一種納米粉體材料制備系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及納米粉體材料生產(chǎn)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】,特指一種納米粉體材料制備系統(tǒng),包括低溫反應(yīng)釜、臥式離心機、高溫水熱反應(yīng)釜、離心噴霧干燥器、煅燒回轉(zhuǎn)窯爐和包裝設(shè)備,所述低溫反應(yīng)釜、臥式離心機、高溫水熱反應(yīng)釜、離心噴霧干燥器、煅燒回轉(zhuǎn)窯爐和包裝設(shè)備依次連接;臥式離心機包括機座、機殼、轉(zhuǎn)鼓、螺旋輸送器和變速裝置,轉(zhuǎn)鼓設(shè)置于所述機殼的內(nèi)腔,螺旋輸送器水平設(shè)置于所述轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)部,變速裝置與所述螺旋輸送器連接,轉(zhuǎn)鼓由以下質(zhì)量百分比的原料:2%-3%鈦、1%-2%鈷和95%-97%雙相鋼離心澆鑄而成;本納米粉體材料制備系統(tǒng)既能降低生產(chǎn)過程中對設(shè)備的要求,又能得到高性能、高純度的納米粉體材料。
【專利說明】一種納米粉體材料制備系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及納米粉體材料生產(chǎn)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】,特指一種納米粉體材料制備系統(tǒng)?!颈尘凹夹g(shù)】
[0002]納米材料是指構(gòu)成材料的晶粒尺寸在I~IOOnm范圍內(nèi)的新型材料。納米材料的尺寸范圍介于宏觀與微觀之間,使其在催化、光電、磁性、力學(xué)等方面表現(xiàn)出許多特別的物理和化學(xué)性能,具有許多重要的應(yīng)用價值,能廣泛應(yīng)用于電子和通訊、生物、能源、制造工業(yè)、汽車工業(yè)、航空和航天、化工、新型材料、環(huán)保等領(lǐng)域。
[0003]納米粉體是納米材料的核心,目前制備納米粉體的方法主要有物理法和化學(xué)法,采用物理法制備納米粉體,粒徑分布寬,粒徑大小不可控,粒子形狀變化大,純度低,不適合大規(guī)模生產(chǎn)高性能納米粉體材料?;瘜W(xué)法主要有氣相沉積法、沉淀法、水熱合成法、溶膠凝膠法、微乳液法等。其中,氣相沉積法對設(shè)備的要求高,成本大;溶膠凝膠法和微乳液法污染嚴(yán)重,得到的產(chǎn)物純度低,粒徑不可控;沉淀法雖然生產(chǎn)過程簡單,對設(shè)備要求低,但得到的產(chǎn)品純度不高,粒徑難以得到有效控制;水熱法能夠得到純度高、粒徑分布窄、粒徑可控的產(chǎn)物,但是反應(yīng)過程需要在高溫高壓的環(huán)境下進行,對設(shè)備要求更較高,生產(chǎn)過程存在一定的危險性。
[0004]目前納米技術(shù)屬于前沿性技術(shù),相關(guān)技術(shù)與工藝處于研發(fā)階段,現(xiàn)有技術(shù)的納米粉體材料生產(chǎn)系統(tǒng)不僅對設(shè)備的要求較高,而且制備的納米粉體材料的性能和純度均不理
本巨
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【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明 的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種納米粉體材料制備系統(tǒng),既能降低生產(chǎn)過程中對設(shè)備的要求,又能得到高性能、高純度的納米粉體材料,而且整個生產(chǎn)過程安全環(huán)保。
[0006]為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的一種納米粉體材料制備系統(tǒng),包括低溫反應(yīng)釜、臥式離心機、高溫水熱反應(yīng)釜、離心噴霧干燥器、煅燒回轉(zhuǎn)窯爐和包裝設(shè)備,所述低溫反應(yīng)釜、臥式離心機、高溫水熱反應(yīng)釜、離心噴霧干燥器、煅燒回轉(zhuǎn)窯爐和包裝設(shè)備依次連接;
所述臥式離心機包括機座、機殼、轉(zhuǎn)鼓、螺旋輸送器和變速裝置,所述機殼設(shè)置于所述機座的上方,所述轉(zhuǎn)鼓設(shè)置于所述機殼的內(nèi)腔,所述螺旋輸送器水平設(shè)置于所述轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)部,所述變速裝置與所述螺旋輸送器連接,所述轉(zhuǎn)鼓由以下質(zhì)量百分比的原料:2%_3%鈦、1%-2%鈷和95%-97%雙相鋼離心澆鑄而成。
