一種多頻微波聯(lián)合輔助球磨裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種多頻微波聯(lián)合輔助球磨裝置，包括球磨罐及外部的陶瓷保溫層，球磨罐內(nèi)部設(shè)有攪拌桿和磨球，攪拌桿的端頭連接調(diào)速馬達(dá)，調(diào)速馬達(dá)與速度動(dòng)態(tài)記錄控制器連接，球磨罐頂部還設(shè)有溶液補(bǔ)給通道，溶液補(bǔ)給通道上設(shè)有電磁閥，球磨罐中設(shè)有液位傳感器，液位傳感器與電磁閥同時(shí)與液位控制和溶液補(bǔ)給記錄系統(tǒng)連接，陶瓷保溫層四周分別設(shè)置有取樣口以及微波發(fā)射器組，微波發(fā)射器組與多頻微波動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)連接。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)球磨反應(yīng)過(guò)程在線實(shí)時(shí)監(jiān)控、能夠?qū)崿F(xiàn)多種粉體材料的高效、快速制備，制備的納米粉體顆粒大小均勻、晶格完整、分散性好。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中微波屏蔽效果好、測(cè)溫準(zhǔn)確、安全度高，具有能耗少、環(huán)保的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種多頻微波聯(lián)合輔助球磨裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種制備納米粉體的裝置，特別涉及一種多頻微波聯(lián)合輔助球磨
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]目前制備納米粉體的方法主要有化學(xué)汽相沉積法、有機(jī)金屬氣相沉積法、激光濺射法、化學(xué)共沉淀法，自蔓延燃燒法、溶膠凝膠法、水熱法、球磨法等。其中球磨法是目前制備納米粉末諸多方法中最有工業(yè)應(yīng)用前景的一項(xiàng)技術(shù)，因?yàn)樗啾容^于其它方法來(lái)說(shuō)，具有工藝原料多樣、制備工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、同時(shí)避免了酸堿等廢棄物對(duì)環(huán)境的影響、更容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
[0003]球磨法制備納米粉體的基本原理是:在球磨的過(guò)程中，粉末被不斷破碎，當(dāng)粉末顆粒的尺寸小到一定階段的時(shí)候，其顆粒尺寸不再發(fā)生變化，但是卻會(huì)誘發(fā)粉末顆粒內(nèi)部產(chǎn)生大量的應(yīng)力、應(yīng)變和各種點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷，形成大量的高活性區(qū)。當(dāng)這些能量和球磨過(guò)程中的撞擊力(可以誘發(fā)上千度的高溫)結(jié)合在一起的時(shí)候，就會(huì)誘發(fā)一種或者多種化學(xué)反應(yīng)，從而在粉末顆粒表面形成新的化學(xué)物質(zhì)。但是球磨作用本身具有較強(qiáng)的剝離作用，可以使得新形成的化合物從粉末顆粒表面被撞擊脫落，形成納米粉體?；衔锩撀湟院?，在粉末顆粒表面會(huì)形成新的界面，該新界面在球磨的作用下，繼續(xù)被活化和發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如此反復(fù)，即可制備得到納米粉體。
[0004]但是單純的球磨法存在制備納米粉體工藝周期長(zhǎng)、某些納米粉體制備困難甚至反應(yīng)不徹底等缺陷，因此近幾年發(fā)展了多種外場(chǎng)輔助球磨法，比如溶膠凝膠輔助球磨法、常溫超聲輔助水溶液球磨法，表面活性劑輔助球磨法、等離子體輔助球磨法、放電輔助球磨法等等。
