CN207756106U - 一种用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜，包括底座、顶板、加料机构、注水管、釜盖、釜体、控制器、出料管、升降机构、两个支柱和至少两个支脚，釜体内设有反应池和至少两个加热机构，加热机构包括红外灯管、框架、连杆、第一电机、两个固定杆、驱动轮和固定轴，加料机构包括料斗、料盒和料管，料盒内设有控料块、线圈、磁铁、控制组件和两个弹簧，该用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜通过加料机构实现了往反应池中添加定量的反应药剂，防止药剂不足或过量，不仅如此，通过加热机构使红外灯管来回摆动，从不同的方向进行热辐射，保证反应池内的水溶液受热均匀，从而有利于纳米材料的制备和生产。

Description

一种用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜

技术领域

本实用新型涉及新材料生产设备领域，特别涉及一种用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜。

背景技术

纳米材料作为一种新型材料，是指在三维空间中至少有一处处于纳米尺寸(0.1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10-100个原子紧密排列在一起的尺度，目前纳米材料的制备方法主要有气相法、液相法和固相法，其中液相法又分为溶胶凝胶法、沉淀法、水热法和微乳液法这四种方式，而水热法具有能够克服某些高温制备不可避免的硬团聚、粉末细、纯度高、分散性好、分布窄、晶型好、形状可控和有利于环境净化等优势，因此受到人们的认可和推广。

水热法主要是指在一定的温度和压力下，以高压釜里的高温高压反应环境中的水作为反应介质，使物质在溶液中进行反应的一种无机制备方法。在水热条件下，水可以作为一种化学组分起作用并参加反应，既是溶剂又是矿化剂，同时还可以作为压力传递介质。但是现有的高压釜主要通过电加热炉加热釜体内的水溶液，而加热过程中，电加热炉的位置固定不变，导致对水溶液的加热位置固定，水溶液仅仅依靠流动来实现热量传递，导致水溶液各处受热不均匀，影响高压釜内的反应，不仅如此，现有的高压釜在添加反应药剂时未能实现精准的定量控制，药剂添加过多，容易导致原材料的浪费，药剂添加过少，则会造成纳米材料的产量下降，进而导致现有的高压釜实用性降低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜，包括底座、顶板、加料机构、注水管、釜盖、釜体、控制器、出料管、升降机构、两个支柱和至少两个支脚，两个支柱分别固定在底座的两端，所述顶板架设在两个支柱上，所述支脚周向均匀分布在釜体的下方，所述釜体通过支脚固定在底座的上方，所述釜盖设置在釜体的上方，所述升降机构设置在顶板的下方，所述升降机构与釜盖传动连接，所述加料机构设置在升降机构的一侧，所述注水管设置在升降机构的另一侧，所述注水管内设有第一阀门，所述出料管设置在釜体的底端，所述出料管内设有第二阀门，所述控制器固定在其中一个支柱上；

所述釜体内设有反应池和至少两个加热机构，所述加热机构周向均匀分布在反应池的外周，所述加热机构包括红外灯管、框架、连杆、第一电机、两个固定杆、驱动轮和固定轴，两个固定杆分别设置在第一电机的两侧，所述第一电机通过固定杆与釜体的内壁固定连接，所述第一电机与驱动轮传动连接，所述固定轴固定在驱动轮的远离圆心处，所述固定轴设置在框架内，所述连杆的一端与釜体的内壁铰接，所述连杆的另一端与框架的一端固定连接，所述红外灯管固定在框架的另一端；

所述加料机构包括料斗、料盒和料管，所述料盒固定在釜盖的上方，所述料盒的靠近升降机构的一侧的内壁上设有通孔，所述料管的一端通过通孔与料盒连通，所述料管的另一端与反应池连通，所述料斗固定在料盒的上方，所述料斗与料盒连通；

所述料盒内设有控料块、线圈、磁铁、控制组件和两个弹簧，两个弹簧分别设置在控料块的下方的两侧，所述控料块通过弹簧与料盒的底部固定连接，所述线圈设置在控料块内，所述磁铁固定在料盒的底端，所述控制组件设置在料块的上方。