[0007]作為優(yōu)選,所述高溫水熱反應(yīng)釜,包括內(nèi)筒體,所述內(nèi)筒體的外層設(shè)置有夾套筒體,所述內(nèi)筒體的上部連接有釜蓋,所述內(nèi)筒體與釜蓋組成反應(yīng)釜的釜體,所述釜體的內(nèi)部設(shè)置有攪拌裝置,其特征在于:所述內(nèi)筒體和夾套筒體之間設(shè)置有若干條第一導(dǎo)流板,所述第一導(dǎo)流板呈螺旋形盤繞在內(nèi)筒體和夾套筒體之間,所述第一導(dǎo)流板在內(nèi)筒體和夾套筒體之間形成螺旋形通道;所述內(nèi)筒體的體壁沿軸向設(shè)置有若干條第二導(dǎo)流板;所述攪拌裝置的攪拌軸沿軸向設(shè)置有若干條第三導(dǎo)流板;所述釜體的內(nèi)部還設(shè)置有加熱盤管,所述加熱盤管呈螺旋形盤繞于釜體的內(nèi)部
作為優(yōu)選,所述加熱盤管包括內(nèi)層加熱盤管和外層加熱盤管,所述內(nèi)層加熱盤管位于釜體的上方并靠近于攪拌軸,所述外層加熱盤管位于釜體內(nèi)部并靠近于內(nèi)筒體的內(nèi)壁。
[0008]作為優(yōu)選,所述離心噴霧干燥器,所述離心噴霧干燥器,包括基座、機殼、電機、變速器、主軸、分料盤及霧化盤,所述機殼設(shè)置于基座的下方并與基座固定連接,變速器固定安裝于基座的頂部,電機設(shè)置于變速器的上方且電機輸出軸與變速器連接,主軸設(shè)置于機殼內(nèi)且與變速器連接,分料盤套設(shè)于主軸的外側(cè)面,其特征在于:所述霧化盤包括盤體,該盤體的直徑為150mm,盤體的厚度為15mm,盤體的周壁均勻開設(shè)有若干個個噴霧孔,盤體的中部開設(shè)有一環(huán)形進料槽,該環(huán)形進料槽的外徑為60mm,環(huán)形進料槽的深度為IOmm ;所述噴霧孔與環(huán)形進料槽相通,環(huán)形進料槽的中部開設(shè)有一錐孔,霧化盤通過該錐孔套接于主軸的外側(cè)面,且環(huán)形進料槽與分料盤的出口相通。
[0009]作為優(yōu)選,所述煅燒回轉(zhuǎn)窯爐,包括爐體支架,所述爐體支架設(shè)置有回轉(zhuǎn)滾筒,所述回轉(zhuǎn)滾筒的前端設(shè)置有進料裝置,所述回轉(zhuǎn)滾筒的后端設(shè)置有出料裝置,所述爐體支架設(shè)置有驅(qū)動裝置,所述驅(qū)動裝置與回轉(zhuǎn)滾筒連接并帶動回轉(zhuǎn)滾筒在爐體支架上旋轉(zhuǎn),所述回轉(zhuǎn)滾筒由前端往后端向下傾斜設(shè)置于所述爐體支架,所述回轉(zhuǎn)滾筒的內(nèi)壁沿軸向排布有若干撥料筋板;所述回轉(zhuǎn)滾筒的中部設(shè)置為高溫煅燒段,所述高溫煅燒段采用雙相不銹鋼離心澆鑄成胚料并經(jīng)過鍛造而成;雙相不銹鋼離心澆鑄過程中還增加了 0.29Π).8%(質(zhì)量百分比)的鎢和0.1%~0.6% (質(zhì)量百分比)的鈷;所述高溫煅燒段設(shè)置有加熱裝置。
[0010]作為優(yōu)選,所述第一導(dǎo)流板的數(shù)量為4條。
[0011]作為優(yōu)選,所述轉(zhuǎn)鼓由以下質(zhì)量百分比的原料:2.5%鈦、1.5%鈷和96%雙相鋼離心燒鑄而成。
[0012]作為優(yōu)選,所述噴霧孔為八`個。
[0013]作為優(yōu)選,所述撥料筋板的數(shù)量為八個,八個撥料筋板均勻排布于回轉(zhuǎn)滾筒的高溫煅燒段的內(nèi)壁。
[0014]作為優(yōu)選,所述離心噴霧干燥器和煅燒回轉(zhuǎn)窯爐之間連接有第一氣流粉碎機,所述煅燒回轉(zhuǎn)窯爐和包裝設(shè)備之間連接有第二氣流粉碎機。
[0015]本發(fā)明的有益效果:一種納米粉體材料制備系統(tǒng),包括低溫反應(yīng)釜、臥式離心機、高溫水熱反應(yīng)釜、離心噴霧干燥器、煅燒回轉(zhuǎn)窯爐和包裝設(shè)備,所述低溫反應(yīng)釜、臥式離心機、高溫水熱反應(yīng)釜、離心噴霧干燥器、煅燒回轉(zhuǎn)窯爐和包裝設(shè)備依次連接;本納米粉體材料制備系統(tǒng)既能降低生產(chǎn)過程中對設(shè)備的要求,又能得到高性能、高純度的納米粉體材料,而且整個生產(chǎn)過程安全環(huán)保。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的設(shè)備框圖。
[0017]圖2為本發(fā)明的工藝流程圖。
[0018]圖3為本發(fā)明的臥式離心機的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明的高溫水熱反應(yīng)釜的半剖示意圖。
[0020]圖5為本發(fā)明夾套筒體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖。[0021]圖6為本發(fā)明的離心噴霧干燥器的半剖示意圖。
[0022]圖7為本發(fā)明的霧化盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖8為沿圖7中A-A線的剖切視圖。
