本發(fā)明涉及一種微波等離子體粉體處理裝置。

背景技術(shù)：

高聚物粉體在較高密度的等離子體中處理很短時(shí)間，其表面性能(如親水性、親油性或粘附性)會(huì)有很大改變。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種利用粉體自身的重量在垂直的介質(zhì)(石英、陶瓷或耐熱玻璃等)管中下落，介質(zhì)管中充滿(mǎn)氣體，在低氣壓條件下由微波饋入介質(zhì)管內(nèi)激發(fā)氣體形成穩(wěn)定的微波等離子體，當(dāng)粉體在進(jìn)入等離子體區(qū)并下落至底部的粉體收集器有足夠的時(shí)間使粉體的表面獲得充分的改性。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種微波等離子體粉體處理裝置，包括設(shè)置于鋼瓶?jī)?nèi)的工作氣體，鋼瓶經(jīng)過(guò)減壓閥、氣體流量控制器接入粉料輸送器的進(jìn)氣管路接口，粉料輸送器的另一個(gè)與進(jìn)氣管路接口并列的氣路接口，通過(guò)氣路管道和壓強(qiáng)平衡閥與粉料儲(chǔ)存罐相連接；

粉料輸送器的輸出端連接一個(gè)以上的微波等離子體源，微波等離子體源與微波等離子體源之間用法蘭連接，最末級(jí)微波等離子體源的下法蘭連接四通真空管路，四通真空管路的垂直下方連接一級(jí)回收罐，一級(jí)回收罐的底部有粉體導(dǎo)出口與真空密封蓋，在四通真空管路的一個(gè)水平端連接真空規(guī)管，四通真空管路的另一個(gè)水平端連接旋風(fēng)分離器、粉體過(guò)濾器、粗調(diào)節(jié)流真空閥和細(xì)調(diào)節(jié)流真空閥，粗調(diào)節(jié)流真空閥和細(xì)調(diào)節(jié)流真空閥輸出端接真空泵用的截?cái)喾艢忾y、真空管路。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述粉料輸送器設(shè)置有兩個(gè)接口，一個(gè)為進(jìn)氣管路接口，另一個(gè)為接壓強(qiáng)平衡閥接口，兩個(gè)接口均設(shè)置于粉料入口管的頂部，粉料入口管的底部接微波等離子體源，送料管道垂直設(shè)置于粉料入口管的一端，其內(nèi)部設(shè)置有送料螺桿，送料管道上垂直設(shè)置有一個(gè)粉料存儲(chǔ)罐接口，送料螺桿一端接齒輪或者帶鏈輪。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述微波等離子體源由微波發(fā)生器、阻抗匹配器、等離子體激勵(lì)微波腔和短路器組成，處理粉體的介質(zhì)管穿過(guò)等離子體激勵(lì)微波腔。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述等離子體激勵(lì)微波腔下部有觀察網(wǎng)孔。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，每個(gè)微波等離子體源中的介質(zhì)管具有長(zhǎng)度，上下兩端均采用金屬管和水冷法蘭與介質(zhì)管通過(guò)O形膠圈形成真空密封。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用粉體自身的重量在垂直的介質(zhì)(石英、陶瓷或耐熱玻璃等)管中下落，介質(zhì)管中充滿(mǎn)氣體，在低氣壓條件下由微波饋入介質(zhì)管內(nèi)激發(fā)氣體形成穩(wěn)定的微波等離子體，當(dāng)粉體在進(jìn)入等離子體區(qū)并下落至底部的粉體收集器(一級(jí)回收罐)有足夠的時(shí)間使粉體的表面獲得充分的改性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為粉料輸送器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說(shuō)明書(shū)(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類(lèi)似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類(lèi)似特征中的一個(gè)例子而已。

如圖1所示，包括設(shè)置于鋼瓶1內(nèi)的工作氣體，鋼瓶1經(jīng)過(guò)減壓閥2、氣體流量控制器3接入粉料輸送器4的進(jìn)氣管路接口，粉料輸送器4的另一個(gè)與進(jìn)氣管路接口并列的氣路接口，通過(guò)氣路管道和壓強(qiáng)平衡閥5與粉料儲(chǔ)存罐6相連接；

粉料輸送器4的輸出端連接一個(gè)以上的微波等離子體源7，微波等離子體源與微波等離子體源之間用法蘭8連接，最末級(jí)微波等離子體源的下法蘭連接四通真空管路9，四通真空管路9的垂直下方連接一級(jí)回收罐10，一級(jí)回收罐10的底部有粉體導(dǎo)出口與真空密封蓋，在四通真空管路9的一個(gè)水平端連接真空規(guī)管11，四通真空管路9的另一個(gè)水平端連接旋風(fēng)分離器12、粉體過(guò)濾器13、粗調(diào)節(jié)流真空閥14和細(xì)調(diào)節(jié)流真空閥15，粗調(diào)節(jié)流真空閥和細(xì)調(diào)節(jié)流真空閥輸出端接真空泵16用的截?cái)喾艢忾y25、真空管路。

如圖2所示，粉料輸送器設(shè)置有兩個(gè)接口，一個(gè)為進(jìn)氣管路接口17，另一個(gè)為接壓強(qiáng)平衡閥接口18，兩個(gè)接口均設(shè)置于粉料入口管19的頂部，粉料入口管19的底部接微波等離子體源，送料管道20垂直設(shè)置于粉料入口管的一端，其內(nèi)部設(shè)置有送料螺桿21，送料管道上垂直設(shè)置有一個(gè)粉料存儲(chǔ)罐接口22，送料螺桿一端接齒輪或者帶鏈輪23，送料螺桿通過(guò)傳動(dòng)電機(jī)24傳動(dòng)，傳動(dòng)電機(jī)24輸出端通過(guò)齒輪或者帶鏈輪帶動(dòng)送料螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)。

