專利名稱：一種新的混料系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粉體制備設(shè)備范圍，特別涉及在包混工藝的基礎(chǔ)上為實(shí)現(xiàn)包混工藝產(chǎn)業(yè)化的一種新的混料系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
骨料與粘結(jié)劑的傳統(tǒng)的混料工藝一般有以下三種干混合、干混捏、濕混捏。
干混合的結(jié)果是骨料和粘結(jié)劑互相獨(dú)立存在。干混捏方法是加熱使粘結(jié)劑塑化，然后進(jìn)行混捏，其結(jié)果是粘結(jié)劑不均勻的粘附于骨料的表面。濕混捏是預(yù)先將粘結(jié)劑溶解于適當(dāng)?shù)娜軇┲校缓笈c骨料混捏。由于溶劑的存在改善了粘結(jié)劑對(duì)骨料的浸潤性，在溶劑存在時(shí)粘結(jié)劑在骨料表面可形成完整的膜。但是，溶劑揮發(fā)后，粘結(jié)劑膜收縮，便成為與干混捏結(jié)果相類似的分散狀態(tài)。
可見，傳統(tǒng)的混料方法無法在骨料表面形成一層完整的粘結(jié)劑膜。這樣在制品成型時(shí)，骨料接觸處往往沒有粘結(jié)劑，骨料之間直接接觸，摩擦力很大，增大了壓制壓力，降低了制品的密度；接觸點(diǎn)不起橋接作用，降低了制品的強(qiáng)度及其他物理性能；壓制壓力大也增加了制品的各向異性度和成型成本。增加粘結(jié)劑含量可以緩解上述矛盾，但往往形成粘結(jié)劑團(tuán)塊，降低了制品的性能。另外混料工藝還直接影響著制品的結(jié)構(gòu)均勻性。在某些場(chǎng)合，人們要求產(chǎn)品氣孔結(jié)構(gòu)均勻，而且氣孔率及孔徑可以自由的控制。因此，上述傳統(tǒng)的混料工藝是不能解決這一問題的。
而包混工藝可以使每一個(gè)骨料粉末的表面都均勻的包覆上一層粘結(jié)劑，這樣在隨后的成型過程中，每一個(gè)骨料都通過粘結(jié)劑相互接觸，得到充分的潤滑，大大的降低了成型壓力，降低了各向異性的傾向。用這種工藝制備的材料稱之為包混材料。
包混材料的特性源于每一個(gè)骨料顆粒的表面都被均勻的包上了一層粘結(jié)劑，這樣，成型時(shí)骨料顆粒之間得到了良好的潤滑，每一個(gè)接觸處都形成有效地連接。因此，包混材料可以在較低的壓力(甚至無壓)下成型，在相同的密度下可以比常規(guī)材料具有更高的強(qiáng)度。其基本特性如下組織結(jié)構(gòu)均勻，用相同的骨料可以得到各向同性度較好的制品；可以在更大的程度上控制開口孔隙和通孔數(shù)量；材料加工性能好，工件表面質(zhì)量好；耐高溫、抗熱沖擊性好；壽命長(zhǎng)。
鑒于包混材料的以上特征，它可以廣泛的應(yīng)用到能源、環(huán)保、冶金、化工、航天等領(lǐng)域。為了使這種工藝得到有效地推廣，有必要設(shè)計(jì)一套混料系統(tǒng)來對(duì)包混工藝的具體工藝實(shí)施過程來進(jìn)行研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、成本低和適合產(chǎn)業(yè)化的一種新的混料系統(tǒng)，其特征在于該混料系統(tǒng)主要由以下三部分構(gòu)成混料部分、噴射部分、老化系統(tǒng)?；炝喜糠钟沙?jí)恒溫槽1、低溫恒溫循環(huán)器2、攪拌器5、混料器6、混料器蓋4由輸送管道連接構(gòu)成，其超級(jí)恒溫槽1、低溫恒溫循環(huán)器2和混料器6之間通過三通閥3另一路聯(lián)通，攪拌器5穿過混料器蓋4固定在混料器6內(nèi)；噴射部分由噴槍12和壓力罐10組成，噴槍12的進(jìn)料管通過球閥11連接到混料器6底部的出料口，高壓咀通過球閥11連接到壓力罐10底部的出口，在壓力罐10頂部分別固定壓力表8、氣壓調(diào)節(jié)閥7和水壓閥9；老化部分由攪拌器5放在燒杯13內(nèi)，燒杯13放在恒溫水浴14內(nèi)構(gòu)成。其中，攪拌器5和混料器6用于實(shí)現(xiàn)粘結(jié)劑溶液和泥漿的制備，混料器蓋4有效地防止溶劑的揮發(fā)；超級(jí)恒溫槽1和低溫恒溫循環(huán)器2為實(shí)現(xiàn)對(duì)粘結(jié)劑溶液和泥漿的冷熱處理提供了有效地保證；噴槍12和壓力罐10將泥漿充分分散注射到水中，使得溶劑酒精被水萃取，并且使骨料表面均勻的包上一層不溶于水的粘結(jié)劑；恒溫水浴槽14和攪拌器5使均勻包覆在骨料表面的粘結(jié)劑老化，并與骨料牢固的結(jié)合起來。
本發(fā)明的有益效果包括以下幾個(gè)方面1.該混料系統(tǒng)將粘結(jié)劑溶液制備、泥漿制備、冷熱處理、噴射萃取、老化處理合理的集中到一起，形成了一套系統(tǒng)，為將來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、成本低等特點(diǎn)。