[0024]圖9為本發(fā)明的煅燒回轉(zhuǎn)窯爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖10為沿圖9中B-B線的剖切視圖。
[0026]圖11為本發(fā)明的增加氣流粉碎機后的工藝流程圖。
[0027]附圖標(biāo)記包括:
11一機座12—機殼13—轉(zhuǎn)鼓131—圓筒轉(zhuǎn)鼓
132—圓錐轉(zhuǎn)鼓14 一螺旋輸送器141 一滾筒 142—螺旋葉片15—變速裝置 16—原料分配口 17—固體出料口 18 —固相收集料倉19一液相收集料倉 20—排液口 21—液位調(diào)節(jié)片 22—軸承座 31—內(nèi)筒體32—夾套筒體 321—第一導(dǎo)流板33—釜蓋 34—攪拌裝置 341—上層第三導(dǎo)流板
342一中層第二導(dǎo)流343—下層第二導(dǎo)流板35 —內(nèi)層加熱盤管36—外層加熱盤管 371—上層攪拌槳葉 372—中層攪拌槳葉 373—下層攪拌槳葉
41 一座體42—殼體 43—電機44 一變速器45—主軸
46—分料盤
47—霧化盤 48—進料管 49 一從動軸 50—聯(lián)軸器 51—從動軸承
52—C:油箱 53—下軸套 54—上軸套 55—上軸承56—中間軸承
57—浮動軸承58—大直徑段 59—撓性小直徑段 60—盤體 61—螺母 62—噴霧孔 63—進料槽 64—錐孔 71—爐體支架 72—回轉(zhuǎn)滾筒 721—撥料筋板 722—高溫煅燒段 73—進料裝置 74—出料裝置75—驅(qū)動
裝置
8一第二導(dǎo)流板。
【具體實施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細的描述。
[0029]實施例1
[0030]如圖1至圖2所示,本發(fā)明的一種納米粉體材料制備系統(tǒng),包括低溫反應(yīng)釜、臥式離心機、高溫水熱反應(yīng)釜、離心噴霧干燥器、煅燒回轉(zhuǎn)窯爐和包裝設(shè)備,所述低溫反應(yīng)釜、臣卜式離心機、高溫水熱反應(yīng)釜、離心噴霧干燥器、煅燒回轉(zhuǎn)窯爐和包裝設(shè)備依次連接。在生產(chǎn)納米粉體材料前需進行原料的配制,將配制好的原料放置于低溫反應(yīng)釜進行沉淀反應(yīng),反應(yīng)后形成漿料。將漿料放置于臥式離心機,臥式離心機對漿料進行固相和液相的分離,臥式離心機的固相收集料倉18和液相收集料倉19便于分類回收離心分離出的固相和液相。固相濃縮漿料需進行洗滌,洗滌完畢后的濃縮漿料進入二次配料;未洗滌完畢的濃縮漿料進入攪拌桶,進一步洗滌后返回臥式離心機再進行固、液相分離。濃縮漿料二次配料后,進入高溫水熱反應(yīng)釜進行反應(yīng),得到納米漿料。納米漿料進入離心噴霧干燥器進行固液分離,納米漿料中的納米粉體和水被分離,納米粉體再經(jīng)過煅燒回轉(zhuǎn)窯爐進行煅燒,得到晶型規(guī)范、形狀一致的納米粉體,可進行包裝處理。
[0031]如圖3所示,所述臥式離心機,包括機座11、機殼12、轉(zhuǎn)鼓13、螺旋輸送器14和變速裝置15,所述機殼12設(shè)置于所述機座11的上方,所述轉(zhuǎn)鼓13設(shè)置于所述機殼12的內(nèi)腔,所述螺旋輸送器14水平設(shè)置于所述轉(zhuǎn)鼓13的內(nèi)部,所述變速裝置15與所述螺旋輸送器14連接,所述轉(zhuǎn)鼓13由以下質(zhì)量百分比的原料:5%-6%鉻、2%-3%鈦、1%-2%鈷和89%_92%雙相鋼離心澆鑄而成。
[0032]本發(fā)明的轉(zhuǎn)鼓13由以下質(zhì)量百分比的原料:5%-6%鉻、2%_3%鈦、1%_2%鈷和89%-92%雙相鋼離心澆鑄而成,鉻具有較好的延展性和抗裂能力,可提高材料在高速旋轉(zhuǎn)中的抗拉強度,鈦具有較高的機械強度和耐熱性,鈷具有較高的耐磨性和耐熱性,因此在轉(zhuǎn)鼓13的材質(zhì)中添加了 5%-6%鉻、2%-3%的鈦和1%-2%的鈷,大大提高了轉(zhuǎn)鼓13的強度,使其耐受轉(zhuǎn)速達6000r/min以上,另外,在離心澆鑄成轉(zhuǎn)鼓坯料后,再對其外圈進行鍛造、機械加工,進一步增強了轉(zhuǎn)鼓13的強度。因此,本發(fā)明通過改變轉(zhuǎn)鼓13的材質(zhì)可使轉(zhuǎn)鼓13的轉(zhuǎn)速提高至6000r/min以上,使納米材料的分離度可達97%,納米材料固相的總回收率可達到99.5%以上,實現(xiàn)了對納米材料的高效分離。
[0033]本實施例中,所述螺旋輸送器14包括滾筒141和若干螺旋葉片142,所述若干螺旋葉片142均布于所述滾筒141的表面,相鄰的螺旋葉片142的螺距均相等。螺旋葉片142便于推送沉渣,將若干螺旋葉片142等螺距地設(shè)置于滾筒141的表面,有利于螺旋葉片142均勻推送沉渣,避免沉渣局部堆積或局部被劇烈攪起,更利于穩(wěn)定連續(xù)推送沉渣,分離效果好。
