CN1657146A - 一种新的混料系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于粉体制备设备范围的可以实现包混工艺产业化的一种新的混料系统。主要由混料部分、喷射部分、老化部分等三部分构成。混料部分主要由超级恒温槽、低温恒温循环器、混料器通过三通阀连接，搅拌器通过混料器盖固定在混料器内，起泥浆制备作用；喷射部分由喷枪通过球阀分别和混料器、压力罐连接组成，起将泥浆喷射到水中的作用；老化部分主要由放在恒温水浴槽内的烧杯及搅拌器构成，主要起到使粘结剂老化，并使其牢固地和骨料结合起来的效果。该混料系统将粘结剂溶液制备、泥浆制备、冷热处理、喷射萃取、老化处理合理的集中到一起，形成了一套系统，为将来实现产业化奠定了基础，具有设备简单、操作方便、成本低等特点。
Description
技术领域
本发明属于粉体制备设备范围，特别涉及在包混工艺的基础上为实现包混工艺产业化的一种新的混料系统。
技术背景
骨料与粘结剂的传统的混料工艺一般有以下三种：干混合、干混捏、湿混捏。
干混合的结果是骨料和粘结剂互相独立存在。干混捏方法是加热使粘结剂塑化，然后进行混捏，其结果是粘结剂不均匀的粘附于骨料的表面。湿混捏是预先将粘结剂溶解于适当的溶剂中，然后与骨料混捏。由于溶剂的存在改善了粘结剂对骨料的浸润性，在溶剂存在时粘结剂在骨料表面可形成完整的膜。但是，溶剂挥发后，粘结剂膜收缩，便成为与干混捏结果相类似的分散状态。
可见，传统的混料方法无法在骨料表面形成一层完整的粘结剂膜。这样在制品成型时，骨料接触处往往没有粘结剂，骨料之间直接接触，摩擦力很大，增大了压制压力，降低了制品的密度；接触点不起桥接作用，降低了制品的强度及其他物理性能；压制压力大也增加了制品的各向异性度和成型成本。增加粘结剂含量可以缓解上述矛盾，但往往形成粘结剂团块，降低了制品的性能。另外混料工艺还直接影响着制品的结构均匀性。在某些场合，人们要求产品气孔结构均匀，而且气孔率及孔径可以自由的控制。因此，上述传统的混料工艺是不能解决这一问题的。
而包混工艺可以使每一个骨料粉末的表面都均匀的包覆上一层粘结剂，这样在随后的成型过程中，每一个骨料都通过粘结剂相互接触，得到充分的润滑，大大的降低了成型压力，降低了各向异性的倾向。用这种工艺制备的材料称之为包混材料。
包混材料的特性源于每一个骨料颗粒的表面都被均匀的包上了一层粘结剂，这样，成型时骨料颗粒之间得到了良好的润滑，每一个接触处都形成有效地连接。因此，包混材料可以在较低的压力(甚至无压)下成型，在相同的密度下可以比常规材料具有更高的强度。其基本特性如下：组织结构均匀，用相同的骨料可以得到各向同性度较好的制品；可以在更大的程度上控制开口孔隙和通孔数量；材料加工性能好，工件表面质量好；耐高温、抗热冲击性好；寿命长。
鉴于包混材料的以上特征，它可以广泛的应用到能源、环保、冶金、化工、航天等领域。为了使这种工艺得到有效地推广，有必要设计一套混料系统来对包混工艺的具体工艺实施过程来进行研究。
发明内容
本发明的目的是提供具有设备简单、操作方便、成本低和适合产业化的一种新的混料系统，其特征在于：该混料系统主要由以下三部分构成：混料部分、喷射部分、老化系统。混料部分由超级恒温槽1、低温恒温循环器2、搅拌器5、混料器6、混料器盖4由输送管道连接构成，其超级恒温槽1、低温恒温循环器2和混料器6之间通过三通阀3另一路联通，搅拌器5穿过混料器盖4固定在混料器6内；喷射部分由喷枪12和压力罐10组成，喷枪12的进料管通过球阀11连接到混料器6底部的出料口，高压咀通过球阀11连接到压力罐10底部的出口，在压力罐10顶部分别固定压力表8、气压调节阀7和水压阀9；老化部分由搅拌器5放在烧杯13内，烧杯13放在恒温水浴14内构成。其中，搅拌器5和混料器6用于实现粘结剂溶液和泥浆的制备，混料器盖4有效地防止溶剂的挥发；超级恒温槽1和低温恒温循环器2为实现对粘结剂溶液和泥浆的冷热处理提供了有效地保证；喷枪12和压力罐10将泥浆充分分散注射到水中，使得溶剂酒精被水萃取，并且使骨料表面均匀的包上一层不溶于水的粘结剂；恒温水浴槽14和搅拌器5使均匀包覆在骨料表面的粘结剂老化，并与骨料牢固的结合起来。
