納米金屬的連續生產設備的製作方法

2023-04-25 09:29:46

專利名稱：納米金屬的連續生產設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及納米金屬的製備技術，具體為一種納米金屬的連續生產設備。
背景技術：
目前，納米金屬材料廣泛應用於國民經濟的各個領域，由於具有各種規格材料所無法達到的優良性能，在粉末冶金、精細化工、電子信息等領域有著廣泛的前景，現有生產納米金屬粉末的方法主要有化學方法和物理方法，化學方法如電解法、羰基熱分解法、水漿加壓氧還原法等，一般不能較大規模地生產，有一定汙染性，物理方法有雷射法和等離子體法，其納米粉的產量也未達到工業化生產水平，不能連續生產。
中國實用新型專利，授權公告號CN2239850Y，授權公告日1996年11月13日，公開了一種連續生產超微粒子的生成室，它包括生成室、雙電極、連續送料箱，其特徵是在生成室內裝有兩對電極，在生成室的外部配裝連續送料箱，其不足之處是連續送料機構的進料口採用普通密封，且沒有差分抽氣裝置，造成兩料棒之間的結合部漏氣，從而影響納米金屬粉的純度和性能。
另外，傳統的電弧槍只能上下運動，不能周向擺動，導致電弧槍不能掃描到整個金屬熔池，其上下調整電弧長度的裝置為槓桿式，電弧長度不斷變化，使電弧燃燒不穩定；強制氣流循環機構採用普通的膠圈進行軸密封，由於軸密封與軸呈緊密配合，電機轉數高，磨損快，其壽命僅為50～60小時，而且不能保證氣密性。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種密封效果好、電弧穩定、純度高的納米金屬粉的連續生產設備，它可以用於製備納米金屬粉和塊體。
本實用新型的技術方案是一種納米金屬的連續生產設備，包括制粉機構、強制氣流循環機構、收粉機構、包裝箱，所述制粉機構出口連至收粉機構的過濾器，收粉機構通過管路與包裝箱相連，所述強制氣流循環機構的軸流風機的進氣口、排氣口分別通過管路與收粉機構、制粉機構連接，制粉機構頂部插裝有電弧槍，制粉機構底部裝有與電弧槍相對應的連續進料機構，所述制粉機構、收粉機構和包裝箱分別通過管路連至真空泵，所述連續進料機構的進料口設有雙道密封膠圈，密封膠圈之間設有差分抽氣裝置與進料腔相通；另外，所述軸流風機的軸密封採用磁流體密封；所述電弧槍採用球面密封；所述電弧槍採用絲槓螺母傳動；所述包裝箱內可以設有予壓緊機構，包裝箱設有出口與熱固燒結機構連接；所述電弧槍數量為1～4個，與連續進料機構一一對應。
本實用新型的有益效果是1.密封效果好，納米金屬粉純度高。本實用新型的制粉機構、收粉機構和包裝箱分別通過管路連有真空泵，連續進料機構的進料口設有雙道密封膠圈，密封膠圈之間設有差分抽氣裝置與進料腔相通，從而克服了傳統技術中的普通密封，沒有差分抽氣裝置，造成兩料棒之間的結合部漏氣，影響納米金屬粉純度的問題；另外，軸流風機的軸密封採用磁流體密封，克服了由於採用普通的膠圈進行軸密封，軸密封與軸呈緊密配合，磨損快、不能保證氣密性的缺點，其使用壽命為10000小時左右，最高可達20000～60000小時。
2.電弧穩定。本實用新型電弧槍採用球面密封，電弧槍採用絲槓螺母傳動，克服了傳統的電弧槍只能上下運動，不能周向擺動，導致電弧槍不能掃描到整個金屬熔池，其上下調整電弧長度的裝置為槓桿式，電弧長度不斷變化，使電弧燃燒不穩定等問題。


