CN204772890U - 陶瓷超微珠坯体的微喷成型装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种陶瓷超微珠的微喷成型装置，包括真空储料输送部件、注射式喷头、搅拌器、成球池、固化池、坯体收集部件；真空储料输送部件通过输料管与注射式喷头相连，注射式喷头将无气泡、流动性好的陶瓷浆料喷射成流态微粒，流态微粒在成球池形成球形，球形流态微粒进入固化池而形成陶瓷超微珠坯体；通过固化池的出料口将陶瓷超微珠坯体和溶剂油的混合物移至收集罐，其混合物经筛网抽滤出溶剂油而获得陶瓷微珠坯体。本实用新型结构简单，成本低廉，可连续、大批量的生产直径0.1～1.0mm陶瓷超微珠，其成球尺寸波动范围小、圆度高。

Description

陶瓷超微珠坯体的微喷成型装置

技术领域

本实用新型涉及新型陶瓷成型技术领域，尤其是一种陶瓷超微珠坯体的微喷成型装置。

背景技术

陶瓷微珠是指直径为毫米级别的球体或近似球体的致密或多孔陶瓷。分散性好的毫米级别陶瓷微珠在核反应堆、复合材料、催化、分离提纯、研磨等方面有着广泛的应用。由于陶瓷微珠的直径小，其坯体难于成型。目前，制备陶瓷珠成型方法有机械压制法、粒化-滚动法、挤压-滚动法、熔融法和溶胶凝胶法等，已公布的中国专利有201310266853.5、CN201210392799.4、CN201210231408.0)，主要是通过机械力(如挤压、摩擦、碰撞等作用力)或表面/界面张力等作用力成球。虽然上述方法能够制备出满足部分应用需求的陶瓷微珠，但在制备尺寸精准、致密度高的陶瓷微珠时，尤其是直径1毫米以下的陶瓷超微珠，上述成型方法还存在设备与工艺复杂、成球圆度不够、尺寸精度差、致密度不高等不足等。因此，迫切需要用新工艺制备出尺寸精准、致密度高、圆度高的陶瓷微珠。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种尺寸精准、圆度高的陶瓷超微珠坯体的微喷成型装置。

一种陶瓷超微珠坯体的微喷成型装置，其包括真空储料输送部件、注射式喷头、搅拌器、成球池、固化池、坯体收集部件；

真空储料输送部件设置高于注射式喷头，真空储料输送部件用于加热储料仓以及其中成形原料，使成形原料保持熔融态形成陶瓷浆料，并将陶瓷浆料送入注射式喷头；

注射式喷头设置在成球池上方，注射式喷头通过步进式电机控制柱塞的行程和频率，将陶瓷浆料喷射成颗粒；

成球池设置在注射式喷头下方，通过加热器控制溶剂油的温度，使颗粒保持流态，在表面张力的作用下提高微粒的成球性；

搅拌器设置在成球池上端，用于向上搅拌溶剂油以增大微粒在溶剂油中的悬浮力，提高微粒在溶剂油中的圆度；

固化池设置在成球池下方，流态微粒进入固化池后降温凝固，形成陶瓷超微珠坯体；

固化池下端设出料阀，将陶瓷超微珠坯体和溶剂油的混合物移至收集罐，其混合物经筛网抽滤出溶剂油而获得陶瓷微珠坯体。

在本实用新型所述的陶瓷超微珠坯体的微喷成型装置中，真空储料输送部件包括储料仓、第一加热器和输送管；第一加热器设置在真空储料仓周沿；输送管与注射式喷头相连。

在本实用新型所述的陶瓷超微珠坯体的微喷成型装置中，注射式喷头包括柱塞、步进式电机、电热套、料筒和喷嘴；柱塞、步进式电机、料筒、喷嘴从上至下连接；电热套设置在料筒内壁。

在本实用新型所述的陶瓷超微珠坯体的微喷成型装置中，成球池包括进油阀、成球仓、第二加热器和出料口；第二加热器设置在成球仓外壁；出料口与固化池相连；进油阀设置在成球仓外壁一侧。

在本实用新型所述的陶瓷超微珠坯体的微喷成型装置中，固化池包括固化仓、冷却器和出料阀；冷却器设置在固化仓外壁；出料阀与坯体收集部件相连。

在本实用新型所述的陶瓷超微珠坯体的微喷成型装置中，坯体收集部件包括坯体收集仓、过滤网和出油阀；出油阀设置在坯体收集仓底部一侧；过滤网设置在坯体收集仓与出油阀之间。

