CN216073083U - 一种循环式碳化硼微粉提纯及表面改性装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种循环式碳化硼微粉提纯及表面改性装置。该循环式碳化硼微粉提纯及表面改性装置包括密封搅拌罐，密封搅拌罐的顶部开设有进料口和排气口，进料口处设置有进料阀，排气口处设置有单向阀，密封搅拌罐的底部开设有出料口，出料口处设置有出料阀，密封搅拌罐的上部连接有抽真空系统，密封搅拌罐的外周面设置有伴热系统。本实用新型解决了现有技术能源消耗大，生产成本高，提纯后的碳化硼微粉质量难以得到保证的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及生产设备技术领域，尤其涉及一种循环式碳化硼微粉提纯及表面改性装置。
背景技术
碳化硼具有低密度及高硬度的特点，其在各领域具有广泛的应用。尤其在装甲防护领域，碳化硼陶瓷是当前第三代防护用陶瓷材料。目前碳化硼陶瓷主要有三种制备工艺，主要包括热压烧结工艺、无压烧结工艺以及反应烧结工艺。其中无压烧结工艺具有制备成本低、产量高以及能够制备各种形状陶瓷的优点而受到各研究者的关注，成为当前碳化硼陶瓷制备的热点。但是无压烧结工艺对碳化硼微粉的质量要求极高，尤其碳化硼微粉中氧含量必须进行严格控制。然而现有技术在对碳化硼微粉提纯时，能源消耗大，生产成本高，提纯后的碳化硼微粉质量难以得到保证。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种节约能源，降低生产成本，能够保证提纯后的碳化硼微粉质量的循环式碳化硼微粉提纯及表面改性装置。
为实现上述目的，本实用新型循环式碳化硼微粉提纯及表面改性装置采用的技术方案是：
一种循环式碳化硼微粉提纯及表面改性装置，包括密封搅拌罐，密封搅拌罐的顶部开设有进料口和排气口，进料口处设置有进料阀，排气口处设置有单向阀，密封搅拌罐的底部开设有出料口，出料口处设置有出料阀，密封搅拌罐的上部连接有抽真空系统，密封搅拌罐的外周面设置有伴热系统。打开进料阀，向密封搅拌罐内分别加入碳化硼微粉和乙醇，启动伴热系统将料浆加热至50℃，此时乙醇能够与碳化硼微粉表面的三氧化二硼反应生成具有低沸点的硼酸乙酯，启动密封搅拌罐让碳化硼微粉和乙醇充分混合，启动抽真空系统降低密封搅拌罐内腔的气压，进一步降低乙醇和硼酸乙酯的沸点，在持续加热过程中，乙醇和硼酸乙酯蒸发成气体经单向阀由排气口排出，提纯后的碳化硼微粉经真空干燥后，加入表面改性剂继续搅拌，在碳化硼微粉表面形成一层包覆层，表面改性后的碳化硼微粉经出料口排出。
优选的，所述密封搅拌罐的内腔设置有若干个介质球，出料口处设置有阻挡介质球漏出的格栅板。介质球进一步使碳化硼微粉和乙醇，以及碳化硼微粉和表面改性剂得到充分搅拌。
优选的，所述抽真空系统包括真空泵，真空泵通过软管连通至密封搅拌罐内腔的上部。
优选的，所述伴热系统包括包覆于密封搅拌罐外壁的加热层，加热层外侧包覆有保温层。
优选的，所述加热层连接有温控仪，温控仪连接有热电偶，热电偶用于监测密封搅拌罐内腔的温度。
优选的，所述密封搅拌罐包括罐体，罐体顶部设置有电机，电机的输出端设置有驱动轴，驱动轴伸入管体内部的一端设置有若干个搅拌叶片。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：
1、利用真空泵降低罐体内部的压力，进一步降低乙醇和硼酸乙酯的沸点，节约能源，降低了生产成本，提高了碳化硼微粉除氧提纯效率，提纯后的碳化硼微粉经真空干燥后，加入表面改性剂继续搅拌，在碳化硼微粉表面形成一层包覆层，避免微粉在后续处理工艺(高温喷雾造粒工序，温度约230℃)中的二次氧化，从而保证碳化硼微粉的质量，满足无压烧结的工艺要求；
2、介质球使得碳化硼微粉能够与乙醇或者表面改性剂得到充分搅拌，从而提高碳化硼微粉除氧提纯以及表面改性的效果，保证碳化硼微粉的质量。
附图说明
图1是一种循环式碳化硼微粉提纯及表面改性装置的结构示意图。