作为优选，为了方便药剂通过料盒的通孔处进入料管中，所述控料块的竖向截面的形状为直角梯形，所述直角梯形截面的两个底边分别抵靠料盒的两侧的内壁，所述直角梯形截面的位于下方的腰水平设置，所述直角梯形截面的位于上方的腰倾斜向下设置。

作为优选，为了实现药剂的自动添加，所述控料组件包括斜板、堵块和支杆，所述斜板位于控料块的上方，所述斜板倾斜设置，所述斜板固定在料盒的靠近升降机构的一侧的内壁上，所述堵块通过支杆固定在控料块的上方，所述堵块位于斜板的远离升降机构的一端的上方。

作为优选，为了通过控制控料块的升降次数实现药剂的定量控制，所述控料块的下方设有竖杆和计数器，所述计数器通过竖杆固定在竖杆的下方。

作为优选，为了实现釜盖的升降，所述升降机构包括第二电机、第二驱动轴和套管，所述第二电机固定在顶板的下方，所述第二电机与第二驱动轴传动连接，所述第二驱动轴的外周设有外螺纹，所述套管套设在第二驱动轴上，所述套管内设有内螺纹，所述套管内的内螺纹与第二驱动轴上的外螺纹相匹配，所述套管固定在釜盖的上方。

作为优选，为了保证釜盖平稳地升降，所述升降机构还包括固定环和两个吊杆，两个吊杆分别设置在固定环的两侧，所述固定环通过吊杆固定在顶板的下方，所述固定环套设在套管上。

作为优选，为了保证第二电机的驱动力，所述第二电机为直流伺服电机。

作为优选，为了便于添加药剂和水溶液，所述注水管的形状和料斗的形状均为喇叭形。

作为优选，为了便于操作，所述控制器上设有显示屏、扬声器和若干控制按键。

作为优选，为了便于遥控通讯，所述控制器内设有蓝牙。

本实用新型的有益效果是，该用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜通过加料机构实现了往反应池中添加定量的反应药剂，防止药剂不足或过量，与传统的进料机构相比，该进料机构结构简单，功能可靠，不仅如此，通过加热机构使红外灯管来回摆动，从不同的方向进行热辐射，保证反应池内的水溶液受热均匀，从而有利于纳米材料的制备和生产，与传统的加热机构相比，该加热机构利用红外线进行加热，热效率高、功率密度大且升温迅速，从而使设备的实用性得到了提高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜的结构示意图；

图2是本实用新型的用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜的釜体的俯视图；

图3是本实用新型的用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜的加热机构的结构示意图；

图4是本实用新型的用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜的进料机构的结构示意图；

图5是本实用新型的用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜的升降机构的结构示意图；

图中：1.底座，2.顶板，3.注水管，4.釜盖，5.釜体，6.控制器，7.出料管，8.支柱，9.支脚，10.第一阀门，11.第二阀门，12.反应池，13.红外灯管，14.框架，15.连杆，16.第一电机，17.固定杆，18.驱动轮，19.固定轴，20.料斗，21.料盒，22.料管，23.通孔，24.控料块，25.线圈，26.磁铁，27.弹簧，28.斜板，29.堵块，30.支杆，31.竖杆，32.计数器，33.第二电机，34.第二驱动轴，35.套管，36.固定环，37.吊杆，38.显示屏，39.扬声器，40.控制按键。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，一种用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜，包括底座1、顶板2、加料机构、注水管3、釜盖4、釜体5、控制器6、出料管7、升降机构、两个支柱8和至少两个支脚9，两个支柱8分别固定在底座1的两端，所述顶板2架设在两个支柱8上，所述支脚9周向均匀分布在釜体5的下方，所述釜体5通过支脚9固定在底座1的上方，所述釜盖4设置在釜体5的上方，所述升降机构设置在顶板2的下方，所述升降机构与釜盖4传动连接，所述加料机构设置在升降机构的一侧，所述注水管3设置在升降机构的另一侧，所述注水管3内设有第一阀门10，所述出料管7设置在釜体5的底端，所述出料管7内设有第二阀门11，所述控制器6固定在其中一个支柱8上；

