一种微波辅助行星式球磨反应器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种微波辅助行星式球磨反应器，包括球磨系统、微波辅助系统、控制系统和温度传感器，球磨系统包括驱动电机、转轴、转盘、球磨罐和置于球磨罐内的研磨球，球磨罐安装在转盘上，转盘的底部通过转轴与驱动电机连接，微波辅助系统包括微波加热筒、微波馈口和微波发生装置，微波馈口设置在微波加热筒的侧壁且与微波加热筒内腔封闭式紧固连接，微波馈口和微波发生装置连接，转盘和球磨罐设置在微波加热筒的内部，驱动电机设置在微波加热筒的外部，转轴的上端穿过微波加热筒的底壁与转盘连接，转轴的下端与驱动电机连接，温度传感器用于检测微波加热筒内部温度，微波发生装置和温度传感器均与控制系统连接。

Microwave assisted planetary ball milling reactor

【技术实现步骤摘要】
一种微波辅助行星式球磨反应器
本技术涉及化学工程技术、化学反应工程和粉体材料制备
，具体涉及一种球磨反应器，尤其涉及一种微波辅助行星式球磨反应器。
技术介绍
球磨是利用研磨体的冲击作用以及研磨体与球磨内壁的研磨作用而将物料粉碎并混合的过程。当球磨反应器转动时，由于研磨体与球磨内壁之间的摩擦作用，将研磨体依旋转的方向带上后再落下，在冲击力和剪切力的作用下使物料连续不断地被粉碎。高能球磨是利用球磨的高速转动或振动，使硬球对原材料进行强烈的撞击、研磨、和搅拌，把粉末粉碎为纳米级微粒的方法。球磨技术除了粉碎物料、混合物料之外，还可以用于粉末的机械合金化，这是一种通过高能球磨使粉末经受反复的变形、冷焊、破碎，从而达到元素间原子水平合金化的复杂物理化学过程。可见，球磨技术在工业生产中的应用非常广泛。球磨过程是一个动态过程，可以使液固、固固之间发生强烈的碰撞，从而产生局部高温，如果同时提供加热环境，可以产生高温高压环境，促进原子的扩散，有利于机械合金化，但是由于传统的加热过程是通过热传导和对流传热来传递能量的，机械合金化进程缓慢，通常需要几十个小时，甚至上百个小时，效率低,这种过程除了能量传递速率和能量利用率低之外，由于是接触式的传热，所以设计结构也会非常复杂。行星式球磨机是针对粉碎、研磨、分散金属、非金属、有机、中草药等粉体进行设计的，特别适合实验室研究使用，其工作原理是利用磨料与试料在研磨罐内高速翻滚，对物料产生强力剪切、冲击、碾压达到粉碎、研磨、分散、乳化物料的目的。行星式球磨机在同一转盘上装有四个球磨罐，当转盘转动时，球磨罐在绕转盘轴公转的同时又围绕自身轴心自转，作行星式运动。罐中磨球在高速运动中相互碰撞，研磨和混合样品。该产品能用干、湿两种方法研磨和混合粒度不同、材料各异的产品，研磨产品最小粒度可至0.1微米。能很好的实现各种工艺参数要求，同时由于其小批量、低功耗、低价位的优点，是学校、研究单位、公司是进行粉碎工艺、新材料、涂料研究的首选设备。众所周知，微波加热是利用微波的能量特征，对物体进行加热的过程。微波是频率在300兆赫到300千兆赫的电磁波。被加热介质物料中的水分子是极性分子，它在快速变化的高频电磁场作用下，其极性取向将随着外电场的变化而变化，造成分子的运动和相互摩擦效应。此时微波场的场能转化为介质内的热能，使物料温度升高，产生热化和膨化一系列物化过程而达到微波加热干燥的目的。微波对介质材料是瞬时加热升温，因此具有快速加热的特点。另一方面，微波的输出功率随时可调，介质温升可无惰性的随之改变，不存在“余热”现象，极有利于自动控制和连续化生产的需要。然而目前还没有将微波应用到行星式球磨机的相关装置。因此，对于本领域技术人员而言，如何开发一种微波辅助行星式球磨反应器，这具有比较现实的意义。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种微波辅助行星式球磨反应器，以解决
技术介绍
存在的至少一个技术问题。为解决上述问题，本技术提供了一种微波辅助行星式球磨反应器，包括球磨系统，所述球磨系统包括驱动电机、转轴、转盘、球磨罐和置于球磨罐内的研磨球，所述球磨罐安装在所述转盘上，所述转盘的底部通过转轴与所述驱动电机连接，其特征在于：还包括微波辅助系统、控制系统和温度传感器，所述微波辅助系统包括微波加热筒、微波馈口和微波发生装置，所述微波馈口设置在微波加热筒的侧壁且与微波加热筒内腔封闭式紧固连接，所述微波馈口和微波发生装置连接，所述转盘和球磨罐设置在所述微波加热筒的内部，所述驱动电机设置在所述微波加热筒的外部，所述转轴的上端穿过微波加热筒的底壁与转盘连接，所述转轴的下端与驱动电机连接，所述温度传感器用于检测所述微波加热筒内部温度，所述微波发生装置和温度传感器均与所述控制系统连接。作为上述微波辅助行星式球磨反应器的进一步改进，所述温度传感器为热电偶；或，所述温度传感器为红外在线温度探测器，所述微波加热筒的侧壁设有红外探测口，所述红外在线温度探测器通过所述红外探测口检测所述微波加热筒内部温度。作为上述微波辅助行星式球磨反应器的进一步改进，所述微波加热筒材质为金属，所述微波加热筒的内壁为光滑面。作为上述微波辅助行星式球磨反应器的进一步改进，所述球磨罐的数量为2个或4个或8个，多个球磨罐对称布置在所述转盘上。