TWI820579B - 氣相法製備微細粉粒子的耐高溫液體回流與出氣結構 - Google Patents
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Abstract
本發明涉及一種氣相法製備微細粉粒子的耐高溫液體回流與出氣結構，包括供液體回流與出氣共用的通道，在通道的外側依次設置有保溫結構及外殼；通道的下端伸出於殼體插入蒸發器內部與坩堝蒸發氣出口連接；在外殼的下端設置有下連接部與蒸發器外殼連接，外殼的上端設置有上連接部與後序裝置連接。本發明通過對內部流通管道連接口的設計，保溫設計與溫度控制，使高溫蒸氣及可能已液化或固化的粒子隨著載流氣可以順利通過液體回流與出氣共用的管道，並與其他設備的內部管道連接輸送到下一個結構中。
Description
本發明屬於微細粉粒子製備技術領域，特別是指一種氣相法製備微細粉粒子的耐高溫液體回流與出氣結構。
使用蒸發冷凝氣相法製備微細粉粒子的過程，是將所需製備的物質先經過高溫加熱氣化後，再由氣態經液態後固化成形的過程。因為所需製備的微細粉粒子為微觀材料，多為奈米級、亞微米級或微米級粉末，成形的粒子尺寸較小，形成速度非常快，溫度非常高，蒸氣排出的技術原理雖然簡單，但是實際運用卻非常困難。在將蒸氣排出坩堝內腔後，極易出現遇冷凝聚為液體或固體的情況，液體易流出坩堝外，導致物料損失，固體的出現易造成出口堵塞而影響連續生產的持續進行。
本發明的目的在於提供一種氣相法製備微細粉粒子的耐高溫液體回流與出氣結構，以解決在將蒸氣排出坩堝內腔後，極易出現遇冷凝聚為液體或固體的情況，液體易流出坩堝外，導致物料損失，固體的出現易造成出口堵塞影響連續生產持續進行的問題。
本發明是通過以下技術內容實現的：
一種氣相法製備微細粉粒子的耐高溫液體回流與出氣結構，包括供液體回流與出氣共用的管道，在管道的外側依次設置有保溫結構及外殼。
所述管道的下端伸出所述外殼並插入蒸發器內部與坩堝蒸發氣出口連接。
在所述外殼的下端設置有用於與蒸發器外殼連接的下連接部，外殼的上端設置有用於與後序裝置連接的上連接部。
可選的，所述管道的材質為與製備的粉末材料在高溫條件下不易產生物理或化學反應的材料。
可選的，管道內部的溫度在所製備的粉末材料的熔點溫度以上，或處於製備的粉末材料的沸點與熔點溫度之間。
可選的，蒸發器內的坩堝蒸發氣出口、所述管道及所述後序裝置的連接口三者的橫截面的形狀和尺寸相同，或者，橫截面的形狀和尺寸不相同。
可選的，蒸發器與管道連接處的內腔的內形與內徑、外殼的內腔的內形與內徑及後序裝置與外殼連接處的內腔的內形與內徑三者相同或相似，或者，內形與內徑不相同。
若內形與內徑不相同，則連接處為台階形連接、平緩變形連接，或將外殼設計為前後端殼體結構的內形與內徑的中轉變形體。
可選的，所述外殼為多段連接或是與相鄰功能結構的外殼共用。
可選的，所述外殼為夾套結構，並在外殼上設置有與夾套結構連通的冷卻液進口和冷卻液出口。
可選的，在管道外側設置有固定結構。
可選的，在管道外側設置有加熱設備。
可選的，所述管道為多節拼接結構，相鄰兩節之間通過子母卡扣連接；或者，所述管道為前後端設備一體式結構中的功能段。
本發明的有益效果是：
本發明通過對內部流通管道連接口的設計，保溫設計與溫度控制，使高溫蒸氣及可能已液化或固化的粒子隨著載流氣可以順利通過液體回流與出氣共用的管道，並與其他設備的內部管道連接輸送到下一個結構中。在此管道內出現的所需製備材料的固態順利融化為液態，或匯聚產生的液態，都可以通過此管道回流進入高溫蒸發器內的坩堝內。
以下通過實施例來詳細說明本發明的技術內容，以下的實施例僅是示例性的，僅能用來解釋和說明本發明的技術內容，而不能解釋為是對本發明技術內容的限制。
