一种用于控制超微粉粒子成型的控制器

技术领域

本发明属于使用蒸发冷凝气相法制备超微粉粒子技术领域，特别是指一种用于控制超微粉粒子成型的控制器。

背景技术

在使用蒸发冷凝气相法制备超微粉粒子成形技术时，是将所需制备的物质先经过高温加热气化后，再由气态经液态后固化成形的过程，因为所需制备的超级粉粒子为微观材料，多为纳米级、亚微米级或微米级粉末，成形的粒子尺寸较小，形成速度非常快，温度非常高，成形的技术原理虽然简单，但是实际运用却非常困难。如需制备出可以批量使用的粒径均匀、形貌稳定，分散良好的粉体粒子，难度更大。

常用方法包括扩口结构，让蒸气流动速度放慢然后去控制粒子成形；或是吹气冷却结构，让蒸气快速冷却。两种方法要么是气流内外层温度不均匀，要么是吹气进气内层导致内部流态不均匀，都会导致大量超小与超大颗粒的出现，粉体品质不良，严重影响超微粉体的后续使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于控制超微粉粒子成型的控制器，以解决现技术蒸气的气流内外层温度不均匀，或是吹气进气内层导致内部流态不均匀，导致大量超小与超大颗粒的出现，粉体品质不良，严重影响超微粉体的后续使用的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于控制超微粉粒子成型的控制器，控制器的前端与前序配合装置连接，后端与后序配合装置连接；控制器包括外层壳体结构、中间保温层及内层热传导层；

所述外层壳体结构为夹套结构，夹套结构内用于流通冷却剂；

所述中间保温层为单层或多层结构；

所述内层热传导层，形成经过保温的通道，用于将通道内流通的物质的温度通过热传导或热辐射方式进行间接控制。

优选的，通道的内腔与前序配合装置的内腔及后序配合装置的内腔连接；前序配合装置的内腔的内形与内径、通道的内腔的内形与内径、后序配合装置的内腔的内形与内径三者相同或相似，或不同内形或不同内径。

优选的，为不同内形或不同内径时，其内腔的连接处为台阶形连接、平缓变形连接，或通道的内腔为前序配合装置的内腔或后序配合装置的内腔的内形与内径的中转变形体。

优选的，所述外层壳体结构的内腔与前序配合装置的壳体的内腔及后序配合装置的壳体的内腔连接；前序配合装置的壳体的内腔的内形与内径、外层壳体结构的内腔的内形与内径，后序配合装置的壳体的内腔的内形与内径三者相同或相似，或不同内形或不同内径。

优选的，为不同内形或不同内径时，其内腔的连接处为台阶形连接、平缓变形连接，或外层壳体的内腔为前序配合装置的壳体内腔或后序配合装置的壳体的内腔内形与内径的中转变形体。

优选的，所述中间保温层为单层或多层结构。

优选的，通道分别与前序配合装置和后序配合装置连接，在连接处设置有子母口卡套和限位，防止回流液体流出所述管道。

优选的，所述通道为多节拼接，或是与前序配合装置或后序配合装置一体式结构中的此功能段。

优选的，所述内层热传导层的材料为一种或多种耐温材料的组合。

优选的，在通道外设置有加热装置，所述加热装置为加热管、中频加热、电阻加热、电磁加热或热液管加热。

本发明的有益效果是：

本发明用于控制超微粉粒子成型的控制器，其内部是一经过保温的通道，保温结构控制通过控制内层通道内的不同区域的温度，载流气速度与管道截面尺寸的设计控制载流气通过内部各区域的速度，稳定可控的温度场与速度场为超微粉粒子成形营造条件，让需制备的物质由气态变为液态，液态变为固态，气态相互碰接凝结为较小液核，较小液核相互碰接成为较大液滴或气态与较小液核碰撞结为较大液滴，较大液滴继续相互碰撞长大或固化为固态颗粒，较小液核与固态颗粒结合为较大固态颗粒或成为核壳结构，气态与固态颗粒结合为较大固态颗粒或成为核壳结构，固态颗粒继续冷却，从而制备出期望达到的粒径和形貌的粒子。

