一种粉末原材料用射频等离子发生器制备纳米材料的设备的制作方法

1.本实用新型涉及等离子体制备纳米粉末技术，特别是一种粉末原材料用射频等离子发生器制备纳米材料的设备。


背景技术：

2.纳米粉末材料的生产要求高，既要保证生产过程中避免被氧化，又要提供特定的环境，才能生产出质量高、纯度高和球形度高的纳米粉末材料；目前大部分纳米粉末的生产是将高纯度的材料进行熔融，然后通过等离子体炬进行雾化，雾化后与气体等离子体相结合，从而形成纳米粉末复合材料，现有技术中，申请号为cn201210389968.9公开了一种纳米氮化铝粉的生产方法，采用的方式是将原材料铝熔融后在进行雾化制成纳米粉末，在生产过程中能源损耗大生产成本高。
3.而采用粉末作为原材料直接输送的方式目前比较少，另外在输送过程中，需要考虑对粉末原材料进行保护，避免与空气接触，另外还得考虑粉末原材料的持续供应问题，因此是目前纳米粉末生产过程中急需解决的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是，克服现有技术的上述不足，而提供一种采用粉末原材料直接输送，便于持续生产，降低能源损耗，提高纳米粉末生产效率和质量，提高收集效率的粉末原材料用射频等离子发生器制备纳米材料的设备。
5.本实用新型的技术方案是：一种粉末原材料用射频等离子发生器制备纳米材料的设备，包括送粉装置、射频感应等离子体发生器、雾化腔室和收集装置，送粉装置通过送粉管与射频感应等离子体发生器连接，射频感应等离子体发生器安装在雾化腔室的上端，雾化腔室下端的出料口连接纳米粉末收集装置；所述送粉装置包括进气口、粉体仓室、振动器和送粉枪，粉体仓室包括第一粉体仓室和第二粉体仓室，进气口通过进气管与第二粉体仓室连接，在第二粉体仓室之前的进气管是设有分支，分支上设有第一粉体仓室，第一粉体仓室与第二粉体仓室通过管道连通，第二粉体仓室的下端设有振动器，第二粉体仓室的出口连接送粉枪。
6.本方案的优点在于，通过粉末输送装置保证粉末原材料能够实现直接输送，同时可以往第一粉体仓室中持续添加原材料，实现持续输送和持续生产的效果，原材料通过射频等离子体雾化或气化后与射频等离子体发生器产生的其他等离子体结合，如与氮等离子体结合形成氮化物粉末，便于纳米粉末的生产效率和质量的提高。
7.进一步，所述进气管与分支上均设有阀门，便于控制将气管了气流的流速和流量，提高对粉末输送速度和效率的提升。
8.进一步，所述进气管与气源接通，气源为惰性气体，惰性气体为高浓度氮气。
9.进一步，所述雾化腔室为真空离子雾化腔室，其下端设有骤冷系统，便于提高纳米粉末的化合效果和纳米粉末颗粒球形度的控制，可以对骤冷系统的冷却速率进行调节，从
而实现对纳米粉末颗粒粒径大小的调节。
10.进一步，所述骤冷系统包括沿真空离子雾化腔室圆周分布的若干冷却喷嘴。优选地，相邻的两冷却喷嘴错位设置，便于提高对纳米粉末的冷却效果，同时冷却喷嘴能够实现独立控制，便于提高冷却的速率和对纳米粉末粒径的控制。
11.进一步，所述冷却喷嘴内流通冷却介质，冷却介质为液氮或其他惰性冷却体。
12.进一步，所述雾化腔室为化合室，化合室内除设有骤冷系统外还设有保温室，化合室的设置能够实现二次化合，便于提高纳米粉末化合和球化的效果，化合室的温度控制在1000-1900℃，气压为0.2-1.5mpa。
13.进一步，所述化合室内还设有加热装置，加热装置为电阻加热器或感应加热器，便于保证化合室内的温度，提高纳米粉末化合和球化的效果。
14.进一步，所述化合室上设有补气口和抽真空口，化合室的下端设有出料管，出料管上设有高温高压阀，在使用前可以对化合室进行抽真空处理，然后在往化合室中进行补充高浓度的氮气，保证化合室的化合和球化的压力和惰性气体环境。
15.进一步，所述纳米粉末收集装置包括气动分离器和布袋除尘器，气动分离器和布袋除尘器依次安装在于出料管连接的粉末输送管上；或还包括设与布袋除尘器出风管上的引风机；或还包括设有气动分离器前端的旋风分离器。优选地，纳米粉末收集装置具体的选择可以根据纳米粉末生产的需求进行选择，便于能源的节约和对粉末的收集效果。
16.本实用新型具有如下特点：有效的保证了粉末原材料的持续输送，便于纳米粉末的持续和连续生产，对粉末原材料进料进行筛分，保证了输送效果，便于纳米粉末化合和球化的效果，保证了纳米粉末的纯度，采用骤冷系统有效的提高了对纳米粉末颗粒的控制，采用纳米粉末收集装置提高了对纳米粉末的收集效果和效率。
17.以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的详细结构作进一步描述。
附图说明
18.图1-为本实用新型结构示意图；
19.图2-为本实用新型另一种结构示意图；
