一种蒸发氢化一体设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种蒸发氢化一体设备，包括反应支持组件、一体化反应釜、控制系统和气体组件；所述一体化反应釜包括釜体、上盖、下盖和侧盖；所述反应支持组件包括密闭容器，第一加热装置和第二加热装置；所述密闭容器内设有所述一体化反应釜；所述第一加热装置穿过侧盖对一体化反应釜内部的物料区域加热，所述第二加热装置穿过所述密闭容器对内壁加热；所述气体组件分别与所述密闭容器内部和一体化反应釜的上盖连通；所述控制系统与所述第一加热装置、第二加热装置和气体组件电连接。本实用新型专利技术将蒸发和氢化功能集于同一设备，且利用氢气破空降温使原料氢化，有效提高了产物纯度，降低生产成本。低生产成本。低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种蒸发氢化一体设备


[0001]本技术涉及金属材料制备设备
，尤其涉及一种蒸发氢化一体设备。

技术介绍

[0002]在传统的需要对金属材料蒸发用于制备金属储氢材料的设备中，蒸发与氢化因为存在较大温差的工艺温度，常常在不同的设备中分别、依次进行制备，因而造成制备时间极长，需要大体积、多设备间的人工转运、且由于进入室温后二次加热，导致原料易产生钝化现象，进而影响成品质量纯度。
[0003]专利CN114592136A公开了一种超声波辅助制备镁基储氢合金的装置和方法，包括合金熔炼系统、气体保护系统、超声波熔体处理系统和控制系统，合金熔炼系统包括熔炼炉、刚玉坩埚和坩埚支架，刚玉坩埚设置在坩埚支架上，气体保护系统与熔炼炉相连通，熔炼炉包括炉体、炉盖、感应加热线圈，超声波熔体处理系统穿过坩埚支架与刚玉坩埚的底部相靠接，气体保护系统包括保护气瓶、SF6+CO2混合气瓶、真空泵和连通管路系统。该专利技术通过超声波熔体处理系统连接刚玉坩埚的底部减少引入杂质元素，通过合理设计坩埚形状使超声波充分作用于合金熔体，通过高效的气体保护系统避免合金熔体的挥发和氧化，制备的镁基储氢合金中元素均匀分布，显微组织显著细化，使得吸放氢性能显著提高。但是，该设备的熔融温度较低，且该专利技术的密封性有限，且出料过程还有可能发生钝化和氧化，降低产物的纯度，不能满足实际使用的需求。
[0004]因此，如何设计一种能够提高产物纯度、降低生产成本，将蒸发和氢化工艺实现一体化的设备，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中存在的缺陷，本技术提供了一种能够提高产物纯度、实现温度、气体和气压调控的蒸发氢化一体设备。
[0006]具体的，本技术提供一种蒸发氢化一体设备，包括反应支持组件、一体化反应釜、控制系统和气体组件；
[0007]一体化反应釜包括釜体、上盖、下盖和侧盖；本技术一体化反应釜的釜壁有加热夹层，该夹层与第二加热装置相连，油温机在控制系统的调控下，将油加热至300
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350℃，热油经油管，从油管接头进入加热夹层，使反应釜内壁温度稳定在300
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350℃，优选340℃，一体化反应釜的釜壁同时还设置油管出口与油温机相连，加热夹层中的油从油管出口回流至油温机。当一体化反应釜中的氢化反应全部完成后，控制系统调控油温机降温至20℃以下，使反应釜逐渐冷却。
[0008]反应支持组件包括密闭容器，第一加热装置和第二加热装置；密闭容器内设有所述一体化反应釜；第一加热装置穿过侧盖对一体化反应釜内部的物料区域加热，第二加热装置穿过所述密闭容器对内壁加热；本技术的密闭容器是由支架和蒙版构成的密闭结构，密闭容器下方设有支架用于支撑密闭容器。
[0009]气体组件分别与所述密闭容器内部和一体化反应釜的上盖连通；
[0010]控制系统与所述第一加热装置、第二加热装置和气体组件连接，本技术的控制系统设置PLC和手动控制器，手动控制器可在PLC失效时手动调控设备，控制系统和第一加热装置、第二加热装置、气体组件之间通过电缆等方式电连接。
[0011]进一步的，第一加热装置包括依次连接的加热器、加热线缆和加热线圈，加热器固定于反应支持组件上，加热线缆通过侧盖上的加热快插口与加热线圈连接，加热线圈位于物料区域，加热器通过加热线圈加热物料区域，加热线圈通过线圈支架固定于侧盖内侧。当启动加热器的时候，加热线圈会产生涡流将物料区域加热至1200
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1500℃，此时，由于一体化反应釜内真空与物料区域温度相同，合金沸点降低，物料区域的合金原料蒸发为微纳米金属液滴，部分液滴接触外壁后直接凝结为微纳米直径粉末，其余蒸汽悬浮于反应釜空腔内。
[0012]进一步的，物料区域设有坩埚，坩埚具有绝缘涂层，加热线圈套设于坩埚外。物料区域的坩埚为不锈钢坩埚，用于盛放合金原料。
[0013]进一步的，第二加热装置包括油温机、油温护套和油管，油温机布置于密闭容器外侧，油温护套套设于一体化反应釜的外壁上，油管穿过所述密闭容器连接油温机和釜体上的油管接头。本技术的油温护套具有隔热功能，保证一体化反应釜的内壁温度能够维持在目标温度范围。
