一种离心气流对冲式六方氮化硼粉末净化装置的制作方法

1.本发明属于无机非金属材料处理技术领域，具体是指一种离心气流对冲式六方氮化硼粉末净化装置。


背景技术：

2.六方氮化硼是一种新型的复合材料，其晶体结构与石墨非常相似，不仅具有低密度、高熔点、低硬度、抗热振性和机械加工性能好等优点，还具有耐高温、热膨胀系数小、热导率高、介电常数低、可靠的电绝缘性等优异性能，现有技术中，六方氮化硼粉体一般用硼砂、硼酸或其脱水物包括氧化硼作为硼源，用氯化铵、尿素、三聚氰胺作为氮源进行制备，而六方氮化硼粉体在制备完成后，普遍含有较多的碳氧杂质，对材料的应用功能产生巨大影响。
3.现有六方氮化硼提纯净化技术存在较多问题：（1）现有技术普遍采用提高原材料纯度或加强酸洗进行，该方法不仅提高了提纯净化成本，且仅能够有效去除六方氮化硼中的金属杂质，而对于碳氧杂质的去除效率较低，难以满足工业生产需求；（2）现有技术普遍为六方氮化硼生产过程中的纯化技术，缺少针对常规工业生产完成的六方氮化硼的净化提纯技术；（3）现有六方氮化硼生产后净化技术多为物理层面的筛分净化，未涉及到对六方氮化硼中的碳氧杂质进行有效去除的问题，且杂质去除不充分，效率较低。


技术实现要素：

4.针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种离心气流对冲式六方氮化硼粉末净化装置，针对六方氮化硼中的碳氧杂质难以去除的技术问题，通过引入特殊的气体对材料进行化学反应净化处理，显著提高了设备对六方氮化硼中碳氧杂质的去除效率，针对现有技术中六方氮化硼杂质去除不充分、效率较低的技术问题，利用热气流与离心作用下的材料产生的对撞对六方氮化硼粉末进行化学处理，通过设置热流离心净化机构和净化气流对冲扰动机构显著提高了设备对材料净化处理的充分程度，有效解决了现有技术中六方氮化硼粉末净化效率较低的问题。
5.本发明采取的技术方案如下：本方案提供了一种离心气流对冲式六方氮化硼粉末净化装置，包括净化降温箱、热流离心净化机构、净化气流对冲扰动机构和水洗箱，热流离心净化机构贯穿设于净化降温箱内部上壁，净化气流对冲扰动机构设于热流离心净化机构侧壁，水洗箱贯穿固定设于净化降温箱下壁，热流离心净化机构和净化气流对冲扰动机构利用热气流与离心作用下的材料产生的对撞对六方氮化硼粉末进行化学处理，显著提高了设备对材料净化处理的充分程度，有效解决了现有技术中六方氮化硼粉末净化效率较低的问题；热流离心净化机构包括加料装置、离心热反应筒和离心动力装置，加料装置贯穿转动设于净化降温箱上壁，离心热反应筒环状等间距阵列分布贯穿固定设于加料装置侧壁，离
心热反应筒设于净化降温箱内部，离心动力装置设于净化降温箱内部底壁，离心动力装置和加料装置传动连接，净化气流对冲扰动机构包括气体输送装置、气体分散环和输出管，气体输送装置固定贯穿设于净化降温箱上壁，气体分散环固定设于净化降温箱内部上壁，气体分散环转动卡接套设于加料装置外壁，输出管分别贯穿固定设于离心热反应筒上壁，气体输送装置、气体分散环和输出管依次贯通连接。
6.进一步地，加料装置包括锥形加料槽、粉体分散筒和环形气体转移槽，锥形加料槽转动设于净化降温箱上壁，粉体分散筒贯穿固定设于锥形加料槽下壁，环形气体转移槽固定套设于粉体分散筒圆周外壁，锥形加料槽圆周内侧壁固定设有环形气流挡板和气压封闭基板，气压封闭基板上壁滑动设有锥形导料封闭头，锥形导料封闭头设于环形气流挡板中部，粉体分散筒侧壁上边缘贯穿设有气体单向阀，粉体分散筒外侧壁设有排气管，排气管靠近粉体分散筒的端部和气体单向阀贯通连接，排气管远离粉体分散筒的端部贯穿净化降温箱上壁设于净化降温箱外部，环形气体转移槽内部设有动态分散环腔。
