一种基于电流体与超声波技术的纳米粉体干燥方法及装置，属于纳米粉体干燥技术领域，包括干燥室、位于干燥室顶部的气粉微分离装置升降机构和气粉微分离装置固定机构、若干位于干燥室内部并固定连接于气粉微分离装置固定机构的气粉微分离装置和位于干燥室内部且位于气粉微分离装置下方的超声传送带干燥机构，所述超声传送带干燥机构包括传送带和位于传送带上传送面下方的超声波发生器，所述传送带的传送表面设置接地板；所述气粉微分离装置包括旋流器结构的分离腔体，所述分离腔体的底部设置出料口和若干针电极，所述针电极连接高压电源正极并位于所述传送带的上方，本发明专利技术的纳米粉体干燥装置和方法通过超声波干燥与电流体干燥的联合作用，可以有效提高粉体的干燥质量和稳定性，显著提高纳米粉体的干燥效率，满足纳米粉体连续进出料、快速稳定干燥要求。快速稳定干燥要求。
【技术实现步骤摘要】
一种基于电流体与超声波技术的纳米粉体干燥装置及方法
[0001]本专利技术属于纳米粉体干燥
，具体涉及一种基于电流体与超声波技术的纳米粉体干燥装置及方法。
技术介绍
[0002]纳米粉体是一种介于1
‑
100纳米的微颗粒。它具有一系列优异的物理、化学及表面与界面特性。近年以来，利用纳米粉体制成了大量的新型功能材料，能显著增强材料的各项性能。
[0003]湿化学合成法是目前制备纳米粉体的常用方法，该方法会使纳米粉体中含有较多的有机溶剂，同时纳米粉体之间会形成严重的团聚现象，因此需要对纳米粉体进行快速有效的干燥，以去除有机溶剂，形成分散性良好的纳米粉体。但在纳米粉体干燥过程中，随着温度变化与水分的蒸发，在粉体浆料表面极易发生化学反应，生成氧桥、盐桥或有机桥等键合聚集体，即硬团聚体，这种反应往往是不可逆的，形成粉体的硬团聚体，严重影响纳米粉体的制备质量。干燥温度越高，时间越长，团聚越严重。硬团聚体在粉体应用过程中其结构不易被破坏，导致了纳米粉体的优越性不能充分体现，失去了纳米粉体所具有的独特功能，从而使纳米粉体的应用受到了很大的限制。纳米粉体在干燥过程中存在的团聚问题，严重困扰着粉体工程的发展。所以，需要在纳米粉体制备的干燥阶段，能寻找到一种抑制并且消除粉体团聚的方法。
[0004]纳米粉体干燥的常见方法有真空冷冻干燥、微波干燥、热风干燥等。真空冷冻干燥是利用水在相变过程中的膨胀力使相互靠近的颗粒分开，固态冰的形成阻止了颗粒的重新聚集，从而避免了硬团聚的产生，但是该方法应用于工业生产时，运行成本高，并且不能用于纳米粉体干燥的连续处理。微波干燥是利用微波能瞬间渗透到被加热物体中，数分钟就能把微波转换为物质的热能，因此减少了颗粒长大和团聚的可能性，但微波干燥耗能高，并且可能出现加热场不均匀导致粉体干燥不均匀的现象。热风干燥是利用风机将热风吹入干燥室内进而将热量传递给粉体，对粉体进行干燥的方式，但随着温度变化与水分的蒸发，在表面易发生化学反应，生成氧桥、盐桥或有机桥等键合聚集体，会加剧粉体的团聚现象。
[0005]专利CN108557860A公开的一种通过超声波辅助干燥及煅烧制备无机粉体的方法，在超声波的振动环境中合成无机粉体的前驱体，并且在超声波的振动环境中通过电阻发热干燥前驱体，利用超声波的空化效应控制粉体的团聚。但此方法由于需要在多个阶段引入超声波，存在粉体干燥时间长、干燥效率极低、流程复杂、操作繁琐等问题。
[0006]专利CN107101469A公开了一种纳米粉体的干燥系统，主要采用喷雾干燥系统和热风系统对纳米粉体进行干燥，通过分离收集装置对干燥后的纳米粉体进行收集。但此方法由于引入了热风系统将会使粉体出现团聚现象，并且该系统设计比较复杂，操作流程繁琐。