附图说明

图1为本发明用于控制超微粉粒子成型的控制器的结构示意图。

附图标记说明

1、外层壳体结构，2、中间保温层，3、内层热传导层，4、超微粉物质与载流气混合物的进口端，5、超微粉物质与载流气混合物的出口端，6、同前序配合装置连接的结构，7、同后序配合装置连接的结构，8、冷却剂进口，9、冷却剂出口，10、加热器进口，11、加热器出口。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为是对本发明的限制，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本申请提供一种用于控制超微粉粒子成型的控制器，控制器的前端与前序配合装置连接，在本实施例中，与前端的金属蒸汽产生装置的出气口连接，控制器的后端与后序配合装置连接，在本实施例中，选用与收集器的进气口连接，在本申请的其它实施例中，控制器也可以与其它能够配合的装置连接，在此不进行详细的说明。

控制器自外向内依次包括外层壳体结构1、中间保温层2及内层热传导层3，并且内层热传导层形成通道，用于通过需要制备的超微粉物质与载流气混合物。

外层壳体结构为夹套结构，由内层壳体和外层壳体组成，在内层壳体与外层壳体之间用于通入冷却剂，在外壳体上，设置有冷却剂进口8和冷却剂出口9，冷却剂进口与冷却剂进液管连接，冷却剂出口与冷却剂回流管连接。在本申请中，冷却剂可以为液体冷却剂，也可以是气体冷却剂，其中，液体冷却剂比如水、液氮等能够用于冷却剂的物质均可以使用；气体冷却剂比如与载流气相同的物质，或者其它惰性气体等，从成本及方便角度出发，优选水为冷却剂。

在外层壳体的前端设置有用于同前序配合装置连接的结构6，如法兰、快接头或其它用于连接的结构，在本实施例中，外层壳体前端设置的为法兰。在外层壳体的后端设置有用于同后序配合装置连接的结构7，如法兰、快接头或其它用于连接的结构，在本实施例中，外层壳体后端设置的为法兰。

在外层壳体上设置有用于连接中间保温层的通口，包括加热器进口10和加热器出口11，用于通过对中间保温层加热的装置，该通口为通电通口或通液通口或通气通口，用于给中间保温层加热使用。

中间保温层为单层或多层结构。其中为多层结构时，可以使用多种材料的搭配使用，比如，可以选用保温或耐温毡状材料、多孔蜂窝结构保温或耐热材料等制成，也可以选用保温或耐温材料中的一种或几种的多层结构。保持保温层外壁与外壳结构良好的配合度及保持保温层内壁与内层热传导层的良好配合以达到对内层热传导层的位置固定。

内层热传导层，用于将通道内流通的物质的温度通过热传导或热辐射方式进行间接控制，通过营造出来的较为稳定的不同温度区域为所需制备的物质的超微粉粒子稳定成型提供条件，避免因为所需制备的物质熔点与沸点温度较高，直接通入其他冷却气进行冷却会形成急冷涡流，造成温度区域的不稳定与流态的不稳定，所制备的超微粉粒子的尺寸大小与形貌难以控制。

在本申请的其它实施例中，内层热传导层的结构可以是多节拼接，或者是与前序配合装置或后序配合装置一体式结构中的此功能段，内层热传导层管道材料可以选用一种或多种耐温材料的组合。

为了保持与控制内部管道内腔的温度，可以在内部管道外加装加热装置，加热装置可以是加热管，中频加热，电阻加热，电磁加热，热液管加热等各类加热方法，目的是通过加热控制温度场内不同区域温度。

在本实施例中，通道的内腔与前序配合装置的内腔及后序配合装置的内腔连接，并且前序配合装置的内腔的形状及内径、通道的内腔的形状及内径、后序配合装置的内腔的形状及内径相同或相似，也可以选择三者的内腔的形状及内径不同，若三者的内腔及内径不同时，其内腔的连接处为台阶形连接、平缓变形连接，或通道的内腔为前序配合装置的内腔或后序配合装置的内腔的内形与内径的中转变形体。

在本申请的实施例中，所述外层壳体结构的内腔与前序配合装置的壳体的内腔及后序配合装置的壳体的内腔连接；前序配合装置的壳体的内腔的内形与内径、外层壳体结构的内腔的内形与内径，后序配合装置的壳体的内腔的内形与内径三者相同或相似，或不同内形或不同内径。若为不同内形或不同内径时，其内腔的连接处为台阶形连接、平缓变形连接，或外层壳体的内腔为前序配合装置的壳体的内腔或后序配合装置的壳体的内腔内形与内径的中转变形体。

所述通道分别与前序配合装置和后序配合装置连接，在所述连接处设置有子母口卡套和限位，防止回流液体流出所述管道。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。