CN115212804A - 内置旋转容器式颗粒/粉体物表面改性装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内置旋转容器式颗粒/粉体物表面改性装置及其使用方法,属于表面改性技术领域。该装置包括:真空反应单元,包括真空反应腔体和设置在其上的真空门;旋转反应单元,包括反应容器,反应容器通过支撑组件设置在真空反应腔体内部,反应容器连接有旋转组件,在旋转组件的作用下进行旋转,反应容器内部与真空反应腔体的内部相通;和电极单元,包括位于反应容器外侧的反应电极。可处理单一品类的颗粒或粉体,也可处理几种颗粒或粉体的混合物,还可处理颗粒和粉体的混合物,应用范围非常广泛,特别适合塑胶、陶瓷、聚合物、高分子材料、复合材料等非金属材料颗粒/粉体的表面清洗、活化、刻蚀和聚合等的等离子表面处理。
Description
技术领域
本发明涉及表面改性技术领域,尤其涉及一种内置旋转容器式颗粒/粉体物表面改性装置及其使用方法。
背景技术
随着新材料、新工艺技术的迅猛发展,人们对各类产品的功能、外观、安全、环保和资源再利用等各个方面都提出了越来越高的要求。与此同时,各种可以改变材料表面的微观形貌、基团成分、分子结构等来提高材料各方面性能的表面处理工艺技术日新月异。
在众多的湿式、干式的表面处理方法中,等离子表面处理工艺属于安全、高效、低能耗的环保技术,同时在近些年来得以迅速发展。尤其是真空等离子处理技术具有反应彻底、温度低、均匀性和一致性好等优点,在工业应用中,针对不同材质的颗粒/粉体物的处理已经出现明显分工。
现有的滚筒式工业粉体处理设备及其方法,所述辊轮驱动的滚筒式工业粉体处理设备包括金属粉筒单元、电极单元及辊轮单元,金属粉筒单元的结构形式是带搅拌片和搅拌颗粒的圆柱形空心桶,用于承载电极单元,电极单元与金属粉筒单元连接,用于在金属粉筒单元内部放电产生等离子体,辊轮单元与金属粉筒单元连接,用于给金属粉筒单元提供动力。这种粉体处理设备利用了设备内部放电空间,提高等离子对工业粉体处理的均匀性,但对放电机制有要求,同时电极作为粉筒一部分维护保养并不方便,而且限制了装置的处理能力,粉筒放在前后两组辊轮上,处理颗粒的时候拿取物件都需要把转鼓一同取出来,操作不方便。粉筒滚动时颗粒物并没有完全悬空,大部分物件受重力的影响往往堆积在底部,等离子改性材料并不能保证彻底均匀,处理效果差;而且其内部结构复杂;在放电的同时进行旋转,造成放电不稳定;同时过多的装载又导致物料难以完全旋转,造成底部的堆积,因此其装载量较低;同时由于内部结构的复杂,导致后续的维护保养不方便;总的而言,其在工业应用中能效比低。综上,目前市面上处理颗粒/粉体的真空等离子表面改性装置存在着不足,结构复杂、放电不稳定、处理效果差、装载量低、维护保养不方便,在工业应用中能效比低等问题。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种内置旋转容器式颗粒/粉体物表面改性装置及其使用方法。
本发明的技术方案是:内置旋转容器式颗粒/粉体物表面改性装置,包括:
真空反应单元,所述真空反应单元包括真空反应腔体,在所述真空反应腔体的一侧设置真空门;
旋转反应单元,所述旋转反应单元包括通过支撑组件定位设置在真空反应腔体内部的反应容器,该反应容器的内部与真空反应腔体的内部相通;所述反应容器与定位设于真空反应腔体上的旋转组件连接,且该旋转组件能带动反应容器旋转;和
电极单元,所述电极单元包括反应电极,所述反应电极设于反应容器的外侧。
进一步的,所述真空反应单元还包括抽空通道、进气通道和破空通道。
