CN103447543A - 连续丝电爆制备纳米金属粉装置 - Google Patents

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连续丝电爆制备纳米金属粉装置,电爆室(24)上设有进气阀(14),出气阀(15),电爆装置安装在电爆室(24)内,电动马达(25)带动轮盘(11)转动,金属丝(17)被压抬杆机构固定在轮盘(11)上,金属丝(17)由送丝机构连续送给,储能电容的两极与高压发生器相连,压杆板(21)和抬杆板(9)安装在支撑板(23)上,压杆(12)通过压杆旋转轴(26)与轮盘(11)相连,压杆(12)能绕压杆旋转轴(26)旋转,丝盘(1)、缓冲弹簧片(4)、导丝轮(6)都安装在支撑板(23)上,导丝轮(6)上设有V型槽,使金属丝(17)在送给过程中能够进入轮盘(11)上的底部为弧形的V型缺口(29)内。

Description

连续丝电爆制备纳米金属粉装置
技术领域
本发明涉及纳米粉制备设备,特别提供了一种连续丝电爆制备纳米金属粉装置。
背景技术
现有技术中,制备纳米粉的方法很多,丝电爆法为其中一种。丝电爆是在一定的介质或者真空中,对丝导体施加高电压瞬间产生强大的脉冲电流,使丝导体短时间内熔化、气化、膨胀,发生爆炸。其爆炸产物在爆炸冲击波的作用下高速向四周溅射,自由冷却后形成纳米粉末。电爆法制备纳米粉具有能量利用率高,工艺参数可调,粉末粒度可控,不污染环境,适用材料广等优点。
    目前大部分丝电爆设备都是先将丝导体与电极可靠接触,然后接通高压开关向电极施加高电压实现电爆。实践发现,这种方法存在烧蚀电极的现象,并且金属丝与电极接触的部分不能够完全爆炸而残留在电极上形成“积瘤”,影响后续金属丝的顺利进给和充分接触。为解决这些问题,发明专利201110054792.7公开了一种利用气体放电导入电流的金属丝电爆装置:其电爆的金属丝与电极不接触,大电流通过金属丝端头与电极之间的气体放电导入,可以明显减轻对电极的烧蚀,并且不会产生“积瘤”。但是实验发现,金属丝在靠重力下落的过程中,受到爆炸室内循环气体介质流动的干扰,金属丝不能稳定可靠地送入到两电极之间,从而不能顺利发生爆炸,阻碍了金属丝电爆过程连续进行,并且电爆所用金属丝事先必须经过校直处理后放入薄壁管中,增加了工作量,降低了生产效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种连续丝电爆制备纳米金属粉装置。
  本发明是连续丝电爆制备纳米金属粉装置, 包括电爆室24和电爆装置,其中电爆装置包括驱动机构、压抬杆机构、送丝机构、爆炸机构,电爆室24上设有进气阀14,出气阀15,电爆装置安装在电爆室24内,电动马达25带动轮盘11转动,金属丝17被压抬杆机构固定在轮盘11上,金属丝17由送丝机构连续送给,储能电容C的两极与高压发生器H.V相连,高压电极13与储能电容C的高压端相连,低压电极16与储能电容C的低压端相连;压抬杆机构包括压杆板21、抬杆板9、一端为鼓形的压杆12,压杆板21和抬杆板9安装在支撑板23上,压杆12安装在轮盘11的槽内,压杆12通过压杆旋转轴26与轮盘11相连,压杆12能绕压杆旋转轴26旋转,旋转角度为0°~75° 送丝机构包括丝盘1、缓冲弹簧片4、导丝轮6,丝盘1、缓冲弹簧片4、导丝轮6都安装在支撑板23上,导丝轮6上设有V型槽,使金属丝17在送给过程中能够进入轮盘11上的底部为弧形的V型缺口29内,使金属丝17在整个过程中处在同一平面内。
    本发明与背景技术相比,具有的有益效果是:所述的连续丝电爆制备纳米金属粉装置,其电爆的金属丝与电极不接触,大电流通过金属丝与电极之间的气体放电导入而发生爆炸;驱动装置、压抬杆装置、送丝装置可以保证金属丝稳定连续地送进,提高了生产效率;通过改变轮盘直径或轮盘上压杆的数量,可以控制金属丝的长度;电爆所用金属丝无需事先较直,且不会受到电爆室内循环气体介质流动的干扰;通过调节电动马达的速率,可以控制电爆过程的频率;该装置制作简单,使用简便,成本低。
附图说明
    图1是本发明的整体结构示意图,图2是本发明的局部左视图,图3是电爆过程原理图,图4是图3中I处的局部放大图,图5是爆炸瞬间示意图,图6是轮盘剖视图。
    附图标记及对应名称为:丝盘1,丝盘转轴2,缓冲弹簧片轴3,缓冲弹簧片4,缓冲压头5,导丝轮6,导丝轮轴7,抬杆板固定轴8,抬杆板9,轮盘转轴10,轮盘11,压杆12,高压电极13,进气阀14,出气阀15,低压电极16,金属丝17,压轮18,压轮固定块19,压轮夹20,压杆板21,压杆板固定轴22,支撑板23,电爆室24,电动马达25,压杆旋转轴26,钢珠27,压缩弹簧28,底部为弧形的V型缺口29,爆炸产生的粉末30,高压发生器H.V,储能电容C。
具体实施方式