[0034]本實施例中,所述螺旋輸送器14還包括開設(shè)于所述滾筒141的表面的原料分配口16,所述轉(zhuǎn)鼓13的端部開設(shè)有固體出料口 17,所述原料分配口 16與所述固體出料口 17的距離為650mm-800mm。原料由進料端(如圖3的左端)進入螺旋輸送器14的內(nèi)部,再由原料分配口 16流出進入高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓13,并被高速旋轉(zhuǎn),比重稍重的納米粉體,靠著離心產(chǎn)生的重力,向轉(zhuǎn)鼓13的側(cè)壁方向移動,當(dāng)沉淀層到一定厚度時則被螺旋輸送器14的螺旋葉片142向固體出料口 17移動以實現(xiàn)固液分離。因此,將原料分配口 16與固體出料口 17的距離由原來的600mm增加至650mm-800mm,即把螺旋輸送器14的原料分配口 16向固體出料口 17的遠程(反方向)移動了 50mm-200mm,可增長物料在轉(zhuǎn)鼓13中的停留時間,提高了納米粉料的分離度,且由于原料分配口 16與固體出料口 17的距離增長,固相料從原料分配口16卸出后其活動空間變大,可避免固相料堆積于原料分配口 16,更利于分離。
[0035]本實施例中,所述轉(zhuǎn)鼓13包括圓筒轉(zhuǎn)鼓131和圓錐轉(zhuǎn)鼓132,所述圓錐轉(zhuǎn)鼓132和所述圓筒轉(zhuǎn)鼓131 —體成型,所述固體出料口 17開設(shè)于所述圓錐轉(zhuǎn)鼓132的端部。圓筒轉(zhuǎn)鼓131有利于液相澄清,圓錐轉(zhuǎn)鼓132有利于固相脫水,因此本發(fā)明的轉(zhuǎn)鼓13采用圓筒轉(zhuǎn)鼓131和圓錐轉(zhuǎn)鼓132的結(jié)合,兼具了利于液相澄清和固相脫水的優(yōu)點,進一步提高了分離效果。
[0036]本實施例中,所述機殼12設(shè)有固相收集料倉18和液相收集料倉19,所述固相收集料倉18設(shè)置于所述固體出料口 17的下方,所述液相收集料倉19設(shè)置于所述圓筒轉(zhuǎn)鼓131的尾端。固相收集料倉18和液相收集料倉19便于分類回收離心分離出的固相和液相,且固相收集料倉18和液相收集料倉19分別位于圓錐轉(zhuǎn)鼓132和圓筒轉(zhuǎn)鼓131的端部,物料在轉(zhuǎn)鼓13中停留的時間較長,固液分離效果顯著。[0037]本實施例中,所述圓筒轉(zhuǎn)鼓131的尾端開設(shè)有排液口 20,所述排液口 20設(shè)置于所述液相收集料倉19的上方,所述排液口 20內(nèi)設(shè)有液位調(diào)節(jié)片21。通過調(diào)節(jié)液位調(diào)節(jié)片21的高低,可調(diào)節(jié)排液口 20的大小,從而控制液相的流速,達到改變轉(zhuǎn)鼓13內(nèi)液相形成的液池的深度,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓13在旋轉(zhuǎn)時液相帶來的阻力,使臥式離心機能具有較好的工藝適應(yīng)性。
[0038]本實施例中,所述圓錐轉(zhuǎn)鼓132的內(nèi)表面設(shè)置有若干筋條。由于圓錐轉(zhuǎn)鼓132主要用于固相料的離心脫水,在其內(nèi)表面設(shè)置若干筋條使圓錐轉(zhuǎn)鼓132的表面形成密實的保護層,可減少固相料對轉(zhuǎn)鼓13的磨損,且防止固相料在轉(zhuǎn)鼓13上打滑,利于螺旋輸送。
[0039]本實施例中,所述機殼12的兩側(cè)均設(shè)置有軸承座22。納米懸浮液的離心分離中,轉(zhuǎn)鼓13的轉(zhuǎn)速高達6000r/min以上,用兩個軸承座22來支撐軸承,利于保持運行的平衡性。
[0040]如圖4至圖5所示,所述高溫水熱反應(yīng)釜,包括內(nèi)筒體31,所述內(nèi)筒體31的外層設(shè)置有夾套筒體32,所述內(nèi)筒體31的上部連接有釜蓋33,所述內(nèi)筒體31與釜蓋33組成反應(yīng)釜的釜體,所述釜體的內(nèi)部設(shè)置有攪拌裝置34,所述內(nèi)筒體31和夾套筒體32之間設(shè)置有若干條第一導(dǎo)流板321,所述第一導(dǎo)流板321呈螺旋形盤繞在內(nèi)筒體31和夾套筒體32之間,所述第一導(dǎo)流板321在內(nèi)筒體31和夾套筒體32之間形成螺旋形通道;所述內(nèi)筒體31的體壁沿軸向設(shè)置有若干條第二導(dǎo)流板8;所述攪拌裝置34的攪拌軸沿軸向設(shè)置有若干條第三導(dǎo)流板;所述釜體的內(nèi)部還設(shè)置有加熱盤管,所述加熱盤管呈螺旋形盤繞于釜體的內(nèi)部;所述加熱盤管包括內(nèi)層加熱盤管35和外層加熱盤管36,所述內(nèi)層加熱盤管35位于釜體的上方并靠近于攪拌軸,所述外層加熱盤管36位于釜體的內(nèi)部并靠近于內(nèi)筒體31的內(nèi)壁。
