【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到材料加工领域，尤其是涉及一种粉末电子辐照处理装置。
技术介绍
1、电子束辐照处理技术，即使用电子加速器产生高能电子束流来照射所被处理物体的一种加工技术，目前已经在塑胶交联固化，橡胶硫化、废料氧化降解、食品灭菌处理等方面取得广泛的应用，并且有潜力用于陶瓷粉体合成。目前将电子辐照技术用于粉体合成主要有两个难点：减少辐照热量聚集和自由基消除。电子束流，特别是加速电压高的高能电子束流，其能量密度高，被辐照的物品在吸收电子束时，会产生大量的自由基。在这个过程中，电子的动能转化成热量累积在被辐照物品的内部；同时自由基湮灭也会产生热量。在粉体辐照过程中，散乱堆积的粉末散热性差，这种发热以及热量不及时排除会导致粉末烧结团聚，甚至熔融成块。
2、针对这个问题，现有的粉末在处理时候常参照辐照块状物品的方式使用真空包装，将粉末压缩成团，以增加堆积密度的方式来提高其散热性能，但即便如此，也只能采用小束流方法处理，以保证产生的热量能及时散发出去；另外前期粉体压缩会增加后续处理工序(需重新分散粉体)，提高成本。除热量因素外，由于自由基的湮灭存在一定的半衰周期，对于某些被辐照加工的材质，如不采取适当加工处理去除自由基，高活性的自由基会与空气中的氧气、水蒸汽发生反应，造成产物不纯，同时大量放热，甚至引起自燃(尤其是比表面积大的粉末、纤维)。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有粉末辐照处理中存在的上述问题，提供一种粉体电子辐照处理装置，被电子束辐照处理的粉末流化悬浮于冷态气体
2、所述一种粉末电子辐照处理装置，主体结构为带有加热炉的主腔体，主腔体竖直设置，主腔体的上部直径大，下部直径小，中间采用圆锥过渡，形成圆柱型腔体；主腔体的顶盖上安装有用于透过电子束的电子辐照钛窗、尾气排出口以及进料口；主腔体的上部大直径端的侧边安装有内置冷却装置的进出风管以及辅助工作气口，主腔体底部安装有带有搅拌桨、排料口以及工作气进口的双层底；所有的安装件与主腔体之间采用密封连接。
3、所述主腔体中，底下直径较小的圆柱段为装料段，被辐照处理的粉体装在装料段中并被工作气吹起成流化状态，上面大的圆柱段以及圆锥段，作为流化床粉体的沉降段，被吹起的待辐照处理的粉体在沉降段沉降回装料段。
4、由于电子束穿过的钛窗采用薄钛箔制作，受限于其强度问题，钛窗不能做得太宽，现有的加速器的电子出口都采用小宽度的细长的钛窗。相对应的，所述电子辐照钛窗跟配套加速器对应采用细长的结构，电子辐照钛窗的有效长度应与主腔体小直径段的直径对应且略小于后者。
5、所述内置冷却装置的进出风管安装在大圆柱段侧边。在主腔体内部，内置冷却装置进入大圆柱段后竖直通向小圆柱段，竖直内置冷却装置可以防止待辐照处理的粉体沉降在内置冷却装置上。所述内置冷却装置设有两组，分别设在电子辐照钛窗宽度方向的两侧，内置冷却装置避开电子束的直接辐照。
6、所述双层底安装在主腔体小直径段底部，双层底上安装有搅拌桨、排料口以及工作气进口；所述搅拌桨从底部安装，搅拌轴避开电子辐照钛窗，搅拌桨在靠近双层底侧带有斜刮板，控制改变转向可将底板上的待辐照处理的粉体向四周刮去或向中心刮拢，可在电子辐照或热处理时，增强待辐照处理的粉体混流强度，以及在排出待辐照处理的粉体的时候利用搅拌桨将其干净排出。
7、进一步的，由于装料段在辐照结束后需要加热进行热处理，所述内置冷却装置采用能耐受加热温度的气体介质循环冷却。
8、所述工作气从工作气口进入双层底的气体分配腔，均匀分配至上层板的气体分配孔将粉体吹起成流化状态。由双层底的上层板的气体分配孔将待辐照处理的粉体吹起成流化状态，所述气体分配孔分布与电子辐照钛窗对应，气体分配孔位于电子辐照钛窗的垂直投影上，待辐照处理的粉体在工作气吹起成流化状态后，沿着电子辐照钛窗的垂直投影的竖直方向上升；在两侧装有内置冷却装置的位置下降至双层底。
9、工作气在辐照过程中通过工作气预冷器再进入双层底，经过冷却的工作气可将待辐照处理的粉体吹起并将辐照产生的热量带走；工作气在辐照后去除待辐照处理的粉体自由基时通过工作气预热器，与主腔体的加热炉共同对待辐照处理的粉体加热去除其自由基。
10、被电子束辐照处理的粉末流化悬浮于冷态工作气体中辐照处理，辐照处理的粉末产生的热量可被冷态的流化工作气体以及内置冷却装置带走；辐照后粉末可在流化状态下加热热处理消除自由基以达到稳定状态。
11、所述工作气可通过辅助工作气口进入主腔体，利用辅助工作气口可对主腔体在装料抽真空后补充工作气，避免真空下粉末飞扬。
12、本专利技术有下列优点：
