一种机械活化材料的连续化制备工艺装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种机械活化材料的连续化制备工艺装置，主要由高速水冷磨盘、物料输运管、物料收集器和废料收集器等部件组成。该装置利用法兰机械密封连接实现系统内负压，有利于合格品的在线筛选，通过调节间隙调节环和风机转速，可实现不同规格试样的连续化制备，整个工艺过程本质安全性高、制备工艺绿色、环保，且工艺效率高。

A Continuous Preparing Process Device for Mechanical Activated Materials

The invention discloses a continuous preparation process device for mechanical activated materials, which is mainly composed of high-speed water-cooled grinding disc, material transportation pipe, material collector and waste collector. The device utilizes mechanical seal connection of flange to realize negative pressure in the system, which is conducive to on-line screening of qualified products. By adjusting the clearance adjusting ring and fan speed, it can realize the continuous preparation of samples of different specifications. The whole process has high intrinsic safety, green preparation process, environmental protection and high process efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种机械活化材料的连续化制备工艺装置
本专利技术属于火炸药
，涉及一套机械装置，尤其涉及一种机械活化含能材料的连续化制备工艺装置，用于机械活化含能材料的连续化生产。
技术介绍
近年来，机械活化含能材料(MAEC)作为一种具有纳米结构的氧化剂-燃料混合物受到国内外广泛关注，因其具有接触面大、反应速度快等特点，该材料在火炸药应用领域潜力巨大。在机械活化含能材料制备方面，主要采用球磨法，即物料在进料端盖中空轴陆续进入筒体内，在筒体旋转时，产生离心力和摩擦力，使介质(钢球)和矿石随筒壁上升至一定高度时，借助自重呈抛物线落下，最后从出料端盖的中空轴排出，其主要工艺装置是球磨机。根据含能材料的特点，由氧化剂与还原剂组成的MAEC材料在强机械作用下可能导致在试样表面形成局部高温，部分试样可能发生分解、燃烧甚至是爆轰反应，为避免两种含能材料在制备过程中出现燃烧或爆炸现象，当前物料制备需通过湿法制备，材料在磨动过程中速度极低，整个工艺过程包含多个工序，且无法实现连续化，制备效率低。现有的高能球磨机虽能实现公斤级制备，但其综合工艺效率约为0.1公斤/小时，无法满足批量化应用需求。
技术实现思路
本专利技术的目的，是为了解决现有的机械活化含能材料工艺装置效率低，无法满足大批量应用的迫切问题。当前装置的制备能力可达到公斤级，但考虑到整个工艺过程，其平均制备效率约为0.1公斤/小时，单批试样的工艺时间在10小时～12小时。分析造成这种现象的原因是：当前材料制备工艺过程主要有称量、加料、湿法磨制、烘干、筛分及检测、包装等工序，其中试样烘干、筛分和检测工序时间占据整个制备工艺过程的60％～70％。为解决这一问题，分析如下：低工艺效率是由于溶剂制备方法带来了后续烘干、筛分等工序周期长等问题，是否能探索一种新方法，该方法在保证材料性能的同时，可直接减少后续工序，同时还应具有较高的本质安全性。经过多次原理性试验和技术优化，本专利专利技术了干法制备机械活化含能材料方法，该方法改变了传统机械活化材料制备过程用水或溶剂直接冷却材料的思路，通过采用间接冷却方法实现。