[0041]在螺旋形通道中通入導(dǎo)熱油,通過第一導(dǎo)流板321的導(dǎo)流作用,本實施例的所述第一導(dǎo)流板21的數(shù)為4條,螺旋形盤繞在內(nèi)筒體31和夾套筒體32之間,第一導(dǎo)流板321之間彼此形成螺旋形通道,電泵將導(dǎo)熱油抽至螺旋形通道的入口處,螺旋形通道的入口同時連通4條螺旋形通道,導(dǎo)熱油同時沿著4條螺旋形通道注進內(nèi)筒體31和夾套筒體32之間,然后同時從螺旋形通道的出口出來,盡量降低導(dǎo)熱油的溫降,使釜體內(nèi)液體的溫度均勻。
[0042]內(nèi)筒體31的體壁沿軸向設(shè)置有若干條第二導(dǎo)流板8,作為優(yōu)選,第二導(dǎo)流板8的數(shù)量為12條,12條第二導(dǎo)流板8之間呈30度均勻分布于內(nèi)筒體31的體壁。攪拌軸沿軸向還設(shè)置的第三導(dǎo)流板,攪拌槳葉攪拌帶動釜體內(nèi)液體轉(zhuǎn)動時,釜體內(nèi)液體撞擊第二導(dǎo)流板8,釜體內(nèi)液體呈渦旋轉(zhuǎn)向,改變了釜體內(nèi)液體的流動狀態(tài)。
[0043]釜體的內(nèi)部設(shè)置的加熱盤管,內(nèi)層加熱盤管35和外層加熱盤管36使釜體內(nèi)液體溫度均勻而且加熱快。加熱盤管與夾套筒體32的加熱方式相呼應(yīng)、相配合,大大的改善了反應(yīng)爸液的流動狀態(tài)和反應(yīng)狀態(tài),把原來要近3個小時的反應(yīng)時間縮短到I小時20分鐘,使納米粉體的晶型狀態(tài)和均勻程度都有了很好的改善。
[0044]本實施例的攪拌軸上的攪拌槳葉分上、中、下三層設(shè)置,所述第三導(dǎo)流板同樣分上、中、下三層設(shè)置于攪拌軸,上層第三導(dǎo)流板341設(shè)置于上層攪拌槳葉371的上方,中層第三導(dǎo)流板342設(shè)置于上層攪拌槳葉371和中層攪拌槳葉372之間,下層第三導(dǎo)流板343設(shè)置于中層攪拌槳葉372和下層攪拌槳葉373之間。釜體內(nèi)的三層攪拌槳葉,使反應(yīng)釜液攪拌充分,提高反應(yīng)釜液的反應(yīng)速率。
[0045]作為優(yōu)選,本實施例的所述第一導(dǎo)流板321的數(shù)量為4條,各層第三導(dǎo)流板的數(shù)量均為4條,對反應(yīng)釜的傳質(zhì)傳熱情況的改善起到了非常大的作用,改變了反應(yīng)釜內(nèi)液體的流動狀態(tài),提高了納米粉體的質(zhì)量,也使反應(yīng)時間縮短了 50%以上。
[0046]如圖6至圖8所示,所述離心噴霧干燥器,包括座體41、殼體42、電機43、變速器44、主軸45、分料盤46及霧化盤47,所述殼體42設(shè)置于座體41的下方并與座體41固定連接,變速器44固定安裝于座體41的頂部,電機43設(shè)置于變速器44的上方且電機43輸出軸與變速器44連接,主軸45設(shè)置于殼體42內(nèi)且與變速器44連接,分料盤46套設(shè)于主軸45的外側(cè)面,所述霧化盤47包括盤體60,該盤體60的直徑為150mm,盤體60的厚度為15mm,盤體60的周壁均勻開設(shè)有若干個噴霧孔62,盤體60的中部開設(shè)有一進料槽63,該進料槽63的外徑為60mm,進料槽63的深度為IOmm ;所述噴霧孔62與進料槽63相通,進料槽63的中心開設(shè)有一錐孔64,霧化盤47通過該錐孔64套接于主軸45的外側(cè)面,且進料槽63與分料盤46的出口相通。
[0047]本發(fā)明工作時,電機43驅(qū)動并通過變速器44控制主軸45的轉(zhuǎn)速,主軸45轉(zhuǎn)動并帶動套接于主軸45外側(cè)面的霧化盤47高速旋轉(zhuǎn),同時,納米懸浮液經(jīng)分料盤46進入霧化盤47內(nèi),高速旋轉(zhuǎn)的霧化盤47在變速器44的作用下能保持轉(zhuǎn)速在15000轉(zhuǎn)/min_18000轉(zhuǎn)/min,從而使得進入進料槽63內(nèi)的納米懸浮液被強大的離心力通過噴霧孔62甩出,由于盤體60的周壁均勻開設(shè)有若干個噴霧孔62,盤體60的直徑A為150mm,厚度H為15mm,進料槽63的直徑a為60mm,深度h為10mm,盤體60及進料槽63采用上述特定尺寸的設(shè)計可以使得霧化盤47在高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生強大的離心力,納米懸浮液從若干個均勻的噴霧孔62甩出,從而形成了超細微的霧滴,納米懸浮液的超細霧滴中的納米粉體和水快速分離,提高后續(xù)工序的生產(chǎn)強度、降低生產(chǎn)能耗,從而提高生產(chǎn)效率的目的。
[0048]超細微的霧滴中的水在干燥塔中溫度達180°C的環(huán)境下立即閃蒸并與納米微粒分離,從而達到了納米粒子從納米懸浮液中分離出來的目的。
[0049]優(yōu)選的,所述盤體60為耐磨陶瓷盤體,其具有極強的耐磨性能,可以避免由于長期的工作使得噴霧孔62磨損而導(dǎo)致霧化盤47甩出的霧滴粒徑不均勻或者粒徑過大的現(xiàn)象。
