一种用于电弧制备纳米镁粉原料的粉末收集装置的制作方法

本发明涉及金属原料制备领域，具体涉及一种用于电弧制备纳米镁粉原料的粉末收集装置。

背景技术：

1、目前在电弧制备纳米镁粉的收集，包括自然沉降：等待腔体内粉尘因重力作用沉降。但该方法等待时间长，尤其在粒径较小时，在氩气气氛下粉尘出现长时间悬浮现象，影响生产进度。

2、还包括滤膜/附膜滤芯：采用多层滤材重叠，利用滤材纤维构成的多孔结构阻挡颗粒材料，并使气体分子从多孔结构-被阻拦颗粒的缝隙中穿过，以到达过滤的目的，此方法带来的问题有：过滤所需压差大，且随着使用时间增加，结构上粘附的被阻拦颗粒增加，所需压力会不断增加，直至堵塞。被阻拦颗粒会镶嵌于多孔结构内，反吹可以使部分材料脱落，但是仍会有材料残留于滤芯材料内，材料离开结构内时也有可能破坏纤维/覆膜，较大的影响滤芯寿命。被阻拦颗粒镶嵌于多孔结构内，也会造成收集不完全，降低材料产量。

3、还有一种是金属/陶瓷烧结滤芯：此类滤芯更加坚固，在一定程度上可改善滤膜/附膜滤芯的寿命问题，但是相对过滤压力更高，卡粉现象也未得到改善。

4、还有一种是湿式过滤器：传统湿式过滤器体积大，成本高，无法应用于小型设备。且其使用的过滤介质水会与产物纳米尺度的镁发生反应，生成氢气及氢氧化镁（mg+2h2o=mg (oh)2+h2），无法对产物进行收集，但其他过滤后的其他不反应产物同样无法进行回收。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种用于电弧制备纳米镁粉原料的粉末收集装置，包括气体回路、液体通道和干燥排气通道；

2、所述气体回路包括依次连接的制粉罐、波纹管、刚性管、第一叶轮泵、第一气动球阀、浮滤罐和第一回流罐，在制粉罐内形成的气流循环，对目标产物推动和捕获；

3、所述浮滤罐顶部开口处连接进料阀，进料阀通过管道连接外接的乙醇罐，乙醇罐用于向浮滤罐内输送无水乙醇；

4、所述液体通道包括依次连接的浮滤罐、第二气动球阀、第二叶轮泵和干燥罐，用于混合和干燥目标产物；

5、所述干燥排气通道包括依次连接的干燥罐、穿板管、第二回流罐进气阀、第二回流罐和真空泵，用于排气和回收原料；

6、所述第二回流罐底端连接回收罐，回收罐用于回收从干燥罐中蒸发的乙醇。

7、优选的：所述第一叶轮泵的进口连接刚性管，刚性管的另一端连接波纹管，波纹管连接制粉罐的出口，第一叶轮泵的出口通过浮滤罐进料管连接浮滤罐底端的进气口，且浮滤罐进料管的进口位于浮滤罐底部处。

8、优选的：所述浮滤罐上安装有搅拌机构，浮滤罐顶部开口处连接进料阀，浮滤罐顶部一侧端连接回流管，回流管的另一端连接第一回流罐，第一回流罐上部侧壁通过第一回流罐排气管连通制粉罐。

9、优选的：所述搅拌机构包括搅拌电机，搅拌电机连接搅拌杆，搅拌杆上设置有搅拌桨，且搅拌桨延伸至浮滤罐的底部进口附近。

10、优选的：所述搅拌杆和搅拌桨采用聚四氟乙烯材质制成。

11、优选的：所述浮滤罐底端的排液口连接出料管，出料管连接第二叶轮泵的进口，出料管上安装有第二气动球阀，第二叶轮泵的出口连接干燥罐进料管，干燥罐进料管连接干燥罐的侧壁。

12、优选的：所述第一回流罐内部设置有冷凝器冷管，冷凝器冷管外侧安装有冷凝器阻拦片，冷凝器阻拦片位于第一回流罐排气管下方，第一回流罐顶端设置有回流罐盖，回流罐盖连接第一冷却管，第一冷却管连接冷水机。

13、优选的：所述第二回流罐顶端连接第二冷却管，第二冷却管连接冷水机，第二回流罐上部侧壁连接排气管，排气管连接真空泵的进口，第二回流罐下部侧壁连接第二回流罐进气管，第二回流罐进气管连接穿板管，穿板管的另一端连接干燥罐上端的干燥罐盖。

14、优选的：所述干燥罐外壁设置有加热套，用于对干燥罐加热。

15、优选的：所述第二回流罐底端连接回收罐，回收罐用于回收从干燥罐中蒸发的乙醇。

16、本发明的技术效果和优点：

17、1、本发明中，氩气进入过滤罐装置内形成无氧环境，制粉罐的气体和粉尘混合物进入过滤罐，过滤罐内的乙醇浸润捕获气粉混合物内的金属粉产物。金属粉在乙醇内沉降，后将下层沉降物转移至真空蒸发环境，进入真空蒸发环境中做干燥处理，使得粉体呈弱团聚状态，获得干燥纯净的金属粉，不影响材料性能的同时有效的减少了常规转移过程中小颗粒粉体飞散的现象。