[0005]現(xiàn)有的外場(chǎng)輔助球磨法雖然大幅度提高了制備納米粉體的速度，大量文獻(xiàn)報(bào)道已經(jīng)制備出了多種性能優(yōu)異的納米粉體。但是縱觀近幾年出現(xiàn)的外場(chǎng)輔助球磨法，還存在著無(wú)法實(shí)現(xiàn)球磨反應(yīng)過(guò)程在線實(shí)時(shí)監(jiān)控、反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于，提供了一種多頻微波聯(lián)合輔助球磨裝置，微波的作用和機(jī)械力的作用都得到了充分發(fā)揮，化學(xué)反應(yīng)時(shí)間短，制備得到的納米粉體顆粒細(xì)小、均勻。制備原料種類多樣可選、制備過(guò)程簡(jiǎn)單、能量消耗少、環(huán)保性好、具有很好的可持續(xù)發(fā)展性。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案:一種多頻微波聯(lián)合輔助球磨裝置，包括球磨罐及外部的陶瓷保溫層，球磨罐內(nèi)部設(shè)有攪拌桿和磨球，攪拌桿的端頭連接調(diào)速馬達(dá)，調(diào)速馬達(dá)與速度動(dòng)態(tài)記錄控制器連接，球磨罐頂部還設(shè)有溶液補(bǔ)給通道，溶液補(bǔ)給通道上設(shè)有電磁閥，球磨罐中設(shè)有液位傳感器，液位傳感器與電磁閥同時(shí)與液位控制和溶液補(bǔ)給記錄系統(tǒng)連接，陶瓷保溫層四周分別設(shè)置有取樣口以及微波發(fā)射器組，微波發(fā)射器組與多頻微波動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)連接。
[0008]前述的多頻微波聯(lián)合輔助球磨裝置，所述取樣口為I號(hào)取樣口、2號(hào)取樣口和3號(hào)取樣口。
[0009]前述的多頻微波聯(lián)合輔助球磨裝置，所述微波發(fā)射器組為I號(hào)微波發(fā)射器、2號(hào)微波發(fā)射器、3號(hào)微波發(fā)射器、4號(hào)微波發(fā)射器、5號(hào)微波發(fā)射器、6號(hào)微波發(fā)射器和7號(hào)微波發(fā)射器。
[0010]前述的多頻微波聯(lián)合輔助球磨裝置，所述球磨罐頂部設(shè)有排氣孔，排氣孔中設(shè)置氣壓調(diào)節(jié)閥。
[0011]前述的多頻微波聯(lián)合輔助球磨裝置，所述球磨罐頂部設(shè)有金屬微波防漏蓋。
[0012]前述的多頻微波聯(lián)合輔助球磨裝置，所述陶瓷保溫層外設(shè)置金屬微波屏蔽層。
[0013]前述的多頻微波聯(lián)合輔助球磨裝置，所述的液位傳感器外面設(shè)置有金屬微波屏蔽罩。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:該裝置的球磨罐內(nèi)設(shè)有液位傳感器，同時(shí)設(shè)有帶電磁閥得溶液補(bǔ)給通道，并通過(guò)液位控制器和溶液補(bǔ)給記錄系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)溶液的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和定量補(bǔ)給。陶瓷保溫層四周設(shè)置有多套不同頻率的微波發(fā)射器，所有的微波發(fā)射器與多頻微波動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)相連接，可以根據(jù)需要開(kāi)啟一個(gè)或多個(gè)微波發(fā)射器，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)頻率微波同時(shí)聯(lián)合輔助球磨。球磨罐采用密封結(jié)構(gòu)，使得球磨過(guò)程中，溶液與空氣隔絕，避免了球磨過(guò)程中粉末的氧化;球磨罐頂部設(shè)置有排氣口和氣壓調(diào)節(jié)閥，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)罐內(nèi)氣壓的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)密封高溫球磨的安全進(jìn)行。球磨罐外設(shè)置有陶瓷保溫層，保溫節(jié)能，保證了機(jī)械力化學(xué)作用的高效進(jìn)行；陶瓷保溫層上設(shè)置有三個(gè)取樣窗口，三個(gè)取樣窗口的位置分別位于球磨罐水溶液深度的2/3-頂部處、1/3-2/3處，底部-1/2處，可以獲得不同尺寸的粉末顆粒。綜述，本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)球磨反應(yīng)過(guò)程在線實(shí)時(shí)監(jiān)控、反應(yīng)時(shí)間短，研磨效果好。
