一种基于电容放电的高温热冲击材料连续化生产设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电容放电的高温热冲击材料连续化生产设备及方法，物料由机搅拌器混合均匀后经振动给料机送至给料工位，工作台将物料送至压缩工位，压缩工位将物料压缩处理后再跟随工作台至放电工位。充电电源对放电电容充电，充到足够的电压时停止充电，开关装置接收控制设备信号闭合电路，放电电容对样品放电进行高温热冲击处理，监测设备记录电压电流数据以备后期处理。处理后的样品落入传送装置送至筛分装置，粒度较大的物料经管道返回振动给料机二次反应，经筛分过滤后的小料度物料落入收集桶中。本发明专利技术实现了高温热冲击材料制备中的自动充电、混料、给料、压缩、工作放电和卸料的连续化生产制造，可用于各种纳米材料的高温热冲击制造。高温热冲击制造。高温热冲击制造。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电容放电的高温热冲击材料连续化生产设备及方法


[0001]本公开涉及材料生产设备领域，更具体的，涉及一种材料高温合成的连续化生产的基于电容放电的高温热冲击材料连续化生产设备及方法。

技术介绍

[0002]传统材料通过热辐射加热合成方法包括水热/溶剂热法，炉煅烧，水/油浴加热和化学气相沉积CVD等。
[0003]具体而言，大多数纳米材料，例如金属氧化物和金属氢氧化物是通常在100
‑
200℃的温度范围内使用水/溶剂热法处理数小时获得。这些前体在高温和特定气氛下使用熔炉进一步退火，对前体进行加热，保温和冷却过程，将这些前体转变为碳化物，氮化物，硫化物和磷化物。
[0004]CVD是一种自底向上的方法，在铜箔上合成石墨烯，其中含碳气体在高温管式炉中流入其中。此外，利用水/油浴，已经广泛制备了纳米材料，尤其是金属纳米粒子。与水热/溶剂热法相比，水/油浴通常在环境压力而不是高压下进行。
[0005]目前工业上普遍使用的这些材料生产设备的加热方式为热辐射加热，而这往往对生产设备要求性能要求极高，并且意味着高能耗、高成本。限制了这些相关的推广和应用，因此急需开发一种低成本、高效连续化生产的高温材料合成方法来降低企业的产品生产成本，提升产品品质。