[0050]優(yōu)選的,所述噴霧孔62為八個,八個噴霧孔62均勻設(shè)置,使得納米懸浮液進入到進料槽63時,在盤體60高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強力離心力下,均勻地從八個噴霧孔62甩出,從而形成超細微的霧滴,確保本發(fā)明的霧化效果更佳。
[0051]本實施例中,所述主軸45的底端螺接有用于鎖緊霧化盤47的螺母61。高速旋轉(zhuǎn)的主軸45帶動霧化盤47高速旋轉(zhuǎn),為確保霧化盤47在工作時能穩(wěn)定地高速旋轉(zhuǎn),防止霧化盤47與主軸45的連接產(chǎn)生松動而導(dǎo)致霧化效果不佳,或者霧化盤47脫落飛出,而導(dǎo)致安全生產(chǎn)事故,因此,主軸45的底端通過螺接一個鎖緊霧化盤47的螺母61,進一步使得霧化盤47與主軸45穩(wěn)定連接,保證本發(fā)明在工作過程中能產(chǎn)生良好的霧化效果,且能防止安全事故的發(fā)生。
[0052]本實施例中,所述離心噴霧干燥器還包括進料管48,該進料管48的頂端穿過所述座體41并固定裝設(shè)于座體41上,該進料管48的底端與分料盤46相接通。進料管48的設(shè)置能確保納米懸浮液物料方便安全地輸送到分料盤46,再經(jīng)分料盤46的出口輸送至霧化盤47的進料槽63,從而對納米懸浮液物料進行高速離心霧化,進料管48的設(shè)計合理,實用性非常強。[0053]本實施例中,所述離心噴霧干燥器還包括從動軸49,聯(lián)軸器50及從動軸承51,所述從動軸49的上端通過聯(lián)軸器50與電機43輸出軸連接,從動軸49的下端通過從動軸承51與變速器44連接。聯(lián)軸器50的作用是用于連接電機43輸出軸與從動軸49,從而使得電機43輸出軸與從動軸49能共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩,另外,在高速旋轉(zhuǎn)的動力傳動中,聯(lián)軸器50還具有緩沖、減振和提高軸系動態(tài)性能的作用;而從動軸承51則用于固定從動軸49,并確保從動軸49能實現(xiàn)轉(zhuǎn)動,從而控制從動軸49的軸向和徑向的移動。
[0054]本實施例中,所述殼體42內(nèi)設(shè)置有貯油箱52及下軸套53,所述座體41中部固定設(shè)置有上軸套54 ;所述上軸套54的頂端與變速器44固定連接,所述貯油箱52設(shè)置于上軸套54的下方并與上軸套54固定連接,所述下軸套53設(shè)置于貯油箱52的下方并與貯油箱
52固定連接,所述分料盤46設(shè)置于下軸套53的外側(cè)并與下軸套53固定連接;所述主軸45由上部的大直徑段58及下部的撓性小直徑段59組成;該主軸45的大直徑段58的兩端分別通過上軸承55及中間軸承56裝設(shè)于上軸套54的軸孔內(nèi),該主軸45的撓性小直徑段59的下端通過浮動軸承57裝設(shè)于下軸套53的軸孔內(nèi)。上軸套54及下軸套53的設(shè)置用于對主軸45起到軸向定位的作用,其中,貯油箱52則對主軸45提供潤滑油;另外,由于主軸45的長期高速旋轉(zhuǎn)運動,必然會產(chǎn)生較大的摩擦力,上軸套54及下軸套53在摩擦力的作用下即使造成磨損,亦便于更換;另外,主軸45由于轉(zhuǎn)速極快,為防止轉(zhuǎn)速極快產(chǎn)生強大的振動力對套設(shè)于主軸45的霧化盤47造成不規(guī)則的抖動,本發(fā)明的主軸45則由上部的大直徑段
58及下部的撓性小直徑段59組成,撓性小直徑段59通過浮動軸承57裝設(shè)于下軸套53的軸孔內(nèi),工作時,能有效消除主軸45的大直徑段58高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動力,從而使得霧化盤47的轉(zhuǎn)速更加平穩(wěn),霧化效果更佳。
[0055]如圖9至圖10所示,所述煅燒回轉(zhuǎn)窯爐,包括爐體支架71,所述爐體支架71設(shè)置有回轉(zhuǎn)滾筒72,所述回轉(zhuǎn)滾筒72的前端設(shè)置有進料裝置73,所述回轉(zhuǎn)滾筒72的后端設(shè)置有出料裝置74,所述爐體支架71設(shè)置有驅(qū)動裝置75,所述驅(qū)動裝置75與回轉(zhuǎn)滾筒72連接并帶動回轉(zhuǎn)滾筒72在爐體支架71上旋轉(zhuǎn),所述回轉(zhuǎn)滾筒72由前端往后端向下傾斜設(shè)置于所述爐體支架71,所述回轉(zhuǎn)滾筒72的內(nèi)壁沿軸向排布有若干撥料筋板721 ;
所述回轉(zhuǎn)滾筒72的中部設(shè)置為高溫煅燒段722,所述高溫煅燒段722設(shè)置有加熱裝置,加熱裝置對回轉(zhuǎn)滾筒72的高溫煅燒段722進行加熱,本實施例的加熱裝置對高溫煅燒段722加熱至700攝氏度。