进一步的,所述真空门与真空反应腔体通过门驱动组件连接,所述门驱动组件包括滑轨,所述滑轨设置在真空反应腔体的外侧,且滑轨与真空反应腔体的轴线平行,所述滑轨上滑动设置滑块,且所述滑块与真空门连接。而且为了保证真空门的移动距离,真空门上设置连接板,连接板与滑块连接,而且保证连接板和滑轨的长度,在真空门打开后,仍有足够的间隙或空间对真空反应腔体内部进行处理。而且门驱动组件可以对称设置在真空门的两侧,提高真空门在移动过程中的稳定。
进一步的,在真空门上还设置有把手。一般来说,把手也可以设置两个,保证稳定的将真空门拉出来。
进一步的,支撑组件设置在真空门的内侧,所述支撑组件包括两个沿反应容器中心轴线方向平行设置的支撑杆,该两个支撑杆的一端分别固定连接于真空门的侧壁上;所述反应容器的至少一个端部设置支撑环,两个所述支撑杆的外周壁均同时与支撑环的外周壁滚动抵接,且所述支撑杆均设置在高于支撑环的最低点并低于支撑环的中心轴线处。即从下方两侧将支撑环托起,同时也托起反应容器。而且在支撑环与支撑杆接触的位置,在支撑杆上设置滚轮或滚动轴承,保证旋转组件驱动时的稳定。
进一步的,在所述真空门的内侧与反应容器的端面之间还设置定位连接组件,所述定位连接组件包括定位槽,所述定位槽设置在真空门的内侧,在反应容器的端部设置定位块,所述定位块上固定设置定位轴承的内圈,所述定位轴承的外圈卡设在定位槽内。通过将定位槽设置在中心轴线处,实现了对反应容器的精准定位。
进一步的,在所述定位块上还设置定位环形槽,在真空门的内侧固定设置定位挡块,所述定位挡块同时卡接在定位环形槽内。通过在定位块上设置定位环形槽,又设置了定位挡块,保证了反应容器在旋转时的独立,又方便在真空门打开时,拉动反应容器一起移动。而且定位挡块可以对称设置两个,保证沿轴线方向移动时的稳定。
当然,可以在反应容器的两端均设置支撑环,通过两端的两侧支撑环保证稳定。当然也可以设置一个支撑环,通过定位槽和定位块来替代一个支撑环。
进一步的,所述反应容器的中心轴线与真空门垂直,且反应容器的中心轴线的两端面处分别设置挡板,在反应容器的中心轴线的周向上设置网板,且网板两端与挡板连接,且网板与挡板围成反应容器。整体形状可以是圆筒形、纺锤形、方形等等,而且在反应容器的内部可以设置搅拌片,方便对内部的待处理产品进行搅拌,而且搅拌片与反应容器的内壁连接,保证搅拌的效率。
进一步的,所述网板设置多个,且至少一个网板设置为可拆卸的。通过设置一个可拆卸的网板,方便对内部进行取放产品,而且可拆卸可以通过螺丝或螺栓进行连接,也可以通过卡接的方式,例如在挡板上设置卡块,卡块上设置卡槽,卡槽内能将网板进行卡紧,同时也方便拆卸。
进一步的,所述旋转组件包括旋转电机,所述旋转电机通过联轴器连接磁流体连接器,且磁流体连接器的一端从真空反应腔体的外侧伸入真空反应腔体的内部,并与反应容器连接。旋转电机、联轴器和磁流体连接器均设置在真空反应腔体的外侧,仅通过磁流体连接器的一端伸入内部,与反应容器的中心轴线同轴连接,在需要旋转时,旋转电机启动,带动内部的反应容器进行旋转。
进一步的,所述反应容器的端部设置旋转块,同时在伸入真空反应腔体的磁流体连接器的一端设置连接块,且所述连接块与旋转块可拆卸连接。
进一步的,所述反应电极的放电机制为CCP电容耦合式、ICP电感耦合式的任一种。
进一步的,所述反应电极的放电机制为CCP电容耦合式时,反应电极为成对设置的水平电极、垂直电极和环形电极中的任一种。水平电极或竖直电极成对设置,而且位于反应容器的上下或左右两侧;当设置环形电极时,环形电极的馈入极沿轴线方向套设在反应容器的外侧,在馈入极的外侧设置屏蔽罩,屏蔽罩和馈入极之间同心设置,而且二者之间通过支撑柱支撑,同时屏蔽罩通过螺丝或螺栓与真空反应腔体固定。