7.进一步地，离心热反应筒环状等间距阵列分布贯穿设于粉体分散筒圆周侧壁，离心热反应筒内部圆周侧壁固定设有加热板，离心热反应筒远离粉体分散筒的端部下壁贯穿设有粉料出仓口，离心热反应筒远离粉体分散筒的端部侧壁固定设有出仓电推杆，出仓电推杆输出端同轴固定设有挡料板，挡料板滑动密贴设于离心热反应筒内壁，挡料板靠近粉体分散筒的侧壁设有弧形扰流面，离心热反应筒外壁固定设有半导体制冷件，半导体制冷件设于加热板外部。
8.进一步地，离心动力装置包括离心电机和离心动力轴，离心电机固定设于净化降温箱内部底壁，离心动力轴转动设于净化降温箱内部底壁，离心动力轴上端和粉体分散筒下壁固定连接，锥形加料槽、粉体分散筒和离心动力轴自上而下依次同轴固定连接，离心电机输出端同轴固定设有离心动力齿轮，离心动力轴下端同轴固定设有离心从动齿轮，离心动力齿轮和离心从动齿轮啮合。
9.优选地，气体分散环转动卡接套设于粉体分散筒圆周外壁，气体分散环内部设有固定分散环腔，气体分散环下壁环状等间距阵列分布贯穿设有气体流通孔，气体分散环下壁和环形气体转移槽上壁转动卡接。
10.优选地，输出管远离粉体分散筒的端部固定设于离心热反应筒内部上壁，输出管靠近粉体分散筒的端部贯穿固定设于环形气体转移槽圆周侧壁，输出管远离粉体分散筒的端部固定设有输出风嘴，输出风嘴朝向挡料板侧壁。
11.作为本方案的进一步优选，气体输送装置包括储气罐、气体输送管和输送泵，储气罐贯穿固定设于净化降温箱上壁，气体输送管贯穿固定设于净化降温箱内部上壁，气体输送管上端和储气罐下端贯通连接，输送泵固定设于净化降温箱内部上壁，输送泵贯穿设于气体输送管中部，气体输送管下端和气体分散环侧壁贯通连接。
12.作为本方案的进一步优选，净化降温箱内部底壁设有环形导料槽，环形导料槽内侧壁下缘设有环形集料动力槽，环形导料槽底壁贯穿设有集料孔，环形集料动力槽内部上壁固定设有环状集料动力齿条，环形集料动力槽内壁滑动设有集料滑块，集料滑块侧壁固定设有集料走行电机和集料清扫电机，集料走行电机输出端同轴固定设有走行动力齿轮，走行动力齿轮和环状集料动力齿条啮合，集料清扫电机输出端同轴固定设有柔性清扫轮，柔性清扫轮和环形导料槽内部底壁滚动接触。
13.作为本方案的进一步优选，水洗箱上壁贯穿固定设有集料管，集料管上端和集料孔贯通连接，水洗箱侧壁贯穿设有送水管头，水洗箱内部上壁设有搅拌机，水洗箱内壁滑动设有承接敞口箱。
14.采用上述结构本发明取得的有益效果如下：（1）热流离心净化机构和净化气流对冲扰动机构利用热气流与离心作用下的材料产生的对撞对六方氮化硼粉末进行化学处理，显著提高了设备对材料净化处理的充分程度，有效解决了现有技术中六方氮化硼粉末净化效率较低的问题；（2）离心热反应筒利用阵列设置的方式将六方氮化硼粉末分散为多组，使材料避免了因集中堆积导致净化处理不充分的现象；（3）弧形扰流面使co2气体具有顺畅的转向能力，且对co2气体的动能影响较小，挡料板借助弧形扰流面有效提高了co2气体对六方氮化硼粉末的冲击能力；（4）锥形导料封闭头和环形气流挡板利用重力和气压的作用实现自动开启与闭合，在不借助其他控制方式的情况下有效降低了六方氮化硼粉末在净化处理过程中因气流作用而飞出设备外部的可能，降低了材料损耗且实现了环保要求；（5）半导体制冷件利用温塞格效应对离心热反应筒进行加热，同时对环形导料槽进行降温处理，在提高材料化学反应净化效率的同时，使材料能够实现冷水洗涤，避免了材料因过热而微溶于水，降低了材料损耗。
附图说明
15.图1为本发明提出的一种离心气流对冲式六方氮化硼粉末净化装置的结构示意图；图2为本发明提出的净化降温箱内部的结构示意图；图3为本发明提出的热流离心净化机构和净化气流对冲扰动机构的结构示意图；图4为本发明提出的锥形加料槽的剖视结构示意图；图5为本发明提出的粉体分散筒和环形气体转移槽的结构示意图；图6为本发明提出的离心热反应筒的剖视结构示意图；图7为本发明提出的离心热反应筒的侧视剖视图；图8为本发明提出的离心动力装置的结构示意图；图9为本发明提出的气体分散环的剖视结构示意图；图10为本发明提出的气体输送装置的结构示意图；图11为本发明提出的环形导料槽局部的侧视剖视图；图12为本发明提出的集料滑块的结构示意图；图13为本发明提出的水洗箱的侧视剖视图。