本实用新型的工作原理为：真空储料输送部件将成形原料加热和抽真空处理，使成为流动性好、无气泡的陶瓷浆料，并将陶瓷浆料送入注射式喷头；电热套将材筒内陶瓷浆料加热，使陶瓷浆料保持良好的流动性能，注射式喷头将陶瓷浆料喷射成流态微粒，通过喷嘴的孔径来调节流态微粒的大小；流态微粒在热溶剂油中通过表面张力作用下成球；搅拌器增加溶剂油对流态微粒的悬浮作用；成球性良好的流态微粒进入固化池后快速凝固成为陶瓷超微珠坯体；将陶瓷超微珠坯体和溶剂油的混合物移至收集罐，其混合物经筛网抽滤出溶剂油而获得陶瓷微珠坯体。

本实用新型装置能有效实现陶瓷超微珠坯体的尺寸精准控制，成球池中流态微粒在表面张力作用和溶剂油的悬浮作用下使流态微粒成球，而快速冷却实现球形流态微粒固化成陶瓷超微珠坯体，可显著提高陶瓷超微珠坯体的成球率和圆度，缩短生产周期，生产成本低。

附图说明

图1是本实用新型实施例的陶瓷超微珠坯体的微喷成型装置结构示意图；

1-真空储料输送部件；11-储料仓；12-第一加热器；13-输送管；2-注射式喷头；21-柱塞；22-步进式电机；23-电热套；24-料筒；25-喷嘴；3-搅拌器；4-成球池；41-进油阀；42-成球仓；43-第二加热器；44-出料口；5-固化池；51-固化仓；52-冷却器；53-出料阀；6-坯体收集部件；61-坯体收集仓；62-过滤网；63-出油阀；7-支撑架。

具体实施方式

如图1，在本实用新型实施例的一种陶瓷超微珠坯体的微喷成型装置中，其包括储料输送部件1、注射式喷头2、搅拌器3、成球池4、固化池5、坯体收集部件6。

真空储料输送部件1设置高于注射式喷头2，真空储料输送部件1用于使成形原料成为流动性好、无气泡的陶瓷浆料，并将陶瓷浆料送入注射式喷头2。

真空储料输送部件1包括真空储料仓11、第一加热器12和输送管13；第一加热器12设置在真空储料仓11周沿；输送管13与注射式喷头2相连。第一加热器12用于加热真空储料仓11以及其中的成形原料，使成形原料保持熔融态成为流动性好的陶瓷浆料；真空储料仓11对陶瓷浆料抽真空排除气泡；输送管13可以将陶瓷浆料送入注射式喷头2。

可选地，第一加热器12可以是电阻加热器，也可以是其他加热器。

注射式喷头2设置在成球池4上方，注射式喷头2包括柱塞21、步进式电机22、电热套23、料筒24和喷嘴25；柱塞21、步进式电机22、料筒24、喷嘴25从上至下连接；电热套23设置在料筒24内壁。注射式喷头2通过柱塞21将陶瓷浆料喷射出喷嘴25，柱塞21由步进式电机22控制其行程和频率；电热套23用于加热料筒24以及陶瓷浆料，使陶瓷浆料保持流态，并调节陶瓷浆料的粘度，以便通过喷嘴25流出；注射式喷头2下端设喷嘴25，陶瓷浆料经喷嘴25喷射形成流态微粒，流态微粒的大小由喷嘴25的孔径来调节。

可选地，喷嘴25为不锈钢材料，其孔径为0.2～2.0mm。

搅拌器3设置在成球池4上端，用于搅拌成球池4中溶剂油，增大微粒在溶剂油中的悬浮力，促使提高溶剂油中微粒的圆度。

成球池4设置在注射式喷头2下方，成球池4包括进油阀41、成球仓42、第二加热器43和出料口44；第二加热器43设置在成球仓42外壁；出料口44与固化池5相连；进油阀41设置在成球仓42外壁一侧；溶剂油由进油阀41加入，第二加热器43用于加热成球仓42中溶剂油，使喷射的微粒在成球仓42中处于流态，在表面张力的作用下提高流态微粒的成球性，成球池4下端设出料口44，成球性好的流态微粒由出料口44进入固化池5。

可选地，第二加热器43可以使电阻加热器，也可以是其他加热器。

可选地，成球仓42为不锈钢材料。

可选地，成球池4中的溶剂油可以是甘油或耐高温油，也可以是其它溶剂油。

固化池5设置在成球池4下方，固化池5四周设冷却器52，冷却器52用于降低固化仓51中溶剂油的温度，使成球仓42进入的流态微粒快速固化成为陶瓷超微珠坯体，固化池5下端设出料阀53，陶瓷超微珠坯体通过出料阀53移至坯体收集部件6。

