本實用新型涉及粉體材料制造領域，特別涉及一種氣液雙相制備粉體的設備。

背景技術：

粉體材料是重要的產品形式，對國民經(jīng)濟和國防產生重要作用。粉體工程學已廣泛應用到建材、機械、能源、塑料、橡膠、礦山、冶金、醫(yī)藥、食品、飼料、農藥、化肥、造紙、資源、環(huán)保、信息、航空、航天、交通等幾乎國民經(jīng)濟發(fā)展的各個領域。

目前，粉體生產方式有兩種：一，固相生產粉體，例如粉磨；但是球磨生產的粉體，粒度分布寬泛，且不具備化學活性。二，液相沉淀法制備粉體，該粉體具有化學活性；但是存在雜質含量高，污染水土，不能制造金屬粉體、金屬復合粉體等問題。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的主要目的為提供一種氣液雙相制備粉體的設備，可使原材料充分混合，使得制備的粉體材料活性高，粉體粒度小，并可制備復合粉體材料。

本實用新型提出一種氣液雙相制備粉體的設備，包括原材料熱處理裝置、混合裝置以及噴涂裝置；

所述混合裝置包括混合室、第一拉瓦爾噴管以及第二拉瓦爾噴管；所述混合室的頂部貫穿設置所述第一拉瓦爾噴管，所述混合室的底部連通所述第二拉瓦爾噴管；所述第二拉瓦爾噴管末端通入所述噴涂裝置；

所述原材料熱處理裝置將不同物理狀態(tài)的原材料混合，且通過導管連接所述混合裝置的混合室。

進一步地，所述原材料熱處理裝置包括預熱箱、主加熱箱以及熱平衡箱；所述預熱箱將原材料加熱至液態(tài)，所述主加熱箱將原材料加熱至氣態(tài)；

所述預熱箱底部以及主加熱箱底部分別通過導管連接所述熱平衡箱，所述熱平衡箱底部通過導管連接所述混合室。

進一步地，所述預熱箱包括第一箱體、第一加熱夾套以及第一電磁波發(fā)射器；所述主加熱箱包括第二箱體、第二加熱夾套以及第二電磁波發(fā)射器；所述熱平衡箱包括第三箱體、第三加熱夾套以及第三電磁波發(fā)射器；

所述第一箱體外圍設置所述第一加熱夾套，所述第一箱體底部通過導管連接所述第三箱體，所述第一箱體的底部異于導管位置設置所述第一電磁波發(fā)射器；所述第二箱體外圍設置所述第二加熱夾套，所述第二箱體底部通過導管連接所述第三箱體，所述第二箱體的底部異于導管位置設置所述第二電磁波發(fā)射器；所述第三箱體的外圍設置所述第三加熱夾套，所述第三箱體的底部側面通過導管連接所述混合室，所述第三箱體底部設置所述第三電磁波發(fā)射器。

進一步地，所述混合裝置還包括第四加熱夾套，所述第四加熱夾套包覆于所述混合室、第一拉瓦爾噴管以及第二拉瓦爾噴管外圍，且所述第四加熱夾套的頂部和底部對應設置有固定所述第一拉瓦爾噴管以及第二拉瓦爾噴管的開口。

進一步地，所述噴涂裝置包括噴涂室，所述噴涂室內設置傳送帶、主噴涂室以及粉體厚度調節(jié)器；

所述主噴涂室設置于所述噴涂室中部，所述主噴涂室頂部設置有供所述第二拉瓦爾噴管末端通入的開口，所述主噴涂室內第二拉瓦爾噴管末端的下方設置所述傳送帶；所述傳送帶的一端上方設置所述粉體厚度調節(jié)器，所述粉體厚度調節(jié)器固定于所述主噴涂室側面底部，且與所述傳送帶之間設定間隙控制傳送帶上材料層的厚度。

進一步地，所述噴涂裝置還包括熱交換器；

所述熱交換器設置于所述傳送帶內部空隙中與其上方傳送帶上的材料進行熱交換。

進一步地，所述噴涂裝置還包括收料裝置；所述收料裝置包括傳送帶清潔器、粉體收集室以及震動篩網(wǎng)；

所述傳送帶傳送末端連接所述粉體收集室，并設置有所述傳送帶清潔器清潔傳送帶；所述粉體收集室下端設置有開口容置所述震動篩網(wǎng)；所述震動篩網(wǎng)包括篩網(wǎng)以及震動馬達，所述震動馬達帶動所述篩網(wǎng)震動。

