CN111889071A - 一种内扩式金属多孔吸附球及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内扩式金属多孔吸附球及其制备工艺，属于吸附球制备领域，通过中空陶瓷外壳与初始成聚拢状的弹性内扩机构相配合，向中空陶瓷外壳内注入金属粉末混合液，固态定位可溶胶囊受热熔解后，由多个弹性多孔金属泡沫条聚拢而成的弹性内扩机构在中空陶瓷外壳内扩张，有利于对金属粉末混合液起到承载作用，提高吸附球机械强度、注塑粘结力度以及扩大其吸附比表面积，并配合填充有活性炭粉末的多个椭形鼓包，一方面有效避免制备完成后形成一个实心的吸附球体，另一方面外通高压气体，气流将椭形鼓包内的活性炭粉末均匀扩散于金属粉末混合液内，有效提高该吸附球的使用效果，且流动的气体易于金属粉末混合液形成多孔结构，增大其通孔率。

Description

一种内扩式金属多孔吸附球及其制备工艺
技术领域
本发明涉及吸附球制备工艺技术领域，更具体地说，涉及一种内扩式金属多孔吸附球及其制备工艺。
背景技术
传统的用于废气、废水过滤的吸附材料多采用多孔陶瓷、陶瓷滤芯为载体，并结合硅藻土、活性炭等天然多孔结构，以去除水、气中的杂质以及大分子有机物。
现有的球型吸附剂的传统制备方法有机模板法、溶胶-凝胶法、共缩聚法等。然而，它们所制备出来的球型吸附剂多为实心球，吸附性能往往较不理想，而具有大比表面积的多孔材料往往具有较强的吸附能力。且众所周知，由于粉末烧结金属多孔材料具有强度高、孔径均匀，易控制，通孔率高、多孔体比表面大等优点，常用于过滤吸附材料。
为此，我们提出一种内扩式金属多孔吸附球及其制备工艺来有效提高现有吸附球的吸附能力。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种内扩式金属多孔吸附球及其制备工艺，通过中空陶瓷外壳与初始成聚拢状的弹性内扩机构相配合，向中空陶瓷外壳内注入金属粉末混合液，固态定位可溶胶囊受热熔解后，由多个弹性多孔金属泡沫条聚拢而成的弹性内扩机构向上反弹扩张，有利于对注入的金属粉末混合液起到承载作用，提高吸附球机械强度、注塑粘结力度以及扩大其吸附比表面积，并配合填充有活性炭粉末的多个椭形鼓包，一方面有效避免制备完成后形成一个实心的吸附球体，另一方面外通高压气体，气流将椭形鼓包内的活性炭粉末均匀扩散于金属粉末混合液内，有效提高该吸附球的使用效果，且流动的气体易于金属粉末混合液形成多孔结构，增大其通孔率。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种内扩式金属多孔吸附球，包括中空陶瓷外壳，所述中空陶瓷外壳的顶端开设有椭形限位口，所述椭形限位口处套设有椭形注塑嘴，所述椭形注塑嘴的顶端一侧开设有上注塑口，所述椭形注塑嘴的底端两侧均开设有与中空陶瓷外壳内部相连通的下注塑口，所述上注塑口与外接注塑枪相连接，所述椭形注塑嘴内注塑填充有金属粉末混合液，所述中空陶瓷外壳内贯穿安装有进气管，所述进气管的底端贯穿椭形注塑嘴的底部并延伸至中空陶瓷外壳内，所述进气管位于中空陶瓷外壳内的侧壁上从上至下固定连接有多个椭形鼓包，多个所述椭形鼓包的上下端均与进气管内部相连通，所述椭形鼓包内填充有活性炭粉末，所述椭形鼓包的侧壁上分布有多个喷射口，每个所述椭形鼓包的外侧包覆有弹性内扩机构，所述弹性内扩机构包括顶端固定连接于进气管外侧壁上的多个弹性多孔金属泡沫条，多个所述弹性多孔金属泡沫条的底端通过固态定位可溶胶囊固定连接于进气管上，多个所述弹性多孔金属泡沫条两两之间相衔接设置。
进一步的，所述椭形鼓包为位于弹性内扩机构内的中空金属壳体，所述中空金属壳体的外侧壁上分布有金属倒刺，椭形鼓包用于活性炭粉末的填充，椭形鼓包的顶端开设有用于活性炭粉末填充的填充口，在椭形鼓包上设置金属倒刺，有利于注塑至中空陶瓷外壳内的金属粉末混合液能够很好的与椭形鼓包的外壁粘结。
