一种人造金刚石用触媒粉干燥设备及工艺的制作方法

    专利查询2025-12-09  14


    本发明涉及触媒粉,尤其涉及到触媒粉干燥,具体是指一种人造金刚石用触媒粉干燥设备及工艺。


    背景技术:

    1、人造金刚石用触媒粉是一种应用于hpht法制备人造金刚石的原材料,通过人造金刚石用触媒粉能够显著降低hpht法合成人造金刚石的温度与压力,从而提高人造金刚石的制备效率。在人造金刚石用触媒粉生产领域,水雾化工艺因其工艺简单、技术成熟、成品率高、成本低的优势,成为了人造金刚石用触媒粉工业生产中最常用的工艺方法。在通过水雾化工艺生产人造金刚石用触媒粉的过程中,需要对含水的触媒粉进行烘干,目前工业生产中大多采用真空烘箱对触媒粉进行烘干,然而在触媒粉的实际烘干过程中,还存在一些亟待解决的问题。

    2、首先,触媒粉进出烘箱的过程全部依靠人工完成,自动化程度低,劳动强度大,作业效率低。

    3、其次,触媒粉在烘箱中处于静止状态,烘干时间长、效率低,另外在烘干过程中,随着水分的蒸发,触媒粉极易出现结块现象,导致触媒粉难以通过后续的筛分环节,致使触媒粉的成品率降低,为了尽量提高触媒粉的成品率,必须对结块的触媒粉进行人工破碎,增加了劳动强度,生产效率,并且仍然不可避免的会导致触媒粉的成品率的下降。

    4、再次,由于传统的真空烘箱依靠加热管的热辐射对触媒粉进行直接烘干同时触媒粉在真空烘箱中处于静止状态,因此靠近加热管的触媒粉比远离加热管的触媒粉更容易被烘干,进而使不同位置的触媒粉的烘干程度不均匀,当远离加热管的触媒粉达到烘干要求后,靠近加热管的触媒粉极有可能已经被过度烘干进而出现结痂现象,而这部分出现结痂现象的触媒粉无法使用只能废弃,这种情况极大的降低了触媒粉的生产效率、成品率,同时也造成了原材料的浪费和生产成本的升高。

    5、再次,传统的真空烘箱的真空泵与烘箱的内部腔体直接连接,大量的水蒸气会直接进入真空泵内部,造成真空泵效率下降,若要达到烘干触媒粉所要求的真空度,则必须加大真空泵的规格,这无疑会造成触媒粉烘干成本的升高、能源的浪费。

    6、最后,传统的真空烘箱的容积有限,如果加大烘箱的容积,会进一步加剧触媒粉烘干程度不均匀的问题,因此传统真空烘箱的容积难以加大,这进一步限制了生产效率的提升。


    技术实现思路

    1、本发明针对现有技术的不足,提供一种烘干效果好,烘干效率高、成品率高的人造金刚石用触媒粉干燥设备。

    2、本发明是通过如下技术方案实现的,提供一种人造金刚石用触媒粉干燥设备,包括箱体、第一支架、第二支架、加热装置、真空装置、第一动力装置,所述箱体水平连接有贯穿箱体的第一转轴,所述第一支架、第二支架分别位于箱体的两侧,所述第一转轴分别与第一支架、第二支架转动连接,所述第一动力装置与第一转轴传动连接,所述箱体由内至外依次设有相互隔绝的第一内腔、第二内腔,所述第一内腔通过管道与真空装置连通,所述第二内腔通过管道与加热装置连通。

    3、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:通过第一动力装置能够驱动箱体进行旋转,通过与加热装置连通的第二内腔,能够对第一内腔整体进行加热,进而对第一内腔中含水的人造金刚石用触媒粉进行烘干加热,并且随着箱体的旋转,第一内腔中的触媒粉能够随之不停翻滚,进而能够使远离箱体侧壁的触媒粉与靠近箱体的触媒粉的位置不停的发生交换,从而保证了第一内腔中触媒粉的烘干程度的一致均匀,防止触媒粉在烘干过程中发生结块、结疤等不良现象,提高了触媒粉的烘干效果和成品率,同时根据需要能够增加箱体的容积,相较于传统的烘箱,提高了烘干效率,通过与第一内腔连通的真空装置,一方面能够将第一内腔中触媒粉烘干过程中产生的水汽抽出,另一方面还能使第一内腔中形成负压,降低水分的沸点,进而使含水的触媒粉更容易被烘干,进一步提高了触媒粉的烘干效果和烘干效率。

