一种电爆炸法制取纳米粉末的设备制造技术

本发明专利技术公开了一种电爆炸法制取纳米粉末的设备，属于纳米材料制备领域，目的在于解决现有纳米粉体生产设备对于高压部分的绝缘结构和绝缘材料要求严苛的问题。该设备包括纳米粉体反应机构、电爆炸产生机构、与纳米粉体反应机构相配合的送丝机构、冷风机、第一连接管、第一绝缘管、第二连接管、第二绝缘管、第三连接管等。本发明专利技术通过电极产生瞬间高压，使得爆炸反应腔内的物料发生反应，生成相应的纳米颗粒。同时，由于结构的改进，使得本发明专利技术的设备工作电压低于25KV，高压部分对高压结构及耐压材料要求极低。同时，本发明专利技术的原料为丝状材料、非绝缘体即可，具有原料来源广泛、适应性强的特点，对各种能形成丝状且非绝缘体的材料具有良好的普适性。

【技术实现步骤摘要】
一种电爆炸法制取纳米粉末的设备
本专利技术涉及材料制备领域，尤其是纳米粉体材料制备领域，具体为一种电爆炸法制取纳米粉末的设备。本专利技术是一种用于生产纳米粉体的专业设备，更具体地是一种采用电爆炸法制取纳米粉体的设备。
技术介绍
通常，尺度范围在1—100nm，且呈现出与常规材料有显著差别的特殊物理化学效应的材料，被称之为纳米材料。纳米材料的基本单元或组成单元可以由原子团簇、纳米微粒、纳米线、纳米管或纳米膜组成。纳米材料具有量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等物理效应，金属纳米材料的原子和电子结构不同于化学成分相同的金属粒子，具有不同于宏观物体和单个原子的磁、光、电、声、热、力及化学等方面的奇异特性。目前，制备纳米材料的方法主要包括：气相合成、液相合成和固相合成三大类。其中，最为普遍的是气体冷凝法、电弧法、爆炸丝法、激光法及化学还原等方法。然而，国内利用这些方法生产纳米粉的设备很少，且生产效率较低，存在结构复杂、操作和使用不便等缺点。工业上现目前的主要采用蒸发冷凝法制备纳米粉末，但利用这些方法生产纳米粉的设备存在如下问题：1）结构复杂，操作和使用不便；2）对设备高压部分的绝缘结构和绝缘材料要求严苛；3）所生产粉体材料的种类较少，难以采用高熔点的金属、合金进行纳米粉末的制备；4）现有设备生产的粉体粒度分布不均匀，亚微米级的粉体颗粒较多，生产的合金粉体成份分布不均，且与原材料组份差别较大，生产的粉体粒度不可控；5）粉体的分级收集装置分辨率较低，难以实现纳米级粉体的分级收集。为此，迫切需要一种新的装置，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种电爆炸法制取纳米粉末的设备。本专利技术通过电极产生瞬间高压，使得爆炸反应腔内的物料发生反应，生成相应的纳米颗粒。同时，由于结构的改进，使得本专利技术的设备工作电压低于25KV，远低于现有设备上百千伏的高压，高压部分对高压结构及耐压材料要求极低。同时，本专利技术的原料为丝状材料、非绝缘体即可，尤其适用于金属、合金纳米粉体或者超细粉体的制备，具有原料来源广泛、适应性强的特点，对各种能形成丝状且非绝缘体的材料具有良好的普适性。另外，本专利技术通过各部件之间的相互配合，能实现对粉体产品的有效分级收集，尤其是对纳米粉体的分级收集，有效简化后续分离收集程序，具有显著的进步意义。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种电爆炸法制取纳米粉末的设备，包括纳米粉体反应机构、电爆炸产生机构、与纳米粉体反应机构相配合的送丝机构、冷风机、第一连接管、第一绝缘管、第二连接管、第二绝缘管、第三连接管、一级粉末收集装置、第四管道、第三绝缘管、第五管道、第四绝缘管、第六管道、旋风分离器、二级粉末收集装置、粉末收集桶、三级粉末收集装置、气体循环机构，所述送丝机构设置在纳米粉体反应机构上；所述纳米粉体反应机构包括爆炸反应腔、爆炸进风口、爆炸出风口、锥形分流器，所述爆炸进风口、爆炸出风口分别设置在爆炸反应腔上，所述锥形分流器设置在爆炸进风口内且锥形分流器的大口端朝向爆炸反应腔，所述爆炸反应腔下端设置有一级出料口，所述一级出料口与一级粉末收集装置相连；所述电爆炸产生机构包括高压电源、与高压电源相连的控制系统、充电电阻、电容、电极、绝缘极柱、设置在爆炸反应腔内壁上的极柱底板、与极柱底板相配合的极柱盖板，所述高压电源依次通过控制系统、充电电阻、电容与电极相连