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夾絲上料電爆法的納米粉制備裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201610108542.X

申請日:

2016.02.29

公開號:

CN105537604A

公開日:

2016.05.04

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):B22F 9/14申請公布日:20160504|||實質審查的生效IPC(主分類):B22F 9/14申請日:20160229|||公開
IPC分類號: B22F9/14; B82Y40/00(2011.01)I 主分類號: B22F9/14
申請人: 蘭州理工大學
發明人: 朱亮; 王旭東; 王晗
地址: 730050 甘肅省蘭州市蘭工坪287號
優先權:
專利代理機構: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102 代理人: 董斌
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201610108542.X

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.03.02|||2016.06.01|||2016.05.04

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||實質審查的生效|||公開

摘要

夾絲上料電爆法的納米粉制備裝置,電爆腔室(6)上設有進氣閥(10),真空泵(19),電爆裝置安裝在電爆腔室(6)內,電動馬達(1)帶動往復絲杠(26)轉動,通過齒輪傳動系統和絲杠螺母(28),進而帶動分度盤(15)做旋轉上下往復運動;金屬絲(29)被鉸鏈式壓抬桿機構固定在分度盤(15)上相鄰兩夾絲墊桿(13)間,金屬絲(29)由夾絲上料機構連續送給;儲能電容的兩極與高壓發生器相連;鉸鏈式壓桿機構通過扭簧(22)與支撐板(14)相連接,導軌(16)通過軸承座(23)安裝在套筒(24)上,在鉸鏈式壓抬桿機構、夾絲上料機構和導軌的共同作用下將金屬絲可靠地固定在兩夾絲墊桿(13)間。

權利要求書

1.夾絲上料電爆法的納米粉制備裝置,包括電爆腔室(6)和電爆裝置,其中電爆裝置包括驅動機構,鉸鏈式壓抬桿機構,夾絲上料機構,爆炸機構,其特征是:電爆腔室(6)上設有進氣閥(10),真空泵(19),電爆裝置安裝在電爆腔室(6)內,能帶動往復絲杠(26)轉動的電動馬達(1),通過齒輪傳動機構帶動絲杠螺母轉動(28),絲杠螺母(28)能夠在往復絲杠(26)的驅動下做上下往復運動,絲杠螺母(28)能夠帶動齒輪(25)沿齒輪(7)做旋轉上下往復運動,從而帶動套筒(24)以及分度盤(15)做旋轉上下往復運動;金屬絲(29)被鉸鏈式壓抬桿機構固定在分度盤(15)上相鄰兩夾絲墊桿(13)間,金屬絲(29)由夾絲上料機構連續送給;儲能電容(C)的兩極與高壓發生器(H.V)相連,高壓電極(11)與儲能電容(C)的高壓端相連,低壓電極(12)與儲能電容(C)的低壓端相連;鉸鏈式壓桿機構包括壓柱(8),連接座(9),連接體(17)、夾絲壓桿(18),扭簧(22),支撐板(14),夾絲墊桿(13),導軌(16),連接座(9)通過扭簧(22)與支撐板(14)相連接,連接座(9)可繞扭簧(22)轉動,連接體(17)通過轉軸與連接座(9)相連接,夾絲壓桿(18)安裝在連接體(17)中,夾絲壓桿(18)可繞扭簧(22)轉動;導軌(16)通過軸承座(23)安裝在套筒(24)上,能夠隨套筒(24)上下移動。2.根據權利要求1所述的夾絲上料電爆法的納米粉制備裝置,其特征在于壓柱(8)能夠隨分度盤(15)旋轉至導軌(16)處,壓柱(8)能夠被導軌(16)壓低,夾絲壓桿(18)抬起;壓柱(8)離開導軌(16)弧面,連接座(9)以及安裝在其上的連接體(17)、夾絲壓桿(18)能夠在扭簧(22)回復力的作用下將金屬絲(29)壓穩;夾絲上料機構包括絲盤(21),導絲輪(20),夾絲墊桿(13),夾絲壓桿(18),在夾絲壓桿(18)以及夾絲墊桿(13)共同作用下將金屬絲可靠地固定在兩夾絲墊桿(13)間;能夠避免金屬絲(29)在夾絲壓桿(18)突然壓下時由于慣性被拉斷。3.根據權利要求1所述的夾絲上料電爆法的納米粉制備裝置,其特征在于:齒輪傳動機構能夠使往復絲杠(26)上的絲杠螺母(28)轉動,使分度盤(15)與往復絲杠(26)之間形成轉速差,能夠帶動分度盤及安裝在其上的各部件上下移動,使得電極與夾絲壓桿(18)之間的相對位置發生改變。4.根據權利要求1所述的夾絲上料電爆法的納米粉制備裝置,其特征在于:高壓電極(11)和低壓電極(12)的兩電極尖端的距離等于兩相鄰夾絲壓桿(18)的間距。5.根據權利要求1所述的夾絲上料電爆法的納米粉制備裝置,其特征在于通過改變支撐板(14)在分度盤(15)方形槽中的位置,能夠調節金屬絲的長度。6.根據權利要求1所述的夾絲上料電爆法的納米粉制備裝置,其特征在于:所述的鉸鏈式壓抬桿機構通過扭簧將壓抬桿機構與支撐板(14)連接起來,其中選用的扭簧(22)產生的回復力能夠使金屬絲被壓穩。