如图1~5所示,本发明是连续丝电爆制备纳米金属粉装置, 包括电爆室24和电爆装置,其中电爆装置包括驱动机构、压抬杆机构、送丝机构、爆炸机构,电爆室24上设有进气阀14,出气阀15,电爆装置安装在电爆室24内,电动马达25带动轮盘11转动,金属丝17被压抬杆机构固定在轮盘11上,金属丝17由送丝机构连续送给,储能电容C的两极与高压发生器H.V相连,高压电极13与储能电容C的高压端相连,低压电极16与储能电容C的低压端相连;压抬杆机构包括压杆板21、抬杆板9、一端为鼓形的压杆12,压杆板21和抬杆板9安装在支撑板23上,压杆12安装在轮盘11的槽内,压杆12通过压杆旋转轴26与轮盘11相连,压杆12能绕压杆旋转轴26旋转,旋转角度为0°~75° 送丝机构包括丝盘1、缓冲弹簧片4、导丝轮6,丝盘1、缓冲弹簧片4、导丝轮6都安装在支撑板23上,导丝轮6上设有V型槽,使金属丝17在送给过程中能够进入轮盘11上的底部为弧形的V型缺口29内,使金属丝17在整个过程中处在同一平面内。当轮盘11上压有金属丝17的两相邻压杆12转到恰好与高压电极13、低压电极16的尖端位置一致时,两电极尖部与金属丝17之间的气体被击穿放电将大电流导入金属丝17发生爆炸。
所述的驱动机构包括电动马达25、轮盘转轴10、轮盘11、压轮18、压轮夹20、压轮固定块19,电动马达25安装在在支撑板23上,电动马达25通过轮盘转轴10带动轮盘11旋转,轮盘11周边均布4~8个槽,槽中间打孔,槽两侧设有底部为弧形的V型缺口29,压轮固定块19固定在支撑板23上,压轮固定块19上设有压紧螺栓,压轮18通过压轮夹20安装在压轮固定块19上,压轮18与轮盘11相切,通过调节压紧螺栓可以调节压轮18与轮盘11之间的压紧力,以保证金属丝17能够连续稳定地送给。所述的轮盘11材质为高密度聚乙烯,压轮18材质为橡胶,支撑板23材质为尼龙。
所述的送丝机构包括丝盘1、丝盘转轴2、缓冲弹簧片轴3、缓冲弹簧片4、缓冲压头5、导丝轮6、导丝轮轴7,丝盘转轴2固定在支撑板23上,丝盘1安装在丝盘转轴2上,缓冲弹簧片轴3和导丝轮轴7固定在支撑板23上,缓冲弹簧片4一端固定在缓冲弹簧片轴3上,缓冲压头5安装在缓冲弹簧片4另一端,导丝轮6安装在导丝轮轴7上。缓冲弹簧片4的设置能避免金属丝17在被压杆12突然压下时由于惯性被拉断,也保证了送丝过程的稳定性。导丝轮6上设有V型槽,使金属丝17在送给过程中恰好进入轮盘11上的底部为弧形的V型缺口29内,从而使金属丝17在整个过程中处在同一平面内,保证了电爆过程的稳定性。所述的金属丝的直径范围是0.05~0.5 mm。
如图1、3、4、5所示,所述的爆炸机构包括高压发生器H.V、储能电容C、高压电极13、低压电极16,储能电容C的两极与高压发生器H.V相连,高压电极13与储能电容C高压端相连,低压电极16与储能电容C低压端相连。随着轮盘11转动,当压有金属丝17的两相邻压杆12转到恰好与高压电极13、低压电极16的尖端位置一致时,两电极尖部与金属丝17之间的气体被击穿放电将大电流导入金属丝17发生爆炸,爆炸产生的粉末30向四周溅射。爆炸发生后,低压电极16尖端处未发生爆炸的金属丝17依然被压杆12压住且端部微微翘起,保证了电爆过程的连续性。轮盘11继续转动,进入下一次电爆过程,依次循环往复。所述的高压电极13尖端与低压电极16尖端的距离等于两相邻压杆12的间距,可根据金属丝17的材质来更换两电极的材质,储能电容器C的充电电压为5~15 KV。
如图1、6所示,所述的压抬杆机构包括压杆板21、压杆板固定轴22、抬杆板9、抬杆板固定轴8、一端为鼓形的压杆12、压杆旋转轴26、钢珠27、压缩弹簧28,压杆板固定轴22和抬杆板固定轴8固定在支撑板23上,压杆板21安装在压杆板固定轴22上,抬杆板9安装在抬杆板固定轴8,压杆12安装在轮盘11的槽内,压杆12通过压杆旋转轴26与轮盘11相连,压缩弹簧28安装在轮盘11槽中间孔内,钢珠27安装在压杆12和压缩弹簧28之间,压杆12可绕压杆旋转轴26旋转,旋转角度为0°~75°,同时压杆12随轮盘11转动而转动,当处于抬起状态的压杆12转到压杆板21的位置时,压杆12鼓形一端与压杆板21接触,随着轮盘11的转动,压杆12被逐渐下压,下压到一定角度时,在压缩弹簧28和钢珠27的共同作用下,压杆12自动快速压下,将金属丝17压入轮盘11上的底部为弧形的V型缺口29内。一次电爆结束后,处于压下状态的压杆12转到抬杆板9的位置时,压杆12鼓形一端与抬杆板9接触,随着轮盘11的转动,压杆12被逐渐抬起,抬起到一定角度时,在压缩弹簧28和钢珠27的共同作用下,压杆12将自动快速抬起,进入下一个循环过程。改变轮盘11直径或轮盘上压杆12的数量,可以调节金属丝的长度。
本发明的工作过程为:调节压轮固定块19上的压紧螺栓控制压轮18与轮盘11之间的压紧力,使金属丝17能够连续稳定地送给。打开进气阀14和出气阀15使电爆室内气体介质循环。高压发生器H.V产生10 KV高压向储能电容C充电,充电完成后,启动电动马达25,带动轮盘11旋转。处于抬起状态的压杆12转到压杆板21的位置时,压杆12鼓形一端与压杆板21接触并逐渐下压,将金属丝17压入轮盘11上的底部为弧形的V型缺口29内。当压有金属丝17的两相邻压杆12转到恰好与高压电极13、低压电极16的尖端位置一致时,两电极尖部与金属丝17之间的气体被击穿放电将大电流导入金属丝17发生爆炸,爆炸产生的粉末30向四周溅射。爆炸发生后,低压电极16尖端处未发生爆炸的金属丝17依然被压杆12压住且端部微微翘起,轮盘11继续转动,处于压下状态的压杆12转到抬杆板9的位置时,压杆12鼓形一端与抬杆板9接触,压杆12被逐渐抬起,进入下一次电爆过程,依次循环往复。爆炸产生的粉末30随气体介质循环被带出电爆室24,进行收集处理。