技术实现思路
[0007]针对目前纳米粉体干燥过程中的粉体易团聚、干燥耗能高、干燥效率低和干燥过
程不连续等问题，本专利技术提供了一种基于电流体与超声波技术的纳米粉体干燥装置及方法，实现纳米粉体分散性好、低能耗、高效率、可连续化的干燥操作。
[0008]为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案具体如下：
[0009]一种基于电流体与超声波技术的纳米粉体干燥装置，包括干燥室、位于干燥室顶部的气粉微分离装置升降机构和气粉微分离装置固定机构、若干位于干燥室内部并固定连接于气粉微分离装置固定机构的气粉微分离装置和位于干燥室内部且位于气粉微分离装置下方的超声传送带干燥机构。
[0010]具体的，超声传送带干燥机构通过传送带支座固定连接于干燥室的底部，所述超声传送带干燥机构包括传送带和位于传送带上传送面下方的超声波发生器，超声传送带干燥机构还设置用于驱动超声波发生器进行位置移动的调节组件，所述调节组件包括超声波干燥台、轴线竖直设置的液压杆和液压杆固定平台。液压杆固定平台固定连接传送带支座，所述液压杆固定平台的上端固定设置液压杆，所述液压杆的顶部固定连接超声波干燥台，所述超声波干燥台的上表面设置若干超声波发生器，通过液压杆可以调节传送带上传送面与超声波发生器之间的距离，调节距离的范围可达到50
‑
200mm。
[0011]优选的，所述传送带上传送面与超声波发生器之间的距离调节范围为0
‑
50mm，从而实现调节超声波对传送带上纳米粉体的作用强度，并可以保证传送带的正常运转，超声波发生器不与传送带发生接触摩擦，保证纳米粉体的干燥进程。
[0012]优选的，所述超声波发生器频率范围为18kHz
‑
26kHz，并且可以实时调整。
[0013]优选的，传送带支架于传送带的两侧固定设置物料挡板，所述物料挡板可以限制纳米粉体干燥的工作区间，并防止纳米粉体从传送带上抖落。
[0014]进一步的，所述气粉微分离装置包括旋流器结构的分离腔体，所述分离腔体的底部设置出料口，所述分离腔体的上部一侧设置用于混合粉气切向进入分离腔体的切向进口，所述分离腔体的顶部从干燥室的顶部伸出并设置出气口。干燥室中的混合粉气从切向进口进入分离腔体，粉体颗粒在所述分离腔体内高速旋转，之后粉体颗粒沿着分离腔体的内部下落，分离后的纳米粉体从所述出料口继续送入传送带上进行二次干燥，出气口排出不含粉体的气体。
[0015]优选，分离腔体的材料选用光敏树脂，采用3D打印技术制备，对其进行结构轻量化设计，减轻整个机构的重量。
[0016]上述分离腔体的出料口出设置电极排布板，所述电极排布板的中部设置螺纹孔，所述分离腔体于出气口的外壁设置螺纹，电极排布板与分离腔体的出气口通过螺纹固定连接。分离腔体的出气口外壁设置凹槽，凹槽用于安装电极卡扣，所述电极排布板通过高压电源正极导线与电极卡扣电性连接。进一步的，电极排布板于所述螺纹孔的外部设置插接针电极的电极插孔，所述针电极通过电极排布板、高压电源正极导线和电极卡扣连接高压电源正极，从而使针电极获得高压电源信号。
[0017]进一步的，针电极位于所述传送带的上方，所述传送带的传送表面设置接地板，接地板接地，针电极与传送带之间可形成高压电场，从而实现传送带上纳米粉体的电流体干燥。优选的，所述针电极的高压电源选用3
‑
10kV的高压交流电，并且可以实时调整。
[0018]进一步的，所述电极插孔以螺纹孔为中心环布于螺纹孔的外部，针电极可达到干燥粉体最大的效率。本专利技术中的电极插孔的数量为偶数，针电极的数量也为偶数个，并且可
根据干燥需求进行增添。
