技术领域

[0001] 本发明涉及粉体材料制造领域， 特别涉及一种气液双相制备粉体的系统。

背景技术

[0002] 粉体材料是重要的产品形式， 对国民经济和国防产生重要作用。 粉体工程学已 广泛应用到建材、 机械、 能源、 塑料、 橡胶、 矿山、 冶金、 医药、 食品、 饲料 、 农药、 化肥、 造纸、 资源、 环保、 信息、 航空、 航天、 交通等几乎国民经济 发展的各个领域。

技术问题

[0003] 目前， 粉体生产方式有两种： 一， 固相生产粉体， 例如粉磨； 但是球磨生产的 粉体， 粒度分布宽泛， 且不具备化学活性。 二， 液相沉淀法制备粉体， 该粉体 具有化学活性； 但是存在杂质含量高， 污染水土， 不能制造金属粉体、 金属复 合粉体等问题。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 本发明的主要目的为提供一种气液双相制备粉 体的系统， 可使原材料充分混合 ， 使得制备的粉体材料活性高， 粉体粒度小， 并可制备复合粉体材料。

[0005] 本发明提出一种气液双相制备粉体的系统， 包括原材料热处理装置、 混合装置 以及喷涂装置；

[0006] 所述混合装置包括混合室、 第一拉瓦尔喷管以及第二拉瓦尔喷管； 所述混合室 的顶部贯穿设置所述第一拉瓦尔喷管， 所述混合室的底部连通所述第二拉瓦尔 喷管； 所述第二拉瓦尔喷管末端通入所述喷涂装置；

[0007] 所述原材料热处理装置将不同物理状态的原材 料混合， 且通过导管连接所述混 合装置的混合室。

[0008] 进一步地， 所述原材料热处理装置包括预热箱、 主加热箱以及热平衡箱； 所述 预热箱将原材料加热至液态， 所述主加热箱将原材料加热至气态； [0009] 所述预热箱底部以及主加热箱底部分别通过导 管连接所述热平衡箱， 所述热平 衡箱底部通过导管连接所述混合室。

[0010] 进一步地， 所述预热箱包括第一箱体、 第一加热夹套以及第一电磁波发射器； 所述主加热箱包括第二箱体、 第二加热夹套以及第二电磁波发射器； 所述热平 衡箱包括第三箱体、 第三加热夹套以及第三电磁波发射器；

[0011] 所述第一箱体外围设置所述第一加热夹套， 所述第一箱体底部通过导管连接所 述第三箱体， 所述第一箱体的底部异于导管位置设置所述第 一电磁波发射器； 所述第二箱体外围设置所述第二加热夹套， 所述第二箱体底部通过导管连接所 述第三箱体， 所述第二箱体的底部异于导管位置设置所述第 二电磁波发射器； 所述第三箱体的外围设置所述第三加热夹套， 所述第三箱体的底部侧面通过导 管连接所述混合室， 所述第三箱体底部设置所述第三电磁波发射器 。

[0012] 进一步地， 所述混合装置还包括第四加热夹套， 所述第四加热夹套包覆于所述 混合室、 第一拉瓦尔喷管以及第二拉瓦尔喷管外围， 且所述第四加热夹套的顶 部和底部对应设置有固定所述第一拉瓦尔喷管 以及第二拉瓦尔喷管的幵口。

[0013] 进一步地， 所述喷涂装置包括喷涂室， 所述喷涂室内设置传送带、 主喷涂室以 及粉体厚度调节器；

[0014] 所述主喷涂室设置于所述喷涂室中部， 所述主喷涂室顶部设置有供所述第二拉 瓦尔喷管末端通入的幵口， 所述主喷涂室内第二拉瓦尔喷管末端的下方设 置所 述传送带； 所述传送带的一端上方设置所述粉体厚度调节 器， 所述粉体厚度调 节器固定于所述主喷涂室侧面底部， 且与所述传送带之间设定间隙控制传送带 上材料层的厚度。

[0015] 进一步地， 所述喷涂装置还包括热交换器；

[0016] 所述热交换器设置于所述传送带内部空隙中与 其上方传送带上的材料进行热交 换。

[0017] 进一步地， 所述喷涂装置还包括收料装置； 所述收料装置包括传送带清洁器、 粉体收集室以及震动筛网；

[0018] 所述传送带传送末端连接所述粉体收集室， 并设置有所述传送带清洁器清洁传 送带； 所述粉体收集室下端设置有幵口容置所述震动 筛网； 所述震动筛网包括 筛网以及震动马达， 所述震动马达带动所述筛网震动。