而且电极的设置需要注意绝缘处理,保证设备的安全。
进一步的,所述反应电极的放电机制为ICP电感耦合式时,所述反应电极包括设置在真空反应腔体上的石英玻璃筒,且在石英玻璃筒的外壁上缠绕感应线圈。而且可以将石英玻璃筒和感应线圈设置在外侧,并与真空反应腔体相通,当工艺气体经过石英玻璃筒时,被电离成等离子体,进入真空反应腔体,并通过网板上的网孔进入反应容器,进行等离子表面处理。
本发明的有益技术效果是:旋转反应单元采用磁流体密封结构,动力的运行状态可监控,数据有采集和反馈,大大提高了设备的密封效果、稳定性和智能化;而且反应容器的形状、大小、数量不受限制,结构简单,分布合理,不仅大大降低了操作难度,方便维护保养,等离子处理颗粒/粉体物的效果、一致性、稳定性得到保障;电极的放电机制可以任意选择,放电稳定,维护保养也非常方便;可处理单一品类的颗粒或粉体,也可处理几种颗粒或粉体的混合物,还可处理颗粒和粉体的混合物,应用范围非常广泛,特别适合塑胶、陶瓷、聚合物、高分子材料、复合材料等非金属材料颗粒/粉体的表面清洗、活化、刻蚀和聚合等等离子表面处理。
内置旋转容器式颗粒/粉体物表面改性装置的使用方法,包括:
拉开真空门,直至反应容器完全露出;
打开反应容器上的可拆卸的网板,倒入待处理的颗粒/粉体物,然后固定可拆卸的网板,此时反应容器呈水平状态,关上真空门,同时真空门与真空反应腔体是密封连接的;
依次打开真空泵、旋转电机的开关,持续抽真空并保持反应容器转动,当抽取真空到预设真空度时,再通入工艺气体;
待真空反应腔体维持到预设的真空度,打开电极单元,使得反应电极之间的气体被激发成等离子体,等离子体沿网板的孔进入反应容器,并与处于旋转过程的颗粒/粉体物充分反应,所形成的挥发性物质被真空泵抽走;
按照工艺需要设定的表面改性时间结束后,充入破真空的气体,拉开真空门,打开可拆卸的网板,倒出颗粒/粉体物。
通过此使用方法,可以根据反应容器的容量进行合理的填充物料,可以根据填充的量,合理配制转速,当量增大时,其转速也相应提高,保证物料在反应容器内部均匀的旋转,同时利用反应电极生产的等离子体进行表面改性。
附图说明
图1是表面改性装置的整体示意图。
图2是门驱动组件的示意图。
图3是旋转组件的示意图。
图4是表面改进装置的内部结构示意图。
图5是定位连接组件的示意图。
图6是定位连接组件的另一视角的示意图。
图7是支撑组件的示意图。
图8是旋转组件与反应容器的连接示意图。
图9是图8的局部放大图。
图10是旋转组件与反应容器的爆炸示意图。
图11是连接块的示意图。
图12是连接块的剖视图。
图13是水平电极的示意图。
图14是垂直电极的示意图。
图15是环形电极的示意图。
图16是ICP电感耦合式电极的示意图。
图17是图16的剖视图。
其中:
1、真空反应单元,11、真空反应腔体,12、真空门,13、门驱动组件,131、滑轨,132、滑块,14、抽空通道,15、进气通道,16、破空通道,17、把手,
2、旋转反应单元,21、反应容器,211、挡板,212、网板,22、支撑组件,221、支撑杆,222、支撑环,23、旋转组件,231、旋转电机,232、联轴器,233、磁流体连接器,234、旋转块,235、连接块,2341、旋转连接槽,2351、活动卡块,2352、铰接槽,2353、铰接轴,2354、拉紧弹簧,
3、电极单元,31、反应电极,
4、定位连接组件,41、定位槽,42、定位块,43、定位轴承,44、定位环形槽,45、定位挡块。
具体实施方式
为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述,以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