Claims (5)

1.连续丝电爆制备纳米金属粉装置, 包括电爆室(24)和电爆装置,其中电爆装置包括驱动机构、压抬杆机构、送丝机构、爆炸机构,其特征是:电爆室(24)上设有进气阀(14),出气阀(15),电爆装置安装在电爆室(24)内,电动马达(25)带动轮盘(11)转动,金属丝(17)被压抬杆机构固定在轮盘(11)上,金属丝(17)由送丝机构连续送给,储能电容(C)的两极与高压发生器(H.V)相连,高压电极(13)与储能电容(C)的高压端相连,低压电极(16)与储能电容(C)的低压端相连;压抬杆机构包括压杆板(21)、抬杆板(9)、一端为鼓形的压杆(12),压杆板(21)和抬杆板(9)安装在支撑板(23)上,压杆(12)安装在轮盘(11)的槽内,压杆(12)通过压杆旋转轴(26)与轮盘(11)相连,压杆(12)能绕压杆旋转轴(26)旋转,旋转角度为0°~75° 送丝机构包括丝盘(1)、缓冲弹簧片(4)、导丝轮(6),丝盘(1)、缓冲弹簧片(4)、导丝轮(6)都安装在支撑板(23)上,导丝轮(6)上设有V型槽,使金属丝(17)在送给过程中能够进入轮盘(11)上的底部为弧形的V型缺口(29)内,使金属丝(17)在整个过程中处在同一平面内。
2.根据权利要求1所述的连续丝电爆制备纳米金属粉装置,其特征在于:高压电极(13)和低压电极(16)的两电极尖端的距离等于两相邻压杆(12)的间距。
3.根据权利要求1所述的连续丝电爆制备纳米金属粉装置,其特征在于:所述的轮盘(11)的周边均布有4~8个槽,槽中间打孔,槽两侧设有底部为弧形的V型缺口(29)。
4.根据权利要求1所述的连续丝电爆制备纳米金属粉装置,其特征在于:改变轮盘(11)直径或轮盘上压杆(12)的数量,能够调节金属丝的长度。
5.根据权利要求1所述的连续丝电爆制备纳米金属粉装置,其特征在于:所述的压轮固定块(19)上设有压紧螺栓,通过调节压紧螺栓能够调节压轮(18)与轮盘(11)之间的压紧力,使金属丝(17)能够连续稳定地送给。
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Granted publication date: 20170825

Termination date: 20190910