16.其中，1、净化降温箱，11、环形导料槽，111、环形集料动力槽，1110、环状集料动力齿条，1111、集料滑块，1112、集料走行电机，1113、集料清扫电机，1114、走行动力齿轮，1115、柔性清扫轮，112、集料孔，2、热流离心净化机构，21、加料装置，211、锥形加料槽，2110、环形气流挡板，2111、气压封闭基板，2112、锥形导料封闭头，212、粉体分散筒，2120、气体单向阀，2121、排气管，213、环形气体转移槽，2130、动态分散环腔，22、离心热反应筒，221、加热板，222、粉料出仓口，223、出仓电推杆，2230、挡料板，2231、弧形扰流面，224、半导
体制冷件，23、离心动力装置，231、离心电机，2310、离心动力齿轮，232、离心动力轴，2320、离心从动齿轮，3、净化气流对冲扰动机构，31、气体输送装置，311、储气罐，312、气体输送管，313、输送泵，32、气体分散环，321、固定分散环腔，322、气体流通孔，33、输出管，331、输出风嘴，4、水洗箱，41、集料管，42、送水管头，43、搅拌机，44、承接敞口箱。
17.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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，因此不能理解为对本发明的限制。
20.实施例：请参阅图1-图3，一种离心气流对冲式六方氮化硼粉末净化装置，包括净化降温箱1、热流离心净化机构2、净化气流对冲扰动机构3和水洗箱4，热流离心净化机构2贯穿设于净化降温箱1内部上壁，净化气流对冲扰动机构3设于热流离心净化机构2侧壁，水洗箱4贯穿固定设于净化降温箱1下壁；热流离心净化机构2包括加料装置21、离心热反应筒22和离心动力装置23，加料装置21贯穿转动设于净化降温箱1上壁，离心热反应筒22环状等间距阵列分布贯穿固定设于加料装置21侧壁，离心热反应筒22设于净化降温箱1内部，离心动力装置23设于净化降温箱1内部底壁，离心动力装置23和加料装置21传动连接，净化气流对冲扰动机构3包括气体输送装置31、气体分散环32和输出管33，气体输送装置31固定贯穿设于净化降温箱1上壁，气体分散环32固定设于净化降温箱1内部上壁，气体分散环32转动卡接套设于加料装置21外壁，输出管33分别贯穿固定设于离心热反应筒22上壁，气体输送装置31、气体分散环32和输出管33依次贯通连接。
21.针对六方氮化硼粉末中难以去除的碳氧杂质，本实施例优选干冰作为气体媒介，利用干冰升华产生的co2对六方氮化硼粉末进行气流冲击，六方氮化硼中的碳类杂质在高温条件下能够与co2发生反应，六方氮化硼中的含氧杂质主要为na2o，na2o在高温且通入co2的条件下产生如下化学反应：2na2o+o2==2na2o22na2o2+2co2==2na2co3+o2向六方氮化硼粉末中通入co2能够使六方氮化硼中的碳氧杂质发生化学反应并生成水溶化合物。
22.请参阅图4、图5，加料装置21包括锥形加料槽211、粉体分散筒212和环形气体转移槽213，锥形加料槽211转动设于净化降温箱1上壁，粉体分散筒212贯穿固定设于锥形加料槽211下壁，环形气体转移槽213固定套设于粉体分散筒212圆周外壁，锥形加料槽211圆周内侧壁固定设有环形气流挡板2110和气压封闭基板2111，气压封闭基板2111上壁滑动设有