進一步地，所述設備還包括基體材料放料裝置，所述基體材料放料裝置包括預處理室以及加熱室；所述預處理室連通所述加熱室，所述加熱室底部設置一導管通入所述噴涂室內，并位于所述傳送帶的起始端上方；

所述加熱室底部導管的末端設置一噴嘴。

進一步地，所述設備還包括保護氣氛處理裝置，所述保護氣氛處理裝置包括保護氣體加熱室以及氣氛源室；

所述氣氛源室連通所述保護氣體加熱室，所述保護氣體加熱室下端設置一導管通入所述主噴涂室內。

進一步地，所述設備還包括載氣處理系統(tǒng)，所述載氣處理系統(tǒng)包括載氣室、除油器、除水器以及載氣加熱室，所述載氣室、除水器、除油器以及載氣加熱室依次連接，所述載氣加熱室下端設置開口連接所述第一拉瓦爾噴管的頂部。

本實用新型中提供的氣液雙相制備粉體的設備，具有以下有益效果：

本實用新型中提供的氣液雙相制備粉體的設備，采用電磁波發(fā)射器輔助加熱、活化、混合原材料，在節(jié)能降耗的基礎上，將金屬或者其他難溶的物質加熱至液態(tài)、氣態(tài)、等離子狀態(tài)、超臨界流體狀態(tài)。因此，可以制造復合金屬粉體材料、石墨烯等多種材料；應用拉瓦爾噴管高速低壓的原理，原材料和高壓載氣在混合室進行混合，有利于充分快速的混合，節(jié)約了泵等設備；拉瓦爾噴管的使用，可以將高壓載氣最高加速到音速，有利于高度分散不同狀態(tài)的物質，達到分子級別的混合尺度，噴涂到傳送帶可以得到超細顆粒，表比面積大、活性高。載氣、原材料、基體材料都可進行預處理，保證粉體的高純度。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例中氣液雙相制備粉體的設備結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例中拉瓦爾噴管結構示意圖。

本實用新型目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

參照圖1，為本實用新型實施例中氣液雙相制備粉體的設備結構示意圖。

本實用新型實施例中提出一種氣液雙相制備粉體的設備，包括原材料熱處理裝置1、混合裝置2以及噴涂裝置3；

上述混合裝置2包括混合室20、第一拉瓦爾噴管21以及第二拉瓦爾噴管22；上述混合室20的頂部貫穿設置上述第一拉瓦爾噴管21，上述混合室20的底部連通上述第二拉瓦爾噴管22；上述第二拉瓦爾噴管22末端通入上述噴涂裝置3。

在本實施例中，拉瓦爾噴管包括第一拉瓦爾噴管21以及第二拉瓦爾噴管22，第一拉瓦爾噴管21以及第二拉瓦爾噴管22結構相同，均包括收縮管200、喉管201以及擴張管202(參照圖2)，上述收縮管200為從上往下逐漸縮小的結構，上述喉管201為收縮管200與擴張管202的連接處，上述擴張管202為從上往下逐漸擴大的結構。高壓氣體從收縮管200進入經(jīng)擴張管202噴出，可形成高速低壓的氣體氛圍。有利于高度分散不同狀態(tài)的物質，達到分子級別的混合尺度，噴涂到傳送帶可以得到超細顆粒，其表比面積大、活性高。

上述原材料熱處理裝置1將不同物理狀態(tài)的原材料混合，且通過導管10連接上述混合裝置2的混合室20。

在本實施例中，原材料熱處理裝置1將原材料混合，混合裝置2的第一拉瓦爾噴管21的收縮管200通入高壓氣體，經(jīng)擴張管202噴出，在混合室20內形成高速低壓氣氛，將原材料熱處理裝置1中的原材料吸入，有利于原材料與氣體充分快速的混合，節(jié)約了泵等設備。

進一步地，上述原材料熱處理裝置1包括預熱箱、主加熱箱以及熱平衡箱；上述預熱箱將原材料加熱至液態(tài)，上述主加熱箱將原材料加熱至氣態(tài)、等離子態(tài)、超臨界流體狀態(tài)。