参见附图1-17,本实施例的内置旋转容器式颗粒/粉体物表面改性装置,包括:
真空反应单元1,真空反应单元1包括真空反应腔体11,在真空反应腔体11的一侧设置真空门12;
旋转反应单元2,旋转反应单元2包括通过支撑组件22定位设置在真空反应腔体11内部的反应容器21,同时反应容器21的内部与真空反应腔体11的内部相通,同时反应容器21还与定位设置在真空反应腔体内的旋转组件23连接,并能在旋转组件23的作用下进行旋转,和
电极单元3,电极单元3包括反应电极31,反应电极31位于反应容器21的外侧。
先在旋转反应容器21内部放入待处理的产品,通过电极单元3将工艺气体变为等离子体,沿反应容器21的表面的通道进入反应容器21的内部,此时在旋转组件23的旋转作用下,可以对产品进行全面且彻底的等离子表面处理。
真空反应单元1还包括抽空通道14、进气通道15和破空通道16,而且抽空通道14、进气通道15和破空通道16均与真空反应腔体11连通,抽空通道14连接真空泵和真空计,能使真空反应腔体11内处于真空状态并能够将产生的挥发性物质抽走,而且数据可控;进气通道15能充入工艺气体;破空通道16能对反应后的真空反应腔体11破真空,方便反应容器的取出。
示例性的,真空反应腔体11由镁铝合金焊接而成。
真空门12与真空反应腔体11通过门驱动组件13连接,门驱动组件13包括滑轨131,滑轨131设置在真空反应腔体11的外侧,且滑轨131与真空反应腔体11的轴线平行,滑轨131上滑动设置滑块132,且滑块132与真空门12连接。而且为了保证真空门12的移动距离,真空门12上设置连接板,连接板与滑块132连接,而且保证连接板和滑轨131的长度,在真空门12打开后,仍有足够的间隙或空间对真空反应腔体11内部进行处理。而且门驱动组件13可以对称设置在真空门12的两侧,提高真空门12在移动过程中的稳定。
而且为了提供稳定性,可以在连接板上设置加强筋,提供稳定。
在真空门12上还设置有把手17。一般来说,把手17也可以设置两个,保证稳定的将真空门12拉出来。
支撑组件22设置在真空门12的内侧,支撑组件22包括两个沿反应容器中心轴线方向平行设置的支撑杆221,该两个支撑杆的一端分别固定连接于真空门的侧壁上;反应容器21的至少一个端部设置支撑环222,两个支撑杆221的外周壁均同时与支撑环222的外周壁滚动抵接,支撑杆221均设置在高于支撑环222的最低点并低于支撑环222的中心轴线处。即从下方两侧将支撑环222托起,同时也托起反应容器21。而且在支撑环222与支撑杆221接触的位置,对应的支撑杆221上设置滚轮或滚动轴承,使支撑杆与支撑环接触,保证旋转组件23驱动时的稳定。
在真空门12的内侧与反应容器21的端面之间还设置定位连接组件4,定位连接组件4包括定位槽41,定位槽41设置在真空门12的内侧,在反应容器21的端面固定设置定位块42,定位块42上套设有定位轴承43,该定位轴承的内圈固设于定位块端部,且该定位轴承的外圈卡设于定位槽(41)内。通过将定位槽41设置在中心轴线处,实现了对反应容器21的精准定位。
示例性的,可以根据真空反应腔体11的内部空间和反应容器21的大小,合理进行设置反应容器21的数量,例如竖直方向平行设置两个。
在定位块42上还设置定位环形槽44,在真空门12的内侧固定设置定位挡块45,定位挡块45同时卡接在定位环形槽44内。通过在定位块42上设置定位环形槽44,又设置了定位挡块45,保证了反应容器21在旋转时的独立,又方便在真空门12打开时,拉动反应容器21一起移动。而且定位挡块45可以对称设置两个,保证沿轴线方向移动时的稳定。