18、2、本发明中，使用乙醇捕获粉末时，除去乙醇后的气体返回过滤罐，在过滤罐内形成的气流循环，金属粉产物不断被推动和捕获，从而提高金属粉产物捕获效率。

19、3、本发明中，叶轮泵提供压力略大于浮滤罐进料管内液体压力，突破液封即可开始工作，过滤阻力增长速度低。

20、4、本发明中，产物回收率高，可实现在线运转，也可以实现停止制粉后继续循环运转，提高了收集效率，同时，可将乙醇回收，节约原材料成本。

21、5、本发明中，收集产物状态更安全，湿式收集再干燥后材料间有弱团聚现象，弱团聚材料也更难与空气、水汽反应，降低爆燃风险，一方面不影响后道工艺的反应，另一方面在转运过程中不易飞散。

技术特征：

1.一种用于电弧制备纳米镁粉原料的粉末收集装置，其特征在于，包括气体回路、液体通道和干燥排气通道；

2.根据权利要求1所述的一种用于电弧制备纳米镁粉原料的粉末收集装置，其特征在于，所述第一叶轮泵的进口连接刚性管，刚性管的另一端连接波纹管，波纹管连接制粉罐的出口，第一叶轮泵的出口通过浮滤罐进料管连接浮滤罐底端的进气口，且浮滤罐进料管的进口位于浮滤罐底部处。

3.根据权利要求1所述的一种用于电弧制备纳米镁粉原料的粉末收集装置，其特征在于，所述浮滤罐上安装有搅拌机构，浮滤罐顶部开口处连接进料阀，浮滤罐顶部一侧端连接回流管，回流管的另一端连接第一回流罐，第一回流罐上部侧壁通过第一回流罐排气管连通制粉罐。

4.根据权利要求3所述的一种用于电弧制备纳米镁粉原料的粉末收集装置，其特征在于，所述搅拌机构包括搅拌电机，搅拌电机连接搅拌杆，搅拌杆上设置有搅拌桨，且搅拌桨延伸至浮滤罐的底部进口附近。

5.根据权利要求4所述的一种用于电弧制备纳米镁粉原料的粉末收集装置，其特征在于，所述搅拌杆和搅拌桨采用聚四氟乙烯材质制成。

6.根据权利要求1所述的一种用于电弧制备纳米镁粉原料的粉末收集装置，其特征在于，所述浮滤罐底端的排液口连接出料管，出料管连接第二叶轮泵的进口，出料管上安装有第二气动球阀，第二叶轮泵的出口连接干燥罐进料管，干燥罐进料管连接干燥罐的侧壁。

7.根据权利要求1所述的一种用于电弧制备纳米镁粉原料的粉末收集装置，其特征在于，所述第一回流罐内部设置有冷凝器冷管，冷凝器冷管外侧安装有冷凝器阻拦片，冷凝器阻拦片位于第一回流罐排气管下方，第一回流罐顶端设置有回流罐盖，回流罐盖连接第一冷却管，第一冷却管连接冷水机。

8.根据权利要求1所述的一种用于电弧制备纳米镁粉原料的粉末收集装置，其特征在于，所述第二回流罐顶端连接第二冷却管，第二冷却管连接冷水机，第二回流罐上部侧壁连接排气管，排气管连接真空泵的进口，第二回流罐下部侧壁连接第二回流罐进气管，第二回流罐进气管连接穿板管，穿板管的另一端连接干燥罐上端的干燥罐盖。

9.根据权利要求8所述的一种用于电弧制备纳米镁粉原料的粉末收集装置，其特征在于，所述干燥罐外壁设置有加热套，用于对干燥罐加热。

10.根据权利要求9所述的一种用于电弧制备纳米镁粉原料的粉末收集装置，其特征在于，所述第二回流罐底端连接回收罐，回收罐用于回收从干燥罐中蒸发的乙醇。

技术总结本发明公开了一种用于电弧制备纳米镁粉原料的粉末收集装置，包括气体回路、液体通道和干燥排气通道；气体回路包括依次连接的制粉罐、波纹管、刚性管、第一叶轮泵、第一气动球阀、浮滤罐和第一回流罐，在制粉罐内形成的气流循环，液体通道包括依次连接的浮滤罐、第二气动球阀、第二叶轮泵和干燥罐，干燥排气通道包括依次连接的干燥罐、穿板管、第二回流罐进气阀、第二回流罐和真空泵，本发明中，使用乙醇捕获粉末，捕获效率高，过滤阻力小，叶轮泵提供压力略大于浮滤罐进料管内液体压力，突破液封即可开始工作，过滤阻力增长速度低，不会因粉末悬浮于液体中导致液体等效粘度上升的影响。技术研发人员：丁之光,杨伽玮,赵一博,朱荣玉,周孝华,刘均乐受保护的技术使用者：上海氢美健康科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13