上述預熱箱底部以及主加熱箱底部分別通過導管10連接上述熱平衡箱，上述熱平衡箱底部通過導管10連接上述混合室20。

進一步地，上述預熱箱包括第一箱體11、第一加熱夾套12以及第一電磁波發(fā)射器13；上述主加熱箱包括第二箱體14、第二加熱夾套15以及第二電磁波發(fā)射器16；上述熱平衡箱包括第三箱體17、第三加熱夾套18以及第三電磁波發(fā)射器19；上述第一加熱夾套12為將原材料加熱至液態(tài)的高溫加熱器，上述第二加熱夾套15為將原材料加熱至氣態(tài)的超高溫加熱器。上述第一電磁波發(fā)射器13、第二電磁波發(fā)射器16以及第三電磁波發(fā)射器19為可以發(fā)射微波、中波、長波、短波、激光、紅外線、紫外線、可見光、α射線、β射線、伽馬射線、聲波、超聲波、次聲波其中一種或多種的電磁波發(fā)射器19。采用電磁波發(fā)射器19輔助加熱、活化、混合原材料，在節(jié)能降耗的基礎上，將金屬或者其他難溶的物質加熱至液態(tài)、氣態(tài)、等離子狀態(tài)、超臨界流體狀態(tài)。因此，可以制造復合金屬粉體材料、石墨烯等多種材料.

上述第一箱體11外圍設置上述第一加熱夾套12，上述第一箱體11底部通過導管10連接上述第三箱體17，上述第一箱體11的底部異于導管10位置設置上述第一電磁波發(fā)射器13；上述第二箱體14外圍設置上述第二加熱夾套15，上述第二箱體14底部通過導管10連接上述第三箱體17，上述第二箱體14的底部異于導管10位置設置上述第二電磁波發(fā)射器16；上述第三箱體17的外圍設置上述第三加熱夾套17，上述第三箱體17的底部側面通過導管10連接上述混合室20，上述第三箱體17底部設置上述第三電磁波發(fā)射器19。上述第一箱體11與第二箱體14連通，第一箱體11與第二箱體14內分別容置液態(tài)、氣態(tài)的原材料；第三箱體14用于混合第一箱體11與第二箱體14內的原材料。上述導管10還可以設置必要的開關閥等裝置。

進一步地，上述混合裝置2還包括第四加熱夾套23，上述第四加熱夾套23包覆于上述混合室20、第一拉瓦爾噴管21以及第二拉瓦爾噴管22外側，且上述第四加熱夾套23的頂部和底部對應設置有固定上述第一拉瓦爾噴管21以及第二拉瓦爾噴管22的開口。在本實施例中，上述第四加熱夾套23的頂部開口固定夾持上述第一拉瓦爾噴管21的收縮管200，上述第一拉瓦爾噴管21的擴張管202容置于混合室20中。上述第四加熱夾套23的底部開口固定夾持上述第二拉瓦爾噴管21的收縮管200，上述第二拉瓦爾噴管21的擴張管202突出上述第四加熱夾套23的底部之外。

進一步地，上述噴涂裝置3包括噴涂室，上述噴涂室內設置傳送帶33、主噴涂室30以及粉體厚度調節(jié)器34；

上述主噴涂室30設置于上述噴涂室中部，主噴涂室30的兩側設置放料室31以及收料室32。上述主噴涂室30頂部設置有供上述第二拉瓦爾噴管22末端通入的開口，上述主噴涂室30內第二拉瓦爾噴管22末端的下方設置上述傳送帶33，該傳送帶33橫跨設置于上述主噴涂室30、放料室31以及收料室32下部；上述傳送帶33的一端上方設置上述粉體厚度調節(jié)器34，上述粉體厚度調節(jié)器34固定于上述主噴涂室30側面底部，且與上述傳送帶33之間設定間隙控制傳送帶33上材料層的厚度。上述粉體厚度調節(jié)器34固定在主噴涂室側壁上，與傳送帶之間設定一定的高度距離，只允許設定厚度的粉末材料通過。該粉體厚度調節(jié)器34可以為一刷子，也可以為一刮板，或其它等同功能的裝置。

進一步地，上述噴涂裝置3還包括熱交換器35；

上述熱交換器35設置于上述傳送帶33內部傳送空隙中與其上方傳送帶33上的材料進行熱交換。本實施例中，上述熱交換器35設置于上述傳送帶33的上層傳送帶的背面?；w材料從傳送帶33起始端傳輸至傳送末端，與熱交換器35進行熱交換。上述熱交換器35既可以對傳送帶33上的材料進行加熱，也可以吸收其熱量。