该反应釜中，通过支脚9支撑釜体5，固定釜体5的高度位置，利用支柱8固定顶板2的位置，从而便于固定升降机构的高度位置，通过升降机构可控制釜盖4的升降，便于观察釜体5内部，在釜盖4上方的一侧，通过加料机构实现药剂用量的精准添加，在釜盖4上方的另一侧通过注水管3添加水溶液，利用支柱8上的控制器6控制设备的运行，在反应完成后，打开第二阀门11，使成品从出料管7流出。

如图2-3所示，所述釜体5内设有反应池12和至少两个加热机构，所述加热机构周向均匀分布在反应池12的外周，所述加热机构包括红外灯管13、框架14、连杆15、第一电机16、两个固定杆17、驱动轮18和固定轴19，两个固定杆22分别设置在第一电机16的两侧，所述第一电机16通过固定杆17与釜体5的内壁固定连接，所述第一电机16与驱动轮18传动连接，所述固定轴19固定在驱动轮18的远离圆心处，所述固定轴19设置在框架14内，所述连杆15的一端与釜体5的内壁铰接，所述连杆15的另一端与框架14的一端固定连接，所述红外灯管13固定在框架14的另一端；

在釜体5内部，由反应池12外周的多个加热机构实现对釜体5内部进行加热，加热机构中，通过第一电机16带动驱动轮18转动，使驱动轮18上的固定轴19驱动框架14来回摆动，从而使红外灯管13来回摆动对反应池12进行加热，红外灯灯管发射红外线，进行辐射传热，由电磁波传递热量，使反应池12内的水溶液中的分子与原子发生“共振”，产生强烈的振动和旋转，而转动和旋转使得水溶液的温度升高，达到加热的目的，红外灯管13来回摆动，从不同方向进行加热，保证水溶液受热均匀，从而有利于反应的顺利进行。

如图4所示，所述加料机构包括料斗20、料盒21和料管22，所述料盒21固定在釜盖4的上方，所述料盒21的靠近升降机构的一侧的内壁上设有通孔23，所述料管22的一端通过通孔23与料盒21连通，所述料管22的另一端与反应池12连通，所述料斗20固定在料盒21的上方，所述料斗20与料盒21连通；

所述料盒21内设有控料块24、线圈25、磁铁26、控制组件和两个弹簧27，两个弹簧27分别设置在控料块24的下方的两侧，所述控料块24通过弹簧27与料盒21的底部固定连接，所述线圈25设置在控料块24内，所述磁铁26固定在料盒21的底端，所述控制组件设置在料块的上方。

在加料机构中，药剂通过料斗20进入料盒21内，在料盒21中，随着药剂的量增多，对控料块24的压力增大，压力大于弹簧27的弹力，使控料块24逐渐下降，通孔23露出，药剂沿着控料块24的表面下滑，从通孔23进入料管22，而后通过料管22进入反应池12内，而在药剂进入料管22中时，控料组件防止药剂继续落入控料块24上，控料块24上随着药剂流入料管22的量增多，控料块24所受的压力减小，弹簧27弹力大于压力，使控料块24上升，堵住通孔23，此时控料组件使药剂继续下落至控料块24表面，如此循环，实现药剂的逐次定量添加，当不再需要添加药剂时，给线圈25通电，产生磁性，磁铁26和线圈25之间相互排斥，使磁铁26对线圈25产生向上的作用力，支撑控料块24，防止控料块24继续下降。

如图4所示，所述控料块24的竖向截面的形状为直角梯形，所述直角梯形截面的两个底边分别抵靠料盒21的两侧的内壁，所述直角梯形截面的位于下方的腰水平设置，所述直角梯形截面的位于上方的腰倾斜向下设置。

控料块24的竖向截面采用直角梯形的形状设置，使两条底板分别抵靠在料盒21的两侧的内壁上，防止药剂从控料块24和料盒21内壁之间的缝隙中掉落，同时还有利于药剂顺着直角梯形倾斜的一条腰向下滑动。

如图4所示，所述控料组件包括斜板28、堵块29和支杆30，所述斜板28位于控料块24的上方，所述斜板28倾斜设置，所述斜板28固定在料盒21的靠近升降机构的一侧的内壁上，所述堵块29通过支杆30固定在控料块24的上方，所述堵块29位于斜板28的远离升降机构的一端的上方。