进一步的，多个所述弹性多孔金属泡沫条均为梭形结构，且弹性多孔金属泡沫条由金属多孔材料制成，多个弹性多孔金属泡沫条上下聚拢后形成一个中空的梭形结构，在其底端分散后，多个弹性多孔金属泡沫条向上反弹复位进行扩张，有利于对注入至中空陶瓷外壳内的金属粉末混合液起到承载制成的作用，有效提高其整体的机械强度以及注塑粘结力度。
进一步的，所述弹性多孔金属泡沫条的内侧壁上分布有多个碳纤维条，多个所述碳纤维条的底端连接有配重珠，分布的多个碳纤维条与弹性多孔金属泡沫条的配合，其不仅对金属粉末混合液的填充起到承托作用，其本身就具有一定的吸附能力，而碳纤维条的长度可根据实际需要进行设定。
进一步的，所述金属粉末混合液由质量分数比为2:1:0.5:3的金属粉末、硅藻土、粘结剂、水混合配置而成。
一种内扩式金属多孔吸附球的制备工艺，包括以下步骤：
S1、将中空陶瓷外壳放置于与其形状结构一致的模具内，再将带有多个弹性内扩机构的椭形注塑嘴套设于中空陶瓷外壳内，椭形注塑嘴套设于中空陶瓷外壳上的椭形限位口处；
S2、对模具进行预热，通过外接注塑枪向椭形注塑嘴处注入金属粉末混合液,金属粉末混合液随两个下注塑口导入至中空陶瓷外壳内，与此同时，由于模具的温度逐渐升高，达到一定的温度值时，用于定位多个弹性多孔金属泡沫条的固态定位可溶胶囊熔解掉，多个弹性多孔金属泡沫条在其原有的弹性作用下向上反弹复位，扩张分散嵌设于注入的金属粉末混合液内；
S3、将进气管外接高压进气枪，通过进气管向多个椭形鼓包内导入高压气体，气体的高压流动使得椭形鼓包内的活性炭粉末向外扩散并均匀分布于金属粉末混合液内。
进一步的，所述模具包括左右两个对称滑动设置的半模具组成，两个所述半模具的内侧均安装有加热片，设置成左右开模，便于将中空陶瓷外壳放置于模具内。
进一步的，两个所述半模具的相对一侧均开设有与中空陶瓷外壳相匹配的型腔，所述型腔内壁均涂覆有防粘薄膜，在金属粉末混合液填充注塑于中空陶瓷外壳内后，由于中空陶瓷外壳具有一定的孔隙，故而金属粉末混合液也会在一定程度上充溢于中空陶瓷外壳的孔隙内，设置防粘薄膜，在冷却降温后，易于脱模。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案通过中空陶瓷外壳与未加热状态下成聚拢状的弹性内扩机构相配合，以便于将弹性内扩机构放置于中空陶瓷外壳内，模具预热，配合其独特的制备工艺，通过椭形注塑嘴向中空陶瓷外壳内注入金属粉末混合液，固态定位可溶胶囊受热熔解后，多个弹性多孔金属泡沫条不再聚拢而在中空陶瓷外壳内扩张，有利于对注入至中空陶瓷外壳内的金属粉末混合液起到承载的作用，有效提高其整体的机械强度、注塑粘结力度以及扩大其吸附比表面积，配合填充有活性炭粉末的多个椭形鼓包，一方面有效避免在注塑完成后形成一个实心的吸附球体，另一方面外通高压气体后，气流将椭形鼓包内的活性炭粉末均匀扩散于金属粉末混合液内，有效提高该吸附球的使用效果，且流动的气体易于金属粉末混合液形成多孔结构，增大其通孔率。
(2)椭形鼓包为位于弹性内扩机构内的中空金属壳体，中空金属壳体的外侧壁上分布有金属倒刺，椭形鼓包用于活性炭粉末的填充，椭形鼓包的顶端开设有用于活性炭粉末填充的填充口，在椭形鼓包上设置金属倒刺，有利于注塑至中空陶瓷外壳内的金属粉末混合液能够很好的与椭形鼓包的外壁粘结。
(3)弹性多孔金属泡沫条的内侧壁上分布有多个碳纤维条，多个碳纤维条的底端连接有配重珠，分布的多个碳纤维条与弹性多孔金属泡沫条的配合，其不仅对金属粉末混合液的填充起到承托作用，其本身就具有一定的吸附能力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明模具处的结构示意图；
图3为本发明的椭形鼓包与弹性内扩机构结合处的内剖图；
图4为本发明的弹性多孔金属泡沫条处的立体图；
图5为本发明制备完成后的的结构示意图。
图中标号说明：