說明書

夾絲上料電爆法的納米粉制備裝置

技術領域

本發明涉及一種納米粉制備設備,特別提供了夾絲上料電爆法納米粉制備裝置。

背景技術

絲電爆制備納米粉是現有眾多制備納米粉方法中的其中一種。絲電爆是在一定的介質或真空中,對絲導體施加高電壓瞬間產生強大的脈沖電流,使絲導體短時間內熔化、汽化、膨脹、發生爆炸。其爆炸產物在爆炸沖擊力作用下高速向周圍濺射,自由冷卻后形成納米粉末。電爆法制備納米粉末具有能量轉換率高,工藝參數可調,不污染環境,適用材料廣等優點。

目前大部分絲電爆設備都是先將絲導體與電極可靠接觸,然后接通高壓開關向電極施加高電壓實現電爆。實踐發現,這種方法存在燒蝕電極的現象,并且金屬絲與電極接觸的部分不能夠完全爆炸而殘留在電極上形成“積瘤”,影響后續金屬絲的順利進給和充分接觸。為了解決這些問題,發明專利201110054792.7公開了一種氣體放電導入電流的金屬絲電爆裝置:其電爆的金屬絲與電極不接觸,大電流是通過金屬絲端頭于電極之間的氣體放電導入金屬絲的,從而避免了由于金屬絲與電極接觸電爆而引起的燒蝕電極和產生“積瘤”的問題。但是實驗發現,金屬絲在靠重力下落的過程中,受到爆炸室內循環氣體介質流動的干擾,金屬絲不能穩定可靠地送入到兩電極之間,從而不能順利發生爆炸。發明專利201310407345.4公開了一種連續絲電爆制備納米金屬粉裝置:其電爆的金屬絲與電極不接觸,大電流通過金屬絲與電極之間的氣體放電導入而發生爆炸,所設計的送絲裝置可以保證金屬絲穩定連續地送進,提高了生產效率。通過改變輪盤直徑或輪盤上壓桿的數量,可以控制金屬絲的長度,電爆所用金屬絲無需事先較直,且不會受到電爆室內循環氣體介質流動的干擾。但是實踐發現,在電爆過程中,輪轂位置固定不變,金屬絲每次都在輪轂同一位置上發生爆炸,電極和輪轂的相對位置不可調,局部多次電爆侵蝕壓絲桿,影響壓絲桿的使用壽命。改變絲長時,每次需要更換輪轂,操作不便。驅動裝置安裝在真空腔室中,影響真空腔室的清潔度。

