TWI820580B - 用於超微粉粒子製備的分佈式氣體噴出結構 - Google Patents
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Abstract
本發明涉及一種用於超微粉粒子製備的分佈式氣體噴出結構,為多層結構,內部為一通道,通道內流通有需要冷卻或加熱或需要混合或需要反應的物質,包括氣體、氣固混合氣、氣體與微細液滴混合氣或氣固液三相混合氣;多層結構由內層和外層組成,內層為分佈式氣體噴出層,分佈式氣體噴出層形成通道,外層為設備殼體結構,在內層與外層之間形成的夾層結構為噴氣通道,夾層結構內流動的氣體為需要噴入通道內的氣體。
Description
本發明屬於超微粉粒子製備技術領域,特別是指一種用於超微粉粒子製備的分佈式氣體噴出結構。
超微粉粒子材料製備時,需要將粉末材料經過充分分散後與其他材料進行混合,常用吹氣管將其他材料通入到需製備的材料內,進行吹氣攪拌或混合。但是吹氣管進入設備內部後,會對流經的載流氣體造成干擾。而且粉末還會堆積在吹氣管周邊,造成堵塞。同時,吹氣管結構的存在也造成了設備內部清理的困難。另外,吹氣管吹氣難以分佈均勻,造成待製備的粉末混合不均,導致物理或化學反應不均勻,影響所製備粉末的品質。
本發明的目的在於提供一種用於超微粉粒子製備的分佈式氣體噴出結構,用於氣相法(包括化學氣相法和物理氣相法)在製備超細尺寸材料時,需要進行的噴氣加熱、噴氣冷卻、噴氣加速或噴氣混合反應中使用,以解決現有技術中存在的缺陷。
本發明是通過以下技術方案實現的:
一種用於超微粉粒子製備的分佈式氣體噴出結構,為多層結構,內部為一通道,通道內流通有需要冷卻或加熱或需要混合或需要反應的物質,包括氣體、氣固混合氣、氣體與微細液滴混合氣或氣固液三相混合氣;所述多層結構由內層結構和外層結構組成,其中,內層結構為分佈式氣體噴出層,所述分佈式氣體噴出層形成所述通道,外層結構為設備殼體結構,在所述內層結構與外層結構之間形成的夾層結構為噴氣通道,所述夾層結構內流動的氣體為需要噴入通道內的氣體。
可選的,需要噴入通道內的氣體與通道內流動的載流氣物質為不同溫度但同種類氣體,或與通道內流動的載流氣物質為不同種類的各種溫度的氣體。
可選的,外層結構為單層結構或雙層夾套結構,其中,單層結構用於常溫工作條件下,通入0-50℃需要噴入通道內的氣體,通道內流通的物質的溫度為0-100℃;雙層夾套結構內通入冷卻劑。
可選的,分佈式氣體噴出層為孔板通氣結構,選用鑽孔板材、微粒壓製成的微孔材料、燒結板材或孔網結構;孔板通氣結構通過孔板捲製或拼接成所述通道的形狀,內部供需通過的氣體、物質與載流氣體混合物通過,並在其中產生物理和/或化學變化。
可選的,孔板通氣結構的孔道的總通過截面積小於孔板通氣結構的總面積的1/2;分佈式氣體噴出層的進氣口為一個或多個,多個進氣口之間設置或不設置隔板。
可選的,選用鑽孔板材時,鑽孔板材上孔道的密度為每平方公尺多於1500個孔道,孔徑為1-4mm。
可選的,所述通道分別與前端結構的內腔及後端結構的內腔連接;前端結構的內腔的內部形狀與內徑、所述通道的內部形狀與內徑及後端結構的內腔的內部形狀與內徑相同或相似,或者,具有不同的內部形狀或內徑;若為不同的內部形狀或內徑,前端結構的內腔、通道的內腔及後端結構的內腔的連接處使用台階形連接、平緩變形連接,或者,所述通道為前端結構的內腔與後端結構的內腔的中轉變形體。
可選的,外層結構與前端結構的外殼及後端結構的外殼連接,外層結構的內腔的內形與內徑、前端結構的外殼的內腔的內部形狀與內徑及後端結構的外殼的內腔的內部形狀及內徑均相同或相似,或者,具有不同的內部形狀或內徑;若為不同的內部形狀或內徑,外層結構的內腔、前端結構的殼體的內腔及後端結構的殼體的內腔之間的連接處使用台階形連接、平緩變形連接,或者,外層結構的內腔為前端結構的內腔與後端結構的內腔的中轉變形體。
