本實用新型屬于納米SiO2氣凝膠領域,具體涉及一種納米SiO2氣凝膠的汽化裝置。
背景技術:
納米SiO2氣凝膠是一種新型輕質多孔材料,具有低密度、高孔隙率、低熱導率和高透光率、低折射率和低的聲傳播速度,是一種新型高效透光隔熱保溫和隔音材料。本產品具有高透光率和低熱導率,特別適合用于太陽能光熱低溫平板熱水器、中溫平板集熱器、建筑玻璃窗等既要求透光又要求高效保溫的運用場所。
目前國內外制備納米SiO2氣凝膠主要采用溶膠凝膠法,通過超臨界干燥技術進行氣液置換后形成氣凝膠,生產效率較低,生產成本高。美國ASPEN公司對氣凝膠隔熱的研究較早,主要針對柔性氣凝膠隔熱產品的開發和應用。國內同濟大學側重于氣凝膠基礎研究,所制備的氣凝膠隔熱材料力學強度較小,成形性較差,只有少量的實際應用;北京科技大學利用硅酸鈣石二次粒子與氣凝膠復合制備隔熱復合材料,仍處于實驗室階段,無工程應用;納諾高科為代表的國內從事氣凝膠隔熱材料研究、生產的企業起步較晚,技術力量薄弱,且全部采用溶膠-凝膠法。由于目前國內外溶膠凝膠法生產的SiO2氣凝膠工藝流程長,生產效率較低,且因國外的技術封鎖國內產品品質較差、成本高,極大制約了該產品的廣泛應用。中國是太陽能光熱應用的大國,而目前相關研究已證實:納米SiO2氣凝膠是未來高效低溫熱水器和中、高溫平板集熱器革命性的關鍵核心材料,有廣闊的市場前景。
申請號為CN201210039322.8,名稱為等離子束蒸-凝法制備納米SiO2氣凝膠及靜電成型方法的發明專利,公開了一種等離子束蒸-凝法制備納米SiO2氣凝膠及靜電成型方法,具體為:利用大功率層流等離子束發生器產生溫度超過一萬攝氏度的穩定長弧等離子體射流,通過高精度送粉器將原材料粉末或顆粒送進等離子體內部瞬間汽化、冷凝,最后通過帶高壓的基板靜電吸附并成型。通過高壓電場讓冷凝的絮狀納米SiO2粒子帶上電荷,再利用靜電力吸附并成型在帶靜電的基板上,具有收集效率高、密度及結構易調節、工藝簡單、節能、成本低等優點。
目前沒有專門針對等離子束蒸-凝法制備納米SiO2氣凝膠的汽化裝置,同時汽化裝置的熱量不集中。
技術實現要素:
為了解決上述現有技術存在的問題,本實用新型提出了一種納米SiO2氣凝膠的汽化裝置,實現了對納米SiO2粉末完全、充分進行汽化的目的,防止納米SiO2粉末未汽化而凝結成塊。
為了達到上述技術效果,本實用新型采用了如下技術方案:
一種納米SiO2氣凝膠的汽化裝置,其特征在于:包括送粉器、層流等離子發生器和汽化池,所述送粉器的送粉管通入汽化池,所述層流等離子發生器和汽化池連接;送粉器和層流等離子發生器位于同一軸心線上;所述汽化池底部設置有具有吸力的通管,通管與送粉管連接。
所述送粉器包括進粉管、均勻室、烘干室和送粉管;進粉管從均勻室的上方通入;均勻室內部橫向設置有振動篩;均勻室底部連接烘干室;烘干室底部連接送粉管;送粉管上設置有送粉嘴。
所述層流等離子發生器包括依次連接的氣路結構、發生器和電弧通道結構,所述氣路結構包括依次連接的氣體輸入管、氣體混合腔和可調節直徑大小的氣體輸出管;所述發生器包括陽極結構和陰極結構;所述陽極結構包括陽極柱、陽極帽以及在陽極帽內依次安裝的密封絕緣墊片、螺旋導電彈簧和陽極噴嘴;所述陰極結構包括陰極柱和陰極罩;所述陽極結構位于中心,沿陽極結構周圍環形等距離設置至少三個陰極結構。
所述通管內部設置有電磁鐵。
所述通管的轉角處為弧形。
所述通管與送粉管通過楔形連接器連接。
所述送粉嘴呈圓周形分布。
本實用新型帶來的有益效果有:
1、本實用新型設置有送粉器,層流等離子發生器和汽化池;送粉器將種納米SiO2送入汽化池中,層流等離子發生器產生層流等離子射束,為納米SiO2粉末的汽化提供熱量;送粉器和層流等離子發生器位于同一軸心線上,層流等離子產生的層流等離子射束與送粉管送出的粉末正面相碰,納米SiO2粉末受到高溫且熱量集中,完全、充分的被汽化。汽化池底部設置有具有吸力的通管,通管將汽化池內的粉末物質再吸收,運送到送粉管,進行再一次汽化,能夠讓納米SiO2粉末最大限度地被汽化。
2、本實用新型的送粉器包括進粉管、均勻室、烘干室和送粉管;均勻室能夠將納米SiO2粉末進行振動分級,一方面能夠進行混合,另一方面可以將粒度大的納米SiO2粉末阻攔。烘干室對納米SiO2粉末進行烘干,防止納米SiO2粉末中含有水分,凝結成塊從而影響納米SiO2氣凝膠的質地均勻,密度不均。所述進粉管、均勻室、烘干室從上至下連接,利用重力的作用進行納米SiO2粉末的運輸,節約了能量。同時減少了納米SiO2粉末的機械損傷。
3、本實用新型通過依次連接的氣路結構、發生器和電弧通道結構,將層流等離子的產生和輸送一步完成,中間不需要中斷,減少能量的損失和危險系數。氣路結構通過氣體輸入管輸入氣體,在氣體混合腔進行混合,對氣體進行混合且讓氣體壓強穩定,提高層流等離子產生的穩定性。所述的氣體輸出管直徑大小可以調節,調節范圍在50-300㎜,通過調節氣體輸出管的直徑從而調節層流等離子射束的直徑,提高層流等離子的適用范圍。本實用新型的螺旋導電彈簧通電時,形成一個電磁壓縮環,起到壓縮等離子電弧的作用,也能使等離子電弧著弧點處于動態均布狀態,延長了陽極的壽命和層流穩定。陽極噴嘴對電弧等離子體進行機械壓縮。本實用新型的密封絕緣墊片使得電弧等離子體穩定且集中,可形成高弧壓小電流層流長束等離子弧,陽極和陰極工作壽命長。本實用新型的陰極結構圍繞陽極結構等距離設置,增加反應的均勻性和穩定性。
4、本實用新型的通管內部設置有電磁鐵,通電時吸收未被蒸發汽化的納米SiO2粉末,用電流控制納米SiO2粉末是否返回送粉管進行再一次輸送,再一次蒸發汽化。電流穩定,對納米SiO2粉末的吸附也就隨之穩定,整個反應過程穩定,減少納米SiO2粉末亂飛。
5、本實用新型的通管轉角處為弧形,減少納米SiO2粉末在死角處的殘留,同時便于清潔。
6、本實用新型通管與送粉管通過楔形連接器連接。由于送粉管與通管內部運送的為粉末,楔形連接器能夠減少粉末對連接面的影響,讓連接之處能夠密封連接。
7、本實用新型的送粉嘴呈圓周分布,在送粉的時候納米SiO2粉末噴灑均勻,減少納米SiO2粉末在一些位置過多造成沉積,在某些位置過少,造成層流等離子射束的空置。
附圖說明
圖1為本實用新型的示意圖;
附圖標記: 3、汽化池,4、通管,101、進粉管,102、均勻室,103、烘干室,104、送粉管,201、氣路結構,202、發生器,203、電弧通道結構,5、電磁鐵,6、楔形連接器。
具體實施方式
實施例1
一種納米SiO2氣凝膠的汽化裝置,其特征在于:包括送粉器、層流等離子發生器和汽化池3,所述送粉器的送粉管104通入汽化池3,所述層流等離子發生器和汽化池3連接;送粉器和層流等離子發生器位于同一軸心線上;所述汽化池3底部設置有具有吸力的通管4,通管4與送粉管104連接。
本實用新型設置有送粉器,層流等離子發生器和汽化池3;送粉器將種納米SiO2送入汽化池3中,層流等離子發生器產生層流等離子射束,為納米SiO2粉末的汽化提供熱量;送粉器和層流等離子發生器位于同一軸心線上,層流等離子產生的層流等離子射束與送粉管104送出的粉末正面相碰,納米SiO2粉末受到高溫且熱量集中,完全、充分的被汽化。汽化池3底部設置有具有吸力的通管4,通管4將汽化池3內的粉末物質再吸收,運送到送粉管104,進行再一次汽化,能夠讓納米SiO2粉末最大限度地被汽化。