    4、作为优选,所述箱体还设有第三内腔,所述第三内腔位于第二内腔的外侧,所述第三内腔中为真空或填充有保温隔热材料。

    5、采用上述优选技术方案的有益效果在于:通过第三内腔,能够减少第二内腔中传热介质的热量逸散到外界中,同时还能减少外界温度变化对第一内腔中温度的影响,提高触媒粉的烘干效率,另外还能有效防止高温箱体对周边人、物的影响。

    6、作为优选,所述箱体分别连接有第一开关部件、第二开关部件、震动排料部件,所述第一开关部件连接有第一检测部件,所述第一支架或第二支架设有第二旋转部件,所述第二旋转部件包括第一固定部、第一转动部,所述第一固定部与第一支架或第二支架连接,所述第一转动部与第一固定部转动连接,所述第一转动部与第一转轴连接,所述第一开关部件、第二开关部件、第一检测部件、震动排料部件均分别通过导电装置与第一转动部电连接,所述第一转动部与第一固定部电连接。

    7、采用上述优选技术方案的有益效果在于:通过第一开关部件、第二开关部件以及现有技术中的定量上料装置、转运装置,能够实现触媒粉上料、下料的自动化,进而减少操作人员的劳动强度,提高触媒粉上料、下料的效率,在触媒粉下料时,通过震动排料部件,能够震动箱体侧壁,促进触媒粉排出第一内腔,防止第一内腔中残存触媒粉余料,利用第二旋转部件,能够使第一开关部件、第二开关部件、震动排料部件的线缆随箱体的旋转而旋转,防止线缆在箱体旋转过程中发生缠绕、绞断,通过第一检测部件能够实时检测第一内腔中的真空度。

    8、作为优选,所述第一转轴设有第三旋转部件,所述第三旋转部件包括第二固定部、第二转动部,所述第二转动部与第一转轴连接,所述第二转动部与第二固定部转动连接,所述第二固定部设有第二进口,所述第二转动部设有第二出口,所述第二内腔设有第四进口,所述第二进口、第二出口、第四进口依次连通,所述加热装置与第二进口连通。

    9、作为优选,所述第二内腔还设有第四出口,所述第二转动部还设有第三进口,所述第二固定部还设有第三出口,所述第四出口、第三进口、第三出口依次连通,所述第三出口与加热装置连通,所述第二进口、第三出口分别通过不同的管道与加热装置连通。

    10、采用上述优选技术方案的有益效果在于:通过第三旋转部件,能够在箱体旋转的过程中,使加热装置与第二内腔始终保持连通状态,同时防止管路发生绞缠,通过第三旋转部件的第二进口、第二出口、第三进口、第三出口、第二内腔的第四进口、第四出口能够使传热介质在加热装置与第二内腔之间循环,进而使第二内腔中的传热介质始终保持在设定的温度范围内,从而保证了第一内腔中的温度稳定,提高了触媒粉的烘干效率。

    11、作为优选,所述第一转轴设有第四旋转部件,所述第四旋转部件包括第三固定部、第三转动部,所述第三转动部与第一转轴连接,所述第三转动部与第三固定部转动连接,所述第三转动部设有第五进口,所述第三固定部设有第五出口,所述第一内腔、第五进口、第五出口依次连通,所述第五出口与真空装置连通。

    12、采用上述优选技术方案的有益效果在于:通过第四旋转部件,能够在箱体旋转过程中,使真空装置与第一内腔始终保持连通状态,进而通过真空装置能够使第一内腔中始终维持在设定的负压范围内,同时能够将触媒粉烘干过程中产生的水汽及时抽走。

    13、作为优选,所述第一转轴设有过滤装置,所述过滤装置位于第一内腔中,所述过滤装置包括内部中空的第一安装部件、第二安装部件,所述第二安装部件通过第一安装部件与第一转轴连接,所述第二安装部件套设有防尘部件,所述第一转轴设有与真空装置连通的第四内腔,第一内腔通过过滤装置与第四内腔连通。

    14、采用上述优选技术方案的有益效果在于:通过过滤装置,能够在真空装置抽吸过程中,防止触媒粉粉末进入真空系统,造成真空系统故障,保证了真空系统的工作效率。

    15、作为优选,所述真空装置包括第三动力装置、降温部件,所述降温部件设有第六进口、第六出口,所述第六进口与第一内腔连通,所述第六出口通过缓冲部件与第三动力装置连通,所述降温部件连接有第一冷却部、第二冷却部,所述第一冷却部为中空结构,所述第一冷却部内通有冷却介质。

    16、作为优选,所述真空装置还包括第四动力装置、冷源箱,所述降温部件设有第七进口、第七出口,所述第七进口、第七出口通过第一冷却部连通,所述第四动力装置分别与冷源箱、第七进口连通,所述第七出口与冷源箱连通。