[0019]进一步的，所述干燥室的设置进气装置、进料装置和出料装置。
[0020]具体的，所述进气装置包括干空气进气管，所述干空气进气管的中心线方向和干燥室垂直方向的夹角范围为50
°‑
80
°
，根据干燥需求可布置多个干空气进气管。所述干空气进气管的上设置单向阀，单向阀可以实现单向空气流动，用以补充电流体电离时所需的干空气介质。本专利技术中，干空气介质的含水量小于0.03％。
[0021]进一步的，进料装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于电流体与超声波技术的纳米粉体干燥装置，其特征在于，包括干燥室(3)、位于干燥室(3)顶部的气粉微分离装置升降机构(1)和气粉微分离装置固定机构(2)、若干位于干燥室(3)内部并固定连接于气粉微分离装置固定机构(2)的气粉微分离装置(7)和位于干燥室(3)内部且位于气粉微分离装置(7)下方的超声传送带干燥机构(4)；所述超声传送带干燥机构(4)包括传送带(47)和位于传送带(47)上传送面下方的超声波发生器(41)，所述传送带(47)的传送表面设置接地板(46)；所述气粉微分离装置(7)包括旋流器结构的分离腔体(75)，所述分离腔体(75)的底部设置出料口(71)和若干针电极(5)，所述分离腔体(75)的上部一侧设置用于混合粉气切向进入分离腔体(75)的切向进口(72)，所述分离腔体(75)的顶部从干燥室(3)的顶部伸出并设置出气口(74)，所述针电极(5)连接高压电源正极并位于所述传送带(47)的上方；所述干燥室(3)的设置进气装置(31)、进料装置(32)和出料装置(33)，所述进料装置(32)中的粉体浆料进料管(322)的出料口延伸至所述传送带(47)进料端的上方，所述出料装置(33)中的粉体成品出料管(332)的进料端位于所述传送带(47)出料端的下方。2.根据权利要求1所述的纳米粉体干燥装置，其特征在于，气粉微分离装置固定机构(2)包括气粉微分离装置固定机构(21)和滑块(22)，所述气粉微分离装置固定机构(21)通过滑块(22)与气粉微分离装置升降机构(1)在竖直方向滑动连接，所述气粉微分离装置固定机构(21)上设置若干用于夹持分离腔体(75)的夹紧环(211)。3.根据权利要求1或者2所述的纳米粉体干燥装置，其特征在于，所述超声传送带干燥机构(4)还包括超声波干燥台(42)、轴线竖直设置的液压杆(43)和液压杆固定平台(44)，所述液压杆固定平台(44)的上端固定设置液压杆(43)，所述液压杆(43)的顶部固定连接超声波干燥台(42)，所述超声波干燥台(42)的上表面设置若干超声波发生器(41)。4.根据权利要求3所述的纳米粉体干燥装置，其特征在于，所述传送带(47)的两侧设置物料挡板(45)。5.根据权利要求3所述的纳米粉体干燥装置，其特征在于，所述分离腔体(75)的出气口(74)外壁设置用于安装电极卡扣(8)的凹槽(73)，所述分离腔体(75)的出料口(71)出设置电极排布板(6)，所述电极排布板(6)通过高压电源正极导线(9)与电极卡扣(8)电性连接；所述，所述电极排布板(6)的中部设置用于与出气口(...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋明淦，俞建峰，
申请(专利权)人：无锡赫普轻工设备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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