微波等離子體源由微波發(fā)生器、阻抗匹配器、(有需時(shí)尚可接入環(huán)行器、水負(fù)載、定向耦合器等微波器件)、等離子體激勵(lì)微波腔和短路器等組成。

處理粉體的介質(zhì)管穿過(guò)等離子體激勵(lì)微波腔。等離子體激勵(lì)微波腔由微波諧振腔或近似諧振的微波腔構(gòu)成，以利于等離子體的點(diǎn)火激勵(lì)，可以用矩形腔波導(dǎo)、圓柱腔、帶有狹縫陣列的矩形波導(dǎo)環(huán)形腔等形式。

當(dāng)介質(zhì)管穿過(guò)等離子體激勵(lì)微波腔，在低氣壓下形成等離子體。等離子體激勵(lì)微波腔下部有觀察網(wǎng)孔26，既可防止微波泄漏導(dǎo)致對(duì)人體和環(huán)境的損害，又可觀察形成的等離子體及粉體的處理過(guò)程。

每個(gè)微波等離子體源中的介質(zhì)管有一定的長(zhǎng)度。上下兩端都用金屬管和水冷法蘭與介質(zhì)管通過(guò)O形膠圈形成真空密封。根據(jù)粉體處理的工藝需要，可使用多個(gè)微波等離子體源串聯(lián)起來(lái)，達(dá)到所需要的落差(高度)。微波等離子體源與微波等離子體源之間用(金屬)法蘭(KF真空快卸法蘭或其它型式真空法蘭)連接。

最末級(jí)微波等離子體源的下法蘭連接四通真空管路。四通真空管路的垂直下方連接一級(jí)回收罐(粉體收集器)，一級(jí)回收罐的底部有粉體導(dǎo)出口與真空密封蓋，便于取出粉體。在四通真空管路的一個(gè)水平端連接真空規(guī)管，通過(guò)真空計(jì)檢測(cè)工作氣壓。在四通真空管路的另一個(gè)水平端連接旋風(fēng)分離器、粉體過(guò)濾器、粗調(diào)和細(xì)調(diào)節(jié)流真空閥(用來(lái)調(diào)節(jié)控制處理粉體的介質(zhì)管中的工作氣壓)，然后接真空泵用的截?cái)喾艢忾y25、相應(yīng)的真空管路，最后接真空泵。通過(guò)真空泵氣體排出口將裝置中抽出的無(wú)害氣體用排氣管道排出戶(hù)外，或?qū)⒂泻怏w排到廢氣處理器進(jìn)行無(wú)害化處理。

高聚物粉體的表面處理需要特定的工作氣體和參與反應(yīng)的反應(yīng)氣體(這里統(tǒng)稱(chēng)工作氣體)。通常使用Ar氣和O2氣，有時(shí)使用N2氣、H2氣、氨氣或空氣。當(dāng)有特殊需要時(shí)可能要使用液相單體，這時(shí)需要用載氣(通常使用Ar氣)在加熱的液相單體中通過(guò)，將單體分子送入反應(yīng)室(粉體下落經(jīng)過(guò)的區(qū)域)。工作氣體由鋼瓶經(jīng)過(guò)減壓閥、氣體流量控制器進(jìn)入粉料輸送器的進(jìn)氣管路接口。粉料輸送器的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

粉料輸送器的另一個(gè)與進(jìn)氣管路接口并列的氣路接口，通過(guò)氣路管道和壓強(qiáng)平衡閥與粉料儲(chǔ)存罐相連接。在粉料裝入粉料儲(chǔ)存罐后，將罐蓋蓋緊(形成真空密封)，在粉料輸送器的送料螺桿開(kāi)始工作前，真空泵要先啟動(dòng)，將裝置內(nèi)的空間，包括介質(zhì)管、粉料儲(chǔ)存罐、送料管道、粉料入口管、一級(jí)回收罐、旋風(fēng)分離器、過(guò)濾器等抽至本底真空。這時(shí)壓強(qiáng)平衡閥能使粉料儲(chǔ)存罐同步達(dá)到本底真空。此后輸入一定流量的工作氣體，達(dá)到工藝所要求的工作氣壓，同時(shí)啟動(dòng)微波等離子體源，然后啟動(dòng)粉料輸送器。粉體通過(guò)送料螺桿進(jìn)入粉料入口管，落入微波等離子體源進(jìn)行等離子體表面處理。這時(shí)壓強(qiáng)平衡閥既能促使粉體通過(guò)粉料入口管，又能促使粉料儲(chǔ)存罐中的粉體進(jìn)入送料管道，使粉體和工作氣體穩(wěn)定流入微波等離子體源進(jìn)行粉體的表面處理。粉料儲(chǔ)存罐另有一個(gè)氣路接口與放氣閥27相連接。在粉體表面處理完成后，關(guān)閉氣體輸入和真空泵，然后打開(kāi)放氣閥使粉料儲(chǔ)存罐及其它管路處于大氣壓下，這時(shí)可以從一級(jí)回收罐(和旋風(fēng)分離器及過(guò)濾器)中取出處理好的粉體，并且可以重新裝入粉料進(jìn)行下一輪的粉體表面處理。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用粉體自身的重量在垂直的介質(zhì)(石英、陶瓷或耐熱玻璃等)管中下落，介質(zhì)管中充滿(mǎn)氣體，在低氣壓條件下由微波饋入介質(zhì)管內(nèi)激發(fā)氣體形成穩(wěn)定的微波等離子體，當(dāng)粉體在進(jìn)入等離子體區(qū)并下落至底部的粉體收集器(一級(jí)回收罐)有足夠的時(shí)間使粉體的表面獲得充分的改性。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。