CN108002391B - 一种纳米硅粉制备的加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米硅粉制备的加热装置，包括机架、加热筒、入料口和出粉口，所述机架设置在加热筒的两端，入料口设置在加热筒上，所述加热筒的一端设有鼓风机，鼓风机通过支架固定在加热筒内的一端，所述加热筒内的上下两端均设有固定架，固定架为圆筒状，并且所述固定架内设有等离子喷枪，所述等离子喷枪的枪头方向与加热筒的水平轴线方向平行，并且所述等离子喷枪的枪头朝向入料口，加热筒上设有活接螺纹连接的透明玻璃视镜，并且所述加热筒连接有冷却槽，冷却槽的右侧连接有粉体过滤器，所述出粉口设置在冷却槽的下面，采用等离子弧将粗硅粉气化冷却收集，纳米硅粉的粒径分布均匀，纯度较好，增设密封措施，安全性高，值得推广。

Description

一种纳米硅粉制备的加热装置

技术领域

本发明涉及树脂粉制备技术领域，具体为一种纳米硅粉制备的加热装置。

背景技术

添加纳米材料到PVC管道生产中，增强使用效果。纳米硅粉的用途广泛，纳米硅粉用在耐高温涂层和耐火材料里；纳米硅粉与金刚石高压下混合形成碳化硅一金刚石复合材料，用做切削刀具等。随着硅粉向纳米尺度转变时，由于尺寸效应，将赋予硅材料新的特性，纳米硅粉，在陶瓷材料、复合材料、催化材料、光电池以及生物材料等领域都具有巨大的潜在应用前景。

目前的技术方案中对于纳米硅粉的制备过程中，粗硅粉制作成纳米硅粉的制作精度不够，导致纳米粉粒径分布不均匀，纯度底，而且装置的密封性不好，时常发生污染和爆炸等事故。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种纳米硅粉制备的加热装置，采用等离子弧将粗硅粉气化冷却收集，纳米硅粉的粒径分布均匀，纯度较好，增设密封措施，安全性高，值得推广。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种纳米硅粉制备的加热装置，包括机架、加热筒、入料口和出粉口，所述机架设置在加热筒的两端，所述入料口设置在加热筒上，所述加热筒的一端设有鼓风机，所述鼓风机通过支架固定在加热筒内的一端，所述加热筒内的上下两端均设有固定单元，所述固定单元为圆筒状，并且所述固定单元内设有等离子喷枪，所述等离子喷枪的枪头方向与加热筒的水平轴线方向平行，并且所述等离子喷枪的枪头朝向入料口，所述加热筒上设有透明玻璃视镜，并且所述加热筒连接有冷却槽，所述冷却槽的右侧连接有粉体过滤器，所述出粉口设置在冷却槽的下面。

作为本发明一种优选的技术方案，所述固定单元底部设有螺栓，所述等离子喷枪设置在固定单元后通过螺栓固定，所述固定单元所在的位置设有抽屉板，所述抽屉板与加热筒之间设有密封圈。

作为本发明一种优选的技术方案，所述固定单元有四个，并且所述固定单元包括支撑梁和固定架体，所述支撑梁与加热筒一体化焊接而成，并且长短不一致，设置在靠近入料口所述固定单元的支撑梁相对短，设置在靠近出粉口的所述固定单元的支撑梁相对长。

作为本发明一种优选的技术方案，所述等离子喷枪有四个，分别设置在加热筒的上下两端，两个所述等离子喷枪安装在靠近加热筒上下两端的位置，另外两个所述等离子喷枪安装在加热筒靠近水平轴线的位置。

作为本发明一种优选的技术方案，围绕所述加热筒的外围设有绝缘隔热层，并且所述绝缘隔热层在透明玻璃视镜处留有空隔，并且在所述加热筒的横向中心位置设有支撑架。

作为本发明一种优选的技术方案，在左右相邻的所述等离子喷枪之间还固定安装有支撑梁，所述支撑梁上设有若干块紊流板，且紊流板均通过旋转球呈不定向安装在支撑梁上。

作为本发明一种优选的技术方案，所述等离子喷枪连接信号线，所述信号线连接有信号系统，所述信号系统放置在加热筒外，所述信号系统可以设置等离子喷枪的电流和电压。

作为本发明一种优选的技术方案，所述粉体过滤器有若干个，并且在相邻的粉体过滤器之间均设有收集粉管，所述相邻的两个收集粉管交汇，并且靠近冷却槽的所述收集粉管与出粉口连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用等离子弧将粗硅粉气化冷却收集，气化效率高，并且采用四个等离子喷枪在侧剖面上紧密分布，使得粗硅粉的气化效果好，避免出现粗硅粉和纳米硅粉的混合物，所以生产出的纳米硅粉粒径分布均匀，纯度较好，另外增设密封措施，在加热筒外围上设置有绝缘隔热层，安全性高，避免对操作工人带来危害，值得推广。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的固定单元结构示意图；