13、(1)在辐照过程以及后续的热处理过程中始终能保持粉体的流化悬浮状态，避免粉体在辐照中或者在后续的热处理中烧结团聚。
14、(2)流化状态的粉末热量容易导出，可采用大电子束流辐照处理，减少处理时间。工艺适用性广。
15、(3)利用本粉末电子辐照处理装置，实现细粒度、高纯度粉体的低成本批量辐照处理。
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1.一种粉体电子辐照处理装置，其特征在于设有带有加热炉的主腔体，主腔体竖直设置，主腔体的上部直径大，下部直径小，中间采用圆锥段过渡，形成圆柱型腔体；主腔体的顶盖上安装有用于透过电子束的电子辐照钛窗、尾气排出口以及进料口；主腔体的上部大直径端的侧边安装有内置冷却装置的进出风管以及辅助工作气口，主腔体底部安装有带有搅拌桨、排料口以及工作气进口的双层底；所有的安装件与主腔体之间采用密封连接；
2.如权利要求1所述一种粉体电子辐照处理装置，其特征在于主腔体的下部直径小的圆柱段为装料段，被辐照处理的粉体装在装料段中并被工作气吹起成流化状态，主腔体上部直径大的圆柱段以及中间的圆锥段，作为流化床粉体的沉降段，被吹起的待辐照处理的粉体在这里沉降回小圆柱段。
3.如权利要求1所述一种粉体电子辐照处理装置，其特征在于所述电子辐照钛窗采用薄钛箔制作，采用小宽度的细长的钛窗；所述电子辐照钛窗与其配套加速器对应采用细长的结构，电子辐照钛窗的有效长度与主腔体小直径段的直径对应且小于后者。
4.如权利要求1所述一种粉体电子辐照处理装置，其特征在于所述内置冷却装置的进出风管安
5.如权利要求1所述一种粉体电子辐照处理装置，其特征在于所述内置冷却装置采用气体介质等耐高温的循环介质循环冷却。
6.如权利要求1所述一种粉体电子辐照处理装置，其特征在于所述工作气从工作气口进入双层底的气体分配腔，均匀分配至上层板的气体分配孔将粉体吹起成流化状态，由双层底的上层板的气体分配孔将待辐照处理的粉体吹起成流化状态，所述气体分配孔分布与电子辐照钛窗对应，气体分配孔位于电子辐照钛窗的垂直投影上，待辐照处理的粉体在工作气吹起成流化状态后，沿着电子辐照钛窗的垂直投影的竖直方向上升；在两侧装有内置冷却装置的位置下降至双层底。
7.如权利要求1所述一种粉体电子辐照处理装置，其特征在于工作气在辐照过程中通过工作气预冷器再进入双层底，经过冷却的工作气将待辐照处理的粉体吹起并将辐照产生的热量带走；工作气在辐照后去除待辐照处理的粉体自由基时通过工作气预热器，与主腔体的加热炉共同对待辐照处理的粉体加热去除其自由基。
8.如权利要求1所述一种粉体电子辐照处理装置，其特征在于被电子束辐照处理的粉末流化悬浮于冷态工作气体中辐照处理，辐照处理的粉末产生的热量被流化工作气体以及内置冷却装置带走；辐照后粉末在流化状态下加热热处理消除自由基以达到稳定状态。
9.如权利要求1所述一种粉体电子辐照处理装置，其特征在于所述工作气通过辅助工作气口进入主腔体，利用辅助工作气口对主腔体在装料抽真空后补充工作气，以避免真空下粉末飞扬。
...【技术特征摘要】
1.一种粉体电子辐照处理装置，其特征在于设有带有加热炉的主腔体，主腔体竖直设置，主腔体的上部直径大，下部直径小，中间采用圆锥段过渡，形成圆柱型腔体；主腔体的顶盖上安装有用于透过电子束的电子辐照钛窗、尾气排出口以及进料口；主腔体的上部大直径端的侧边安装有内置冷却装置的进出风管以及辅助工作气口，主腔体底部安装有带有搅拌桨、排料口以及工作气进口的双层底；所有的安装件与主腔体之间采用密封连接；
2.如权利要求1所述一种粉体电子辐照处理装置，其特征在于主腔体的下部直径小的圆柱段为装料段，被辐照处理的粉体装在装料段中并被工作气吹起成流化状态，主腔体上部直径大的圆柱段以及中间的圆锥段，作为流化床粉体的沉降段，被吹起的待辐照处理的粉体在这里沉降回小圆柱段。
3.如权利要求1所述一种粉体电子辐照处理装置，其特征在于所述电子辐照钛窗采用薄钛箔制作，采用小宽度的细长的钛窗；所述电子辐照钛窗与其配套加速器对应采用细长的结构，电子辐照钛窗的有效长度与主腔体小直径段的直径对应且小于后者。
4.如权利要求1所述一种粉体电子辐照处理装置，其特征在于所述内置冷却装置的进出风管安装在大圆柱段侧边；在主腔体内部，内置冷却装置进入大圆柱段后竖直通向小圆柱段，采用竖直内置以防止待辐照处理的粉体沉降在内置冷却装置上，所述内置冷却装置设有两组，分别设在电子辐照钛窗宽度方向的两侧，内置冷却装置避开电子束的直接辐照。
5.如权利要求...
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