20.1-进气口，2-第一粉体仓室，3-第二粉体仓室，4-振动器，5-送粉枪，6-射频感应等离子体发生器， 7-粉末输送管，8-气动分离器，9-布袋除尘器，10-引风机，11-第一料包，12-第二料包，13-第三料包，14-冷却喷嘴，15-真空离子雾化腔室，16-补气口，17-高温高压阀，18-一级分离器，19-二级分离器，20-保温室，21-加热装置，22-抽真空口，23-化合室。
具体实施方式
21.如附图所示：一种粉末原材料用射频等离子发生器制备纳米材料的设备，包括送粉装置、射频感应等离子体发生器6、雾化腔室和收集装置，送粉装置通过送粉管与射频感应等离子体发生器6连接，射频感应等离子体发生器6安装在雾化腔室的上端，雾化腔室下端的出料口连接纳米粉末收集装置；送粉装置包括进气口1、粉体仓室、振动器4和送粉枪5，粉体仓室包括第一粉体仓室2和第二粉体仓室3，第一粉体仓室2能够起到存储、过度和持续进料的作用，第二粉体仓室3能够起到筛分和输送的作用；进气口1通过进气管与第二粉体仓室3连接，在第二粉体仓室3之前的进气管是设有分支，分支上设有第一粉体仓室2，第一
粉体仓室2与第二粉体仓室3通过管道连通，第二粉体仓室3的下端设有振动器4，第二粉体仓室3的出口连接送粉枪5。
22.本方案通过粉末输送装置保证粉末原材料能够实现直接输送，同时可以往第一粉体仓室2中持续添加原材料，实现持续输送和持续生产的效果，原材料通过射频等离子体雾化或气化后与射频等离子体发生器产生的其他等离子体结合，如与氮等离子体结合形成氮化物粉末，便于纳米粉末的生产效率和质量的提高。
23.在实施例中，进气管与分支上均设有阀门，便于控制将气管了气流的流速和流量，提高对粉末输送速度和效率的提升。 优选地，进气管与气源接通，气源为惰性气体，惰性气体为高浓度氮气。
24.在实施例中，雾化腔室为真空离子雾化腔室15，其下端设有骤冷系统，便于提高纳米粉末的化合效果和纳米粉末颗粒球形度的控制，可以对骤冷系统的冷却速率进行调节，从而实现对纳米粉末颗粒粒径大小的调节。优选地，骤冷系统包括沿真空离子雾化腔室15圆周分布的若干冷却喷嘴14。优选地，相邻的两冷却喷嘴14错位设置，便于提高对纳米粉末的冷却效果，同时冷却喷嘴14能够实现独立控制，便于提高冷却的速率和对纳米粉末粒径的控制。更优地，冷却喷嘴14内流通冷却介质，冷却介质为液氮或其他惰性冷却体。
25.在另一个实施例中，雾化腔室为化合室23，化合室23内除设有骤冷系统外还设有保温室20，化合室23的设置能够实现二次化合，便于提高纳米粉末化合和球化的效果，化合室23的温度控制在1000-1900℃，气压为0.2-1.5mpa。优选地，化合室23内还设有加热装置21，加热装置21为电阻加热器或感应加热器，便于保证化合室23内的温度，提高纳米粉末化合和球化的效果。更优地，化合室23上设有补气口16和抽真空口22，化合室23的下端设有出料管，出料管上设有高温高压阀17，在使用前可以对化合室23进行抽真空处理，然后在往化合室23中进行补充高浓度的氮气，保证化合室23的化合和球化的压力和惰性气体环境。
26.在实施例中，纳米粉末收集装置包括气动分离器8和布袋除尘器9，气动分离器8和布袋除尘器9依次安装在于出料管连接的粉末输送管7上；或还包括设与布袋除尘器9出风管上的引风机10；或还包括设有气动分离器8前端的旋风分离器。优选地，纳米粉末收集装置具体的选择可以根据纳米粉末生产的需求进行选择，便于能源的节约和对粉末的收集效果。
27.更优地，气动分离器8中的出风管内设有采用电机驱动的高速旋转的驱动主轴，气动主轴的下端设有旋转叶轮，便于提高出风管内气体形成高速旋转的气流，从而产生较大的离心力，使纳米粉末在离心力的作用下沿着出风管内壁或者气动分离器8的内壁下落，从而提高对纳米粉末的收集效果；根据使用的需要气动分离器8可以多个设置，便于对纳米粉末颗粒的不同粒径实现多级和分类收集，气动分离器8包括串联的一级分离器18和二级分离器19，一级分离器18的气动主轴的转速小于二级分离器19气动主轴的转速。
28.优选地，真空离子雾化腔室15下端设有第一料包11，气动分离器的下端设有第二料包12，布袋除尘器的下端设有第三料包13，料包的设置能够提高对纳米粉末的收集，同时便于提高对料包进行更换。
29.本实用新型有效的保证了粉末原材料的持续输送，便于纳米粉末的持续和连续生产，对粉末原材料进料进行筛分，保证了输送效果，便于纳米粉末化合和球化的效果，保证了纳米粉末的纯度，采用骤冷系统有效的提高了对纳米粉末颗粒的控制，采用纳米粉末收
集装置提高了对纳米粉末的收集效果和效率。
30.以上所述是本发明较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。