實施例2
一種納米SiO2氣凝膠的汽化裝置,其特征在于:包括送粉器、層流等離子發生器和汽化池3,所述送粉器的送粉管104通入汽化池3,所述層流等離子發生器和汽化池3連接;送粉器和層流等離子發生器位于同一軸心線上;所述汽化池3底部設置有具有吸力的通管4,通管4與送粉管104連接。
所述送粉器包括進粉管101、均勻室102、烘干室103和送粉管104;進粉管101從均勻室102的上方通入;均勻室102內部橫向設置有振動篩;均勻室102底部連接烘干室103;烘干室103底部連接送粉管104;送粉管104上設置有送粉嘴。
本實用新型設置有送粉器,層流等離子發生器和汽化池3;送粉器將種納米SiO2送入汽化池3中,層流等離子發生器產生層流等離子射束,為納米SiO2粉末的汽化提供熱量;送粉器和層流等離子發生器位于同一軸心線上,層流等離子產生的層流等離子射束與送粉管104送出的粉末正面相碰,納米SiO2粉末受到高溫且熱量集中,完全、充分的被汽化。汽化池3底部設置有具有吸力的通管4,通管4將汽化池3內的粉末物質再吸收,運送到送粉管104,進行再一次汽化,能夠讓納米SiO2粉末最大限度地被汽化。
本實用新型的送粉器包括進粉管101、均勻室102、烘干室103和送粉管104;均勻室102能夠將納米SiO2粉末進行振動分級,一方面能夠進行混合,另一方面可以將粒度大的納米SiO2粉末阻攔。烘干室103對納米SiO2粉末進行烘干,防止納米SiO2粉末中含有水分,凝結成塊從而影響納米SiO2氣凝膠的質地均勻,密度不均。所述進粉管101、均勻室102、烘干室103從上至下連接,利用重力的作用進行納米SiO2粉末的運輸,節約了能量。同時減少了納米SiO2粉末的機械損傷。
實施例3
一種納米SiO2氣凝膠的汽化裝置,其特征在于:包括送粉器、層流等離子發生器和汽化池3,所述送粉器的送粉管104通入汽化池3,所述層流等離子發生器和汽化池3連接;送粉器和層流等離子發生器位于同一軸心線上;所述汽化池3底部設置有具有吸力的通管4,通管4與送粉管104連接。
所述層流等離子發生器包括依次連接的氣路結構201、發生器202和電弧通道結構203,所述氣路結構201包括依次連接的氣體輸入管、氣體混合腔和可調節直徑大小的氣體輸出管;所述發生器202包括陽極結構和陰極結構;所述陽極結構包括陽極柱、陽極帽以及在陽極帽內依次安裝的密封絕緣墊片、螺旋導電彈簧和陽極噴嘴;所述陰極結構包括陰極柱和陰極罩;所述陽極結構位于中心,沿陽極結構周圍環形等距離設置至少三個陰極結構。
本實用新型設置有送粉器,層流等離子發生器和汽化池3;送粉器將種納米SiO2送入汽化池3中,層流等離子發生器產生層流等離子射束,為納米SiO2粉末的汽化提供熱量;送粉器和層流等離子發生器位于同一軸心線上,層流等離子產生的層流等離子射束與送粉管104送出的粉末正面相碰,納米SiO2粉末受到高溫且熱量集中,完全、充分的被汽化。汽化池3底部設置有具有吸力的通管4,通管4將汽化池3內的粉末物質再吸收,運送到送粉管104,進行再一次汽化,能夠讓納米SiO2粉末最大限度地被汽化。