1中空陶瓷外壳、2椭形注塑嘴、201上注塑口、201下注塑口、3进气管、4椭形鼓包、401喷射口、5弹性多孔金属泡沫条、501碳纤维条、6固态定位可溶胶囊、7金属粉末混合液、8活性炭粉末。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-3，一种内扩式金属多孔吸附球，包括中空陶瓷外壳1，中空陶瓷外壳1的顶端开设有椭形限位口，椭形限位口处套设有椭形注塑嘴2，椭形注塑嘴2的顶端一侧开设有上注塑口201，椭形注塑嘴2的底端两侧均开设有与中空陶瓷外壳1内部相连通的下注塑口202，上注塑口201与外接注塑枪相连接，椭形注塑嘴2内注塑填充有金属粉末混合液7，金属粉末混合液7由质量分数比为2:1:0.5:3的金属粉末、硅藻土、粘结剂、水混合配置而成，通过椭形注塑嘴2与外接注塑枪的配合，将金属粉末混合液7注塑于中空陶瓷外壳1内，金属粉末混合液7具有强度高、孔径均匀，易控制，通孔率高等特点，可作为高吸附率的吸附材料。
请参阅图1和图3，中空陶瓷外壳1内贯穿安装有进气管3，进气管3与外接高压进气枪相连接，进气管3的底端贯穿椭形注塑嘴2的底部并延伸至中空陶瓷外壳1内，进气管3位于中空陶瓷外壳1内的侧壁上从上至下固定连接有多个椭形鼓包4，多个椭形鼓包4的上下端均与进气管3内部相连通，椭形鼓包4内填充有活性炭粉末8，椭形鼓包4的侧壁上分布有多个喷射口401，在金属粉末混合液7注塑的同时，当多个弹性多孔金属泡沫条5向上扩张后，通过外接高压进气枪向进气管3内注入气体，气流将填充于椭形鼓包4内的活性炭粉末8均匀扩散于金属粉末混合液7内，有效提高该吸附球的吸附使用效果，另一方面，流动的气体易于在金属粉末混合液7内形成多孔结构，增大其通孔率。
椭形鼓包4为位于弹性内扩机构内的中空金属壳体，中空金属壳体的外侧壁上分布有金属倒刺，椭形鼓包4用于活性炭粉末8的填充，椭形鼓包4的顶端开设有用于活性炭粉末8填充的填充口，在椭形鼓包4上设置金属倒刺，有利于注塑至中空陶瓷外壳1内的金属粉末混合液7能够很好的与椭形鼓包4的外壁粘结，且多个中空结构的椭形鼓包4的设置，一方面有效避免中空陶瓷外壳1在注塑完成后形成一个实心的吸附球体。
请参阅图3，每个椭形鼓包4的外侧包覆有弹性内扩机构，弹性内扩机构包括顶端固定连接于进气管3外侧壁上的多个弹性多孔金属泡沫条5，多个弹性多孔金属泡沫条5的底端通过固态定位可溶胶囊6固定连接于进气管3上，多个弹性多孔金属泡沫条5两两之间相衔接设置。
请参阅图3-5，具体的，多个弹性多孔金属泡沫条5均为梭形结构，且弹性多孔金属泡沫条5由金属多孔材料制成，多个弹性多孔金属泡沫条5上下聚拢后形成一个中空的梭形结构，在其底端分散后，多个弹性多孔金属泡沫条5向上反弹复位进行扩张，有利于对注入至中空陶瓷外壳1内的金属粉末混合液7起到承载制成的作用，有效提高其整体的机械强度以及注塑粘结力度，且弹性多孔金属泡沫条5的内侧壁上分布有多个碳纤维条501，多个碳纤维条501的底端连接有配重珠，分布的多个碳纤维条501与弹性多孔金属泡沫条5的配合，其不仅对金属粉末混合液7的填充起到承托作用，其本身就具有一定的吸附能力，扩大其吸附比表面积，而碳纤维条501的长度可根据实际需要进行设定。
一种内扩式金属多孔吸附球的制备工艺，包括以下步骤：
S1、将中空陶瓷外壳1放置于与其形状结构一致的模具内，再将带有多个弹性内扩机构的椭形注塑嘴2套设于中空陶瓷外壳1内，椭形注塑嘴2套设于中空陶瓷外壳1上的椭形限位口处；
S2、对模具进行预热，通过外接注塑枪向椭形注塑嘴2处注入金属粉末混合液7,金属粉末混合液7随两个下注塑口202导入至中空陶瓷外壳1内，与此同时，由于模具的温度逐渐升高，达到一定的温度值时，用于定位多个弹性多孔金属泡沫条5的固态定位可溶胶囊6熔解掉，多个弹性多孔金属泡沫条5在其原有的弹性作用下向上反弹复位，扩张分散嵌设于注入的金属粉末混合液7内；
S3、将进气管3外接高压进气枪，通过进气管3向多个椭形鼓包4内导入高压气体，气体的高压流动使得椭形鼓包4内的活性炭粉末8向外扩散并均匀分布于金属粉末混合液7内。