發明內容

本發明的目的是提供一種夾絲上料電爆法的納米粉制備裝置。

本發明是夾絲上料電爆法的納米粉制備裝置,包括電爆腔室6和電爆裝置,其中電爆裝置包括驅動機構,鉸鏈式壓抬桿機構,夾絲上料機構,爆炸機構。電爆腔室6上設有進氣閥10,真空泵19,電爆裝置安裝在電爆腔室6內,電動馬達1帶動往復絲杠26轉動,同時帶動安裝在往復絲杠上齒輪27轉動,齒輪27帶動與其嚙合的齒輪4轉動,齒輪4帶動與其固定在一起的齒輪7轉動,齒輪7帶動與其嚙合并安裝在絲杠螺母28上的齒輪25轉動從而帶動絲杠螺母28轉動,絲杠螺母28在往復絲杠26的驅動下做上下往復運動,帶動齒輪25沿齒輪7做旋轉上下往復運動,絲杠螺母28帶動安裝在其上的套筒24做旋轉上下往復運動,套筒24帶動固定在其上的分度盤15做旋轉上下往復運動;金屬絲29被鉸鏈式壓抬桿機構固定在分度盤15上相鄰兩夾絲墊桿13間,金屬絲29由夾絲上料機構連續送給;儲能電容C的兩極與高壓發生器H.V相連,高壓電極與儲能電容C的高壓端相連,低壓電極與儲能電容C的低壓端相連;鉸鏈式壓桿機構包括壓柱8,連接座9,連接體17,夾絲壓桿18,扭簧22,支撐板14,夾絲墊桿13,導軌16,支撐板14安裝在分度盤15的方形槽中,夾絲墊桿13固定在支撐板14的V型槽內,壓柱8固定在連接座9上,連接座9通過扭簧22與支撐板14相連接,連接座9可繞扭簧22轉動,連接體17通過轉軸與連接座9相連接,夾絲壓桿18安裝在連接體17中,夾絲壓桿18可繞扭簧22轉動,導軌16通過軸承座23安裝在套筒24上,可隨套筒24上下移動,當壓柱8隨分度盤15旋轉至導軌16處時,壓柱8被導軌16壓低,夾絲壓桿18抬起,壓柱8離開導軌16弧面時,連接座9以及安裝在其上的連接體17、夾絲壓桿18在扭簧22回復力的作用下將金屬絲29壓穩;夾絲上料機構包括絲盤21,導絲輪20,夾絲墊桿13,夾絲壓桿18,金屬絲29在夾絲壓桿18和夾絲墊桿13的共同作用下可靠地送給到兩夾絲墊桿13的凹形弧面內。絲盤21以及導絲輪20固定在電爆腔室6內壁上。

本發明與背景技術相比,具有的有益效果是:所述的夾絲上料電爆法制備納米粉裝置,其電爆的金屬絲與電極不接觸,大電流通過金屬絲與電極之間的氣體放電導入而發生爆炸;驅動裝置、鉸鏈式壓抬桿裝置、夾絲上料裝置可以保證金屬絲穩定連續地送進,提高了生產效率;通過改變支撐板在方形槽中的位置,可以方便的調節金屬絲長度;鉸鏈式壓抬桿裝置中所選用的扭簧產生的回復力可以將細金屬絲可靠地固定在兩夾絲墊桿間;通過齒輪傳動系統可使絲杠螺母做旋轉上下往復運動從而帶動套筒以及套筒上的分度盤做旋轉上下往復運動,改變了金屬絲與夾絲壓桿之間的相對位置,避免局部侵蝕壓絲桿,縮短壓絲桿的使用壽命;通過夾絲上料裝置可以使金屬絲穩定可靠的固定在兩夾絲墊桿間,且該金屬絲處于中空拉直狀態,減少了與輪轂的接觸面積。通過動密封機構將電動馬達安裝在真空腔室外,保證了真空腔室的清潔度。該裝置制作簡單,使用方便,成本低。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構示意圖,圖2是本發明往復絲杠剖視圖,圖3是電爆炸過程示意圖,圖4是本發明的夾絲上料機構示意圖。

附圖標記及對應名稱為:電動馬達1,動密封件2,軸承座3,齒輪4,平支撐板5,電爆腔室6,齒輪7,壓柱8,連接座9,進氣閥10,高壓電極11,低壓電極12,夾絲墊桿13,支撐板14,分度盤15,導軌16,連接體17,夾絲壓桿18,真空泵19,導絲輪20,絲盤21,扭簧22,軸承座23,套筒24,齒輪25,往復絲杠26,齒輪27,絲杠螺母28,金屬絲29,爆炸產生的粉末30,高壓發生器H.V,儲能電容C。