成回路，所述绝缘极柱、电极分别为两组且电极设置在绝缘极柱内，所述绝缘极柱穿过极柱底板并与极柱盖板相配合且通过极柱底板并与极柱盖板的配合能将绝缘极柱固定设置在爆炸反应腔上；所述冷风机的出风口依次通过第一连接管、第一绝缘管、第二连接管、第二绝缘管、第三连接管与爆炸进风口相连且冷风机产生的冷气能依次通过第一连接管、第一绝缘管、第二连接管、第二绝缘管、第三连接管、爆炸进风口、锥形分流器进入爆炸反应腔中；所述爆炸出风口依次通过第四管道、第三绝缘管、第五管道、第四绝缘管、第六管道与旋风分离器相连，所述旋风分离器的下端与二级粉末收集装置相连；所述旋风分离器的上端与粉末收集桶相连，所述粉末收集桶的下端与三级粉末收集装置相连；所述粉末收集桶通过气体循环机构与冷风机相连且粉末收集桶中的气体能经气体循环机构返回冷风机中进行冷却并形成气体循环回路。还包括螺纹插销，所述螺纹插销穿过绝缘极柱且螺纹插销能使上电极、下电极中的一个或两个相对绝缘极柱固定。换言之：螺纹插销能使上电极相对绝缘极柱固定，和/或螺纹插销能使下电极相对绝缘极柱固定。所述绝缘极柱的外缘上设置有第一卡槽，所述第一卡槽内设置有与第一卡槽相配合的O型密封圈且极柱盖板通过与第一卡槽、O型密封圈之间的相互配合能使极柱盖板相对爆炸反应腔密封。所述绝缘极柱为中空柱体，所述绝缘极柱内部设置有依次相连的第一腔体、第二腔体，所述第一腔体位于绝缘极柱靠近爆炸反应腔的一侧且第一腔体的内径大于第二腔体的内径，所述第二腔体位于绝缘极柱远离爆炸反应腔的一侧；所述电极上位于靠近爆炸反应腔的一端设置有与第一腔体相配合的定位凸起，所述电极上还设置有紧固螺帽且通过定位凸起与紧固螺母的相互配合能使绝缘极柱相对爆炸反应腔密封。所述第一腔体内还设置有第二卡槽，所述第二卡槽内设置有与其相配合的O型密封圈且极柱盖板通过与第二卡槽、O型密封圈之间的相互配合能使电极相对绝缘极柱密封。所述充电电阻为水电阻，所述水电阻通过外接冷却管接入冷风机的冷风管中且水电阻能通过冷风机进行冷却。所述一级出料口为锥形出料口。所述一级粉末收集装置、二级粉末收集装置、三级粉末收集装置分别包括依次相连的连接阀门、抽气阀门、连接阀门、抽气阀门、收集瓶，所述抽气阀门包括抽气阀体、设置在抽气阀体上的气管接口。通过气管接口，能向气管接口中进行冲气、抽气操作。所述一级粉末收集装置、二级粉末收集装置或三级粉末收集装置中，连接阀门与抽气阀门之间、抽气阀门与收集瓶之间分别通过卡箍相连。还包括设置在爆炸反应腔上的反应观察窗。所述旋风分离器、粉末收集桶下端分别呈锥形。还包括用于支撑纳米粉体反应机构的第一固定支撑台架。还包括用于支撑粉末收集桶的第二固定支撑台架。所述气体循环机构为涡流气泵。所述气体循环机构包括循环风机腔体、设置在循环风机腔体上的上盖板、设置在上盖板上的第一电机、设置在上盖板上的磁流体密封件、引风叶轮，所述循环风机腔体与上盖板构成循环机构主体，所述循环风机腔体上分别设置有循环进风口、用于与冷风机相连的循环出风口，所述第一电机通过磁流体密封件与引风叶轮相连且第一电机通过磁流体密封件能带动引风叶轮转动。所述循环进风口与循环出风口相垂直。所述第三连接管、第四连接管上还设置有连接阀门。所述连接阀门为卫生球阀。所述锥形分流器与爆炸进风口的内壁相连且爆炸进风口能够为锥形分流器提供支撑。所述粉末收集桶包括收集桶盖板、设置在收集桶盖板上的第二电机、与收集桶盖板相连的收集桶筒体、过滤筒、支撑架，所述第二电机与过滤筒相连且第二电机能带动过滤筒相对收集桶筒体转动，所述支撑架设置在收集桶筒体内且过滤筒能相对支撑架转动。还包括设置在支撑架上的支撑轴承，所述过滤筒通过支撑轴承与支撑架相连。所述支撑架呈十字型。所述粉末收集桶还包括用于与气体循环机构相连的出气管，所述出气管位于滤筒内。