其中，1密封搅拌罐，11罐体，12电机，13驱动轴，14搅拌叶片，15进料口，151进料阀，16排气口，161单向阀，17出料口，171出料阀，172格栅板，2介质球，3抽真空系统，31真空泵，32软管，4伴热系统，41加热层，42保温层，43温控仪，44热电偶。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1所示，一种循环式碳化硼微粉提纯及表面改性装置，包括密封搅拌罐1，密封搅拌罐包括罐体11，罐体顶部安装电机12，电机的输出端固接驱动轴13，驱动轴伸入管体内部的一端安装若干个搅拌叶片14，罐体顶部开设进料口15和排气口16，进料口处在电机左侧，进料口处安装进料阀151，排气后处在电机右侧，排气口处安装单向阀161，罐体的底部开设出料口17，出料口处安装出料阀171，罐体内腔放置若干个介质球2，介质球使得碳化硼微粉能够与乙醇或者表面改性剂得到充分搅拌，从而提高碳化硼微粉除氧提纯以及表面改性的效果，保证碳化硼微粉的质量，出料口处安装阻挡介质球漏出的格栅板172，罐体的上部连接抽真空系统3，抽真空系统包括真空泵31，真空泵通过软管32连通至罐体内腔的上部，罐体的外周面布置伴热系统4，伴热系统包括包覆于密封搅拌罐外壁的加热层41，加热层外侧包覆保温层42，加热层连接温控仪43，温控仪连接热电偶44，热电偶安装于罐体侧壁，用于监测罐体内腔的温度。
一种循环式碳化硼微粉提纯及表面改性装置的具体工作过程与原理：关闭出料阀，打开进料阀，向罐体内分别加入碳化硼微粉和乙醇，通过温控仪启动加热层，当热电偶显示50℃时，启动电机，碳化硼微粉和乙醇在搅拌叶片和介质球的作用下充分混合，乙醇与碳化硼微粉表面的三氧化二硼反应生成具有低沸点的硼酸乙酯，启动真空泵降低罐体内腔的气压，进一步降低乙醇和硼酸乙酯的沸点，节约能源，提高提纯效率，在持续加热过程中，乙醇和硼酸乙酯蒸发成气体经单向阀由排气口排出，提纯后的碳化硼微粉经真空干燥后，再次打开进料阀，加入表面改性剂继续搅拌，碳化硼微粉表面形成一层包覆层，避免微粉在后续处理工艺(高温喷雾造粒工序，温度约230℃)中的二次氧化，打开出料阀，排出表面改性后的碳化硼微粉。本实用新型操作方便，提纯、表面改性后碳化硼微粉能够满足无压烧结的工艺要求。
Claims (6)
1.一种循环式碳化硼微粉提纯及表面改性装置，其特征在于：包括密封搅拌罐，密封搅拌罐的顶部开设有进料口和排气口，进料口处设置有进料阀，排气口处设置有单向阀，密封搅拌罐的底部开设有出料口，出料口处设置有出料阀，密封搅拌罐的上部连接有抽真空系统，密封搅拌罐的外周面设置有伴热系统。
2.根据权利要求1所述的循环式碳化硼微粉提纯及表面改性装置，其特征在于：所述密封搅拌罐的内腔设置有若干个介质球，出料口处设置有阻挡介质球漏出的格栅板。
3.根据权利要求1所述的循环式碳化硼微粉提纯及表面改性装置，其特征在于：所述抽真空系统包括真空泵，真空泵通过软管连通至密封搅拌罐内腔的上部。
4.根据权利要求1所述的循环式碳化硼微粉提纯及表面改性装置，其特征在于：所述伴热系统包括包覆于密封搅拌罐外壁的加热层，加热层外侧包覆有保温层。
5.根据权利要求4所述的循环式碳化硼微粉提纯及表面改性装置，其特征在于：所述加热层连接有温控仪，温控仪连接有热电偶，热电偶用于监测密封搅拌罐内腔的温度。
6.根据权利要求1-5任一项所述的循环式碳化硼微粉提纯及表面改性装置，其特征在于：所述密封搅拌罐包括罐体，罐体顶部设置有电机，电机的输出端设置有驱动轴，驱动轴伸入管体内部的一端设置有若干个搅拌叶片。
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| CN202122665615.4U CN216073083U (zh) | 2021-11-03 | 2021-11-03 | 一种循环式碳化硼微粉提纯及表面改性装置 |
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2021
- 2021-11-03 CN CN202122665615.4U patent/CN216073083U/zh active Active
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