在本發明的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為是對本發明的限制，此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電性連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，也可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
在蒸發冷凝氣相法製備粉末材料時，高溫蒸發器內部的坩堝內，高溫蒸氣得以形成。隨著載流氣體通過坩堝蒸氣出口與耐高溫液體回流與出氣結構的連接口，進入耐高溫液體回流與出氣共用的管道內，高溫載流氣體攜帶的高溫能量將耐高溫液體回流與出氣結構內部管道內腔維持在所需製備材料的熔點溫度以上。隨著高溫載流氣體一同被攜帶的粉末材料蒸氣在液體回流與出氣管道內，部分蒸氣因為溫度降低凝結為液態，氣態或液態的粒子碰撞到內部管道的內壁並附著，高溫讓出現在此內部管道內的粉末材料以液相通過內部管道向坩堝內回流，或讓外來的出現在內部管道內的粉末材料的固相能快速融化為液相後沿管道向坩堝內回流，高溫的維持可防止出現製備粉末材料的固體而出現堵塞管道現象的發生。
為了保持高溫條件，此生產過程為循環生產過程，坩堝內的高溫氣流不斷的將熱量攜帶進入此結構內，同時在此結構外側設置耐高溫的保溫材料。而且，可以在內部管道結構的外側設置加熱結構(如採用中頻加熱或電阻絲加熱等方式)。為了保護內部管道的長時間工作，還可以在其他側設置加固結構，以防止內部管道變形或破損。高溫蒸氣及可能已液化或固化的粒子隨著載流氣可以順利通過液體回流與出氣共用的管道與其他設備的內部管道連接輸送到下一個結構中。此管道內出現的所需製備材料的固態順利融化為液態，或匯聚產生的液態，都可以通過此管道回流進入高溫蒸發器內的坩堝內。
如圖1所示，本發明提供一種氣相法製備微細粉粒子的耐高溫液體回流與出氣結構，包括供液體回流與出氣共用的管道9，在管道9的外側依次設置有保溫結構4及外殼5。
所述管道9的下端伸出所述外殼5並插入蒸發器內部與坩堝蒸發氣出口連接。在所述外殼5的下端設置有用於與所述蒸發器外殼2連接的下連接部3，外殼5的上端設置有用於與後序裝置(未呈現於圖示中)連接的上連接部6，管道9的上端也與後序裝置連接。
所述管道9的材質為與製備的粉末材料在高溫條件下不易產生物理或化學反應的材料，以保證其結構可以長時間用於粉末製備循環生產並且不對所需製備的粉末產生影響。
管道9的內部由液體回流與出氣共同使用，管道9內部的溫度在所製備的粉末材料的熔點溫度以上，或處於製備的粉末材料的沸點與熔點溫度之間。在本結構實現液體回流與出氣功能時，存在一部分粉末粒子氣相或液相碰撞長大的現象。
在管道9的外壁與外殼5之間主要為保溫結構4，保溫結構4選擇保溫且耐高溫材料製作。保溫結構4用於對其內部的結構進行保溫，控制其內部的溫度處於所需製備粉末材料的熔點溫度以上，讓出現在管道9內的粉末材料以液相向坩堝1內回流，或讓管道9內的粉末材料的固相能快速融化為液相後向坩堝1內回流，高溫的維持可防止出現製備粉末材料的固體堵塞管道9的現象發生。
所述外殼5為夾套結構，並在外殼5上設置有與夾套結構連通的冷卻液進口(未呈現於圖示中)和冷卻液出口(未呈現於圖示中)。夾套結構內部通入循環冷卻液，以對設備進行冷卻保護。外殼5可以是多段連接或是與相鄰功能結構的外殼共用。
蒸發器內的坩堝1的蒸發氣出口、所述管道9及所述後序裝置的連接口三者的橫截面的形狀和尺寸相同，或者，橫截面的形狀和尺寸不相同。具體可以根據設備與使用需要進行選定，尺寸或比例或形狀的選擇改變可作為此結構功能實現的其他方式。出氣與回流共用管道的內部可以做變徑變形設計。