    17、采用上述优选技术方案的有益效果在于:通过降温部件的第一冷却部,能够对第三动力装置抽吸到降温部件中的第一内腔中的高温水汽进行冷却,使水汽中的水分形成冷凝水,进而去除水汽中的水分,防止水汽直接进入第三动力装置,造成第三动力装置的效率下降,进而无需加大第三动力装置的规格即可满足第一内腔中的真空度要求,通过第二冷却部能够使水汽中的水分在与第二冷却部的碰撞中结合成冷凝水,进一步的去除了水汽中的水分,通过第四动力装置,能够使冷却介质在第一冷却部与冷源箱之间形成循环,进而使第一冷却部中的冷却介质的温度始终维持在设定的温度范围内,保证了第一冷却部的冷却能力。

    18、本发明还提供一种人造金刚石用触媒粉的干燥工艺,包括以下步骤:

    19、第一步,使箱体的第一开关部件处于箱体的正上方,第一开关部件自动开启,含水的人造金刚石用触媒粉(以下简称触媒粉)利用定量输送装置通过第一开关部件进入箱体的第一内腔中,在向第一内腔中进料时,触媒粉堆积在第一内腔中的最高料位位于防尘部件的下方,完成进料后,第一开关部件自动关闭;

    20、第二步,第一动力装置自动开启,箱体开始匀速旋转,随着箱体的不停旋转,第一内腔中的触媒粉随之不停翻滚,进而靠近第一内腔侧壁与远离第一内腔侧壁的触媒粉的位置不停的发生交换,从而使所有的触媒粉的烘干程度保持一致;

    21、第三步,第二动力装置自动开启,第二动力装置将热源箱中的传热介质通过第三旋转部件输送到第二内腔中,当第二内腔中完全充满传热介质后,第二内腔中的传热介质回流到热源箱,此时,第二动力装置仍然向第二内腔中输送传热介质,进入第二内腔中的传热介质的流量不小于第二内腔中回流到热源箱中的流量,传热介质在热源箱与第二内腔之间循环往复,通过传热介质对第一内腔中的触媒粉进行加热烘干,同时,回流到热源箱中传热介质能够再次加热,进而保证了第二内腔中传热介质的温度,从而保证了对触媒粉的烘干效率和烘干效果;

    22、第四步,第四动力装置自动开启,第四动力装置将冷源箱中的冷却介质输送至降温部件的第一冷却部中,并使第一冷却部中的冷却介质在第一冷却部与冷源箱之间循环;

    23、第五步,第三动力装置自动开启,第三动力装置将第一内腔中触媒粉加热烘干产生的高温水汽抽出,同时在第一内腔中形成负压,降低触媒粉中水分的沸点,第一内腔中的高温水汽首先通过防尘部件对高温水汽中的触媒粉粉末进行过滤,之后高温水汽通过降温部件的冷却,使高温水汽中的水分凝结为冷凝水,之后气体和冷凝水进入缓冲部件,气体通过第三动力装置排入外界,冷凝水储存在缓冲部件中,当缓冲部件中的冷凝水的液位达到设定的高度时,缓冲部件中的冷凝水自动排入废水回收装置;

    24、第六步,当到达设定的烘干时间后,第一动力装置关闭,箱体停止旋转并保证箱体的出料口位于箱体的正下方,此时第二开关部件、震动排料装置自动开启,完成烘干的触媒粉从第一内腔中排出并通过转运装置进入后续的筛分工序,当第一内腔中的触媒粉完全排出后,第二开关部件自动关闭,完成触媒粉的干燥作业。


    技术特征:

    1.一种人造金刚石用触媒粉干燥设备,其特征在于:包括箱体(1)、第一支架(2)、第二支架(3)、加热装置、真空装置、第一动力装置(15),所述箱体(1)水平连接有贯穿箱体(1)的第一转轴(4),所述第一支架(2)、第二支架(3)分别位于箱体(1)的两侧,所述第一转轴(4)分别与第一支架(2)、第二支架(3)转动连接,所述第一动力装置(15)与第一转轴(4)传动连接,所述箱体(1)由内至外依次设有相互隔绝的第一内腔(101)、第二内腔(102),所述第一内腔(101)通过管道与真空装置连通,所述第二内腔(102)通过管道与加热装置连通。

    2.根据权利要求1所述的一种人造金刚石用触媒粉干燥设备,其特征在于:所述箱体(1)还设有第三内腔(103),所述第三内腔(103)位于第二内腔(102)的外侧,所述第三内腔(103)中为真空或填充有保温隔热材料。