[0014]进一步的，反应支持系统还包括液压装置，液压装置包括液压器和液压缸，液压缸的杠杆穿过所述密闭容器底部与下盖相连，液压装置位于密闭容器下方的支架内。本技术的液压装置在一体化反应釜处于闭合状态进行反应时承受釜内的压力，确保一体化反应釜的气压及密闭效果。
[0015]进一步的，控制系统通过控制液压器，驱动液压带动下盖进行升降运动，以实现一体化反应釜底部的开闭，同时，一体化反应釜的下盖脱离一体化反应釜，一体化反应釜内制备完成的材料因重力作用下落至辅助出料区域。
[0016]进一步的，密闭容器内还包括辅助出料区域，辅助出料区域位于一体化反应釜下方，该区域由所述一体化反应釜的底部及周围支架、密闭容器的底面及四周的蒙版构成，用于收集反应产物并封装。辅助出料区域内同样由氩气填充保护，因此，在出料前在辅助出料区域将产物用铝箔等材质封装，有效隔绝了空气，提高了产物的纯度，并且提高了设备使用的安全性。封装完成的产物置于下盖上侧，当液压装置经PLC控制带动下盖复位，打开设备取出封装好的产物。
[0017]进一步的，密闭容器上设有与侧盖正对的操作闸门，操作闸门使密闭容器与大气隔离，操作闸门上还设有和观察口，通过观察口观察加热线缆与侧盖连接情况，保障设备安全运行。
[0018]进一步的，一体化反应釜通过所述吊装螺栓及底部的周围支架固定于所述密闭容器内；吊装螺栓固定于一体化反应釜上盖，一体化反应釜的底部釜体与密闭容器之间设有周围支架，该支架非密封结构，用于固定一体化反应釜。
[0019]侧盖内侧通过线圈支架固定所述加热线圈，侧盖通过安装螺丝固定于一体化反应釜侧壁上，在添加物料时，移除安装螺丝，拔出加热线缆，使侧盖连同通过固定于侧盖内侧的加热线圈一同抽出，便于向物料区域加料。
[0020]进一步的，气体组件包括氩气瓶、氢气瓶、真空泵、气管和排气管，控制系统通过连接所述真空泵调控密闭容器和一体化反应釜内通入的气体种类及气压。气体组件能够将密闭容器内腔、一体化反应釜，包括辅助出料区域实现大气隔离，控制系统调控供气组件进行一体化反应釜抽真空，将密闭容器内吹扫置换为氩气，并始终保持设备内正压供气，当合金原料蒸发反应完成后，控制系统调控气体组件从一体化反应釜上盖接入高压氢气破空，此时一体化反应釜内的压力为
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0.05至
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0.1MPa，一体化反应釜内的压力不超过3.5MPa。一体化反应釜釜腔内的微纳米金属液滴遇氢气冷凝，其中部分直接反应为最终产物，冷凝结束后，将一体化反应釜内的温度保持在300
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350℃，保持通入高压氢气，使未反应的材料氢化。全部氢化完成后经油温机冷循环使一体化反应釜冷却，冷却完成后由控制系统调控气体组件，氢气由真空泵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蒸发氢化一体设备，其特征在于，包括反应支持组件(1)、一体化反应釜(2)、控制系统(3)和气体组件(4)；所述一体化反应釜(2)包括釜体(21)、上盖(22)、下盖(23)和侧盖(24)；所述反应支持组件(1)包括密闭容器(11)，第一加热装置(12)和第二加热装置(13)；所述密闭容器(11)内设有所述一体化反应釜(2)；所述第一加热装置(12)穿过侧盖(24)对一体化反应釜(2)内部的物料区域(25)加热，所述第二加热装置(13)穿过所述密闭容器(11)对内壁加热；所述气体组件(4)分别与所述密闭容器(11)内部和一体化反应釜(2)的上盖(22)连通；所述控制系统(3)与所述第一加热装置(12)、第二加热装置(13)和气体组件(4)连接。2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一加热装置(12)包括依次连接的加热器(121)、加热线缆(122)和加热线圈(123)，所述加热器(121)固定于反应支持组件(1)上，所述加热线缆(122)通过侧盖(24)上的加热快插口(241)与加热线圈(123)连接，所述加热线圈(123)位于物料区域(25)，所述加热器(121)通过加热线圈(123)加热物料区域(25)。3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述物料区域(25)设有坩埚(251)，所述坩埚(251)具有绝缘涂层，所述加热线圈(123)套设于坩埚(251)外。4.如权利要求2或3所述的设备，其特征在于，所述第二加热装置(13)包括油温机(131)、油温护套(132)和油管(133)，所述油温机(131)...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁之光，赵一博，丁文江，
申请(专利权)人：上海氢美健康科技有限公司，
类型：新型
国别省市：