[发明专利]一种超微粉粒子聚集冷却罐式结构及超微粉粒子成形方法

说明书

本发明涉及一种超微粉粒子聚集冷却罐式结构及超微粉粒子成形方法，设置于超微粉粒子制备系统中，包括依次连接的出气与回流结构、粒子成形控制结构及罐式变向分料结构；出气与回流结构的前端与前置的高温蒸发器连接，罐式变向分料结构的后端与后置的收集及冷却结构连接。本专利通过特定的结构对超微粉粒子成形过程中的各个阶段进行精准控制，包括温度场控制，速度场控制，各结构之间连接的控制，使其内部流通而过的蒸气均匀的经过各受控部位，为超微粉粒子成形提供稳定可控条件，成形的粒子粒径均匀、形貌稳定，分散良好。

技术领域

本发明属于超微粉粒子制备技术领域，特别是指一种超微粉粒子聚集冷却罐式结构及超微粉粒子成形方法。

背景技术

在使用蒸发冷凝气相法制备超微粉粒子的成形与冷却技术时，是将所需制备的物质先经过高温加热气化后，再由气态经液态后固化成形的过程，因为所需制备的超微粉粒子为微观材料，多为纳米级、亚微米级或微米级粉末，成形的粒子尺寸较小，形成速度非常快，温度非常高，成形的技术原理虽然简单，但是实际运用却非常困难。如需制备出可以批量使用的粒径均匀、形貌稳定，分散良好的粉体粒子，难度更大。

常用方法包括扩口结构，让蒸气流动速度放慢然后去控制粒子成形；或是吹气冷却结构，让蒸气快速冷却，这两种方法要么是气流内外层温度不均匀，要么是吹气进气内层导致内部流态不均匀，都会导致大量超小与超大颗粒的出现，影响粉体的后续使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种超微粉粒子聚集冷却罐式结构及超微粉粒子成形方法，以解决现技术会导致大量超小与超大颗粒的出现，影响粉体的后续使用的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种超微粉粒子聚集冷却罐式结构，设置于超微粉粒子制备系统中，包括依次连接的出气与回流结构、垃圾回流结构或垃圾收集结构、粒子成形控制结构及罐式变向分料结构；

所述出气与回流结构的前端与前置的高温蒸发器连接，变向分料结构的后端与后置的收集结构连接；

所述超微粉粒子制备系统还包括设置于高温蒸发器内提供热源的加热系统，向高温蒸发器内提供原料的加料系统，提供冷却的循环冷却系统、提供载流和冷却的气源或循环气系统及提供压力平衡控制的压力平衡系统、收集部分的气固分离系统或气固液分离系统。

进一步的，所述出气与回流结构的前端与高温蒸发器的出气口连接，所述出气与回流结构的内部至少包括一高温蒸气进入的第一通道；第一通道的外侧设置有保温或加温装置。

进一步的，所述垃圾回流结构或垃圾收集结构的内部至少包括一第二通道，所述第二通道的前端与第一通道连接，后端与粒子成形控制结构的内腔连接；第二通道的外侧设置有保温或加温装置。

进一步的，所述粒子成形控制结构的内腔前端与第二通道连接，内腔后端与喷气冷却结构或变向分料结构的进气管连接，其内部设置有超微粉粒子成形区域，在所述粒子成形控制结构的内部设置有保温或加温或冷却结构，通过热传导或热辐射间接控制超微粉粒子成形区域的温度，通过载流气速度与超微粉粒子成形区域的截面尺寸控制粒子随载流气通过超微粉粒子成形区域的速度。

进一步的，粒子成形控制结构与罐式变向分料结构之间可以加装喷气冷却结构用于对已成形的粒子进行预冷却，喷气冷却结构至少包括内部的第三通道，前端与超微粉粒子成形区域连通，后端与罐式变向分料结构连接，在所述第三通道外设置有多孔内层板，由周边向第三通道内均匀喷入冷却气体。

进一步的，所述罐式变向分料结构包括变向罐式腔体，在所述变向腔体上连接有进气管道和出气管道，其中进气管道与第三通道或粒子成形控制结构连接，出气管道与收集结构连接；

所述的进气管道与出气管道根据设备结构与功能需要，其内部可以加装设置需要的内层保温结构或冷却结构；

所述进气管道的轴向中线与出气管道的轴向中线的夹角为30-150度。