制備陶瓷微球的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及陶瓷成型技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及制備陶瓷微球的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)凝膠工藝是一種制備陶瓷微球的先進(jìn)技術(shù)，它起源于荷蘭的KEMA實(shí)驗(yàn)室。內(nèi)凝膠工藝被廣泛應(yīng)用于高溫氣冷堆燃料核芯如U02、Pu02以及惰性基質(zhì)(MF)的制備。與外凝膠工藝和全凝膠工藝相比，內(nèi)凝膠工藝有如下優(yōu)勢(shì):(I)更好的球形度；(2)制備的陶瓷微球尺寸均一 ；(3)能制備的微球尺寸范圍更廣(ΙΟΟμπι?3mm) ； (4)能夠允許其他組分均勾摻雜進(jìn)小球中，更適合非氧化物如碳化物、氮化物陶瓷球體的制備。內(nèi)凝膠過(guò)程制備陶瓷微球的基本原理是含六次甲基四胺的金屬鹽(如鋯、鈾等其它金屬)的膠液液滴落到熱的有機(jī)介質(zhì)中，在熱的有機(jī)介質(zhì)中六次甲基四胺迅速分解生成氫氧化銨使金屬鹽的膠液凝膠固化。內(nèi)凝膠工藝過(guò)程包含四個(gè)主要步驟，分別是膠液的制備，凝膠成型，洗滌和熱處理。凝膠成型過(guò)程是得到尺寸均一、球形度高且重復(fù)性好的陶瓷微球的重要步驟。然而目前依據(jù)內(nèi)凝膠法制備陶瓷微球的研宄較少，用于內(nèi)凝膠成型的相關(guān)設(shè)備更少。并且，相關(guān)技術(shù)中對(duì)于凝膠過(guò)程相關(guān)參數(shù)的控制不便，對(duì)于膠液分散過(guò)程中振動(dòng)的產(chǎn)生和監(jiān)測(cè)不足。
[0003]因而，目前關(guān)于通過(guò)內(nèi)凝膠工藝制備陶瓷微球的設(shè)備仍有待改進(jìn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種操作簡(jiǎn)便、快捷、重復(fù)性好且能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的制備陶瓷微球的設(shè)備。
[0005]本實(shí)用新型提供了一種制備陶瓷微球的設(shè)備。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該設(shè)備包括:膠液儲(chǔ)存裝置；分散裝置，所述分散裝置與所述膠液儲(chǔ)存裝置相連；以及凝膠成型裝置，所述凝膠成型裝置與所述分散裝置相連，其中，所述分散裝置進(jìn)一步包括:分散裝置本體，所述分散裝置本體內(nèi)限定出分散空間；噴嘴，所述噴嘴與所述分散裝置本體相連；振動(dòng)信號(hào)發(fā)生組件；激振器，所述激振器與所述振動(dòng)信號(hào)發(fā)生組件相連；傳感器，所述傳感器設(shè)置在所述分散空間中；以及監(jiān)控器，所述監(jiān)控器分別與所述振動(dòng)信號(hào)發(fā)生組件和所述傳感器相連。實(shí)用新型人發(fā)現(xiàn)，利用本實(shí)用新型的該設(shè)備，能夠快速有效地制備獲得陶瓷微球前驅(qū)體(即凝膠微球)，且操作簡(jiǎn)便快捷，能精確控制膠液的輸送速度、分散頻率，并且能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)膠液的分散過(guò)程，使整個(gè)滴球過(guò)程自動(dòng)化，得到的凝膠球尺寸均一、球形度好且重復(fù)性好。進(jìn)一步地，制備獲得的凝膠微球在適當(dāng)條件下進(jìn)行煅燒或燒結(jié)燒，能夠有效獲得陶瓷微球。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的制備陶瓷微球的設(shè)備還可以具有以下附加技術(shù)特征:
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述膠液儲(chǔ)存裝置進(jìn)一步包括:冷卻介質(zhì)儲(chǔ)存組件；膠液罐；以及第一液體傳輸泵，所述第一液體傳輸泵設(shè)置于所述冷卻介質(zhì)儲(chǔ)存組件和所述膠液罐之間。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述設(shè)備進(jìn)一步包括:流量控制裝置，所述流量控制裝置設(shè)置于所述膠液儲(chǔ)存裝置和所述分散裝置之間。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述流量控制裝置進(jìn)一步包括:第一流量控制閥；以及液體流量計(jì)，所述液體流量計(jì)與所述第一流量控制閥相連。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述振動(dòng)信號(hào)發(fā)生組件進(jìn)一步包括:信號(hào)發(fā)生器；放大器，所述放大器分別與所述信號(hào)發(fā)生器和所述監(jiān)控器相連。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述凝膠成型裝置進(jìn)一步包括:凝膠成型管，所述凝膠成型管中限定出固化成型空間；導(dǎo)熱介質(zhì)儲(chǔ)存組件；導(dǎo)熱介質(zhì)傳輸組件，所述導(dǎo)熱介質(zhì)傳輸組件設(shè)置于所述凝膠成型管和所述導(dǎo)熱介質(zhì)儲(chǔ)存組件之間；收集組件，所述收集組件設(shè)置于所述導(dǎo)熱介質(zhì)儲(chǔ)存組件中；連接管路，所述連接管路設(shè)置于所述凝膠成型管和所述收集組件之間；以及照明組件。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述連接管路呈蛇形。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述導(dǎo)熱介質(zhì)傳輸組件進(jìn)一步包括:第二液體傳輸泵，所述第二液體傳輸泵與所述導(dǎo)熱介質(zhì)儲(chǔ)存組件相連；流量控制組件，所述流量控制組件設(shè)置于所述第二液體傳輸泵與所述凝膠成型管之間。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述凝膠成型管進(jìn)一步包括:內(nèi)管，所述內(nèi)管頂部設(shè)置有第一進(jìn)料口和第二進(jìn)料口，所述第一進(jìn)料口與所述噴嘴相連；所述第二進(jìn)料口與所述流量控制組件相連；外管，所述外管形成于所述內(nèi)管外部，且所述外管的內(nèi)壁與所述內(nèi)管的外壁之間形成流動(dòng)空間，所述外管的下部設(shè)置有第三進(jìn)料口，所述第三進(jìn)料口與所述流量控制組件相連；以及溢流口，所述溢流口設(shè)置在所述凝膠成型管的頂部并且與所述液體導(dǎo)熱介質(zhì)儲(chǔ)存組件相連。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述流量控制組件進(jìn)一步包括:第二流量控制閥；以及第三流量控制閥，其中，所述第二流量控制閥分別與所述第二液體傳輸泵和所述第二進(jìn)料口相連，所述第三流量控制閥分別與所述第二液體傳輸泵和所述第三進(jìn)料口相連。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述噴嘴為針形噴嘴。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，本實(shí)用新型的制備陶瓷微球的至少具有以下有益效果:
[0018]I)集成化，小型化
[0019]實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的恒溫槽、攪拌機(jī)、壓力泵等器件的集成化，采用帶有循環(huán)功能且垂直揚(yáng)程2米以上的高溫恒溫槽和低溫恒溫槽分別裝載熱的有機(jī)介質(zhì)和冷的膠液并為其提供傳輸動(dòng)力。
[0020]2)模塊化，便于更換部件，操作簡(jiǎn)單
[0021]整套工藝裝置被劃分為三大部分，即膠液儲(chǔ)存部分、分散部分、凝膠成型部分。各部分相對(duì)獨(dú)立，操作簡(jiǎn)單，方便裝置的檢測(cè)和部件的更換。同時(shí)模塊化的組成便于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)裝置的小型化和便攜化。
[0022]3)控制精度高
[0023]采用體積流量計(jì)精確控制熱有機(jī)介質(zhì)的流速。采用體積流量計(jì)和質(zhì)量流量計(jì)共同控制膠液的流速，流量控制精度能達(dá)到±0.2%流量，測(cè)量范圍為4?40kg/h。信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)能在示波器上實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)由激振器反饋回的信號(hào)也能顯示在示波器上并進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)和對(duì)比。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，制備陶瓷微球的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，制備陶瓷微球的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0026]圖3顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，制備陶瓷微球的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。下面描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。實(shí)施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過(guò)市購(gòu)獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0028]本實(shí)用新型提供了一種制備陶瓷微球的設(shè)備。下面參照?qǐng)D1-3，詳細(xì)描述本實(shí)用新型的制備陶瓷微球的設(shè)備。
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的制備陶瓷微球的設(shè)備10000包括膠液儲(chǔ)存裝置1000、分散裝置2000和凝膠成型裝置3000。
[0030]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，膠液儲(chǔ)存裝置1000用于儲(chǔ)存膠液。
[0031]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參照?qǐng)D3，所述膠液儲(chǔ)存裝置1000進(jìn)一步包括:冷卻介質(zhì)儲(chǔ)存組件1100、膠液罐1200和第一液體傳輸泵1300。
[0032]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，冷卻介質(zhì)儲(chǔ)存組件1100用于儲(chǔ)存液體冷卻介質(zhì)。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，冷卻介質(zhì)儲(chǔ)存組件1100通過(guò)硅膠軟管與第一液體傳輸泵1300相連。
[0033]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述冷卻介質(zhì)儲(chǔ)存組件可以為低溫恒溫槽。由于通常采用的內(nèi)膠凝過(guò)程膠液在常溫下不穩(wěn)定，低溫恒溫槽的使用能夠有效且精確地控制冷卻介質(zhì)的溫度，使儲(chǔ)存的膠液能夠在低溫下保存，有利于后續(xù)步驟的進(jìn)行。
[0034]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述液體冷卻介質(zhì)為與所述膠液不互溶的油性介質(zhì)。根據(jù)本實(shí)用新型的具體示例，所述液體冷卻介質(zhì)可以為導(dǎo)熱油和硅油中的至少一種。
[0035]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，膠液罐1200用于儲(chǔ)存所述膠液。由于膠液通常為酸性，為防止膠液罐被腐蝕，需要對(duì)所用膠液罐進(jìn)行耐酸堿處理。
[0036]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，第一液體傳輸泵1300設(shè)置于所述冷卻介質(zhì)儲(chǔ)存組件1100和所述膠液罐1200之間，用于將所述液體冷卻介質(zhì)輸送至所述膠液罐1200。由此，通過(guò)第一液體傳輸泵將液體冷卻介質(zhì)輸送至膠液罐，能夠?qū)⒛z液壓入輸送管道，進(jìn)而將膠液輸送至分散裝置。
[0037]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述第一液體傳輸泵1300可以為選自齒輪泵、蠕動(dòng)泵和磁力泵中的任意一種。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具體示例，所述第一液體傳輸泵1300可以為齒輪泵。由此，能夠快速有效地將液體冷卻介質(zhì)輸送至膠液罐。
[0038]根