设计过程简述如下：通过红外热像仪测量了干法制备过程的升温现象，发现随着工艺时间的持续，其静磨片温度更高，为保证整个制备过程安全，采用间接冷却方法，即设计环形水冷装置使静磨片冷却，经传热学计算了冷却装置的热容及体积，最终成功研制了一种机械活化材料的连续化制备工艺装置。同时该装置根据制备试样具有高密度、大重量(相比于原材料)的特点，结合风机可实现试样的在线筛选，使传统工艺过程中需离线的筛分和检测工序实现连续化，最终实现了机械活化含能材料的连续化制造，其综合工艺效率可达10公斤/小时，单批工艺时间缩短至3小时。解决其技术问题所用的技术方案本专利技术的技术构思是：设计一种机械活化材料的连续化制备工艺装置，基于干法制备原理，同时结合风选原理(机械装置抗爆性强，变形小等特征，通过机械方式实现不同直径装置的密封连接，使整个装置密闭以保证整个系统在负压状态下循环流动)，实现物料的连续化制备。本专利技术解决其技术问题所用的方案：本专利技术提供的一种机械活化材料的连续化制备工艺装置，其特征在于，包括高速水冷磨盘、物料输运管、物料收集器和废料收集器，其中：所述高速水冷磨盘(1)包含出料口1-1，电机1-2，传动轴1-3，间隙调节环1-4，进料口1-5，动磨片1-6，静磨片1-7和底座1-8，其中出料口1-1为为两段开口直筒，传动轴1-3为实心钢制螺杆，进料口1-5一端为铝合金梯形料斗，一端为开口直筒，动磨片1-6为钢制梯形转子，静磨片1-7为特制钢定子。物料输运管(2)包含左弯管2-1、直传管2-2和右弯管2-3三部分，其中直传管2-2两端为开口直筒，两侧均含小法兰；左弯管2-1和右弯管2-3为90°带小法兰的开口弯筒。物料收集器(3)包含出料口3-1，进料口3-2，锥形料斗3-3，星式喂料器3-4，气动筛选机3-5和物料收集器3-6，其中锥形料斗3-3与星式喂料器3-4、气动筛选机3-5、物料收集器3-6用法兰螺栓及橡胶圈密封连接。废料收集器(4)包含风机4-1，进料口4-2，袋式收料器4-3，直筒4-4，废料收集袋4-5，风机4-1采用转速可调式离心机，进料口4-2为柱形直筒，袋式收料器4-3为下锥形筒，风机废料收集袋4-5为柱形圆底筒。与现有技术相比，本专利技术的技术优势在于：一、基于干法制备机械活化含能材料的方法，省去了原湿法制备工艺过程的烘干工序，显著降低了工艺时间，提升了工艺效率。同时避免了传统湿法制备和烘干过程中溶剂的使用(有文献研究报道铝粉在50℃的热水中反应)，提升了本质安全性，使整个制备工艺现场无溶剂、粉尘，本质安全性显著提升。二、基于制备后合格粒子的自重大于单一颗粒的特点，结合风选装置，设计了颗粒气动筛分系统，通过内部负压可实现制备颗粒的实时筛选。在实际应用中，可根据风压与颗粒的运动规律设置风压，实现不同材料规格的选择。这不仅使传统工艺过程中需离线操作的筛分和检测工序连续化，节省了人工及工艺时间，降低了工艺成本，而且使干法制备工序在制量下降，可通过配置自动加料系统，以实现整个制备工艺过程的无人化、连续化。三、实际使用时，物料经高速水冷磨盘处理后，受旋风作用经物料输运管进入物料收集器，物料进入物料收集器内置的气动筛分机，符合技术要求的粒子因重力进入成品袋，不符合要求的小粒子随气流吸入废料收集器。同时通过调节动静磨片间隙可实现不同机械活化含能材料规格的连续化制备。整个装置为内密闭循环，并且在负压状态下循环流动，整个工艺过程本质安全性高、制备工艺绿色、环保，且工艺效率高。附图说明图1是本专利技术机械活化材料的连续化制备工艺装置的总装配主视图。图2是高速水冷磨盘结构图。图3是物料输运管结构图。图4是物料收集器结构图。图5是废料收集器结构图。图6是MAEC材料的微观结构图。图7是聚四氟乙烯材料和本装置生产的MAEC材料的红外吸收峰图。以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。具体实施方式以下是专利技术人给出的实施例。在以下的实施例中，零部件未说明的材质均为不锈钢，螺栓、螺母等连接件均采用标准件。实施例1：参照说明书附图1至图5，本实施例给出一种机械活化材料的连续化制备工艺装置和装配实例，该模拟装置至少包括高速水冷磨盘、物料输运管、物料收集器和废料收集器。参见图2，高速水冷磨盘包含出料口1-1，电机1-2，传动轴1-3，间隙调节环1-4，进料口1-5，动磨片1-6，静磨片1-7和底座1-8，其中出料口1-1为为两段开口直筒，传动轴1-3为实心钢制螺杆，进料口1-5一端为铝合金梯形料斗，一端为开口直筒，动磨片1-6为钢制梯形转子，静磨片1-7为特制钢定子。