本實用新型通過依次連接的氣路結構201、發生器202和電弧通道結構203,將層流等離子的產生和輸送一步完成,中間不需要中斷,減少能量的損失和危險系數。氣路結構201通過氣體輸入管輸入氣體,在氣體混合腔進行混合,對氣體進行混合且讓氣體壓強穩定,提高層流等離子產生的穩定性。所述的氣體輸出管直徑大小可以調節,調節范圍在50-300㎜,通過調節氣體輸出管的直徑從而調節層流等離子射束的直徑,提高層流等離子的適用范圍。本實用新型的螺旋導電彈簧通電時,形成一個電磁壓縮環,起到壓縮等離子電弧的作用,也能使等離子電弧著弧點處于動態均布狀態,延長了陽極的壽命和層流穩定。陽極噴嘴對電弧等離子體進行機械壓縮。本實用新型的密封絕緣墊片使得電弧等離子體穩定且集中,可形成高弧壓小電流層流長束等離子弧,陽極和陰極工作壽命長。本實用新型的陰極結構圍繞陽極結構等距離設置,增加反應的均勻性和穩定性。
實施例4
一種納米SiO2氣凝膠的汽化裝置,其特征在于:包括送粉器、層流等離子發生器和汽化池3,所述送粉器的送粉管104通入汽化池3,所述層流等離子發生器和汽化池3連接;送粉器和層流等離子發生器位于同一軸心線上;所述汽化池3底部設置有具有吸力的通管4,通管4與送粉管104連接。
所述通管4內部設置有電磁鐵5。
本實用新型設置有送粉器,層流等離子發生器和汽化池3;送粉器將種納米SiO2送入汽化池3中,層流等離子發生器產生層流等離子射束,為納米SiO2粉末的汽化提供熱量;送粉器和層流等離子發生器位于同一軸心線上,層流等離子產生的層流等離子射束與送粉管104送出的粉末正面相碰,納米SiO2粉末受到高溫且熱量集中,完全、充分的被汽化。汽化池3底部設置有具有吸力的通管4,通管4將汽化池3內的粉末物質再吸收,運送到送粉管104,進行再一次汽化,能夠讓納米SiO2粉末最大限度地被汽化。
本實用新型的通管4內部設置有電磁鐵5,通電時吸收未被蒸發汽化的納米SiO2粉末,用電流控制納米SiO2粉末是否返回送粉管104進行再一次輸送,再一次蒸發汽化。電流穩定,對納米SiO2粉末的吸附也就隨之穩定,整個反應過程穩定,減少納米SiO2粉末亂飛。
實施例5
一種納米SiO2氣凝膠的汽化裝置,其特征在于:包括送粉器、層流等離子發生器和汽化池3,所述送粉器的送粉管104通入汽化池3,所述層流等離子發生器和汽化池3連接;送粉器和層流等離子發生器位于同一軸心線上;所述汽化池3底部設置有具有吸力的通管4,通管4與送粉管104連接。
所述通管4的轉角處為弧形。
本實用新型設置有送粉器,層流等離子發生器和汽化池3;送粉器將種納米SiO2送入汽化池3中,層流等離子發生器產生層流等離子射束,為納米SiO2粉末的汽化提供熱量;送粉器和層流等離子發生器位于同一軸心線上,層流等離子產生的層流等離子射束與送粉管104送出的粉末正面相碰,納米SiO2粉末受到高溫且熱量集中,完全、充分的被汽化。汽化池3底部設置有具有吸力的通管4,通管4將汽化池3內的粉末物質再吸收,運送到送粉管104,進行再一次汽化,能夠讓納米SiO2粉末最大限度地被汽化。
本實用新型的通管4轉角處為弧形,減少納米SiO2粉末在死角處的殘留,同時便于清潔。
實施例6
一種納米SiO2氣凝膠的汽化裝置,其特征在于:包括送粉器、層流等離子發生器和汽化池3,所述送粉器的送粉管104通入汽化池3,所述層流等離子發生器和汽化池3連接;送粉器和層流等離子發生器位于同一軸心線上;所述汽化池3底部設置有具有吸力的通管4,通管4與送粉管104連接。
所述送粉器包括進粉管101、均勻室102、烘干室103和送粉管104;進粉管101從均勻室102的上方通入;均勻室102內部橫向設置有振動篩;均勻室102底部連接烘干室103;烘干室103底部連接送粉管104;送粉管104上設置有送粉嘴。
所述通管4與送粉管104通過楔形連接器6連接。