[0056]作為優(yōu)選,本實施例的撥料筋板721的數(shù)量為8個,而且八個撥料筋板721均勻排布于回轉(zhuǎn)滾筒72的高溫煅燒段722的內(nèi)壁。經(jīng)氣流粉碎后的納米粉體還含有一定量的結(jié)晶水,納米粉體由進料裝置73進入回轉(zhuǎn)滾筒72的內(nèi)部,傾斜設(shè)置的回轉(zhuǎn)滾筒72使納米粉體在翻轉(zhuǎn)的過程中,漸漸的往出料裝置74方向前進。當(dāng)納米粉體進入高溫煅燒段722時候,撥料筋板721隨回轉(zhuǎn)滾筒72 —起旋轉(zhuǎn),撥料筋板721旋轉(zhuǎn)過程中將納米粉體翻滾打散,改善納米粉體在回轉(zhuǎn)滾筒72旋轉(zhuǎn)過程的分布狀況。納米粉體在回轉(zhuǎn)滾筒72內(nèi)不停的翻轉(zhuǎn),直至前進至出料裝置74送出。
[0057]作為優(yōu)選,本實施例的回轉(zhuǎn)滾筒72的傾斜角度為5度,納米粉體依次經(jīng)過預(yù)熱段、高溫煅燒段722和冷卻段,使納米粉體在回轉(zhuǎn)滾筒72內(nèi)停留足夠長的時間,停留大概I個小時左右,使納米粉體得到充分的煅燒,脫離納米粉體的結(jié)晶水,使納米粉體的透明度達到859%-90%。[0058]本實施例的撥料筋板721的數(shù)量為8個,八個撥料筋板721均勻排布于回轉(zhuǎn)滾筒72的高溫煅燒段722的內(nèi)壁,所述高溫煅燒段722的長度等于撥料筋板721的長度,作為優(yōu)選,所述高溫煅燒段722的長度為6米。納米粉體經(jīng)過高溫煅燒段722時,使納米粉體可以在回轉(zhuǎn)滾筒72內(nèi)充分散落,而且受熱均勻,滿足納米粉體晶型再造的條件,晶型再造后的納米粉體的晶型規(guī)范,形狀一致。
[0059]經(jīng)發(fā)明人大量的試驗、配比所得,為使回轉(zhuǎn)滾筒72的高溫煅燒段722能承受1000攝氏度及以上的溫度,所述高溫煅燒段722采用雙相不銹鋼離心澆鑄成胚料并經(jīng)過鍛造而成;雙相不銹鋼離心澆鑄過程中還增加了 0.29Π).8% (質(zhì)量百分比)的鎢和0.1%~0.6% (質(zhì)量百分比)的鈷;作為最優(yōu)配比,本實施例選擇鎢的質(zhì)量百分比為0.5%,鈷的質(zhì)量百分比為
0.3%。大大提高了回轉(zhuǎn)滾筒72的強度和耐高溫性能,其耐溫性可達1200攝氏度,滿足生產(chǎn)納米粉體的煅燒所需要的溫度要求。
[0060]本實施例的加熱裝置可選擇電阻加熱裝置,通過電能加熱,溫度控制更為準(zhǔn)確,使用更加方便。
[0061]本實施例的所述回轉(zhuǎn)滾筒72的外側(cè)還設(shè)置有保溫層,減少回轉(zhuǎn)滾筒72的熱量散失,維持回轉(zhuǎn)滾筒72內(nèi)部各段溫度的恒定。
[0062]本發(fā)明的納米粉體材料制備系統(tǒng),既能降低生產(chǎn)過程中對設(shè)備的要求,又能得到高性能、高純度的納米粉體材料,而且整個生產(chǎn)過程安全環(huán)保。
[0063]實施例2
[0064]如圖11所示,本實施例與實施例1的不同之處在于所述離心噴霧干燥器和煅燒回轉(zhuǎn)窯爐之間連接有第一氣流粉碎機,所述煅燒回轉(zhuǎn)窯爐和包裝設(shè)備之間連接有第二氣流粉碎機;離心噴霧干燥器將納米粉體和水分離,得到霧化狀的納米粉體,納米粉體在沉降的時候,可能會存在粘結(jié)的情況,此時納`米粉體經(jīng)過第一氣流粉碎機進行粉碎后,將納米粉體打散,再經(jīng)過煅燒回轉(zhuǎn)窯爐煅燒,蒸發(fā)納米粉體的水份,在煅燒過程中,納米粉體也可能會存在粘結(jié)的情況,再經(jīng)過第二氣流粉碎機進行粉碎后,納米粉體被充分打散,再進行打包處理。
[0065]本實施例的其余部分與實施例1相同,這里不再贅述。
[0066]以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例,對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員,依據(jù)本發(fā)明的思想,在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處,本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種納米粉體材料制備系統(tǒng),其特征在于:包括低溫反應(yīng)釜、臥式離心機、高溫水熱反應(yīng)釜、離心噴霧干燥器、煅燒回轉(zhuǎn)窯爐和包裝設(shè)備,所述低溫反應(yīng)釜、臥式離心機、高溫水熱反應(yīng)釜、離心噴霧干燥器、煅燒回轉(zhuǎn)窯爐和包裝設(shè)備依次連接; 所述臥式離心機包括機座、機殼、轉(zhuǎn)鼓、螺旋輸送器和變速裝置,所述機殼設(shè)置于所述機座的上方,所述轉(zhuǎn)鼓設(shè)置于所述機殼的內(nèi)腔,所述螺旋輸送器水平設(shè)置于所述轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)部,所述變速裝置與所述螺旋輸送器連接,所述轉(zhuǎn)鼓由以下質(zhì)量百分比的原料:2%_3%鈦、1%-2%鈷和95%-97%雙相鋼離心澆鑄而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米粉體材料制備系統(tǒng),其特征在于:所述高溫水熱反應(yīng)釜,包括內(nèi)筒體,所述內(nèi)筒體的外層設(shè)置有夾套筒體,所述內(nèi)筒體的上部連接有釜蓋,所述內(nèi)筒體與釜蓋組成反應(yīng)釜的釜體,所述釜體的內(nèi)部設(shè)置有攪拌裝置,其特征在于:所述內(nèi)筒體和夾套筒體之間設(shè)置有若干條第一導(dǎo)流板,所述第一導(dǎo)流板呈螺旋形盤繞在內(nèi)筒體和夾套筒體之間,所述第一導(dǎo)流板在內(nèi)筒體和夾套筒體之間形成螺旋形通道; 