物料输运管包含左弯管2-1、直传管2-2和右弯管2-3三部分，其中直传管2-2两端为开口直筒，两侧均含小法兰；左弯管2-1和右弯管2-3为90°带小法兰的开口弯筒。物料收集器包含出料口3-1，进料口3-2，锥形料斗3-3，星式喂料器3-4，气动筛选机3-5和物料收集器3-6，其中锥形料斗3-3与星式喂料器3-4、气动筛选机3-5、物料收集器3-6用法兰螺栓及橡胶圈密封连接。物料收集器的进料口3-2与物料输运管的左弯管2-1用法兰螺栓及橡胶圈密封连接；废料收集器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械活化材料的连续化制备工艺装置，该工艺装置创造了干法制备机械活化含能材料方法，同时基于风选原理可实现试样的在线筛选，使传统制备工艺过程中离线开展的筛分和检测工序连续化，缩短了单批制样时间，减少了现场在制量，显著提升了材料制备的工艺效率。其组成特征在于，包括高速水冷磨盘(1)、物料输运管(2)、物料收集器(3)和废料收集器(4)；其主要组成及联接方式如下：所述高速水冷磨盘(1)包含出料口(1‑1)，电机(1‑2)，传动轴(1‑3)，间隙调节环(1‑4)，进料口(1‑5)，动磨片(1‑6)，静磨片1‑7和底座1‑8，其中出料口1‑1为为两段开口直筒，传动轴1‑3为实心钢制螺杆，进料口1‑5一端为铝合金梯形料斗，一端为开口直筒，动磨片1‑6为钢制梯形转子，静磨片1‑7为特制钢定子。电机1‑2垂直固定在底座1‑8上，传动轴1‑3与间隙调节环1‑4、动磨片1‑6通过螺纹水平连接，电机1‑2与传动轴1‑3通过螺纹垂直连接；物料输运管(2)包含左弯管2‑1、直传管2‑2和右弯管2‑3三部分，其中直传管2‑2两端为开口直筒，两侧均含小法兰；左弯管2‑1和右弯管2‑3为90°带小法兰的开口弯筒，所述物料输运管(2)的右弯管2‑3与高速水冷磨盘(1)的出料口1‑1用法兰螺栓及橡胶圈密封连接；物料收集器(3)包含出料口3‑1，进料口3‑2，锥形料斗3‑3，星式喂料器3‑4，气动筛选机3‑5和物料收集器3‑6，其中锥形料斗3‑3与星式喂料器3‑4、气动筛选机3‑5、物料收集器3‑6用法兰螺栓及橡胶圈密封连接。所述物料收集器(3)的进料口3‑2与物料输运管(2)的左弯管2‑1用法兰螺栓及橡胶圈密封连接；废料收集器(4)包含风机4‑1，进料口4‑2，袋式收料器4‑3，直筒4‑4，废料收集袋4‑5，风机4‑1采用转速可调式离心机，进料口4‑2为柱形直筒，袋式收料器4‑3为下锥形筒，风机废料收集袋4‑5为柱形圆底筒。所述废料收集器(4)的进料口4‑2与物料输运管(2)的左弯管2‑1用法兰螺栓及橡胶圈密封连接。...

【技术特征摘要】
1.一种机械活化材料的连续化制备工艺装置，该工艺装置创造了干法制备机械活化含能材料方法，同时基于风选原理可实现试样的在线筛选，使传统制备工艺过程中离线开展的筛分和检测工序连续化，缩短了单批制样时间，减少了现场在制量，显著提升了材料制备的工艺效率。其组成特征在于，包括高速水冷磨盘(1)、物料输运管(2)、物料收集器(3)和废料收集器(4)；其主要组成及联接方式如下：所述高速水冷磨盘(1)包含出料口(1-1)，电机(1-2)，传动轴(1-3)，间隙调节环(1-4)，进料口(1-5)，动磨片(1-6)，静磨片1-7和底座1-8，其中出料口1-1为为两段开口直筒，传动轴1-3为实心钢制螺杆，进料口1-5一端为铝合金梯形料斗，一端为开口直筒，动磨片1-6为钢制梯形转子，静磨片1-7为特制钢定子。电机1-2垂直固定在底座1-8上，传动轴1-3与间隙调节环1-4、动磨片1-6通过螺纹水平连接，电机1-2与传动轴1-3通过螺纹垂直连接；物料输运管(2)包含左弯管2-1、直传管2-2和右弯管2-3三部分，其中直传管2-2两端为开口直筒，两侧均含小法兰；左弯管2-1和右弯管2-3为90°带小法兰的开口弯筒，所述物料输运管(2)的右弯管2-3与高速水冷磨盘(1)的出料口1-1用法兰螺栓及橡胶圈密封连接；物料收...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄亚峰，田轩，赵凯，王晓峰，韩仲熙，李文祥，刁小强，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61