当然,可以在反应容器21的两端均设置支撑环222,通过两端的两侧支撑环222保证稳定,支撑环222的中间是镂空的,靠近真空门12的一端仍设置定位连接组件4,实现轴线端部的连接。当然也可以设置一个支撑环222,通过定位槽41和定位块42来替代一个支撑环222直接进行连接。
反应容器21的中心轴线与真空门12垂直,且反应容器21的中心轴线的两端面处分别设置挡板211,在反应容器21的中心轴线的周向上设置网板212,且网板212两端与挡板211连接,且网板212与挡板211围成反应容器21。整体形状可以是圆筒形、纺锤形、方形等等,而且在反应容器21的内部可以设置搅拌片,方便对内部的待处理产品进行搅拌,而且搅拌片与反应容器21的内壁连接,可以保证搅拌的效率。而且反应容器21的形状、大小、数量不受限制,结构简单,分布合理,不仅大大降低了操作难度,方便维护保养,等离子处理颗粒/粉体物的效果、一致性、稳定性得到保障。
网板212设置多个,且至少一个网板212设置为可拆卸的。通过设置一个可拆卸的网板212,方便对内部进行取放产品,而且可拆卸的方式可以通过螺丝或螺栓进行连接,也可以通过卡接的方式,例如在挡板211上设置卡块,卡块上设置卡槽,卡槽内能将网板212进行卡紧,同时也方便拆卸。
旋转组件23包括旋转电机231,旋转电机231通过联轴器232连接磁流体连接器233,且磁流体连接器233的一端从真空反应腔体11的外侧伸入真空反应腔体的内部,并与反应容器21同轴连接。旋转电机231、联轴器232和磁流体连接器233均设置在真空反应腔体11的外侧,仅通过磁流体连接器233的一端伸入内部,沿反应容器21的中心轴线同轴连接,在需要旋转时,旋转电机231启动,带动内部的反应容器21进行旋转。旋转反应单元2采用磁流体密封结构,动力的运行状态可监控,数据有采集和反馈,大大提高了设备的密封效果、稳定性和智能化。
反应容器21的端部设置旋转块234,同时在伸入真空反应腔体11的磁流体连接器233的一端设置连接块235,且连接块235与旋转块234可拆卸连接。
示例性的,连接块235的端部设置非圆形的凸块,在旋转块234上设置与凸块图形匹配的凹槽,通过二者的插接实现可拆卸连接,并能在连接后实现稳定的动力输出。而且非圆形可以为三角形或四边形等多边形,也可以为条形、十字交叉等形状,保证能与凹槽进行配合连接即可。
示例性的,旋转块234呈环形设置,且在环形的内壁设置旋转连接槽2341,连接块235的外围设置凸出的卡扣,卡扣能插入旋转连接槽2341内。通过这种连接方式,也能保证连接的可拆卸和后续的动力输送的稳定。
示例性的,旋转块234呈环形设置,且在环形的内壁设置旋转连接槽2341,连接块235的插入连接端的外围(周向方向)铰接设置活动卡块2351,在连接块235上设置铰接槽2352,铰接槽2352具有两个敞口,且两个敞口分别朝向插入连接端的端面(轴线方向的一端)和外围,在铰接槽2352内通过铰接轴2353设置活动卡块2351,且活动卡块2351具有两个不同的状态,参见附图12;
状态一:铰接槽2352内设置拉紧弹簧2354,拉进弹簧沿径向设置,能将活动卡块2351沿径向拉进铰接槽2352内,此时,活动卡块2351从端面的敞口露出时,在外围的敞口处几乎不漏出,活动卡块能与旋转连接槽在旋转块的内环面进行分离;
状态二:插接时,反应容器21的端部的挡板211与状态一的从端面的敞口露出的活动卡块2351接触,并持续插接时,会将活动卡块2351沿轴线方向压入铰接槽2352内,当活动卡块2351与端面的敞口平齐时,此时活动卡块2351从外围的敞口处露出,此时露出的部分能恰好插入旋转连接槽2341内,而且是沿环形的径向方向进行插入,保证了旋转时动力的稳定。