圖1是本實用新型平面布置俯視示意圖。
圖2是圖1中A-A剖視圖。
圖3是圖1中強制循環機構示意圖。
具體實施方式
實施例1如圖1～3所示，本實用新型包括制粉機構1、強制氣流循環機構2、收粉機構3、包裝箱4，所述制粉機構1出口連至收粉機構3的過濾器31，收粉機構3通過管路與包裝箱4相連，包裝箱4設有出口與熱固燒結機構7連接，所述強制氣流循環機構2的軸流風機21的進氣口22、排氣口23分別通過管路與收粉機構3、制粉機構1連接，制粉機構1頂部插裝有二個電弧槍11，制粉機構1底部裝有與電弧槍11相對應的連續進料機構12，所述制粉機構1和收粉機構3分別通過管路連至第一真空泵5，包裝箱4通過管路連至第二真空泵6，所述連續進料機構12的進料口設有雙道密封膠圈121，密封膠圈之間設有差分抽氣裝置122與進料腔相通；所述軸流風機21的軸密封採用磁流體24密封；所述電弧槍11採用球面113、密封圈114和球座115配合密封；電弧槍11採用絲槓112和螺母111相配合傳動；電弧槍11通過水管116冷卻，其前端由卡頭117固定有鎢極118；所述包裝箱4內設有予壓緊機構41。
本實用新型的工作過程是啟動第一真空泵5，將設備抽成高真空，真空度達0.005Pa，然後自充氣閥9充入惰性氣體(Ar氣)壓力為0.3～0.9大氣壓，在惰性氣氛下，制粉機構1頂部的電弧槍11，與制粉機構1底部連續進料機構12相配合，電弧槍11與料棒8(鐵棒)保持穩定的電弧，連續進料機構12通過電動實現料棒的連續進給，啟動強制氣流循環機構2的電機27，其輸出軸通過聯軸節26與軸流風機21的轉動軸相連，從而帶動葉輪25轉動使氣流依次經制粉機構1、收粉機構3、軸流風機21循環，當電弧槍11工作時，產生等離子體弧，使金屬鐵汽化蒸發，電機轉速為1200轉/分，電流為400A，氣壓為0.8大氣壓，從而產生50nm的金屬鐵粒子，納米金屬鐵粒子高速進入轉動的過濾器31，在刮板32的配合下，使納米金屬鐵落下，通過內裝手套的一對操作孔33可將納米金屬鐵裝盒，輸送到包裝箱4，進行包裝成袋；另外，也可以通過包裝箱內的予壓緊機構41將納米金屬鐵予壓緊後，送到熱固燒結機構7將納米金屬鐵燒成塊體。
實施例2與實施例1不同之處在於製備納米金屬鉬粉和塊體，電極轉速為1200轉/分，電流600A，氣壓為0.8大氣壓，產生20nm的金屬鉬粒子。
另外，本實用新型的制粉機構1的電弧槍可以為1～4個，分別一一對應連續進料機構，料棒可以為不同材質，電弧槍同時工作，從而產生不同材料的複合納米粒子。
權利要求1.一種納米金屬的連續生產設備，包括制粉機構(1)、強制氣流循環機構(2)、收粉機構(3)、包裝箱(4)，所述制粉機構(1)出口連至收粉機構(3)的過濾器(31)，收粉機構(3)通過管路與包裝箱(4)相連，所述強制氣流循環機構(2)的軸流風機(21)的進氣口(22)、排氣口(23)分別通過管路與收粉機構(3)、制粉機構(1)連接，制粉機構(1)頂部插裝有電弧槍(11)，制粉機構(1)底部裝有與電弧槍(11)相對應的連續進料機構(12)，其特徵在於所述制粉機構(1)、收粉機構(3)和包裝箱(4)分別通過管路連至真空泵，所述連續進料機構(12)的進料口設有雙道密封膠圈(121)，密封膠圈之間設有差分抽氣裝置(122)與進料腔相通。
2.按照權利要求1所述的納米金屬的連續生產設備，其特徵在於所述包裝箱(4)內設有予壓緊機構(41)，包裝箱(4)設有出口與熱固燒結機構(7)連接。
3.按照權利要求1或2所述的納米金屬的連續生產設備，其特徵在於所述軸流風機(21)的軸密封採用磁流體密封。
4.按照權利要求1或2所述的納米金屬的連續生產設備，其特徵在於所述電弧槍(11)採用球面密封。
5.按照權利要求1或2所述的納米金屬的連續生產設備，其特徵在於所述電弧槍(11)採用絲槓螺母傳動。
6.按照權利要求1或2所述的納米金屬的連續生產設備，其特徵在於所述電弧槍(11)數量為1～4個，與連續進料機構(12)一一對應。
專利摘要本實用新型涉及一種納米金屬的連續生產設備，包括制粉機構、強制氣流循環機構、收粉機構、包裝箱，所述制粉機構出口連至收粉機構的過濾器，收粉機構通過管路與包裝箱相連，所述強制氣流循環機構的軸流風機的進氣口、排氣口分別通過管路與收粉機構、制粉機構連接，制粉機構頂部插裝有電弧槍，制粉機構底部裝有與電弧槍相對應的連續進料機構，所述制粉機構、收粉機構和包裝箱分別通過管路連至真空泵，所述連續進料機構的進料口設有雙道密封膠圈，密封膠圈之間設有差分抽氣裝置與進料腔相通。本實用新型克服了傳統技術中氣密性不好，納米金屬粉純度差以及電弧燃燒不穩定等問題，可用於連續生產納米金屬粉或納米金屬塊體。
文檔編號B22F9/02GK2578021SQ0228125
公開日2003年10月8日 申請日期2002年11月20日 優先權日2002年11月20日
發明者陳忠政, 呂棋, 邢文宇, 楊勐, 郭東民 申請人:中國科學院瀋陽科學儀器研製中心