锥形导料封闭头2112，锥形导料封闭头2112设于环形气流挡板2110中部，粉体分散筒212侧壁上边缘贯穿设有气体单向阀2120，粉体分散筒212外侧壁设有排气管2121，排气管2121靠近粉体分散筒212的端部和气体单向阀2120贯通连接，排气管2121远离粉体分散筒212的端部贯穿净化降温箱1上壁设于净化降温箱1外部，环形气体转移槽213内部设有动态分散环腔2130。
23.请参阅图6、图7，离心热反应筒22环状等间距阵列分布贯穿设于粉体分散筒212圆周侧壁，离心热反应筒22内部圆周侧壁固定设有加热板221，离心热反应筒22远离粉体分散筒212的端部下壁贯穿设有粉料出仓口222，离心热反应筒22远离粉体分散筒212的端部侧壁固定设有出仓电推杆223，出仓电推杆223输出端同轴固定设有挡料板2230，挡料板2230滑动密贴设于离心热反应筒22内壁，挡料板2230靠近粉体分散筒212的侧壁设有弧形扰流面2231，离心热反应筒22外壁固定设有半导体制冷件224，半导体制冷件224设于加热板221外部。
24.请参阅图8，离心动力装置23包括离心电机231和离心动力轴232，离心电机231固定设于净化降温箱1内部底壁，离心动力轴232转动设于净化降温箱1内部底壁，离心动力轴232上端和粉体分散筒212下壁固定连接，锥形加料槽211、粉体分散筒212和离心动力轴232自上而下依次同轴固定连接，离心电机231输出端同轴固定设有离心动力齿轮2310，离心动力轴232下端同轴固定设有离心从动齿轮2320，离心动力齿轮2310和离心从动齿轮2320啮合。
25.请参阅图9，气体分散环32转动卡接套设于粉体分散筒212圆周外壁，气体分散环32内部设有固定分散环腔321，气体分散环32下壁环状等间距阵列分布贯穿设有气体流通孔322，气体分散环32下壁和环形气体转移槽213上壁转动卡接。
26.请参阅图6、图7，输出管33远离粉体分散筒212的端部固定设于离心热反应筒22内部上壁，输出管33靠近粉体分散筒212的端部贯穿固定设于环形气体转移槽213圆周侧壁，输出管33远离粉体分散筒212的端部固定设有输出风嘴331，输出风嘴331朝向挡料板2230侧壁。
27.请参阅图10，气体输送装置31包括储气罐311、气体输送管312和输送泵313，储气罐311贯穿固定设于净化降温箱1上壁，气体输送管312贯穿固定设于净化降温箱1内部上壁，气体输送管312上端和储气罐311下端贯通连接，输送泵313固定设于净化降温箱1内部上壁，输送泵313贯穿设于气体输送管312中部，气体输送管312下端和气体分散环32侧壁贯通连接。
28.请参阅图2、图11和图12，净化降温箱1内部底壁设有环形导料槽11，环形导料槽11内侧壁下缘设有环形集料动力槽111，环形导料槽11底壁贯穿设有集料孔112，环形集料动力槽111内部上壁固定设有环状集料动力齿条1110，环形集料动力槽111内壁滑动设有集料滑块1111，集料滑块1111侧壁固定设有集料走行电机1112和集料清扫电机1113，集料走行电机1112输出端同轴固定设有走行动力齿轮1114，走行动力齿轮1114和环状集料动力齿条1110啮合，集料清扫电机1113输出端同轴固定设有柔性清扫轮1115，柔性清扫轮1115和环形导料槽11内部底壁滚动接触。
29.请参阅图1、图13，水洗箱4上壁贯穿固定设有集料管41，集料管41上端和集料孔112贯通连接，水洗箱4侧壁贯穿设有送水管头42，水洗箱4内部上壁设有搅拌机43，水洗箱4
内壁滑动设有承接敞口箱44。
30.本实施例的实施流程为：（1）材料输送；（2）离心作用和co2冲击作用产生高温对撞，对材料进行化学处理；（3）降温和收集水洗，对材料进行净化处理。
31.本实施例的具体实施方式为：在使用本方案提出的一种离心气流对冲式六方氮化硼粉末净化装置进行材料净化处理前，首先准备气体发生材料即干冰，将干冰置入储气罐311内部，并将承接敞口箱44置入水洗箱4内部，然后通过送水管头42向承接敞口箱44内部充填水体，初始状态时，锥形导料封闭头2112在重力作用下与环形气流挡板2110处于相互分离状态，出仓电推杆223处于伸长状态，此时，挡料板2230将粉料出仓口222和离心热反应筒22隔离开。