可選的,在噴氣通道內設置保溫結構,保溫結構為單層結構或多層結構;所述單層結構由保溫或耐溫氈狀材料、多孔蜂窩結構保溫或耐溫材料、隔熱或耐熱材料製成;所述多層結構係由一種或一種以上的保溫或耐溫材料所構成。
可選的,噴氣通道內設置加熱或冷卻結構,包括加熱管、保護中頻加熱、電阻加熱、電磁加熱、熱液管或冷卻液管。
本發明的有益效果是:
本發明的用於微觀材料製備的分佈式氣體噴出結構,主要用於氣相法(包括化學氣相法和物理氣相法)在製備超細尺寸材料時,需要進行的噴氣加熱、噴氣冷卻、噴氣加速或噴氣混合反應中使用。
以下通過實施例來詳細說明本發明的技術方案,以下的實施例僅是示例性的,僅能用來解釋和說明本發明的技術方案,而不能解釋為是對本發明技術方案的限制。
在本發明的描述中,需要說明的是,術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「垂直」、「水平」、「內」、「外」等指示方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係,僅是為了便於描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為是對本發明的限制,此外,術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本發明的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規定和限定,術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電性連接; 可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,也可以是兩個元件內部的連通。對於本案所屬領域具有通常知識者而言,可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
如圖1所示,本發明提供一種用於超微粉粒子製備的分佈式氣體噴出結構,前端與前端結構連接,後端與後端結構連接。在一個實施例中,該結構由多層結構組成,在內部形成一通道,通道內流通有需要冷卻或加熱或需要混合或需要反應的物質。流通的物質包括但不限於氣體、氣固混合氣、氣體與霧(微細液滴)混合氣或氣固液混合氣等物質,還可以包括用於攜帶上述的物質在通道內流動的載氣。載氣的種類在此不進行限制,可以是任何能夠使用的氣體,比如氮氣或惰性氣體等。
在本實施例中,多層結構由內層結構和外層結構13組成,其中內層結構為分佈式氣體噴出層10,分佈式氣體噴出層10形成上述的通道。外層結構13為設備的殼體結構,在內層結構與外層結構13之間形成的夾層結構為噴氣通道,在夾層結構內流動的氣體為需要噴入通道內的氣體。
內層結構為孔板結構、孔網結構或有微孔結構的其他材料製成的分佈式氣體噴出層10。分佈式氣體噴出層10的孔板通氣結構,可選用鑽孔板材、微粒壓製成的微孔材料或燒結板材、孔網等結構,目的是為了噴氣的均勻通過,可根據需要噴入的氣量,需要噴入的速度進行選擇。孔板捲製或拼接成需使用的上述通道的形狀,內部供需通過的氣體、物質與載流氣體混合物通過與並在其中產生物理和/或化學變化。此結構的孔道的尺寸大小與孔道的數量可根據使用需要進行設置,可要求孔道的總通過截面積小於板的總面積的1/2。分佈式氣體噴出層10的進氣口2可以為一個或多個,多個進氣口之間可以(或不)設置隔板,以便控制每個位置上的進氣量,氣體可由外界供氣單元通入噴氣通道內。如果外層結構13為雙層夾套結構並且在噴氣通道內設置有保溫結構,進氣口2需要穿過相關結構與噴氣通道連通。