可选地，冷却器52可以是水冷却器。

可选地，固化仓51为不锈钢材料。

坯体收集部件6固定在固化池5下部，用于收集陶瓷超微珠坯体。

可选地，坯体收集部件6包括坯体收集仓61、过滤网62和出油阀63。

坯体收集部件6下端设过滤网61和出油阀63，通过过滤网62抽滤可将陶瓷超微珠坯体和溶剂油分离。

可选地，陶瓷超微珠坯体的微喷成型装置还可以包括支撑架7，支撑架7与成球池4上部固定相连，支撑架7也与储料输送部件1、注射式喷头2和搅拌器3相连接。

本实用新型实施例的工作时：真空储料输送部件1通过输送管13将陶瓷浆料输送进入注射式喷头2，其中，所用陶瓷浆料的粘度控制在1000～5000mPa.s，陶瓷粉料的颗粒粒径控制在0.2～1.0μm；陶瓷浆料受注射式喷头2控制喷射形成流态微粒，其中，电热套23将料筒24中陶瓷浆料加热至(50～150℃)保持低粘度和较好的流动性，喷嘴25的孔径可以为0.2～2.0mm；搅拌器4搅拌成球池中溶剂油，增加对流态微粒的悬浮作用；通过第二加热器43控制成球池4中溶剂油的温度(50～150℃)，使喷射的微粒在成球仓42中继续保持流动状态，在表面张力的作用下提高微粒的成球性；成球池4中流态微粒进入固化池5后快速冷却固化，其中，固化仓51内溶剂油的温度控制在10～30℃；让陶瓷超微珠坯体进入坯体收集部件7；在滤网的作用下，将陶瓷超微珠坯体和溶剂油分离，最终获得陶瓷超微珠坯体。该实用新型装置可依据陶瓷浆料的物理化学特性，选择料筒24、成球仓42和固化仓51的合适温度，根据陶瓷超微珠的直径要求选用合适孔径的喷嘴25。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种陶瓷超微珠坯体的微喷成型装置，其特征在于，其包括真空储料输送部件、注射式喷头、搅拌器、成球池、固化池、坯体收集部件；

真空储料输送部件设置高于注射式喷头，真空储料输送部件用于加热储料仓以及其中成形原料，使成形原料保持熔融态形成陶瓷浆料，并将陶瓷浆料送入注射式喷头；

注射式喷头设置在成球池上方，注射式喷头通过步进式电机控制柱塞的行程和频率，将陶瓷浆料喷射成颗粒；

成球池设置在注射式喷头下方，通过加热器控制溶剂油的温度，使颗粒保持流态，在表面张力的作用下提高微粒的成球性；

搅拌器设置在成球池上端，用于向上搅拌溶剂油以增大微粒在溶剂油中的悬浮力，提高微粒在溶剂油中的圆度；

固化池设置在成球池下方，流态微粒进入固化池后降温凝固，形成陶瓷超微珠坯体；

固化池下端设出料阀，将陶瓷超微珠坯体和溶剂油的混合物移至收集罐，其混合物经筛网抽滤出溶剂油而获得陶瓷微珠坯体。

2.如权利要求1所述的陶瓷超微珠坯体的微喷成型装置，其特征在于，真空储料输送部件包括储料仓、第一加热器和输送管；第一加热器设置在真空储料仓周沿；输送管与注射式喷头相连。

3.如权利要求1所述的陶瓷超微珠坯体的微喷成型装置，其特征在于，注射式喷头包括柱塞、步进式电机、电热套、料筒和喷嘴；柱塞、步进式电机、料筒、喷嘴从上至下连接；电热套设置在料筒内壁。

4.如权利要求3所述的陶瓷超微珠坯体的微喷成型装置，其特征在于，成球池包括进油阀、成球仓、第二加热器和出料口；第二加热器设置在成球仓外壁；出料口与固化池相连；进油阀设置在成球仓外壁一侧。

5.如权利要求1所述的陶瓷超微珠坯体的微喷成型装置，其特征在于，固化池包括固化仓、冷却器和出料阀；冷却器设置在固化仓外壁；出料阀与坯体收集部件相连。

6.如权利要求1所述的陶瓷超微珠坯体的微喷成型装置，其特征在于，坯体收集部件包括坯体收集仓、过滤网和出油阀；出油阀设置在坯体收集仓底部一侧；过滤网设置在坯体收集仓与出油阀之间。