参见附图12所示:活动卡块2351呈直角梯形,包括短底边、长底边、直角边和斜边,直角梯形的中部铰接,短底边与铰接槽2352的端面敞口的边缘平齐,直角边与铰接槽2352的沿轴向平行的底平行并具有第一间隙,在第一间隙处设置拉紧弹簧2354,长底边与铰接槽2352的沿径向侧底边平行并具有第二间隙,此时斜边露出外围的敞口处;而且拉紧弹簧2354设置在铰接轴2353和侧底边之间,此时为状态二;当分开时,在拉紧弹簧2354的作用下,会变成状态一。而且在状态一和二的变化过程中,是可以从两个敞口分别露出的。当然,还可以将直角梯形换成平行四边形(将直角边变为斜边)也可能实现此功能。
示例性的,可以将拉紧弹簧变为弹出弹簧,即状态二是常态,当连接块与旋转块进行不定向连接时,即活动卡块先与旋转块的内环接触,随后进行手动或微调时,使活动卡块能沿内环旋转,并旋转至旋转连接槽时,在弹出弹簧的作用下弹出,实现活动卡块与旋转连接槽的卡接。
反应电极31的放电机制为CCP电容耦合式、ICP电感耦合式的任一种。而且电极的设置需要注意绝缘处理,保证设备的安全。
反应电极31的放电机制为CCP电容耦合式时,反应电极31为成对设置的水平电极(参见附图13)、垂直电极(参见附图14)和环形电极(参见附图15)中的任一种。水平电极或竖直电极成对设置,而且位于反应容器21的上下或左右两侧;当设置环形电极时,环形电极的馈入极沿轴线方向套设在反应容器21的外侧,在馈入极的外侧设置屏蔽罩,屏蔽罩和馈入极之间同心设置,而且二者之间通过支撑柱支撑,同时屏蔽罩通过螺丝或螺栓与真空反应腔体11固定;采用CCP电容耦合式时,工艺气体充入内部,在反应电极31的作用下电离成等离子体。
反应电极31的放电机制为ICP电感耦合式时,反应电极31包括设置在真空反应腔体上的石英玻璃筒,且在石英玻璃筒外壁上缠绕感应线圈,参见附图16-17。而且可以将石英玻璃筒和感应线圈设置在真空反应腔体11外,并与真空反应腔体11相通,当工艺气体经过石英玻璃筒时,被电离成等离子体,进入真空反应腔体11,并通过网板212上的网孔进入反应容器21,进行等离子表面处理。反应电极31的放电机制可以任意选择,放电稳定,维护保养也非常方便;
示例性的,在真空反应腔体11和反应电极31上还可以设置温控传感器,通过温控传感器检测并控制内部温度。
相应的,本申请在真空反应腔体内设置反应容器,在反应容器内填充物料,而且反应容器单独由旋转组件进行旋转,此时可以根据物料的数量,调整旋转速度,保证物料的及时混合,防止出现底部的沉积,提高了装载量的同时也提高处理效果;同时在反应容器的外侧设置电极单元,通过电极单元进行等离子体的产生,电极单元本身是固定不动的,能保证电极单元的放电效果的稳定;同时能在相同的能耗内提高产能,提高能效比。另外,反应容器、真空反应腔体和电极单元的独立设置,使得设备整体结构简单,同时当出现故障时,能分别进行维护,方便进行及时的维护。
本装置可处理单一品类的颗粒或粉体,也可处理几种颗粒或粉体的混合物,还可处理颗粒和粉体的混合物,应用范围非常广泛,特别适合塑胶、陶瓷、聚合物、高分子材、复合材料等非金属材料颗粒或粉体的表面清洗、活化、刻蚀和聚合等等离子表面处理。
本装置的使用方法可按以下步骤进行:
拉开真空门12,直至反应容器21完全露出;
打开反应容器21上的可拆卸的网板212,倒入待处理的颗粒/粉体物,然后固定网板212,此时反应容器21呈水平状态,关上真空门12,此时保证真空门12与真空反应腔体11是密封连接的;
依次打开真空泵、旋转电机231的开关,持续抽真空并保持反应容器21转动,当抽取真空到预设真空度(由真空计进行数据显示),再根据需要通入工艺气体;