具體實施方式

如圖1~4所示,本發明是夾絲上料電爆法的納米粉制備裝置,包括電爆腔室6和電爆裝置,其中電爆裝置包括驅動機構,鉸鏈式壓抬桿機構,送絲機構,爆炸機構。電爆裝置安裝在電爆腔室6內,啟動真空泵,對電爆腔室抽真空,打開進氣閥10,使電爆腔室6內充入氣體介質。啟動電動馬達1,電動馬達1帶動往復絲杠26轉動,同時帶動安裝在往復絲杠26上齒輪27轉動,齒輪27帶動與其嚙合的齒輪4轉動,齒輪4帶動與其固定在一起的齒輪7轉動,齒輪7帶動與其嚙合并安裝在絲杠螺母28上的齒輪25轉動從而帶動絲杠螺母28轉動,絲杠螺母28在往復絲杠的驅動下做上下往復運動,帶動齒輪25沿齒輪7做旋轉上下往復運動,絲杠螺母28帶動安裝在其上的套筒24做旋轉上下往復轉動,套筒24帶動固定在其上的分度盤15做旋轉上下往復運動;金屬絲29被鉸鏈式壓抬桿機構固定在分度盤15上的兩相鄰夾絲墊桿13間,金屬絲29由夾絲上料機構連續送給;儲能電容C的兩極與高壓發生器H.V相連,高壓電極11與儲能電容C的高壓端相連,低壓電極12與儲能電容C的低壓端相連;鉸鏈式壓桿機構包括壓柱8,連接座9,連接體17,夾絲壓桿18,扭簧22,支撐板14,夾絲墊桿13,導軌16,支撐板14安裝在分度盤15的方形槽中,夾絲墊桿13固定在支撐板14的V型槽內,壓柱8固定在連接座9上,連接座9通過扭簧22與支撐板14相連接,連接座14可繞扭簧22轉動,連接體17通過轉軸與連接座9相連接,夾絲壓桿18安裝在連接體17中,夾絲壓桿18可繞扭簧22轉動,導軌16通過軸承座23安裝在套筒24上,可隨套筒24上下移動,當壓柱8隨分度盤15旋轉至導軌16處時,壓柱8被導軌16壓低,夾絲壓桿18抬起,壓柱8離開導軌16弧面時,連接座9以及安裝在其上的連接體17、夾絲壓桿18在扭簧22回復力的作用下將金屬絲29壓穩;夾絲上料機構包括絲盤21,導絲輪20,夾絲墊桿13,夾絲壓桿18,金屬絲29在夾絲壓桿18和夾絲墊桿13的共同作用下可靠地送給到兩夾絲墊桿13的凹形弧面內,絲盤21以及導絲輪20固定在電爆腔室6內壁上。當鉸鏈式壓抬桿機構上壓有金屬絲29的兩相鄰夾絲壓桿18轉到恰好與高壓電極11、低壓電極12的尖端位置一致時,兩電極尖部與金屬絲29之間的氣體被擊穿放電將大電流導入金屬絲29發生爆炸。

如圖1、2所示,所述驅動裝置包括電動馬達1,往復絲杠26,齒輪4,齒輪7,齒輪25,齒輪27,套筒24,電動馬達1通過動密封機構2連接在電爆腔室6外,電動馬達1帶動往復絲杠26轉動,同時帶動安裝在往復絲杠上齒輪27轉動,齒輪27帶動與其嚙合的齒輪4轉動,齒輪4帶動與其固定在一起的齒輪7轉動,齒輪7帶動與其嚙合并安裝在絲杠螺母28上的齒輪25轉動從而帶動絲杠螺母28轉動,絲杠螺母28在往復絲杠26的驅動下做上下往復運動,帶動齒輪25沿齒輪7做旋轉上下往復運動,絲杠螺母28帶動安裝在其上的套筒24做旋轉上下往復轉動,套筒23帶動固定在其上的分度盤15做旋轉上下往復運動,進而帶動分度盤15方形槽中的支撐板14做旋轉上下往復運動。則通過軸承座23安裝在套筒24上的導軌16與套筒23的相對位置固定不變。齒輪傳動系統使得分度盤15與往復絲杠26的轉速之間存在速度差,使得兩電極與夾絲壓桿18的相對位置發生變化,防止電爆時侵蝕夾絲壓桿18。所述的分度盤15材質為高密度聚乙烯,支撐板14材質為尼龍。

