸出的外周壁，所述外周壁的頂端包括內(nèi)頂邊緣和以水平面下0～60°的角度從內(nèi)頂邊緣延伸出來的凸緣區(qū)域。優(yōu)選地，沿著內(nèi)頂邊緣延伸的外周壁的上部區(qū)域是基本垂直的。
文檔編號B01J2/02GK102149454SQ200980124606
公開日2011年8月10日 申請日期2009年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者史帝文·薩內(nèi)特斯, 謝冬生, 貝爾納·華盛頓 申請人:聯(lián)邦科學(xué)及工業(yè)研究組織