所述內(nèi)筒體的體壁沿軸向設(shè)置有若干條第二導(dǎo)流板; 所述攪拌裝置的攪拌軸 沿軸向設(shè)置有若干條第三導(dǎo)流板; 所述釜體的內(nèi)部還設(shè)置有加熱盤管,所述加熱盤管呈螺旋形盤繞于釜體的內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米粉體材料制備系統(tǒng),其特征在于:所述加熱盤管包括內(nèi)層加熱盤管和外層加熱盤管,所述內(nèi)層加熱盤管位于釜體的上方并靠近于攪拌軸,所述外層加熱盤管位于釜體內(nèi)部并靠近于內(nèi)筒體的內(nèi)壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米粉體材料制備系統(tǒng),其特征在于:所述離心噴霧干燥器,包括基座、機殼、電機、變速器、主軸、分料盤及霧化盤,所述機殼設(shè)置于基座的下方并與基座固定連接,變速器固定安裝于基座的頂部,電機設(shè)置于變速器的上方且電機輸出軸與變速器連接,主軸設(shè)置于機殼內(nèi)且與變速器連接,分料盤套設(shè)于主軸的外側(cè)面,其特征在于:所述霧化盤包括盤體,該盤體的直徑為150mm,盤體的厚度為15mm,盤體的周壁均勻開設(shè)有若干個個噴霧孔,盤體的中部開設(shè)有一環(huán)形進料槽,該環(huán)形進料槽的外徑為60mm,環(huán)形進料槽的深度為IOmm ;所述噴霧孔與環(huán)形進料槽相通,環(huán)形進料槽的中部開設(shè)有一錐孔,霧化盤通過該錐孔套接于主軸的外側(cè)面,且環(huán)形進料槽與分料盤的出口相通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米粉體材料制備系統(tǒng),其特征在于:所述煅燒回轉(zhuǎn)窯爐,包括爐體支架,所述爐體支架設(shè)置有回轉(zhuǎn)滾筒,所述回轉(zhuǎn)滾筒的前端設(shè)置有進料裝置,所述回轉(zhuǎn)滾筒的后端設(shè)置有出料裝置,所述爐體支架設(shè)置有驅(qū)動裝置,所述驅(qū)動裝置與回轉(zhuǎn)滾筒連接并帶動回轉(zhuǎn)滾筒在爐體支架上旋轉(zhuǎn),所述回轉(zhuǎn)滾筒由前端往后端向下傾斜設(shè)置于所述爐體支架,所述回轉(zhuǎn)滾筒的內(nèi)壁沿軸向排布有若干撥料筋板; 所述回轉(zhuǎn)滾筒的中部設(shè)置為高溫煅燒段,所述高溫煅燒段采用雙相不銹鋼離心澆鑄成胚料并經(jīng)過鍛造而成; 雙相不銹鋼離心澆鑄過程中還增加了 0.29Π).8% (質(zhì)量百分比)的鎢和0.1%~0.6% (質(zhì)量百分比)的鈷; 所述高溫煅燒段設(shè)置有加熱裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米粉體材料制備系統(tǒng),其特征在于:所述第一導(dǎo)流板的數(shù)量為4條。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米粉體材料制備系統(tǒng),其特征在于:所述轉(zhuǎn)鼓由以下質(zhì)量百分比的原料:2.5%鈦、1.5%鈷和96%雙相鋼離心澆鑄而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的納米粉體材料制備系統(tǒng),其特征在于:所述噴霧孔為八個。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的納米粉體材料制備系統(tǒng),其特征在于:所述撥料筋板的數(shù)量為八個,八個撥料筋板均勻排布于回轉(zhuǎn)滾筒的高溫煅燒段的內(nèi)壁。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項所述的納米粉體材料制備系統(tǒng),其特征在于:所述離心噴霧干燥器和煅燒回轉(zhuǎn)窯爐之間連接有第一氣流粉碎機,所述煅燒回轉(zhuǎn)窯爐和包裝設(shè)備之間連接有第二氣流粉碎機。
【文檔編號】B01D1/18GK103464082SQ201310443654
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月31日
【發(fā)明者】孫仲毅, 吳荻 申請人:宜昌市三峽天潤納米材料工程技術(shù)研究中心有限公司