[发明专利]一种机械活化材料的连续化制备工艺装置

说明书

本发明公开了一种机械活化材料的连续化制备工艺装置，主要由高速水冷磨盘、物料输运管、物料收集器和废料收集器等部件组成。该装置利用法兰机械密封连接实现系统内负压，有利于合格品的在线筛选，通过调节间隙调节环和风机转速，可实现不同规格试样的连续化制备，整个工艺过程本质安全性高、制备工艺绿色、环保，且工艺效率高。

技术领域

本发明属于火炸药技术领域，涉及一套机械装置，尤其涉及一种机械活化 含能材料的连续化制备工艺装置，用于机械活化含能材料的连续化生产。

背景技术

近年来，机械活化含能材料(MAEC)作为一种具有纳米结构的氧化剂-燃 料混合物受到国内外广泛关注，因其具有接触面大、反应速度快等特点，该材 料在火炸药应用领域潜力巨大。

在机械活化含能材料制备方面，主要采用球磨法，即物料在进料端盖中空 轴陆续进入筒体内，在筒体旋转时，产生离心力和摩擦力，使介质(钢球)和 矿石随筒壁上升至一定高度时，借助自重呈抛物线落下，最后从出料端盖的中 空轴排出，其主要工艺装置是球磨机。根据含能材料的特点，由氧化剂与还原 剂组成的MAEC材料在强机械作用下可能导致在试样表面形成局部高温，部分 试样可能发生分解、燃烧甚至是爆轰反应，为避免两种含能材料在制备过程中 出现燃烧或爆炸现象，当前物料制备需通过湿法制备，材料在磨动过程中速度 极低，整个工艺过程包含多个工序，且无法实现连续化，制备效率低。现有的 高能球磨机虽能实现公斤级制备，但其综合工艺效率约为0.1公斤/小时，无法 满足批量化应用需求。

发明内容

本发明的目的，是为了解决现有的机械活化含能材料工艺装置效率低，无 法满足大批量应用的迫切问题。当前装置的制备能力可达到公斤级，但考虑到 整个工艺过程，其平均制备效率约为0.1公斤/小时，单批试样的工艺时间在10 小时～12小时。

分析造成这种现象的原因是：当前材料制备工艺过程主要有称量、加料、 湿法磨制、烘干、筛分及检测、包装等工序，其中试样烘干、筛分和检测工序 时间占据整个制备工艺过程的60％～70％。

为解决这一问题，分析如下：低工艺效率是由于溶剂制备方法带来了后续 烘干、筛分等工序周期长等问题，是否能探索一种新方法，该方法在保证材料 性能的同时，可直接减少后续工序，同时还应具有较高的本质安全性。

经过多次原理性试验和技术优化，本专利发明了干法制备机械活化含能材 料方法，该方法改变了传统机械活化材料制备过程用水或溶剂直接冷却材料的 思路，通过采用间接冷却方法实现。设计过程简述如下：通过红外热像仪测量 了干法制备过程的升温现象，发现随着工艺时间的持续，其静磨片温度更高， 为保证整个制备过程安全，采用间接冷却方法，即设计环形水冷装置使静磨片 冷却，经传热学计算了冷却装置的热容及体积，最终成功研制了一种机械活化 材料的连续化制备工艺装置。同时该装置根据制备试样具有高密度、大重量(相 比于原材料)的特点，结合风机可实现试样的在线筛选，使传统工艺过程中需 离线的筛分和检测工序实现连续化，最终实现了机械活化含能材料的连续化制造，其综合工艺效率可达10公斤/小时，单批工艺时间缩短至3小时。

解决其技术问题所用的技术方案

本发明的技术构思是：设计一种机械活化材料的连续化制备工艺装置，基 于干法制备原理，同时结合风选原理(机械装置抗爆性强，变形小等特征，通 过机械方式实现不同直径装置的密封连接，使整个装置密闭以保证整个系统在 负压状态下循环流动)，实现物料的连续化制备。

本发明解决其技术问题所用的方案：本发明提供的一种机械活化材料的连 续化制备工艺装置，其特征在于，包括高速水冷磨盘、物料输运管、物料收集 器和废料收集器，其中：