当控料块24上堆积过多的药剂时，控料块24下降，能够带动支杆30下降，使堵块29堵住斜杆与料管22内壁之间的空隙，防止药剂继续落在控料块24上，当控料块24上的药剂过少时，弹簧27推动控料块24，使控料块24上升，从而使堵块29上升，便于药剂从斜板28上滑落到控料块24上。

作为优选，为了通过控制控料块24的升降次数实现药剂的定量控制，所述控料块24的下方设有竖杆31和计数器32，所述计数器32通过竖杆31固定在竖杆31的下方。

在控料块24下降过程中，计数器32接触到料盒21的底部进行一次计数，由于控料块24每次升降过程中，从通孔23流入料管22的药剂的质量固定不变，因此当计数值达到特定的次数时，表示从通孔23流入料管22的药剂的总量达到反应要求，此时可通过给线圈25通电，使控料块24上升，防止继续往反应池12内继续添加药剂。

如图5所示，所述升降机构包括第二电机33、第二驱动轴34和套管35，所述第二电机33固定在顶板2的下方，所述第二电机33与第二驱动轴34传动连接，所述第二驱动轴34的外周设有外螺纹，所述套管35套设在第二驱动轴34上，所述套管35内设有内螺纹，所述套管35内的内螺纹与第二驱动轴34上的外螺纹相匹配，所述套管35固定在釜盖4的上方。

第二电机33运行，带动第二驱动轴34旋转，使第二驱动轴34上的外螺纹作用于套管35内的内螺纹，进而带动套管35升降，实现釜盖4的上升下降。

作为优选，为了保证釜盖4平稳地升降，所述升降机构还包括固定环36和两个吊杆37，两个吊杆37分别设置在固定环36的两侧，所述固定环36通过吊杆37固定在顶板2的下方，所述固定环36套设在套管35上。利用位置固定的固定环36固定了套管35的升降轨迹，使套管35沿着固定的方向，从而保证了釜盖4平稳地升降。

作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第二电机33的驱动力，所述第二电机33为直流伺服电机。

作为优选，为了便于添加药剂和水溶液，所述注水管3的形状和料斗20的形状均为喇叭形。

作为优选，为了便于操作，所述控制器6上设有显示屏38、扬声器39和若干控制按键40。通过显示屏38可观察高压釜的运行信息，控制按键40可进行相关参数的设置，当反应完成后，利用扬声器39发声提醒人们。

作为优选，利用蓝牙可进行无线数据传输的特点，为了便于遥控通讯，所述控制器6内设有蓝牙。

该高压釜在使用过程中，通过料盒21内的控料组件控制药剂是否落在控料块24的上方，当控料块24上的药剂足够多时，控料块24下降，利用控料组件防止继续添加药剂，当控料块24上的药剂不足时，控料块24上升，利用控料组件使药剂落在控料块24上方，便于往反应池12内添加药剂，通过计数器32计数，实现了定量控制，不仅如此，在反应池12的外周，利用加热机构带动红外灯管13来回摆动，从不同的方向进行热辐射，保证反应池12内的水溶液受热均匀，有利于反应的进行。

与现有技术相比，该用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜通过加料机构实现了往反应池12中添加定量的反应药剂，防止药剂不足或过量，与传统的进料机构相比，该进料机构结构简单，功能可靠，不仅如此，通过加热机构使红外灯管13来回摆动，从不同的方向进行热辐射，保证反应池12内的水溶液受热均匀，从而有利于纳米材料的制备和生产，与传统的加热机构相比，该加热机构利用红外线进行加热，热效率高、功率密度大且升温迅速，从而使设备的实用性得到了提高。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜，其特征在于，包括底座(1)、顶板(2)、加料机构、注水管(3)、釜盖(4)、釜体(5)、控制器(6)、出料管(7)、升降机构、两个支柱(8)和至少两个支脚(9)，两个支柱(8)分别固定在底座(1)的两端，所述顶板(2)架设在两个支柱(8)上，所述支脚(9)周向均匀分布在釜体(5)的下方，所述釜体(5)通过支脚(9)固定在底座(1)的上方，所述釜盖(4)设置在釜体(5)的上方，所述升降机构设置在顶板(2)的下方，所述升降机构与釜盖(4)传动连接，所述加料机构设置在升降机构的一侧，所述注水管(3)设置在升降机构的另一侧，所述注水管(3)内设有第一阀门(10)，所述出料管(7)设置在釜体(5)的底端，所述出料管(7)内设有第二阀门(11)，所述控制器(6)固定在其中一个支柱(8)上；