蒸發器與管道9連接處的內腔的內形與內徑、外殼5的內腔的內形與內徑及後序裝置與外殼連接處的內腔的內形與內徑三者相同或相似，或者，內形與內徑不相同。
若內形與內徑不相同，連接處為台階形連接、平緩變形連接，或將外殼5設計為前後端殼體結構的內形與內徑的中轉變形體。形狀和尺寸大小與比例的選擇可以根據使用需要進行設計，可作為此耐高溫液體回流與出氣結構功能使用的其他方式。同時外殼5可以是多段連接或是與相鄰功能結構的外殼共用，殼體的尺寸、形狀及前後連接方式不作為對回流和出氣結構的限制或變更。
管道與坩堝蒸發氣出口連接處11，需要將管道9的下端伸入坩堝蒸發氣出口結構內或其邊緣內，以保證回流液可以流入坩堝1，而不是滲漏至坩堝1外。
在高溫條件下，為保證長時間工作需要，可以在管道9的外側設置固定結構8，以防止管道9在高溫下變形、破損或坍塌。固定結構8可為與管道9相同的材料，也可以由其他耐高溫材料製成。而且，管道9的外側可設置加熱設備7。
所述管道9為多節拼接結構，相鄰兩節之間通過子母卡扣連接；或者，所述管道9為前後端設備一體式結構中的功能段。
儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變形，本發明的範圍由所附請求項及其等同限定。
1:坩堝
2:蒸發器外殼
3:下連接部
4:保溫結構
5:外殼
6:上連接部
7:加熱設備
8:固定結構
9:管道
10:管道與後序裝置的連接口
11:管道與坩堝蒸發氣出口連接處
圖1為本發明耐高溫液體回流與出氣結構的結構示意圖。
無。
1:坩堝
2:蒸發器外殼
3:下連接部
4:保溫結構
5:外殼
6:上連接部
7:加熱設備
8:固定結構
9:管道
10:管道與後序裝置的連接口
11:管道與坩堝蒸發氣出口連接處
Claims (9)
- 一種氣相法製備微細粉粒子的耐高溫液體回流與出氣結構，包括供液體回流與出氣共用的一管道，在該管道的外側依次設置有一保溫結構及一外殼；該管道內部的溫度在所製備的粉末材料的熔點溫度以上，或處於製備的粉末材料的沸點與熔點溫度之間；該管道的下端伸出該外殼並插入一蒸發器內部與一坩堝蒸發氣出口連接；在該外殼的下端設置有用於與該蒸發器外殼連接的一下連接部，該外殼的上端設置有用於與一後序裝置連接的一上連接部。
- 如請求項1之耐高溫液體回流與出氣結構，其中，該管道的材質為與製備的粉末材料在高溫條件下不易產生物理或化學反應的材料。
- 如請求項1之耐高溫液體回流與出氣結構，其中，該蒸發器內之坩堝蒸發氣出口、該管道及該後序裝置的連接口三者的橫截面的形狀和尺寸相同，或者，橫截面的形狀和尺寸不相同。
- 如請求項1之耐高溫液體回流與出氣結構，其中，該蒸發器與該外殼連接處的內腔的內形與內徑、該外殼的內腔的內形與內徑及該後序裝置與該外殼連接處的內腔的內形與內徑三者相同或相似，或者，內形與內徑不相同；若內形與內徑不相同，則連接處為台階形連接、平緩變形連接，或將該外殼設計為前後端殼體結構的內形與內徑的中轉變形體。
- 如請求項1之耐高溫液體回流與出氣結構，其中，該外殼為多段連接或是與相鄰功能結構的外殼共用。
- 如請求項1之耐高溫液體回流與出氣結構，其中，該外殼為一夾套結構，並在該外殼上設置有與該夾套結構連通的一冷卻液進口和一冷卻液出口。
- 如請求項1之耐高溫液體回流與出氣結構，其中，在該管道外側設置有一固定結構。
- 如請求項1之耐高溫液體回流與出氣結構，其中，在該管道外側設置有一加熱設備。
- 如請求項1之耐高溫液體回流與出氣結構，其中，該管道為多節拼接結構，相鄰兩節之間通過子母卡扣連接；或者，該管道為前後端設備一體式結構中的功能段。
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