图3为本发明的等离子喷枪结构示意图。

图中：1-机架;2-加热筒；3-入料口；4-出粉口；5-鼓风机；6-支架；7-固定单元；701-支撑梁；702-固定架体；8-等离子喷枪；801-信号线；802-信号系统；9-透明玻璃视镜；10-冷却槽；11-粉体过滤器；12-抽屉板；13-密封圈；14-绝缘隔热层；15-支撑架；16-横梁；17-紊流板；18-旋转球；19-收集粉管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「中」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向和位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

实施例：

如图1所示，本发明提供了一种纳米硅粉制备的加热装置，包括机架1、加热筒2、入料口3和出粉口4，所述机架1设置在加热筒2的两端，所述入料口3设置在加热筒2上，所述加热筒2的一端设有鼓风机5，所述鼓风机5通过支架6固定在加热筒2内的一端，鼓风机5的作用是带动粗硅粉穿过等离子喷枪8的等离子弧，同时鼓风机5也可增大粗硅粉与等离子弧的接触面积，使得纳米硅粉的制作效率更高，效果更好。围绕所述加热筒2的外围设有绝缘隔热层14，并且所述绝缘隔热层14在透明玻璃视镜9处留有空隔，并且在所述加热筒14的横向中心位置设有支撑架15，因为等离子喷枪8产生的等离子弧有几千伏，电压很高，存在一定的危险性，绝缘隔热层14是为了防止对人们造成危害，同时也可以防止纳米硅粉的泄漏，透明玻璃视镜9在下文中将会详细描述和说明。

如图1和图2所示，所述加热筒2内的上下两端均设有固定单元7，所述固定单元7为圆筒状，并且所述固定单元7有四个，并且所述固定单元7包括支撑梁701和固定架体702，所述支撑梁与加热筒一体化焊接而成，并且长短不一致，设置在靠近入料口3所述固定单元7支撑梁701相对短，设置在靠近出粉口4的所述固定单元7支撑梁701相对长，所述固定单元7内设有等离子喷枪8，所述固定单元7是为了将等离子喷枪8固定，而固定单元7的支撑梁701长短有差别，是为了改变离子喷枪8在加热筒2内部分布状态。

如图1和图3所示，所述等离子喷枪8的枪头方向与加热筒2的水平轴线方向平行，并且所述等离子喷枪8的枪头朝向入料口3，等离子喷枪8的枪头这样分布可以增加与粗硅粉的接触面积，所述等离子喷枪8有四个，分别设置在加热筒2的上下两端，两个所述等离子喷枪8安装在靠近加热筒2上下两端的位置，另外两个所述等离子喷枪8安装在加热筒2靠近水平轴线的位置，等离子喷枪8间隔均匀的在加热筒2剖面上分布，使粗硅粉与等离子弧接触面积假发，可以完全使粗硅粉完全的加热气化，增强纳米制备的效率，所述等离子喷枪8连接信号线801，所述信号线801穿过加热筒2连接有信号系统802，所述信号系统802放置在加热筒2外，所述信号系统802可以设置等离子喷枪8的电流和电压，信号线801与加热筒2之间也增设有密封圈，防止纳米硅粉泄漏，可以在外部操作控制等离子喷枪8的参数，能实时监控等离子喷枪的使用效率和效果，另外在使用的时候要将加热筒2内的空气抽空，并且增加氦气等惰性气体，保证粗硅粉在受热气化的时候，环境稳定，不会出现爆炸等情况。

如图1所示，所述加热筒2上设有透明玻璃视镜9，透明玻璃视镜9是为了观测粗硅粉的制作效果，并且所述加热筒2连接有冷却槽10，所述冷却槽10的右侧连接有粉体过滤器11，所述出粉口4设置在冷却槽10的下面，所述粉体过滤器11有若干个，并且在相邻的粉体过滤器11之间均设有收集粉管19，所述相邻的两个收集粉管19交汇，并且靠近冷却槽10的所述收集粉管19与出粉口4连接，粗硅粉经过等离子弧几千伏甚至更高的电压时能瞬间气化，成为硅蒸气，一部分硅蒸气在冷却槽中10形成纳米硅粉，另一部分纳米硅粉在气流的带动下经过粉体过滤器11收集至收集粉管19中，从出粉口4进行产品总体收集。