32.使用者借助材料输送设备将六方氮化硼粉末从锥形加料槽211添加至设备中，六方氮化硼粉末在重力作用下沿211内壁和环形气流挡板2110中部掉落至粉体分散筒212内部，启动离心电机231，离心电机231驱动离心动力齿轮2310转动，离心动力齿轮2310通过离心从动齿轮2320驱动离心动力轴232转动，离心动力轴232带动锥形加料槽211、粉体分散筒212和环形气体转移槽213同步转动，此时，气体分散环32保持固定状态，粉体分散筒212沿气体分散环32内壁转动，粉体分散筒212转动过程中，粉体分散筒212内部的六方氮化硼粉末在离心力作用下分别被甩入各离心热反应筒22内部直至到达挡料板2230侧边，在此过程中，加热板221和半导体制冷件224同步启动，加热板221对离心热反应筒22内部的六方氮化硼粉末进行加热，半导体制冷件224将离心热反应筒22外部的热量吸收并传递至离心热反应筒22上，使离心热反应筒22内部温度再次升高，此时，开始对材料进行气流冲击，操作者启动输送泵313，输送泵313将储气罐311内的干冰升华产生的co2气体经气体输送管312输送至气体分散环32内部的固定分散环腔321，co2气体经气体流通孔322被压入环形气体转移槽213内部，然后分别经过各输出管33输送至各离心热反应筒22内部，co2气体分别经输出风嘴331冲击至挡料板2230侧壁的弧形扰流面2231上，经弧形扰流面2231扰流后对离心作用下的六方氮化硼粉末进行冲击，在冲击过程中，离心热反应筒22和粉体分散筒212内部气压增大，锥形导料封闭头2112在气压作用下向上运动并和环形气流挡板2110接触，此时，锥形导料封闭头2112将粉体分散筒212上端封闭，粉体分散筒212内部的气体经气体单向阀2120和排气管2121排出净化降温箱1。
33.热气流处理完成后，开始对六方氮化硼粉末进行降温和水洗处理，以去除六方氮化硼中的杂质，操作者关闭输送泵313并启动各出仓电推杆223，出仓电推杆223同步收缩，当出仓电推杆223收缩完成后，粉料出仓口222和离心热反应筒22贯通，离心热反应筒22内部的六方氮化硼粉末在离心力作用下甩至粉料出仓口222并掉落至环形导料槽11上，材料在重力作用下滑落至环形导料槽11内部底壁，而半导体制冷件224已经对离心热反应筒22下方的空间进行降温，即环形导料槽11处于低温状态，在六方氮化硼粉末沿环形导料槽11内侧壁滑落的过程中，材料逐渐降温，集料滑块1111对环形导料槽11内部底壁的材料进行收集，集料走行电机1112运行并驱动走行动力齿轮1114转动，走行动力齿轮1114通过环状集料动力齿条1110使集料滑块1111沿环形集料动力槽111内部作圆周运动，在此过程中，集料清扫电机1113运行并驱动柔性清扫轮1115转动，柔性清扫轮1115将环形导料槽11内部底
壁的材料拨动，当材料到达集料孔112处时，材料在重力作用下经集料孔112和集料管41掉落至承接敞口箱44内部，搅拌机43对承接敞口箱44内部的材料进行搅拌，从而完成对材料的水洗，材料中的水溶性杂质在搅拌作用下溶解，操作者对水洗完成的材料进行过滤干燥即得到净化后的六方氮化硼粉末。
34.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
35.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、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
36.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。