本发明的有益效果包括以下几个方面：
1.该混料系统将粘结剂溶液制备、泥浆制备、冷热处理、喷射萃取、老化处理合理的集中到一起，形成了一套系统，为将来实现产业化奠定了基础，具有设备简单、操作方便、成本低等特点。
2.该混料系统全部采用小型的压力罐、混料器、恒温器以及其他设备，模拟真实的工艺过程，以取得必要的工艺数据。利用该系统可以独立改变冷、热处理温度，搅拌速度，搅拌时间，压力和原料配比等参数来制备性能优异的包混粉体，
附图说明
图1为混料系统结构示意图。
具体实施方式
本发明提供具有设备简单、操作方便、成本低和适合产业化的一种新的混料系统。主要由混料部分、喷射部分和老化部分等三部分构成。其混料部分由超级恒温槽1、低温恒温循环器2、搅拌器5、混料器6、混料器盖4由输送管道连接构成，其超级恒温槽1、低温恒温循环器2和混料器6之间通过三通阀3另一路联通，搅拌器5穿过混料器盖4固定在混料器6内；喷射部分由喷枪12和压力罐10组成，喷枪12的进料管通过球阀11连接到混料器6底部的出料口，高压咀通过球阀11连接到压力罐10底部的出口，在压力罐10顶部分别固定压力表8、气压调节阀7和水压阀9；老化部分由搅拌器5放在烧杯13内，烧杯13放在恒温水浴14内构成。其中，搅拌器5和混料器6用于实现粘结剂溶液和泥浆的制备，混料器盖4有效地防止溶剂的挥发；超级恒温槽1和低温恒温循环器2为实现对粘结剂溶液和泥浆的冷热处理提供了有效地保证；喷枪12和压力罐10将泥浆充分分散注射到水中，使得溶剂酒精被水萃取，并且使骨料表面均匀的包上一层不溶于水的粘结剂；恒温水浴槽14和搅拌器5使均匀包覆在骨料表面的粘结剂老化，并与骨料牢固的结合起来。
采用该混料系统在骨料粉末的表面均匀的包覆上一层粘结剂方法包括以下步骤：
(1)首先把粘结剂溶于溶剂中并在加热条件下不断搅拌，制得粘结剂溶液；
(2)边搅拌边把骨料倒入粘结剂溶液中制得泥浆；
(3)在不断搅拌的同时，对泥浆进行热处理和冷处理一段时间后，把制备好的泥浆材料边搅拌边倒入水中。
(4)溶剂被水萃取，在骨料表面留下一层均匀的粘结剂，得到悬浊液。在不断搅拌的同时，对悬浊液进行热处理，使粘结剂老化；
(5)经沉淀后倒出上清液，干燥即得到所需要的包混粉末。
Claims (1)
1.一种新的混料系统，其特征在于：该混料系统由混料、喷射和老化三部分构成；其混料部分由超级恒温槽(1)、低温恒温循环器(2)、搅拌器(5)、混料器(6)、混料器盖(4)由输送管道连接构成，其超级恒温槽(1)、低温恒温循环器(2)和混料器(6)之间通过三通阀(3)另一路联通，搅拌器(5)穿过混料器盖(4)固定在混料器(6)内；喷射部分由喷枪(12)和压力罐(10)组成，喷枪(12)的进料管通过球阀(11)连接到混料器(6)底部的出料口，高压咀通过球阀(11)连接到压力罐(10)底部的出口，在压力罐(10)顶部分别固定压力表(8)、气压调节阀(7)和水压阀(9)；老化部分由搅拌器(5)放在烧杯(13)内，烧杯(13)放在恒温水浴(14)内构成。
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