优选的是，所述固定单元7的固定架体702底部设有螺栓，所述等离子喷枪8设置在固定架体702内通过螺栓固定，所述固定单元7所在的位置设有抽屉板12，所述抽屉板12与加热筒2之间设有密封圈13，一方面固定架体702通过螺栓固定，可以适用于不同尺寸的等离子喷枪8，另外抽屉板12式的安装方法利于后期对等离子喷枪8的维护保养和清理，增设密封圈13是为了防止纳米硅粉的泄漏。

优选的是，在左右相邻的所述等离子喷枪8之间还固定安装有横梁16，所述横梁16上设有若干块紊流板17，且紊流板17均通过旋转球18呈不定向安装在横梁16上，紊流板17能够通过旋转球18在流通冲击作用下发生不定向的转动，使得粗硅粉在经过经等离子弧的过程中不能形成“优势通道”，提高实际的气化效果，避免粗硅体流体通过“优势通道”直接流动而减弱了整个等离子弧的硅蒸气气化效果。

综上所述，本发明的主要特点在于：本发明采用等离子弧将粗硅粉气化冷却收集，气化效率高，并且采用四个等离子喷枪在侧剖面上紧密分布，使得粗硅粉的气化效果好，避免出现粗硅粉和纳米硅粉的混合物，所以生产出的纳米硅粉粒径分布均匀，纯度较好，另外增设密封措施，在加热筒外围上设置有绝缘隔热层，安全性高，避免对操作工人带来危害，值得推广。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种纳米硅粉制备的加热装置，包括机架（1）、加热筒（2）、入料口（3）和出粉口（4），所述机架（1）设置在加热筒（2）的两端，所述入料口（3）设置在加热筒（2）上，其特征在于：所述加热筒（2）的一端设有鼓风机（5），所述鼓风机（5）通过支架（6）固定在加热筒（2）内的一端，所述加热筒（2）内的上下两端均设有固定单元（7），所述固定单元（7）为圆筒状，并且所述固定单元（7）内设有等离子喷枪（8），所述等离子喷枪（8）的枪头方向与加热筒（2）的水平轴线方向平行，并且所述等离子喷枪（8）的枪头朝向入料口（3），所述加热筒（2）上设有透明玻璃视镜（9），并且所述加热筒（2）连接有冷却槽（10），所述冷却槽（10）的右侧连接有粉体过滤器（11），所述出粉口（4）设置在冷却槽（10）的下面；

所述固定单元（7）有四个，并且所述固定单元（7）包括支撑梁（701）和固定架体（702），所述支撑梁与加热筒一体化焊接而成，并且长短不一致，设置在靠近入料口（3）所述固定单元（7）支撑梁（701）相对短，设置在靠近出粉口（4）的所述固定单元（7）支撑梁（701）相对长；

在左右相邻的所述等离子喷枪（8）之间还固定安装有横梁（16），所述横梁（16）上设有若干块紊流板（17），且紊流板（17）均通过旋转球（18）呈不定向安装在横梁（16）上；

所述等离子喷枪（8）有四个，分别设置在加热筒（2）的上下两端，两个所述等离子喷枪（8）安装在靠近加热筒（2）上下两端的位置，另外两个所述等离子喷枪（8）安装在加热筒（2）靠近水平轴线的位置（1）。

2.根据权利要求1所述的一种纳米硅粉制备的加热装置，其特征在于：所述固定单元（7）的固定架体（702）底部设有螺栓，所述等离子喷枪（8）设置在固定架体（702）内通过螺栓固定，所述固定单元（7）所在的位置设有抽屉板（12），所述抽屉板（12）与加热筒（2）之间设有密封圈（13）。

3.根据权利要求1所述的一种纳米硅粉制备的加热装置，其特征在于：围绕所述加热筒（2）的外围设有绝缘隔热层（14），并且所述绝缘隔热层（14）在透明玻璃视镜（9）处留有空隔，并且在所述加热筒（2）的横向中心位置设有支撑架（15）。

4.根据权利要求1所述的一种纳米硅粉制备的加热装置，其特征在于：所述等离子喷枪（8）连接信号线（801），所述信号线（801）穿过加热筒（2）连接有信号系统（802），所述信号系统（802）放置在加热筒（2）外，所述信号系统（802）设置等离子喷枪（8）的电流和电压。

5.根据权利要求1所述的一种纳米硅粉制备的加热装置，其特征在于：所述粉体过滤器（11）有若干个，并且在相邻的粉体过滤器（11）之间均设有收集粉管（19），所述相邻的两个收集粉管（19）交汇，并且靠近冷却槽（10）的所述收集粉管（19）与出粉口（4）连接。

Images