如圖1、4所示,所述的夾絲上料機構包括絲盤21,導絲輪20,夾絲墊桿13,夾絲壓桿18,絲盤21安裝在絲盤轉軸上,導絲輪20安裝在導絲輪軸上。絲盤轉軸和導絲輪軸固定在腔室內壁上。金屬絲29經由絲盤21通過導絲輪20送入分度盤15上相鄰兩夾絲墊桿13間,通過鉸鏈式壓抬桿機構中扭簧22產生的回復力可以保證金屬絲29被可靠地固定在兩夾絲墊桿13間。啟動電動馬達,分度盤15開始旋轉,進而帶動夾絲壓桿18和夾絲墊桿13旋轉,在牽引力作用下可以使得金屬絲29連續送給,在導軌16,夾絲壓桿18以及夾絲墊桿13共同作用下將金屬絲可靠地固定在兩夾絲墊桿13間。而且可以避免金屬絲29在夾絲壓桿18突然壓下時由于慣性被拉斷。

如圖1所示,所述的鉸鏈式壓抬桿機構包括壓柱8,連接座9,連接體17,夾絲壓桿18,扭簧22,夾絲墊桿13,導軌16。支撐板14安裝在分度盤15的方形槽中,墊桿13固定在支撐板14的V型槽內,壓柱8固定在連接座9上,連接座9通過扭簧21與支撐板14相連接,連接座9可繞扭簧22轉動,連接體17通過轉軸與連接座9相連接,夾絲壓桿18安裝在連接體17中,夾絲壓桿18可繞扭簧22轉動,導軌16通過軸承座23安裝在套筒24上,可隨套筒24上下移動,當處于抬起狀態的壓柱8轉至導軌16處時,壓柱8一端與導軌16接觸,隨著分度盤15的轉動,壓柱8被逐漸下壓,下壓到導軌16弧面的過渡處時,夾絲壓桿18抬到最高位置,金屬絲29送入,壓柱8移出導軌16弧面時,壓柱8抬起,夾絲壓桿18在扭簧回復力的作用下將金屬絲29壓至墊桿13凹形弧面內,扭簧22回復力足夠大可以保證細金屬絲29壓穩,上述過程循環進行。改變支撐板14在分度盤15方形槽中的位置可以調節金屬絲的長度。

如圖1、3所示,所述的爆炸機構包括高壓發生器H.V、儲能電容C、高壓電極11、低壓電極12,儲能電容C的兩極與高壓發生器H.V相連,高壓電極11與儲能電容C高壓端相連,低壓電極12與儲能電容C低壓端相連。隨著分度盤15轉動,當壓有金屬絲29的兩相鄰夾絲壓桿18轉到恰好與高壓電極11、低壓電極12的尖端位置一致時,兩電極尖部與金屬絲29之間的氣體被擊穿放電將大電流導入金屬絲發生爆炸,爆炸產生的粉末30向四周濺射。爆炸發生后,低壓電極12尖端處未發生爆炸的金屬絲29依然被夾絲壓桿18壓住且端部微微翹起,保證了電爆過程的連續性。分度盤15繼續轉動,進入下一次電爆過程,依次循環往復。所述的高壓電極11尖端與低壓電極12尖端的距離等于兩相鄰夾絲壓桿18的間距,可根據金屬絲29的材質來更換兩電極的材質,儲能電容器C的充電電壓為5~15KV。

本發明的工作過程為:啟動真空泵19對電爆腔室抽真空,打開進氣閥10,給電爆腔室6內充入氣體介質。高壓發生器H.V產生10KV高壓向儲能電容C充電,充電完成后,啟動電動馬達1,帶動往復絲杠26、齒輪傳動系統及分度盤15做旋轉上下往復運動。通過鉸鏈式壓抬桿機構和送絲機構共同作用使金屬絲29能夠連續穩定地送給。處于抬起狀態的壓柱8轉至導軌16處時,壓柱8一端與導軌16接觸并逐漸下壓,將金屬絲29壓入支撐板14上的夾絲墊桿13凹形弧面內。當壓有金屬絲29的兩相鄰壓夾絲壓桿18轉至恰好與高壓電極11、低壓電極12的尖端位置一致時,兩電極尖部與金屬絲29之間的氣體被擊穿放電將大電流導入金屬絲29發生爆炸,爆炸產生的粉末30向四周濺射。爆炸發生后,低壓電極12尖端處未發生爆炸的金屬絲29依然被夾絲壓桿18壓住且端部微微翹起,分度盤15繼續轉動,處于壓下狀態的壓柱8轉至導軌16處時,壓柱8一端與導軌16接觸,夾絲壓桿18被逐漸抬起,進入下一次電爆過程,依次循環往復。

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夾絲上料電爆法 納米 制備 裝置
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