技术实现思路

[0006]基于以上提到的能耗和成本问题，通过电容放电的焦耳热高温热冲击法批量化制备高性能低成本材料。
[0007]为实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
[0008]基于电容放电的高温热冲击材料连续化生产设备，包括：
[0009]旋转工作台，旋转工作台设有料仓，用于盛装物料；和
[0010]混给料组件，用于将非均质的反应物混合均匀形成物料，向旋转工作抬提供物料；和
[0011]压缩组件，用于将料仓内的松散物料压缩密实；和
[0012]电容充放电组件，用于对物料高温热冲击；和
[0013]物料收集组件，用于对高温热冲击处理的物料进行卸料、筛选和收集；和
[0014]气体保护组件，用于为物料的处理提供真空或惰性气体保护空间，
[0015]在旋转工作台转动的过程中，物料依次经过压缩、高温热冲击和卸料的过程，循环往复，实现连续化生产。
[0016]进一步地，还包括物料二次回收组件，用于将经物料收集组件筛分出的不合格品送回至混给物料组件，进行二次处理。
[0017]进一步地，所述旋转工作台，包括工作电机、工作台底座和工作台，所述工作台周
向均布多个通孔作为料仓，工作台底座位于工作台的下方，工作台在工作电机的带动下相对于工作台底座转动；工作台对应混给料组件、压缩组件、电容充放电组件和物料收集组件的方位分别设有给料工位、压缩工位、放电工位和卸料工位，在工作台转动的过程中，料仓依次经过各工位，对物料进行相应处理。
[0018]进一步地，所述混给料组件包括机械搅拌器和振动给料机，所述机械搅拌器位于振动给料机的上方，振动给料机的出料口位于料仓的上方。
[0019]进一步地，所述电容充放电组件包括放电正电极、放电负电极、开关装置、监测装置、放电电容、充电电源和控制设备，充电电源对放电电容充电，充到足够的电压时停止充电，开关装置接收控制设备信号闭合电路，放电正电极和放电负电极位于料仓的两端，当放电电容对样品放电进行高温热冲击处理，监测设备记录电压电流数据以备后期处理。
[0020]进一步地，所述气体保护组件包括壳体和气瓶或抽真空装置，气瓶或抽真空装置设有阀门，通过管路连接至壳体，使壳体内形成真空腔体或惰性气体保护空间。
[0021]进一步地，所述压缩组件由压缩推杆带动压块在料仓内做往复压缩运动。
[0022]进一步地，物料收集组件包括收集桶，筛分装置和传送装置，所述传送装置用于将经过高温热冲击的物料传送至筛分装置，筛分装置分选出合格的物料，落入收集桶。
[0023]进一步的，所述物料二次处理回收组件包括管道和风机，管道的一端连接筛分装置，另一端连接混给料组件，风机将筛分出的非合格品通过管道输送至混给料组件，进行二次加工。
[0024]基于电容放电的高温热冲击材料连续化生产方法，包括如下步骤：
[0025]步骤1)给料，旋转工作台将料仓转动至给料工位，物料由机搅拌器混合均匀后经振动给料机送至料仓；
[0026]步骤2)压缩，给料完成后由工作电机带动工作台将物料送至压缩工位，压缩组件将物料压缩处理，将松散物料压紧密实；
[0027]步骤3)高温热冲击，物料由工作台旋围送至放电工位，充电电源对放电电容充电，充到足够的电压时停止充电，开关装置接收控制设备信号闭合电路，放电电容对样品放电进行高温热冲击处理，监测设备记录电压电流数据以备后期处理；
[0028]步骤4)筛分，经高温热冲击处理后的物料经由卸料传送带传送至筛分装置，粒度低于筛分装置设定阈值的物料，经筛分装置处理后落入收集桶中；
[0029]步骤5)二次回收反应，经筛分装置处理筛选的粒度高于设定筛分装置阈值的物料，经风机和管道返回振动给料机进行二次反应。
[0030]进一步地，对于电阻大于10Ω的物料在放电工位采用电压60
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100V进行预碳化处理，以促进电容在放电过程中更好地产生毫秒级的大电流电脉冲。
[0031]进一步地，步骤1)，为基于电容放电的高温热冲击材料连续化生产提供真空或惰性气体保护空间，所述惰性气体为氩气或氮气
[0032]进一步地，所述电容放电为单次脉冲电，电压为0
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500V，放电时间为20
‑
2000ms。
[0033]本专利技术公开了以下技术效果：
[0034]本专利技术提供了一种基于电容放电的高温热冲击材料连续化生产设备及方法，该方法将周期性的单次大功率电脉冲高温热冲击材料制备方法与连续化生产方法相结合，能够应用于工业化生产，有效避免了传统的热辐射加热法制备相关材料的高能耗、低效率，实现
了相关材料的快速、连续化生产，大大降低了相关材料的生产成本。本专利技术方法简单，过程可控，成本低廉，有极大的商业化应用潜力。
附图说明
[0035]图1示出本专利技术高温热冲击材料连续化生产系统的结构示意图；
[0036]图2示出本专利技术工作台的俯视图；
[0037]图3示出本专利技术工作台的三维图；
[0038]图4为本专利技术实施例1提供的一种高温热冲击材料连续化生产方法流程图；
[0039]图5示出本专利技术的原理图；
[0040]图中，机械搅拌器
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1，振动给料机
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2，压缩推杆
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3，控制设备
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4，开关装置
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5，监测装置
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6，放电负电极
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7，工作电机
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8，放电电容
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9，充电电源
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10，收集桶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于电容放电的高温热冲击材料连续化生产设备，其特征在于，包括：旋转工作台，旋转工作台设有料仓，用于盛装物料；和混给料组件，用于将非均质的反应物混合均匀形成物料，向旋转工作抬提供物料；和压缩组件，用于将料仓内的松散物料压缩密实；和电容充放电组件，用于对物料高温热冲击；和物料收集组件，用于对高温热冲击处理的物料进行卸料、筛选和收集；和气体保护组件，用于为物料的处理提供真空或惰性气体保护空间，在旋转工作台转动的过程中，物料依次经过压缩、高温热冲击和卸料的过程，循环往复，实现连续化生产。2.根据权利要求1所述的基于电容放电的高温热冲击材料连续化生产设备，其特征在于，还包括物料二次回收组件，用于将经物料收集组件筛分出的不合格品送回至混给物料组件，进行二次处理；所述物料二次处理回收组件包括管道和风机，管道的一端连接物料收集组件，另一端连接混给料组件，风机将物料收集组件筛分出的非合格品通过管道输送至混给料组件，进行二次加工。3.根据权利要求1所述的基于电容放电的高温热冲击材料连续化生产设备，其特征在于，所述旋转工作台，包括工作电机、工作台底座和工作台，所述工作台周向均布多个通孔作为料仓，工作台底座位于工作台的下方，工作台在工作电机的带动下相对于工作台底座转动；工作台对应混给料组件、压缩组件、电容充放电组件和物料收集组件的方位分别设有给料工位、压缩工位、放电工位和卸料工位，在工作台转动的过程中，料仓依次经过各工位，对物料进行相应处理。4.根据权利要求1所述的基于电容放电的高温热冲击材料连续化生产设备，其特征在于，所述混给料组件包括机械搅拌器和振动给料机，所述机械搅拌器位于振动给料机的上方，振动给料机的出料口位于料仓的上方。5.根据权利要求1所述的基于电容放电的高温热冲击材料连续化生产设备，其特征在于，所述电容充放电组件包括放电正电极、放电负电极、开关装置、监测装置、放电电容、充电电源和控制设备，充电电源对放电电容充电，充到足够的电压时停止充电，开关装置接收控制设备信号闭合电路，放电正电极和放电负电极位于料仓的两端，当放电电容对样品放电进行高温热冲击处理，监测设备记录电压电流数据以备后期处理。6.根据权利要求1所述的基于电容放电的高温热冲击材料连续化...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱荣涛，黄鹏飞，章新喜，张文军，刘壮，朱海洋，孙杨，吴雨，廖云天，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：