進一步地，上述噴涂裝置3還包括收料裝置；收料裝置設置于上述收料室中，上述收料裝置包括傳送帶清潔器36、粉體收集室37以及震動篩網(wǎng)38；

上述傳送帶33傳送末端連接上述粉體收集室37，并設置有上述傳送帶清潔器36清潔傳送帶；該傳送帶清潔器36可以為粉末刷子等裝置。上述粉體收集室37下端設置有開口容置上述震動篩網(wǎng)38；上述震動篩網(wǎng)38包括篩網(wǎng)以及震動馬達，上述震動馬達帶動上述篩網(wǎng)震動。

進一步地，上述設備還包括基體材料放料裝置4，上述基體材料放料裝置4包括預處理室41以及加熱室42；上述預處理室41連通上述加熱室42，上述加熱室42底部設置一導管10通入上述噴涂室內，并位于上述傳送帶33的起始端上方；上述預處理室41中對基體材料進行過篩，防止大顆粒進入噴涂室；加熱室42將基體材料加熱到指定溫度。預處理室41以及加熱室42均可使用現(xiàn)有技術中的裝置。

上述加熱室42底部導管的末端設置一噴嘴43，基體材料從噴嘴43噴灑至傳送帶33的起始端。

進一步地，上述設備還包括保護氣氛處理裝置5，上述保護氣氛處理裝置5包括保護氣體加熱室51以及氣氛源室50；

上述氣氛源室50連通上述保護氣體加熱室51，上述保護氣體加熱室51下端設置一導管通入上述主噴涂室30內。氣氛源室50內儲備保護氣氛氣體，該氣體為惰性氣體、不與制備材料反應的保護氣體或者會與制備材料反應的反應氣體。該保護氣氛氣體經(jīng)保護氣體加熱室51加熱后傳輸至主噴涂室30中對噴涂過程進行保護，可以防止制備材料氧化。

進一步地，上述設備還包括載氣處理系統(tǒng)6，上述載氣處理系統(tǒng)6包括載氣室60、除油器62、除水器61以及載氣加熱室63，上述載氣室60、除水器61、除油器62以及載氣加熱室63依次連接，上述載氣加熱室63下端設置開口連接上述第一拉瓦爾噴管21的頂部。載氣處理系統(tǒng)6中的高壓載氣經(jīng)處理后進入第一拉瓦爾噴管21，經(jīng)第一拉瓦爾噴管21的加速，在混合室20中形成高速低壓的氣氛，吸入熱平衡室中的混合物，無需使用泵等設備。上述除油器62、除水器61、載氣加熱室63均可使用現(xiàn)有的設備。

本實用新型實施例中提供的氣液雙相制備粉體的設備，工作過程為：預熱箱與主加熱箱中將原材料加熱至不同物理狀態(tài)，并在熱平衡室中進行混合；載氣處理系統(tǒng)6中的高壓載氣經(jīng)處理后進入第一拉瓦爾噴管21，經(jīng)第一拉瓦爾噴管21的加速，在混合室20中形成高速低壓的氣氛，吸入熱平衡室中的混合物；熱平衡室中的混合物注入混合室20中與載氣混合，并在載氣的作用下進入第二拉瓦爾噴管22，進一步加速并噴灑至主噴涂室30內的傳送帶33上；與此同時，基體材料經(jīng)過篩等預處理以及加熱后噴灑至傳送帶33的起始端，傳送帶33帶動基體材料往主噴涂室30運行；第二拉瓦爾噴管22噴出的物料噴灑至傳送帶33基體材料上，進行復合，得到復合材料；最后再通過收料裝置收集該復合材料。

本實用新型實施例中提供的氣液雙相制備粉體的設備，采用電磁波發(fā)射器輔助加熱、活化、混合原材料，在節(jié)能降耗的基礎上，以及將金屬或者其他難溶的物質加熱至液態(tài)、氣態(tài)、等離子狀態(tài)、超臨界流體狀態(tài)，因此，可以制造復合金屬粉體材料、石墨烯等多種材料；應用拉瓦爾噴管高速低壓的原理，原材料和高壓載氣在混合室進行混合，有利于充分快速的混合，節(jié)約了泵等設備；拉瓦爾噴管的使用，可以將高壓載氣最高加速到音速，有利于高度分散不同狀態(tài)的物質，達到分子級別的混合尺度，噴涂到傳送帶可以得到超細顆粒，表比面積大、活性高。載氣、原材料、基體材料都可進行預處理，保證粉體的高純度。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。