请参阅图2，需要说明的是，模具包括左右两个对称滑动设置的半模具组成，两个半模具的内侧均安装有加热片，设置成左右开模，便于将中空陶瓷外壳1放置于模具内，两个半模具的相对一侧均开设有与中空陶瓷外壳1相匹配的型腔，型腔内壁均涂覆有防粘薄膜，在金属粉末混合液7填充注塑于中空陶瓷外壳1内后，由于中空陶瓷外壳1具有一定的孔隙，故而金属粉末混合液7也会在一定程度上充溢于中空陶瓷外壳1的孔隙内，设置防粘薄膜，在冷却降温后，易于脱模。。
本发明中的所采用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种内扩式金属多孔吸附球，包括中空陶瓷外壳(1)，其特征在于：所述中空陶瓷外壳(1)的顶端开设有椭形限位口，所述椭形限位口处套设有椭形注塑嘴(2)，所述椭形注塑嘴(2)的顶端一侧开设有上注塑口(201)，所述椭形注塑嘴(2)的底端两侧均开设有与中空陶瓷外壳(1)内部相连通的下注塑口(202)，所述上注塑口(201)与外接注塑枪相连接，所述椭形注塑嘴(2)内注塑填充有金属粉末混合液(7)；
所述中空陶瓷外壳(1)内贯穿安装有进气管(3)，所述进气管(3)的底端贯穿椭形注塑嘴(2)的底部并延伸至中空陶瓷外壳(1)内，所述进气管(3)位于中空陶瓷外壳(1)内的侧壁上从上至下固定连接有多个椭形鼓包(4)，多个所述椭形鼓包(4)的上下端均与进气管(3)内部相连通，所述椭形鼓包(4)内填充有活性炭粉末(8)，所述椭形鼓包(4)的侧壁上分布有多个喷射口(401)，每个所述椭形鼓包(4)的外侧包覆有弹性内扩机构，所述弹性内扩机构包括顶端固定连接于进气管(3)外侧壁上的多个弹性多孔金属泡沫条(5)，多个所述弹性多孔金属泡沫条(5)的底端通过固态定位可溶胶囊(6)固定连接于进气管(3)上，多个所述弹性多孔金属泡沫条(5)两两之间相衔接设置。
2.根据权利要求1所述的一种内扩式金属多孔吸附球，其特征在于：所述椭形鼓包(4)为位于弹性内扩机构内的中空金属壳体，所述中空金属壳体的外侧壁上分布有金属倒刺。
3.根据权利要求1所述的一种内扩式金属多孔吸附球，其特征在于：多个所述弹性多孔金属泡沫条(5)均为梭形结构，且弹性多孔金属泡沫条(5)由金属多孔材料制成。
4.根据权利要求3所述的一种内扩式金属多孔吸附球，其特征在于：所述弹性多孔金属泡沫条(5)的内侧壁上分布有多个碳纤维条(501)，多个所述碳纤维条(501)的底端连接有配重珠。
5.根据权利要求1所述的一种内扩式金属多孔吸附球，其特征在于：所述金属粉末混合液(7)由质量分数比为2:1:0.5:3的金属粉末、硅藻土、粘结剂、水混合配置而成。
6.根据权利要求1-5任意所述的一种内扩式金属多孔吸附球的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将中空陶瓷外壳(1)放置于与其形状结构一致的模具内，再将带有多个弹性内扩机构的椭形注塑嘴(2)套设于中空陶瓷外壳(1)内，椭形注塑嘴(2)套设于中空陶瓷外壳(1)上的椭形限位口处；
S2、对模具进行预热，通过外接注塑枪向椭形注塑嘴(2)处注入金属粉末混合液(7),金属粉末混合液(7)随两个下注塑口(202)导入至中空陶瓷外壳(1)内，与此同时，由于模具的温度逐渐升高，达到一定的温度值时，用于定位多个弹性多孔金属泡沫条(5)的固态定位可溶胶囊(6)熔解掉，多个弹性多孔金属泡沫条(5)在其原有的弹性作用下向上反弹复位，扩张分散嵌设于注入的金属粉末混合液(7)内；
S3、将进气管(3)外接高压进气枪，通过进气管(3)向多个椭形鼓包(4)内导入高压气体，气体的高压流动使得椭形鼓包(4)内的活性炭粉末(8)向外扩散并均匀分布于金属粉末混合液(7)内。
7.根据权利要求6所述的一种内扩式金属多孔吸附球的制备工艺，其特征在于：所述模具包括左右两个对称滑动设置的半模具组成，两个所述半模具的内侧均安装有加热片。
8.根据权利要求7所述的一种内扩式金属多孔吸附球的制备工艺，其特征在于：两个所述半模具的相对一侧均开设有与中空陶瓷外壳(1)相匹配的型腔，所述型腔内壁均涂覆有防粘薄膜。
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