还包括设置在爆炸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电爆炸法制取纳米粉末的设备，其特征在于，包括纳米粉体反应机构、电爆炸产生机构、与纳米粉体反应机构相配合的送丝机构、冷风机、第一连接管、第一绝缘管、第二连接管、第二绝缘管、第三连接管、一级粉末收集装置、第四管道、第三绝缘管、第五管道、第四绝缘管、第六管道、旋风分离器、二级粉末收集装置、粉末收集桶、三级粉末收集装置、气体循环机构，所述送丝机构设置在纳米粉体反应机构上；所述纳米粉体反应机构包括爆炸反应腔、爆炸进风口、爆炸出风口、锥形分流器，所述爆炸进风口、爆炸出风口分别设置在爆炸反应腔上，所述锥形分流器设置在爆炸进风口内且锥形分流器的大口端朝向爆炸反应腔，所述爆炸反应腔下端设置有一级出料口，所述一级出料口与一级粉末收集装置相连；所述电爆炸产生机构包括高压电源、与高压电源相连的控制系统、充电电阻、电容、电极、绝缘极柱、设置在爆炸反应腔内壁上的极柱底板、与极柱底板相配合的极柱盖板，所述高压电源依次通过控制系统、充电电阻、电容与电极相连成回路，所述绝缘极柱、电极分别为两组且电极设置在绝缘极柱内，所述绝缘极柱穿过极柱底板并与极柱盖板相配合且通过极柱底板并与极柱盖板的配合能将绝缘极柱固定设置在爆炸反应腔上；所述冷风机的出风口依次通过第一连接管、第一绝缘管、第二连接管、第二绝缘管、第三连接管与爆炸进风口相连且冷风机产生的冷气能依次通过第一连接管、第一绝缘管、第二连接管、第二绝缘管、第三连接管、爆炸进风口、锥形分流器进入爆炸反应腔中；所述爆炸出风口依次通过第四管道、第三绝缘管、第五管道、第四绝缘管、第六管道与旋风分离器相连，所述旋风分离器的下端与二级粉末收集装置相连；所述旋风分离器的上端与粉末收集桶相连，所述粉末收集桶的下端与三级粉末收集装置相连；所述粉末收集桶通过气体循环机构与冷风机相连且粉末收集桶中的气体能经气体循环机构返回冷风机中进行冷却并形成气体循环回路。...

【技术特征摘要】
1.一种电爆炸法制取纳米粉末的设备，其特征在于，包括纳米粉体反应机构、电爆炸产生机构、与纳米粉体反应机构相配合的送丝机构、冷风机、第一连接管、第一绝缘管、第二连接管、第二绝缘管、第三连接管、一级粉末收集装置、第四管道、第三绝缘管、第五管道、第四绝缘管、第六管道、旋风分离器、二级粉末收集装置、粉末收集桶、三级粉末收集装置、气体循环机构，所述送丝机构设置在纳米粉体反应机构上；所述纳米粉体反应机构包括爆炸反应腔、爆炸进风口、爆炸出风口、锥形分流器，所述爆炸进风口、爆炸出风口分别设置在爆炸反应腔上，所述锥形分流器设置在爆炸进风口内且锥形分流器的大口端朝向爆炸反应腔，所述爆炸反应腔下端设置有一级出料口，所述一级出料口与一级粉末收集装置相连；所述电爆炸产生机构包括高压电源、与高压电源相连的控制系统、充电电阻、电容、电极、绝缘极柱、设置在爆炸反应腔内壁上的极柱底板、与极柱底板相配合的极柱盖板，所述高压电源依次通过控制系统、充电电阻、电容与电极相连成回路，所述绝缘极柱、电极分别为两组且电极设置在绝缘极柱内，所述绝缘极柱穿过极柱底板并与极柱盖板相配合且通过极柱底板并与极柱盖板的配合能将绝缘极柱固定设置在爆炸反应腔上；所述冷风机的出风口依次通过第一连接管、第一绝缘管、第二连接管、第二绝缘管、第三连接管与爆炸进风口相连且冷风机产生的冷气能依次通过第一连接管、第一绝缘管、第二连接管、第二绝缘管、第三连接管、爆炸进风口、锥形分流器进入爆炸反应腔中；所述爆炸出风口依次通过第四管道、第三绝缘管、第五管道、第四绝缘管、第六管道与旋风分离器相连，所述旋风分离器的下端与二级粉末收集装置相连；所述旋风分离器的上端与粉末收集桶相连，所述粉末收集桶的下端与三级粉末收集装置相连；所述粉末收集桶通过气体循环机构与冷风机相连且粉末收集桶中的气体能经气体循环机构返回冷风机中进行冷却并形成气体循环回路。2.根据权利要求1所述电爆炸法制取纳米粉末的设备，其特征在于，所述绝缘极柱为中空柱体，所述绝缘极柱内部设置有依次相连的第一腔体、第二腔体，所述第一腔体位于绝缘极柱靠近爆炸反应腔的一侧且第一腔体的内径大于第二腔体的内径，所述第二腔体位于绝缘极柱远离爆炸反应腔的一侧；所述电极上位于靠近爆炸反应腔的一端设置有与第一腔体相配合的定位凸起，所述电极上还设置有紧固螺帽且通过定位凸起与紧固螺母的相互配合能使绝缘极柱相对爆炸反应腔密封。3.根据权利要求2所述电爆炸法制取纳米粉末的设备，其特征在于，所述第一腔体内还设置有第二卡槽，所述第二卡槽内设置有与其相配合的O型密封圈且极柱盖板通过与第二卡槽、O型密封圈之间的相互配合能使电极相对绝缘极柱密封。4.根据权利要求1-3任一项所述电爆...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷柳，付秀梅，罗军，
申请(专利权)人：绵阳市宏扬科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51