[发明专利]高频等离子体多功能粉体生产设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米粉生产设备，具体的说是一种利用高频等离子体为热源制取纳米粉体的生产设备，本设备可生产单质金属纳米粉、合金纳米粉及氧化物、氮化物、硼化物纳米粉，也可对热喷涂用粉体及其它粉体进行球形化、致密化加工处理。

背景技术

纳米科技自20世纪80年代开始受到世界性普遍关注，纳米科技已经对社会进步、经济发展、国家安全和人民生活水平的提高产生了深远的影响，在纳米技术中，纳米材料的制取和合成是最活跃的领域之一。

目前，金属纳米粉已经被应用于材料、电子、信息、航空、航天、环境和能源、医药、军工、制造业等领域，可用于新型高容量磁性材料、高效催化剂、磁流体、吸波材料、高效助燃剂的制备。

制取金属纳米粉的方法有溅射法、微波能法、电弧法、电爆炸法、激光法、化学法等，这些方法各有其优点和不足，但主要缺点是能源利用率低、产出率低，或者存在污染和安全问题，并且设备功能单一。

发明内容

本发明的目的是提供一种能源利用率高、产出率高、无污染、安全性好的高频等离子体多功能粉体生产设备。

本发明的目的是这样实现的，该设备包括：

用于向等离子体发生装置Ⅱ输送粉体原料的送粉装置Ⅰ；

位于主机室Ⅲ顶部、用于产生高频等离子体的高频等离子体发生装置Ⅱ；

通过管路与主机室Ⅲ相连接的粉体收集净化装置Ⅳ；

通过管路与粉体收集净化装置Ⅳ相连的气体冷却装置Ⅴ，气体冷却装置V通过水冷却或压缩机制冷方式对工作介质气体进行冷却；

通过管路与气体冷却装置Ⅴ连接的供气蓄能装置Ⅵ，用于对工作介质气体保压、蓄能；

通过管路与供气蓄能装置Ⅵ相连的气体分配装置Ⅶ，用于给送粉装置Ⅰ、高频等离子体发生装置Ⅱ、主机室Ⅲ提供工作介质气体；

连接送粉装置Ⅰ和主机室Ⅲ的回粉装置Ⅷ；

对设备抽真空的真空系统和为设备提供电力的电源系统以及电气控制系统。

将一定粒度的原料通过送粉装置输送到高频等离子体发生装置产生的等离子体焰流中，由等离子体焰流对其加热，使其熔融、汽化，然后在工作介质气体的携带下进入主机室。主机室为双层水冷结构并通入冷却工作介质气体，熔融、汽化的原料在冷却工作气体的作用下急剧冷却，凝固并形成微小颗粒。其中大颗粒原料在重力作用下沉积在主机室底部，纳米级的小颗粒被工作介质气体携带离开主机室，依次进入第一级收集仓、第二收集仓并在收集仓底部沉积，收集仓底部有包装箱，通过包装箱可以对各级收集仓收集到的粉体进行真空包装。沉积在主机室底部的大颗粒粉体可通过回粉装置返回到送粉装置，重新经过等离子体焰流，使其颗粒逐渐变小并最终汽化为纳米粉体。

工作介质气体由净化装置进行净化后流经气体冷却装置，然后由高压真空风机加压并输送到气体分配系统重新使用。

本发明中的等离子体室、主机室、第一级收集仓、第二收集仓均采用双层水冷结构，用于吸收等离子体产生的热量；气体冷却装置根据设备功率不同采用水冷方式或压缩机冷却方式，用于对循环使用的工作介质气体进行冷却。

本发明可用于生产单一金属纳米粉、合金纳米粉及氧化物、氮化物、硼化物纳米粉，也可对热喷涂用粉体及其它粉体进行球形化、致密化。

本发明由于采用上述结构具有以下优点：

1、采用高频等离子体加热原料，由于无电极，所以无电极污染，获得的纳米粉体纯度高。

2、高频等离子体焰流温度高，粉体产量大。

3、设备功能复合化，即可生产纳米粉体，也可以对热喷涂用粉体进行球形致密化。

附图说明

图1为本发明高频等离子体多功能粉体生产设备结构示意图。

图2为本发明送粉装置结构示意图。

图3为本发明高频等离子体发生装置结构示意图。

图4为本发明高频等离子体室结构示意图。

图5为本发明主机室结构示意图。

图6为本发明粉体收集净化装置结构示意图。

图7为本发明气体冷却装置结构示意图。

图8为本发明供气蓄能装置结构示意图。

图9为本发明水冷却真空罗茨风机结构示意图。

图10为本发明图9中A-A剖面图。

图11为本发明回粉装置结构示意图。

具体实施方式

由图1所示：本发明设备包括：

用于向等离子体发生装置Ⅱ输送粉体原料的送粉装置Ⅰ；