作为上述微波辅助行星式球磨反应器的进一步改进，所述微波发生装置包括微波电源和微波发射源。作为上述微波辅助行星式球磨反应器的进一步改进，所述球磨罐内设有用于检测所述球磨罐内部压力的压力传感器，所述球磨罐的顶壁设有泄压口和置于泄压口内的控制阀门，所述压力传感器和所述控制阀门分别与所述控制系统连接。作为上述微波辅助行星式球磨反应器的进一步改进，所述微波馈口的数量为多个，多个微波馈口沿周向对称分布在所述微波加热筒的侧壁上。作为上述微波辅助行星式球磨反应器的进一步改进，所述球磨罐材质为陶瓷或者透波树脂。作为上述微波辅助行星式球磨反应器的进一步改进，所述球磨罐的壁为夹层结构，所述夹层结构内填充有石墨烯、碳纳米管和纳米炭黑中的一种或多种。作为上述微波辅助行星式球磨反应器的进一步改进，所述研磨球材质为陶瓷或者金属或者玛瑙球；所述转轴与微波加热筒的接口处设有轴封装置；所述微波加热筒的顶部安装有保护罩。本技术的微波辅助行星式球磨反应器，采用微波辅助，而微波加热是一种非接触式的冷加热源，它不需要与被加热体接触，而且也不需要大量的绝热材料和保温材料设计，且微波加热本身具有良好的非热效应，即能够促进原子之间的扩散，有利于合金化的进程和扩散程度，可以大幅提高生产效率，缩短生产时间，因此，利用微波进行高能球磨辅助，将两者之间的优势结合起来可以制备性能优异的合金粉体材料。此外，本技术的微波辅助行星式球磨反应器，可以应用于所有固相参与的反应，如固液反应、气固反应和固固反应等，能够在实现温度的较为精确控制的前提下，让固相参与的反应更加充分和均匀，也适用于高质量粉末材料制备和特殊化学反应工程的应用。另外，本技术具有绿色环保，环境友好，以电能二次能源为动力，不存在污染和高能耗的问题。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1为本技术第一实施例的微波辅助行星式球磨反应器的结构示意图；图2为本技术第二实施例的微波辅助行星式球磨反应器的结构示意图。附图中：1-驱动电机2-转轴3-转盘4-球磨罐5-研磨球6-控制系统7-微波加热筒8-微波馈口9-微波发生装置10-红外在线温度探测器11-红外探测口12-泄压口13-轴封装置14-保护罩具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波辅助行星式球磨反应器，包括球磨系统，所述球磨系统包括驱动电机(1)、转轴(2)、转盘(3)、球磨罐(4)和置于球磨罐(4)内的研磨球(5)，所述球磨罐(4)安装在所述转盘(3)上，所述转盘(3)的底部通过转轴(2)与所述驱动电机(1)连接，其特征在于：还包括微波辅助系统、控制系统(6)和温度传感器，所述微波辅助系统包括微波加热筒(7)、微波馈口(8)和微波发生装置(9)，所述微波馈口(8)设置在微波加热筒(7)的侧壁且与微波加热筒(7)内腔封闭式紧固连接，所述微波馈口(8)和微波发生装置(9)连接，所述转盘(3)和球磨罐(4)设置在所述微波加热筒(7)的内部，所述驱动电机(1)设置在所述微波加热筒(7)的外部，所述转轴(2)的上端穿过微波加热筒(7)的底壁与转盘(3)连接，所述转轴(2)的下端与驱动电机(1)连接，所述温度传感器用于检测所述微波加热筒(7)内部温度，所述微波发生装置(9)和温度传感器均与所述控制系统(6)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种微波辅助行星式球磨反应器，包括球磨系统，所述球磨系统包括驱动电机(1)、转轴(2)、转盘(3)、球磨罐(4)和置于球磨罐(4)内的研磨球(5)，所述球磨罐(4)安装在所述转盘(3)上，所述转盘(3)的底部通过转轴(2)与所述驱动电机(1)连接，其特征在于：还包括微波辅助系统、控制系统(6)和温度传感器，所述微波辅助系统包括微波加热筒(7)、微波馈口(8)和微波发生装置(9)，所述微波馈口(8)设置在微波加热筒(7)的侧壁且与微波加热筒(7)内腔封闭式紧固连接，所述微波馈口(8)和微波发生装置(9)连接，所述转盘(3)和球磨罐(4)设置在所述微波加热筒(7)的内部，所述驱动电机(1)设置在所述微波加热筒(7)的外部，所述转轴(2)的上端穿过微波加热筒(7)的底壁与转盘(3)连接，所述转轴(2)的下端与驱动电机(1)连接，所述温度传感器用于检测所述微波加热筒(7)内部温度，所述微波发生装置(9)和温度传感器均与所述控制系统(6)连接。


2.根据权利要求1所述的微波辅助行星式球磨反应器，其特征在于：所述温度传感器为热电偶；或，所述温度传感器为红外在线温度探测器(10)，所述微波加热筒(7)的侧壁设有红外探测口(11)，所述红外在线温度探测器(10)通过所述红外探测口(11)检测所述微波加热筒(7)内部温度。


3.根据权利要求1所述的微波辅助行星式球磨反应器，其特征在于：所述微波加热筒(7)材质为金属，所述微波加热筒(7)的内壁为光滑面。


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【专利技术属性】
技术研发人员：黄湛明，鲍瑞，
申请(专利权)人：黄湛明，
类型：新型
国别省市：广东;44