[0019] 进一步地， 所述系统还包括基体材料放料装置， 所述基体材料放料装置包括预 处理室以及加热室； 所述预处理室连通所述加热室， 所述加热室底部设置一导 管通入所述喷涂室内， 并位于所述传送带的起始端上方；

[0020] 所述加热室底部导管的末端设置一喷嘴。

[0021] 进一步地， 所述系统还包括保护气氛处理装置， 所述保护气氛处理装置包括保 护气体加热室以及气氛源室；

[0022] 所述气氛源室连通所述保护气体加热室， 所述保护气体加热室下端设置一导管 通入所述主喷涂室内。

[0023] 进一步地， 所述系统还包括载气处理系统， 所述载气处理系统包括载气室、 除 油器、 除水器以及载气加热室， 所述载气室、 除水器、 除油器以及载气加热室 依次连接， 所述载气加热室下端设置幵口连接所述第一拉 瓦尔喷管的顶部。 发明的有益效果

有益效果

[0024] 本发明中提供的气液双相制备粉体的系统， 具有以下有益效果：

[0025] 本发明中提供的气液双相制备粉体的系统， 采用电磁波发射器辅助加热、 活化 、 混合原材料， 在节能降耗的基础上， 将金属或者其他难溶的物质加热至液态 、 气态、 等离子状态、 超临界流体状态。 因此， 可以制造复合金属粉体材料、 石墨烯等多种材料； 应用拉瓦尔喷管高速低压的原理， 原材料和高压载气在混 合室进行混合， 有利于充分快速的混合， 节约了泵等设备； 拉瓦尔喷管的使用 ， 可以将高压载气最高加速到音速， 有利于高度分散不同状态的物质， 达到分 子级别的混合尺度， 喷涂到传送带可以得到超细颗粒， 表比面积大、 活性高。 载气、 原材料、 基体材料都可进行预处理， 保证粉体的高纯度。

对附图的简要说明

附图说明

[0026] 图 1是本发明实施例中气液双相制备粉体的系统� �构示意图；

[0027] 图 2是本发明实施例中拉瓦尔喷管结构示意图。

[0028] [0029] 本发明目的的实现、 功能特点及优点将结合实施例， 参照附图做进一步说明。 实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0030] 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明 ， 并不用于限定本发 明。

[0031] 参照图 1， 为本发明实施例中气液双相制备粉体的系统结 构示意图。

[0032] 本发明实施例中提出一种气液双相制备粉体的 系统， 包括原材料热处理装置 1 、 混合装置 2以及喷涂装置 3;

[0033] 上述混合装置 2包括混合室 20、 第一拉瓦尔喷管 21以及第二拉瓦尔喷管 22; 上 述混合室 20的顶部贯穿设置上述第一拉瓦尔喷管 21， 上述混合室 20的底部连通 上述第二拉瓦尔喷管 22; 上述第二拉瓦尔喷管 22末端通入上述喷涂装置 3。

[0034] 在本实施例中， 拉瓦尔喷管包括第一拉瓦尔喷管 21以及第二拉瓦尔喷管 22， 第 一拉瓦尔喷管 21以及第二拉瓦尔喷管 22结构相同， 均包括收缩管 200、 喉管 201 以及扩张管 202 (参照图 2) ， 上述收缩管 200为从上往下逐渐缩小的结构， 上述 喉管 201为收缩管 200与扩张管 202的连接处， 上述扩张管 202为从上往下逐渐扩 大的结构。 高压气体从收缩管 200进入经扩张管 202喷出， 可形成高速低压的气 体氛围。 有利于高度分散不同状态的物质， 达到分子级别的混合尺度， 喷涂到 传送带可以得到超细颗粒， 其表比面积大、 活性高。

[0035] 上述原材料热处理装置 1将不同物理状态的原材料混合， 且通过导管 10连接上 述混合装置 2的混合室 20。

[0036] 在本实施例中， 原材料热处理装置 1将原材料混合， 混合装置 2的第一拉瓦尔喷 管 21的收缩管 200通入高压气体， 经扩张管 202喷出， 在混合室 20内形成高速低 压气氛， 将原材料热处理装置 1中的原材料吸入， 有利于原材料与气体充分快速 的混合， 节约了泵等设备。

[0037] 进一步地， 上述原材料热处理装置 1包括预热箱、 主加热箱以及热平衡箱； 上 述预热箱将原材料加热至液态， 上述主加热箱将原材料加热至气态、 等离子态 、 超临界流体状态。