選用鑽孔板材時,鑽孔板材上孔道的密度為每平方公尺多於1500個孔道,孔徑為1-4mm。
在外層結構13的設備殼體結構的前端設置有與前端結構連接的前連接結構1,如法蘭、快接頭或其它連接單元;在後端設置有與後端結構連接的後連接結構5,如法蘭、快接頭或其它連接單元。
外層結構13的設備殼體結構為單層結構或雙層夾套結構。其中,單層結構用於常溫工作條件下,通入0-50℃需要噴入通道內的常溫氣體,通道內流動的物質的溫度為0-100℃。噴入通道內的常溫氣體主要用於加速氣流或非高溫反應。雙層夾套結構主要為冷卻設備,雙層夾套結構內可通過冷卻液進行設備冷卻,以保護設備長期工作。設備內部或外部有不同於室溫的工作需要時,在外層結構13的設備殼體結構上設置有冷卻劑進口9和冷卻劑出口3,其中冷卻劑進口9與冷卻劑供應裝置通過管路連接,冷卻劑出口3與冷卻劑回液管路連接。
在設備殼體結構上至少設置有用於中間保溫層加熱或冷卻的通電、通液或通氣的第一通道4和第二通道8,用於保溫結構使用。
所述通道分別與前端結構的內腔及後端結構的內腔連接。其中,通道的前端為進氣端6,後端為出氣端7。
前端結構的內腔的內部形狀與內徑、所述通道的內部形狀與內徑及後端連接結構的內腔的內部形狀與內徑相同或相似,或者,具有不同的內部形狀或內徑。
若為不同的內部形狀或內徑,前端結構的內腔、通道的內腔及後端結構的內腔的連接處使用台階形連接、平緩變形連接,或者,所述通道為前端結構的內腔與後端結構的內腔的中轉變形體。
外層結構13與前端結構的外殼及後端結構的外殼連接,外層結構13的內腔的內部形狀與內徑、前端結構的外殼的內腔的內部形狀與內徑及後端結構的外殼的內腔的內部形狀及內徑均相同或相似,或者,具有不同的內部形狀或內徑。
若為不同的內部形狀或內徑,外層結構13的內腔、前端結構的殼體的內腔及後端結構的殼體的內腔之間的連接處使用台階形連接、平緩變形連接,或者,外層結構13的內腔為前端結構的內腔與後端結構的內腔的中轉變形體。
噴氣通道內可以設置保溫結構,保溫結構可以是單層也可以為多層多種材料的搭配使用。單層結構可由保溫或耐溫氈狀材料、多孔蜂窩結構保溫或耐溫材料、隔熱或耐熱材料等製成。多層結構可選用保溫或耐溫材料一種或幾種構成的多層結構,既可達到保溫需要,也可以保持保溫層外壁與外殼結構良好的配合度,還可以保持保溫層內壁與中間層加熱或冷卻結構、或內層孔板結構的良好配合,並與通過的噴氣良好配合,不形成交叉影響(指噴氣吹落保溫物或損壞保溫物、或保溫物脫落進入噴氣形成污染物進入內通道)。
如圖1所示,保溫結構包括第一中間層保溫結構單元11和第二中間層保溫結構單元12,兩個中間層保溫結構單元組合使用。在本發明的其它實施例中,中間層保溫結構單元可為其它結構。
噴氣通道內可以設置加熱或冷卻結構,可為加熱管、保護中頻加熱、電阻加熱、電磁加熱、熱液管加熱、冷卻液管冷卻等各類加熱或冷卻的方法,目的是通過加熱或冷卻,在噴氣通過時,將噴氣的溫度改變,以便使用噴氣的溫度可以滿足與內管道裡的氣體、物質與載流氣體進行變溫、加速、混合或反應的需要。
儘管已經示出和描述了本發明的實施例,對於本案所屬領域具有通常知識者而言,可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變形,本發明的範圍由所附權利要求極其等同限定。
1:前連接結構
2:進氣口
3:冷卻劑出口
4:第一通道
5:後連接結構
6:進氣端
7:出氣端
8:第二通道
9:冷卻劑進口