【附圖說(shuō)明】
[0015]附圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖中的標(biāo)記為:
[0017]1.溶液補(bǔ)給通道，2.電磁閥，3.液位控制和溶液補(bǔ)給記錄系統(tǒng)，4.液位傳感器，5.1號(hào)取樣口，6.1號(hào)微波發(fā)射器，7.2號(hào)取樣口，8.2號(hào)微波發(fā)射器，9.3號(hào)取樣口，10.3號(hào)微波發(fā)射器，11.4號(hào)微波發(fā)射器，12.調(diào)速馬達(dá)，13.速度動(dòng)態(tài)記錄控制器，14.排氣孔，15.氣壓調(diào)節(jié)閥，16.微波防漏蓋，17.5號(hào)微波發(fā)射器，18.6號(hào)微波發(fā)射器，19.攪拌桿，20.磨球，21.7號(hào)微波發(fā)射器，22.多頻微波動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，23.陶瓷保溫層，24.球磨罐，25.金屬微波屏蔽層。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型限制的依據(jù)。
[0019]一種多頻微波聯(lián)合輔助球磨裝置，包括球磨罐24及外部的陶瓷保溫層23，球磨罐24內(nèi)部設(shè)有攪拌桿19和磨球20，攪拌桿19的端頭連接調(diào)速馬達(dá)12，調(diào)速馬達(dá)12與速度動(dòng)態(tài)記錄控制器13連接，球磨罐24頂部還設(shè)有溶液補(bǔ)給通道I，溶液補(bǔ)給通道I上設(shè)有電磁閥2，球磨罐24中設(shè)有液位傳感器4，液位傳感器4與電磁閥2同時(shí)與液位控制和溶液補(bǔ)給記錄系統(tǒng)3連接，陶瓷保溫層23四周分別設(shè)置有取樣口以及微波發(fā)射器組，微波發(fā)射器組與多頻微波動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)22連接。
[0020]所述取樣口為I號(hào)取樣口 5、2號(hào)取樣口 7和3號(hào)取樣口 9，分別位于球磨罐水溶液深度的2/3-頂部處、1/3-2/3處，底部-1/2處，可以獲得不同尺寸的粉末顆粒。
[0021]所述微波發(fā)射器組為I號(hào)微波發(fā)射器6、2號(hào)微波發(fā)射器8、3號(hào)微波發(fā)射器10、4號(hào)微波發(fā)射器11、5號(hào)微波發(fā)射器17、6號(hào)微波發(fā)射器18和7號(hào)微波發(fā)射器21，各微波發(fā)射器的頻率不同。
[0022]所述球磨罐24頂部設(shè)有排氣孔14，排氣孔14中設(shè)置氣壓調(diào)節(jié)閥15。
[0023]所述球磨罐24頂部設(shè)有金屬微波防漏蓋16。
[0024]所述陶瓷保溫層23外設(shè)置金屬微波屏蔽層25。
[0025]所述的液位傳感器4外面設(shè)置有金屬微波屏蔽罩。
[0026]工作原理:先將攪拌桿19和磨球20放入到球磨罐24中，再將按照一定化學(xué)計(jì)量比配制好的粉末原料加入到球磨罐24中，插入液位傳感器4，蓋上微波防漏蓋16，將攪拌桿19連接到調(diào)速馬達(dá)12上，將液位傳感器4連接到液位控制和溶液補(bǔ)給記錄系統(tǒng)3上，設(shè)定液位高度值，電磁閥2將自動(dòng)開(kāi)啟，水溶液將從溶液補(bǔ)給通道I中自動(dòng)加入，當(dāng)溶液的深度達(dá)到設(shè)定液位值的時(shí)候，溶液補(bǔ)給通道I上的電磁閥2將自動(dòng)關(guān)閉，溶液添加完成。然后開(kāi)啟調(diào)速馬達(dá)12，開(kāi)始攪拌球磨試驗(yàn)，10分鐘后，通過(guò)多頻微波動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)22，根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需要，開(kāi)啟其中的一個(gè)或者若干個(gè)不同頻率的微波發(fā)射器，如此，開(kāi)始了多頻微波聯(lián)合輔助球磨試驗(yàn)，即粉末同時(shí)受到了球磨的作用和多種頻率的微波的輻射作用。