[0038] 上述预热箱底部以及主加热箱底部分别通过导 管 10连接上述热平衡箱， 上述热 平衡箱底部通过导管 10连接上述混合室 20。

[0039] 进一步地， 上述预热箱包括第一箱体 11、 第一加热夹套 12以及第一电磁波发射 器 13; 上述主加热箱包括第二箱体 14、 第二加热夹套 15以及第二电磁波发射器 1 6； 上述热平衡箱包括第三箱体 17、 第三加热夹套 18以及第三电磁波发射器 19; 上述第一加热夹套 12为将原材料加热至液态的高温加热器， 上述第二加热夹套 1 5为将原材料加热至气态的超高温加热器。 上述第一电磁波发射器 13、 第二电磁 波发射器 16以及第三电磁波发射器 19为可以发射微波、 中波、 长波、 短波、 激 光、 红外线、 紫外线、 可见光、 α射线、 β射线、 伽马射线、 声波、 超声波、 次 声波其中一种或多种的电磁波发射器 19。 采用电磁波发射器 19辅助加热、 活化 、 混合原材料， 在节能降耗的基础上， 将金属或者其他难溶的物质加热至液态 、 气态、 等离子状态、 超临界流体状态。 因此， 可以制造复合金属粉体材料、 石墨烯等多种材料.

[0040] 上述第一箱体 11外围设置上述第一加热夹套 12， 上述第一箱体 11底部通过导管 10连接上述第三箱体 17， 上述第一箱体 11的底部异于导管 10位置设置上述第一 电磁波发射器 13; 上述第二箱体 14外围设置上述第二加热夹套 15， 上述第二箱 体 14底部通过导管 10连接上述第三箱体 17， 上述第二箱体 14的底部异于导管 10 位置设置上述第二电磁波发射器 16; 上述第三箱体 17的外围设置上述第三加热 夹套 17， 上述第三箱体 17的底部侧面通过导管 10连接上述混合室 20， 上述第三 箱体 17底部设置上述第三电磁波发射器 19。 上述第一箱体 11与第二箱体 14连通 ， 第一箱体 11与第二箱体 14内分别容置液态、 气态的原材料； 第三箱体 14用于 混合第一箱体 11与第二箱体 14内的原材料。 上述导管 10还可以设置必要的幵关 阀等装置。

[0041] 进一步地， 上述混合装置 2还包括第四加热夹套 23， 上述第四加热夹套 23包覆 于上述混合室 20、 第一拉瓦尔喷管 21以及第二拉瓦尔喷管 22外侧， 且上述第四 加热夹套 23的顶部和底部对应设置有固定上述第一拉瓦� ��喷管 21以及第二拉瓦 尔喷管 22的幵口。 在本实施例中， 上述第四加热夹套 23的顶部幵口固定夹持上 述第一拉瓦尔喷管 21的收缩管 200， 上述第一拉瓦尔喷管 21的扩张管 202容置于 混合室 20中。 上述第四加热夹套 23的底部幵口固定夹持上述第二拉瓦尔喷管 21 的收缩管 200， 上述第二拉瓦尔喷管 21的扩张管 202突出上述第四加热夹套 23的 底部之外。

[0042] 进一步地， 上述喷涂装置 3包括喷涂室， 上述喷涂室内设置传送带 33、 主喷涂 室 30以及粉体厚度调节器 34;

[0043] 上述主喷涂室 30设置于上述喷涂室中部， 主喷涂室 30的两侧设置放料室 31以及 收料室 32。 上述主喷涂室 30顶部设置有供上述第二拉瓦尔喷管 22末端通入的幵 口， 上述主喷涂室 30内第二拉瓦尔喷管 22末端的下方设置上述传送带 33， 该传 送带 33横跨设置于上述主喷涂室 30、 放料室 31以及收料室 32下部； 上述传送带 3 3的一端上方设置上述粉体厚度调节器 34， 上述粉体厚度调节器 34固定于上述主 喷涂室 30侧面底部， 且与上述传送带 33之间设定间隙控制传送带 33上材料层的 厚度。 上述粉体厚度调节器 34固定在主喷涂室侧壁上， 与传送带之间设定一定 的高度距离， 只允许设定厚度的粉末材料通过。 该粉体厚度调节器 34可以为一 刷子， 也可以为一刮板， 或其它等同功能的装置。

[0044] 进一步地， 上述喷涂装置 3还包括热交换器 35 ;

[0045] 上述热交换器 35设置于上述传送带 33内部传送空隙中与其上方传送带 33上的材 料进行热交换。 本实施例中， 上述热交换器 35设置于上述传送带 33的上层传送 带的背面。 基体材料从传送带 33起始端传输至传送末端， 与热交换器 35进行热 交换。 上述热交换器 35既可以对传送带 33上的材料进行加热， 也可以吸收其热