    3.根据权利要求1所述的一种人造金刚石用触媒粉干燥设备,其特征在于:所述箱体(1)分别连接有第一开关部件(20)、第二开关部件(21)、震动排料部件(10),所述第一开关部件(20)连接有第一检测部件(28),所述第一支架(2)或第二支架(3)设有第二旋转部件(6),所述第二旋转部件(6)包括第一固定部、第一转动部,所述第一固定部与第一支架(2)或第二支架(3)连接,所述第一转动部与第一固定部转动连接,所述第一转动部与第一转轴(4)连接,所述第一开关部件(20)、第二开关部件(21)、第一检测部件(28)、震动排料部件(10)均分别通过导电装置与第一转动部电连接,所述第一转动部与第一固定部电连接。

    4.根据权利要求1所述的一种人造金刚石用触媒粉干燥设备,其特征在于:所述第一转轴(4)连接有第三旋转部件(7),所述第三旋转部件(7)包括第二固定部、第二转动部,所述第二转动部与第一转轴(4)连接,所述第二转动部与第二固定部转动连接,所述第二固定部设有第二进口,所述第二转动部设有第二出口,所述第二内腔(102)设有第四进口,所述第二进口、第二出口、第四进口依次连通,所述加热装置与第二进口连通。

    5.根据权利要求4所述的一种人造金刚石用触媒粉干燥设备,其特征在于:所述第二内腔(102)还设有第四出口,所述第二转动部还设有第三进口,所述第二固定部还设有第三出口,所述第四出口、第三进口、第三出口依次连通,所述第三出口与加热装置连通,所述第二进口、第三出口分别通过不同的管道与加热装置连通。

    6.根据权利要求1所述的一种人造金刚石用触媒粉干燥设备,其特征在于:所述第一转轴(4)连接有第四旋转部件(8),所述第四旋转部件(8)包括第三固定部、第三转动部,所述第三转动部与第一转轴(4)连接,所述第三转动部与第三固定部转动连接,所述第三转动部设有第五进口,所述第三固定部设有第五出口,所述第一内腔(101)、第五进口、第五出口依次连通,所述第五出口与真空装置连通。

    7.根据权利要求1所述的一种人造金刚石用触媒粉干燥设备,其特征在于:所述第一转轴(4)设有过滤装置(9),所述过滤装置(9)位于第一内腔(101)中,所述过滤装置(9)包括内部中空的第一安装部件(901)、第二安装部件(902),所述第二安装部件(902)通过第一安装部件(901)与第一转轴(4)连接,所述第二安装部件(902)套设有防尘部件(903),所述第一转轴(4)设有与真空装置连通的第四内腔,第一内腔(101)通过过滤装置(9)与第四内腔连通。

    8.根据权利要求1所述的一种人造金刚石用触媒粉干燥设备,其特征在于:所述真空装置包括第三动力装置(17)、降温部件(11),所述降温部件(11)设有第六进口、第六出口,所述第六进口与第一内腔(101)连通,所述第六出口通过缓冲部件(12)与第三动力装置(17)连通,所述降温部件(11)连接有第一冷却部(1101)、第二冷却部(1102),所述第一冷却部(1101)为中空结构,所述第一冷却部(1101)内通有冷却介质。

    9.根据权利要求8所述的一种人造金刚石用触媒粉干燥设备,其特征在于:所述真空装置还包括第四动力装置(18)、冷源箱(14),所述降温部件(11)设有第七进口、第七出口,所述第七进口、第七出口通过第一冷却部(1101)连通,所述第四动力装置(18)分别与冷源箱(14)、第七进口连通,所述第七出口与冷源箱(14)连通。

    10.一种人造金刚石用触媒粉的干燥工艺,用于通过权利要求1-9任意一项所述人造金刚石用触媒粉干燥设备对人造金刚石用触媒粉进行干燥,其特征在于,包括以下步骤:


    技术总结
    本发明涉及一种人造金刚石用触媒粉干燥设备及工艺,包括箱体、第一支架、第二支架、加热装置、真空装置,所述箱体水平连接有第一转轴,所述第一支架、第二支架分别位于箱体的两侧,所述第一转轴分别与第一支架、第二支架转动连接,所述第二支架连接有第一动力装置,所述第一动力装置与第一转轴传动连接,所述箱体由内至外依次设有相互隔绝的第一内腔、第二内腔,所述第一内腔与真空装置连通,所述第二内腔与加热装置连通。本发明具有烘干效果好,烘干效率高、成品率高的有益效果。

    技术研发人员:田龙,谷年良,毕涵,赵小玻,訾蓬,张哲,魏华阳,王玉宝,王波,王开宇,魏立,王传奇,王增辉,李丹,王霞,马春生
    受保护的技术使用者:中材人工晶体研究院(山东)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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