所述釜体(5)内设有反应池(12)和至少两个加热机构，所述加热机构周向均匀分布在反应池(12)的外周，所述加热机构包括红外灯管(13)、框架(14)、连杆(15)、第一电机(16)、两个固定杆(17)、驱动轮(18)和固定轴(19)，两个固定杆(17)分别设置在第一电机(16)的两侧，所述第一电机(16)通过固定杆(17)与釜体(5)的内壁固定连接，所述第一电机(16)与驱动轮(18)传动连接，所述固定轴(19)固定在驱动轮(18)的远离圆心处，所述固定轴(19)设置在框架(14)内，所述连杆(15)的一端与釜体(5)的内壁铰接，所述连杆(15)的另一端与框架(14)的一端固定连接，所述红外灯管(13)固定在框架(14)的另一端；

所述加料机构包括料斗(20)、料盒(21)和料管(22)，所述料盒(21)固定在釜盖(4)的上方，所述料盒(21)的靠近升降机构的一侧的内壁上设有通孔(23)，所述料管(22)的一端通过通孔(23)与料盒(21)连通，所述料管(22)的另一端与反应池(12)连通，所述料斗(20)固定在料盒(21)的上方，所述料斗(20)与料盒(21)连通；

所述料盒(21)内设有控料块(24)、线圈(25)、磁铁(26)、控制组件和两个弹簧(27)，两个弹簧(27)分别设置在控料块(24)的下方的两侧，所述控料块(24)通过弹簧(27)与料盒(21)的底部固定连接，所述线圈(25)设置在控料块(24)内，所述磁铁(26)固定在料盒(21)的底端，所述控制组件设置在控料块(24)的上方。

2.如权利要求1所述的用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜，其特征在于，所述控料块(24)的竖向截面的形状为直角梯形，所述直角梯形截面的两个底边分别抵靠料盒(21)的两侧的内壁，所述直角梯形截面的位于下方的腰水平设置，所述直角梯形截面的位于上方的腰倾斜向下设置。

3.如权利要求1所述的用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜，其特征在于，所述控料组件包括斜板(28)、堵块(29)和支杆(30)，所述斜板(28)位于控料块(24)的上方，所述斜板(28)倾斜设置，所述斜板(28)固定在料盒(21)的靠近升降机构的一侧的内壁上，所述堵块(29)通过支杆(30)固定在控料块(24)的上方，所述堵块(29)位于斜板(28)的远离升降机构的一端的上方。

4.如权利要求1所述的用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜，其特征在于，所述控料块(24)的下方设有竖杆(31)和计数器(32)，所述计数器(32)通过竖杆(31)固定在竖杆(31)的下方。

5.如权利要求1所述的用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜，其特征在于，所述升降机构包括第二电机(33)、第二驱动轴(34)和套管(35)，所述第二电机(33)固定在顶板(2)的下方，所述第二电机(33)与第二驱动轴(34)传动连接，所述第二驱动轴(34)的外周设有外螺纹，所述套管(35)套设在第二驱动轴(34)上，所述套管(35)内设有内螺纹，所述套管(35)内的内螺纹与第二驱动轴(34)上的外螺纹相匹配，所述套管(35)固定在釜盖(4)的上方。

6.如权利要求5所述的用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜，其特征在于，所述升降机构还包括固定环(36)和两个吊杆(37)，两个吊杆(37)分别设置在固定环(36)的两侧，所述固定环(36)通过吊杆(37)固定在顶板(2)的下方，所述固定环(36)套设在套管(35)上。

7.如权利要求5所述的用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜，其特征在于，所述第二电机(33)为直流伺服电机。

8.如权利要求1所述的用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜，其特征在于，所述注水管(3)的形状和料斗(20)的形状均为喇叭形。

9.如权利要求1所述的用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜，其特征在于，所述控制器(6)上设有显示屏(38)、扬声器(39)和若干控制按键(40)。

10.如权利要求1所述的用于制备纳米材料的受热均匀的智能型高压釜，其特征在于，所述控制器(6)内设有蓝牙。