10:分佈式氣體噴出層
11:第一中間層保溫結構單元
12:第二中間層保溫結構單元
13:外層結構
圖1為本發明用於超微粉粒子製備的分佈式氣體噴出結構的結構示意圖。
無。
1:前連接結構
2:進氣口
3:冷卻劑出口
4:第一通道
5:後連接結構
6:進氣端
7:出氣端
8:第二通道
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11:第一中間層保溫結構單元
12:第二中間層保溫結構單元
13:外層結構
Claims (5)
- 一種用於超微粉粒子製備的分佈式氣體噴出結構,其為一多層結構,內部為一通道,該通道內流通有需要冷卻或加熱或需要混合或需要反應的物質,包括氣體、氣固混合氣、氣體與微細液滴混合氣或氣固液三相混合氣;該多層結構由一內層和一外層組成,其中,該內層為一分佈式氣體噴出層,該分佈式氣體噴出層形成該通道,該外層為設備殼體結構,在該內層與該外層之間形成的一夾層結構為一噴氣通道,該夾層結構內流動的氣體為需要噴入該通道內的氣體;其中需要噴入該通道內的氣體與該通道內流動的載流氣物質為不同溫度但同種類氣體,或與通道內流動的載流氣物質為不同種類的各種溫度的氣體;其中該外層為一單層結構或一雙層夾套結構;該單層結構用於常溫工作條件下,通入0-50℃需要噴入該通道內的氣體,該通道內流通的物質的溫度為0-100℃;該雙層夾套結構內通入一冷卻劑;其中該分佈式氣體噴出層為一孔板通氣結構,其為鑽孔板材、微粒壓製成的微孔材料、燒結板材或孔網結構;該孔板通氣結構通過一孔板捲製或拼接成該通道的形狀,其內部供需通過的氣體、物質與載流氣體混合物通過,並在其中產生物理及/或化學變化;其中該孔板通氣結構的孔道的總通過截面積小於該孔板通氣結構的總面積的1/2;該分佈式氣體噴出層的進氣口為一個或複數個,該複數個進氣口之間設置或不設置隔板;其中該孔板通氣結構為鑽孔板材時,鑽孔板材上孔道的密度為每平方公尺內多於1500個孔道,其孔徑為1-4mm。
- 如請求項1所述之用於超微粉粒子製備的分佈式氣體噴出結構,其中該通道分別與一前端結構的內腔及一後端結構的內腔連接;其中該前端結構的內腔的內部形狀與內徑、該通道的內部形狀與內徑及該後端結構的內腔的內部形狀與內徑相同或相似,或者,具有不同的內部形狀或內徑;若為不 同的內部形狀或內徑,該前端結構的內腔、該通道的內腔及該後端結構的內腔的連接處使用台階形連接、平緩變形連接,或者,該通道為該前端結構的內腔與該後端結構的內腔的中轉變形體。
- 如請求項1所述之用於超微粉粒子製備的分佈式氣體噴出結構,其中該外層與一前端結構的外殼及一後端結構的外殼連接,該外層的內腔的內部形狀與內徑、該前端結構的外殼的內腔的內部形狀與內徑及該後端結構的外殼的內腔的內部形狀及內徑均相同或相似,或者,具有不同的內部形狀或內徑;若為不同的內部形狀或內徑,該外層的內腔、該前端結構的殼體的內腔及該後端結構的殼體的內腔之間的連接處使用台階形連接、平緩變形連接,或者,該外層的內腔為該前端結構的內腔與該後端結構的內腔的中轉變形體。
- 如請求項1所述之用於超微粉粒子製備的分佈式氣體噴出結構,其中在該噴氣通道內設置一保溫結構,該保溫結構為一單層結構或一多層結構;該單層結構係由保溫或耐溫氈狀材料、多孔蜂窩結構保溫或耐溫材料、隔熱或耐熱材料製成;該多層結構係由一種或一種以上的保溫或耐溫材料所構成。
- 如請求項1所述之用於超微粉粒子製備的分佈式氣體噴出結構,其中該噴氣通道內設置一加熱或冷卻結構,其包括加熱管、保護中頻加熱、電阻加熱、電磁加熱、熱液管或冷卻液管。
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