[0046] 进一步地， 上述喷涂装置 3还包括收料装置； 收料装置设置于上述收料室中， 上述收料装置包括传送带清洁器 36、 粉体收集室 37以及震动筛网 38 ;

[0047] 上述传送带 33传送末端连接上述粉体收集室 37， 并设置有上述传送带清洁器 36 清洁传送带； 该传送带清洁器 36可以为粉末刷子等装置。 上述粉体收集室 37下 端设置有幵口容置上述震动筛网 38 ; 上述震动筛网 38包括筛网以及震动马达， 上述震动马达带动上述筛网震动。

[0048] 进一步地， 上述系统还包括基体材料放料装置 4， 上述基体材料放料装置 4包括 预处理室 41以及加热室 42; 上述预处理室 41连通上述加热室 42， 上述加热室 42 底部设置一导管 10通入上述喷涂室内， 并位于上述传送带 33的起始端上方； 上 述预处理室 41中对基体材料进行过筛， 防止大颗粒进入喷涂室； 加热室 42将基 体材料加热到指定温度。 预处理室 41以及加热室 42均可使用现有技术中的装置

[0049] 上述加热室 42底部导管的末端设置一喷嘴 43， 基体材料从喷嘴 43喷洒至传送带 33的起始端。

[0050] 进一步地， 上述系统还包括保护气氛处理装置 5， 上述保护气氛处理装置 5包括 保护气体加热室 51以及气氛源室 50;

[0051] 上述气氛源室 50连通上述保护气体加热室 51， 上述保护气体加热室 51下端设置 一导管通入上述主喷涂室 30内。 气氛源室 50内储备保护气氛气体， 该气体为惰 性气体、 不与制备材料反应的保护气体或者会与制备材 料反应的反应气体。 该 保护气氛气体经保护气体加热室 51加热后传输至主喷涂室 30中对喷涂过程进行 保护， 可以防止制备材料氧化。

[0052] 进一步地， 上述系统还包括载气处理系统 6， 上述载气处理系统 6包括载气室 60 、 除油器 62、 除水器 61以及载气加热室 63， 上述载气室 60、 除水器 61、 除油器 6 2以及载气加热室 63依次连接， 上述载气加热室 63下端设置幵口连接上述第一拉 瓦尔喷管 21的顶部。 载气处理系统 6中的高压载气经处理后进入第一拉瓦尔喷管 21， 经第一拉瓦尔喷管 21的加速， 在混合室 20中形成高速低压的气氛， 吸入热 平衡室中的混合物， 无需使用泵等设备。 上述除油器 62、 除水器 61、 载气加热 室 63均可使用现有的设备。

[0053] 本发明实施例中提供的气液双相制备粉体的系 统， 工作过程为： 预热箱与主加 热箱中将原材料加热至不同物理状态， 并在热平衡室中进行混合； 载气处理系 统 6中的高压载气经处理后进入第一拉瓦尔喷管 21， 经第一拉瓦尔喷管 21的加速 ， 在混合室 20中形成高速低压的气氛， 吸入热平衡室中的混合物； 热平衡室中 的混合物注入混合室 20中与载气混合， 并在载气的作用下进入第二拉瓦尔喷管 2 2， 进一步加速并喷洒至主喷涂室 30内的传送带 33上； 与此同吋， 基体材料经过 筛等预处理以及加热后喷洒至传送带 33的起始端， 传送带 33带动基体材料往主 喷涂室 30运行； 第二拉瓦尔喷管 22喷出的物料喷洒至传送带 33基体材料上， 进 行复合， 得到复合材料； 最后再通过收料装置收集该复合材料。 [0054] 本发明实施例中提供的气液双相制备粉体的系 统， 采用电磁波发射器辅助加热 、 活化、 混合原材料， 在节能降耗的基础上， 将金属或者其他难溶的物质加热 至液态、 气态、 等离子状态、 超临界流体状态。 因此， 可以制造复合金属粉体 材料、 石墨烯等多种材料； 应用拉瓦尔喷管高速低压的原理， 原材料和高压载 气在混合室进行混合， 有利于充分快速的混合， 节约了泵等设备； 拉瓦尔喷管 的使用， 可以将高压载气最高加速到音速， 有利于高度分散不同状态的物质， 达到分子级别的混合尺度， 喷涂到传送带可以得到超细颗粒， 其表比面积大、 活性高。 载气、 原材料、 基体材料都可进行预处理， 保证粉体的高纯度。

[0055]

[0056] 以上所述仅为本发明的优选实施例， 并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利 用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或 等效流程变换， 或直接或间接运 用在其他相关的技术领域， 均同理包括在本发明的专利保护范围内。