試驗(yàn)過(guò)程中，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要，通過(guò)速度動(dòng)態(tài)記錄控制器13調(diào)節(jié)調(diào)速馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，實(shí)現(xiàn)不同速度的球磨作用。也可以通過(guò)多頻微波動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)22，在球磨的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)不同頻率的微波的同時(shí)加入或者動(dòng)態(tài)交替加入。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于微波的加熱作用，球磨罐24內(nèi)的氣壓會(huì)不斷上升，當(dāng)氣壓超過(guò)氣壓調(diào)節(jié)閥15設(shè)定值時(shí)，單向氣壓調(diào)節(jié)閥15打開(kāi)，排出氣體，當(dāng)氣壓低于氣壓調(diào)節(jié)閥15設(shè)定值時(shí)，閥門(mén)自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)多頻微波聯(lián)合輔助球磨試驗(yàn)進(jìn)行到設(shè)定時(shí)間的時(shí)候根據(jù)實(shí)際需要通過(guò)三個(gè)取樣窗口進(jìn)行取樣，然后繼續(xù)進(jìn)行球磨試驗(yàn)，如此反復(fù)，一直到試驗(yàn)結(jié)束。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多頻微波聯(lián)合輔助球磨裝置，其特征在于:包括球磨罐(24)及外部的陶瓷保溫層(23)，球磨罐(24)內(nèi)部設(shè)有攪拌桿(19)和磨球(20)，攪拌桿(19)的端頭連接調(diào)速馬達(dá)(12)，調(diào)速馬達(dá)(12)與速度動(dòng)態(tài)記錄控制器(13)連接，球磨罐(24)頂部還設(shè)有溶液補(bǔ)給通道(1)，溶液補(bǔ)給通道(I)上設(shè)有電磁閥(2)，球磨罐(24)中設(shè)有液位傳感器(4)，液位傳感器(4)與電磁閥(2)同時(shí)與液位控制和溶液補(bǔ)給記錄系統(tǒng)(3)連接，陶瓷保溫層(23)四周分別設(shè)置有取樣口以及微波發(fā)射器組，微波發(fā)射器組與多頻微波動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)(22)連接。2.如權(quán)利要求1所述的多頻微波聯(lián)合輔助球磨裝置，其特征在于:所述取樣口分別為I號(hào)取樣口(5)、2號(hào)取樣口(7)和3號(hào)取樣口(9)。3.如權(quán)利要求1所述的多頻微波聯(lián)合輔助球磨裝置，其特征在于:球磨罐周圍設(shè)置有I臺(tái)以上不同頻率的微波發(fā)射器， 所述微波發(fā)射器組為I號(hào)微波發(fā)射器(6)、2號(hào)微波發(fā)射器(8)、3號(hào)微波發(fā)射器(10)、4號(hào)微波發(fā)射器(11)、5號(hào)微波發(fā)射器(17)、6號(hào)微波發(fā)射器(18)和7號(hào)微波發(fā)射器(21)。4.如權(quán)利要求1所述的多頻微波聯(lián)合輔助球磨裝置，其特征在于:所述球磨罐(24)頂部設(shè)有排氣口(14)，排氣口(14)中設(shè)置氣壓調(diào)節(jié)閥(15)。5.如權(quán)利要求1所述的多頻微波聯(lián)合輔助球磨裝置，其特征在于:所述球磨罐(24)頂部設(shè)有金屬微波防漏蓋(16)。6.如權(quán)利要求1所述的多頻微波聯(lián)合輔助球磨裝置，其特征在于:所述陶瓷保溫層(23)外設(shè)置金屬微波屏蔽層(25)。7.如權(quán)利要求1所述的多頻微波聯(lián)合輔助球磨裝置，其特征在于:所述的液位傳感器(4)外面設(shè)置有金屬微波屏蔽罩。
【文檔編號(hào)】B02C19/18GK205628157SQ201620376075
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】張英哲
【申請(qǐng)人】貴州理工學(xué)院