本實用新型設置有送粉器,層流等離子發生器和汽化池3;送粉器將種納米SiO2送入汽化池3中,層流等離子發生器產生層流等離子射束,為納米SiO2粉末的汽化提供熱量;送粉器和層流等離子發生器位于同一軸心線上,層流等離子產生的層流等離子射束與送粉管104送出的粉末正面相碰,納米SiO2粉末受到高溫且熱量集中,完全、充分的被汽化。汽化池3底部設置有具有吸力的通管4,通管4將汽化池3內的粉末物質再吸收,運送到送粉管104,進行再一次汽化,能夠讓納米SiO2粉末最大限度地被汽化。
本實用新型的送粉器包括進粉管101、均勻室102、烘干室103和送粉管104;均勻室102能夠將納米SiO2粉末進行振動分級,一方面能夠進行混合,另一方面可以將粒度大的納米SiO2粉末阻攔。烘干室103對納米SiO2粉末進行烘干,防止納米SiO2粉末中含有水分,凝結成塊從而影響納米SiO2氣凝膠的質地均勻,密度不均。所述進粉管101、均勻室102、烘干室103從上至下連接,利用重力的作用進行納米SiO2粉末的運輸,節約了能量。同時減少了納米SiO2粉末的機械損傷。
本實用新型通管4與送粉管104通過楔形連接器6連接。由于送粉管104與通管4內部運送的為粉末,楔形連接器6能夠減少粉末對連接面的影響,讓連接之處能夠密封連接。
實施例7
一種納米SiO2氣凝膠的汽化裝置,其特征在于:包括送粉器、層流等離子發生器和汽化池3,所述送粉器的送粉管104通入汽化池3,所述層流等離子發生器和汽化池3連接;送粉器和層流等離子發生器位于同一軸心線上;所述汽化池3底部設置有具有吸力的通管4,通管4與送粉管104連接。
所述送粉器包括進粉管101、均勻室102、烘干室103和送粉管104;進粉管101從均勻室102的上方通入;均勻室102內部橫向設置有振動篩;均勻室102底部連接烘干室103;烘干室103底部連接送粉管104;送粉管104上設置有送粉嘴。
所述送粉嘴且呈圓周形分布。
本實用新型設置有送粉器,層流等離子發生器和汽化池3;送粉器將種納米SiO2送入汽化池3中,層流等離子發生器產生層流等離子射束,為納米SiO2粉末的汽化提供熱量;送粉器和層流等離子發生器位于同一軸心線上,層流等離子產生的層流等離子射束與送粉管104送出的粉末正面相碰,納米SiO2粉末受到高溫且熱量集中,完全、充分的被汽化。汽化池3底部設置有具有吸力的通管4,通管4將汽化池3內的粉末物質再吸收,運送到送粉管104,進行再一次汽化,能夠讓納米SiO2粉末最大限度地被汽化。
本實用新型的送粉器包括進粉管101、均勻室102、烘干室103和送粉管104;均勻室102能夠將納米SiO2粉末進行振動分級,一方面能夠進行混合,另一方面可以將粒度大的納米SiO2粉末阻攔。烘干室103對納米SiO2粉末進行烘干,防止納米SiO2粉末中含有水分,凝結成塊從而影響納米SiO2氣凝膠的質地均勻,密度不均。所述進粉管101、均勻室102、烘干室103從上至下連接,利用重力的作用進行納米SiO2粉末的運輸,節約了能量。同時減少了納米SiO2粉末的機械損傷。
本實用新型的送粉嘴呈圓周分布,在送粉的時候納米SiO2粉末噴灑均勻,減少納米SiO2粉末在一些位置過多造成沉積,在某些位置過少,造成層流等離子射束的空置。
實施例8
一種納米SiO2氣凝膠的汽化裝置,其特征在于:包括送粉器、層流等離子發生器和汽化池3,所述送粉器的送粉管104通入汽化池3,所述層流等離子發生器和汽化池3連接;送粉器和層流等離子發生器位于同一軸心線上;所述汽化池3底部設置有具有吸力的通管4,通管4與送粉管104連接。
所述送粉器包括進粉管101、均勻室102、烘干室103和送粉管104;進粉管101從均勻室102的上方通入;均勻室102內部橫向設置有振動篩;均勻室102底部連接烘干室103;烘干室103底部連接送粉管104;送粉管104上設置有送粉嘴。