2.該混料系統(tǒng)全部采用小型的壓力罐、混料器、恒溫器以及其他設(shè)備，模擬真實(shí)的工藝過程，以取得必要的工藝數(shù)據(jù)。利用該系統(tǒng)可以獨(dú)立改變冷、熱處理溫度，攪拌速度，攪拌時(shí)間，壓力和原料配比等參數(shù)來制備性能優(yōu)異的包混粉體，


圖1為混料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、成本低和適合產(chǎn)業(yè)化的一種新的混料系統(tǒng)。主要由混料部分、噴射部分和老化部分等三部分構(gòu)成。其混料部分由超級(jí)恒溫槽1、低溫恒溫循環(huán)器2、攪拌器5、混料器6、混料器蓋4由輸送管道連接構(gòu)成，其超級(jí)恒溫槽1、低溫恒溫循環(huán)器2和混料器6之間通過三通閥3另一路聯(lián)通，攪拌器5穿過混料器蓋4固定在混料器6內(nèi)；噴射部分由噴槍12和壓力罐10組成，噴槍12的進(jìn)料管通過球閥11連接到混料器6底部的出料口，高壓咀通過球閥11連接到壓力罐10底部的出口，在壓力罐10頂部分別固定壓力表8、氣壓調(diào)節(jié)閥7和水壓閥9；老化部分由攪拌器5放在燒杯13內(nèi)，燒杯13放在恒溫水浴14內(nèi)構(gòu)成。其中，攪拌器5和混料器6用于實(shí)現(xiàn)粘結(jié)劑溶液和泥漿的制備，混料器蓋4有效地防止溶劑的揮發(fā)；超級(jí)恒溫槽1和低溫恒溫循環(huán)器2為實(shí)現(xiàn)對(duì)粘結(jié)劑溶液和泥漿的冷熱處理提供了有效地保證；噴槍12和壓力罐10將泥漿充分分散注射到水中，使得溶劑酒精被水萃取，并且使骨料表面均勻的包上一層不溶于水的粘結(jié)劑；恒溫水浴槽14和攪拌器5使均勻包覆在骨料表面的粘結(jié)劑老化，并與骨料牢固的結(jié)合起來。
采用該混料系統(tǒng)在骨料粉末的表面均勻的包覆上一層粘結(jié)劑方法包括以下步驟(1)首先把粘結(jié)劑溶于溶劑中并在加熱條件下不斷攪拌，制得粘結(jié)劑溶液；(2)邊攪拌邊把骨料倒入粘結(jié)劑溶液中制得泥漿；(3)在不斷攪拌的同時(shí)，對(duì)泥漿進(jìn)行熱處理和冷處理一段時(shí)間后，把制備好的泥漿材料邊攪拌邊倒入水中。
(4)溶劑被水萃取，在骨料表面留下一層均勻的粘結(jié)劑，得到懸濁液。在不斷攪拌的同時(shí)，對(duì)懸濁液進(jìn)行熱處理，使粘結(jié)劑老化；(5)經(jīng)沉淀后倒出上清液，干燥即得到所需要的包混粉末。
權(quán)利要求
1.一種新的混料系統(tǒng)，其特征在于該混料系統(tǒng)由混料、噴射和老化三部分構(gòu)成；其混料部分由超級(jí)恒溫槽(1)、低溫恒溫循環(huán)器(2)、攪拌器(5)、混料器(6)、混料器蓋(4)由輸送管道連接構(gòu)成，其超級(jí)恒溫槽(1)、低溫恒溫循環(huán)器(2)和混料器(6)之間通過三通閥(3)另一路聯(lián)通，攪拌器(5)穿過混料器蓋(4)固定在混料器(6)內(nèi)；噴射部分由噴槍(12)和壓力罐(10)組成，噴槍(12)的進(jìn)料管通過球閥(11)連接到混料器(6)底部的出料口，高壓咀通過球閥(11)連接到壓力罐(10)底部的出口，在壓力罐(10)頂部分別固定壓力表(8)、氣壓調(diào)節(jié)閥(7)和水壓閥(9)；老化部分由攪拌器(5)放在燒杯(13)內(nèi)，燒杯(13)放在恒溫水浴(14)內(nèi)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于粉體制備設(shè)備范圍的可以實(shí)現(xiàn)包混工藝產(chǎn)業(yè)化的一種新的混料系統(tǒng)。主要由混料部分、噴射部分、老化部分等三部分構(gòu)成。混料部分主要由超級(jí)恒溫槽、低溫恒溫循環(huán)器、混料器通過三通閥連接，攪拌器通過混料器蓋固定在混料器內(nèi)，起泥漿制備作用；噴射部分由噴槍通過球閥分別和混料器、壓力罐連接組成，起將泥漿噴射到水中的作用；老化部分主要由放在恒溫水浴槽內(nèi)的燒杯及攪拌器構(gòu)成，主要起到使粘結(jié)劑老化，并使其牢固地和骨料結(jié)合起來的效果。該混料系統(tǒng)將粘結(jié)劑溶液制備、泥漿制備、冷熱處理、噴射萃取、老化處理合理的集中到一起，形成了一套系統(tǒng)，為將來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、成本低等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C04B35/628GK1657146SQ20041010348
公開日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2004年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月30日
發(fā)明者時(shí)利民, 趙宏生, 唐春和, 閆迎輝, 梁彤祥, 李自強(qiáng) 申請(qǐng)人:清華大學(xué)