所述層流等離子發生器包括依次連接的氣路結構201、發生器202和電弧通道結構203,所述氣路結構201包括依次連接的氣體輸入管、氣體混合腔和可調節直徑大小的氣體輸出管;所述發生器202包括陽極結構和陰極結構;所述陽極結構包括陽極柱、陽極帽以及在陽極帽內依次安裝的密封絕緣墊片、螺旋導電彈簧和陽極噴嘴;所述陰極結構包括陰極柱和陰極罩;所述陽極結構位于中心,沿陽極結構周圍環形等距離設置至少三個陰極結構。
所述通管4內部設置有電磁鐵5。
所述通管4的轉角處為弧形。
所述通管4與送粉管104通過楔形連接器6連接。
所述送粉嘴呈圓周形分布。
本實用新型設置有送粉器,層流等離子發生器和汽化池3;送粉器將種納米SiO2送入汽化池3中,層流等離子發生器產生層流等離子射束,為納米SiO2粉末的汽化提供熱量;送粉器和層流等離子發生器位于同一軸心線上,層流等離子產生的層流等離子射束與送粉管104送出的粉末正面相碰,納米SiO2粉末受到高溫且熱量集中,完全、充分的被汽化。汽化池3底部設置有具有吸力的通管4,通管4將汽化池3內的粉末物質再吸收,運送到送粉管104,進行再一次汽化,能夠讓納米SiO2粉末最大限度地被汽化。
本實用新型的送粉器包括進粉管101、均勻室102、烘干室103和送粉管104;均勻室102能夠將納米SiO2粉末進行振動分級,一方面能夠進行混合,另一方面可以將粒度大的納米SiO2粉末阻攔。烘干室103對納米SiO2粉末進行烘干,防止納米SiO2粉末中含有水分,凝結成塊從而影響納米SiO2氣凝膠的質地均勻,密度不均。所述進粉管101、均勻室102、烘干室103從上至下連接,利用重力的作用進行納米SiO2粉末的運輸,節約了能量。同時減少了納米SiO2粉末的機械損傷。
本實用新型通過依次連接的氣路結構201、發生器202和電弧通道結構203,將層流等離子的產生和輸送一步完成,中間不需要中斷,減少能量的損失和危險系數。氣路結構201通過氣體輸入管輸入氣體,在氣體混合腔進行混合,對氣體進行混合且讓氣體壓強穩定,提高層流等離子產生的穩定性。所述的氣體輸出管直徑大小可以調節,調節范圍在50-300㎜,通過調節氣體輸出管的直徑從而調節層流等離子射束的直徑,提高層流等離子的適用范圍。本實用新型的螺旋導電彈簧通電時,形成一個電磁壓縮環,起到壓縮等離子電弧的作用,也能使等離子電弧著弧點處于動態均布狀態,延長了陽極的壽命和層流穩定。陽極噴嘴對電弧等離子體進行機械壓縮。本實用新型的密封絕緣墊片使得電弧等離子體穩定且集中,可形成高弧壓小電流層流長束等離子弧,陽極和陰極工作壽命長。本實用新型的陰極結構圍繞陽極結構等距離設置,增加反應的均勻性和穩定性。
本實用新型的通管4內部設置有電磁鐵5,通電時吸收未被蒸發汽化的納米SiO2粉末,用電流控制納米SiO2粉末是否返回送粉管104進行再一次輸送,再一次蒸發汽化。電流穩定,對納米SiO2粉末的吸附也就隨之穩定,整個反應過程穩定,減少納米SiO2粉末亂飛。
本實用新型的通管4轉角處為弧形,減少納米SiO2粉末在死角處的殘留,同時便于清潔。
本實用新型通管4與送粉管104通過楔形連接器6連接。由于送粉管104與通管4內部運送的為粉末,楔形連接器6能夠減少粉末對連接面的影響,讓連接之處能夠密封連接。
本實用新型的送粉嘴呈圓周分布,在送粉的時候納米SiO2粉末噴灑均勻,一方面能夠減少納米SiO2粉末在一些位置過多造成沉積,另一方面能夠防止在某些位置過少,造成層流等離子射束的空置。