待真空反应腔体11维持到预设的真空度,打开电极单元3,使得反应电极31之间的气体被激发成等离子体,等离子体沿网板212的孔进入反应容器21,并与均匀分散的颗粒/粉体物充分反应,所形成的挥发性物质被真空泵抽走;
按照工艺需要设定表面改性时间结束后,充入破真空的气体,拉开真空门12,打开可拆卸的网板212,倒出颗粒/粉体物。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,并不用于限制本发明,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种内置旋转容器式颗粒/粉体物表面改性装置,其特征在于,包括:
真空反应单元(1),所述真空反应单元(1)包括真空反应腔体(11),在所述真空反应腔体(11)的一侧设置真空门(12);
旋转反应单元(2),所述旋转反应单元(2)包括通过支撑组件(22)定位设于真空反应腔体(11)内部的反应容器(21),该反应容器(21)的内部与真空反应腔体(11)的内部连通;所述反应容器(21)与定位设于真空反应腔体(11)上的旋转组件(23)连接,且该旋转组件能够带动所述反应容器(21)转动;和
电极单元(3),所述电极单元(3)包括反应电极(31),所述反应电极(31)设于反应容器(21)的外侧。
2.根据权利要求1所述的内置旋转容器式颗粒/粉体物表面改性装置,其特征在于:所述支撑组件(22)包括两个沿反应容器中心轴线方向平行设置的支撑杆(221),该两个支撑杆的一端分别固定连接于真空门的侧壁上;所述反应容器(21)的至少一个端部设置支撑环(222),两个所述支撑杆(221)的外周壁均同时与支撑环(222)的外周壁滚动抵接,且所述支撑杆(221)均设置在高于支撑环(222)的最低点并低于支撑环(222)的中心轴线处。
3.根据权利要求1所述的内置旋转容器式颗粒/粉体物表面改性装置,其特征在于:所述真空门(12)与真空反应腔体(11)通过门驱动组件(13)连接,所述门驱动组件(13)包括设置在真空反应腔体(11)的外侧的滑轨(131),且滑轨(131)与反应容器(21)的轴线平行,所述滑轨(131)上滑动设置滑块(132),且所述滑块(132)与真空门(12)固定连接。
4.根据权利要求1所述的内置旋转容器式颗粒/粉体物表面改性装置,其特征在于:在所述真空门(12)的内侧与反应容器(21)的端面之间还设置定位连接组件(4),所述定位连接组件(4)包括设置在真空门(12)的内侧的定位槽(41),在反应容器(21)的端面固定设置定位块(42),该定位块上套设有定位轴承(43),该定位轴承的内圈固设于定位块端部,且该定位轴承的外圈卡设于定位槽(41)内。
5.根据权利要求1所述的内置旋转容器式颗粒/粉体物表面改性装置,其特征在于:所述反应容器(21)的中心轴线与真空门(12)垂直,且反应容器(21)的两端面处分别设置挡板(211),在反应容器(21)中心轴线的周向上设置网板(212),且网板(212)两端与挡板(211)连接,且网板(212)与挡板(211)围成反应容器(21),所述网板(212)设置多个,且至少一个网板(212)设置为可拆卸的。
6.根据权利要求1所述的内置旋转容器式颗粒/粉体物表面改性装置,其特征在于:所述旋转组件(23)包括旋转电机(231),所述旋转电机(231)通过联轴器(232)连接磁流体连接器(233),且磁流体连接器(233)的一端从真空反应腔体(11)的外侧伸入真空反应腔体(11)的内部,并与反应容器(21)连接。
7.根据权利要求6所述的内置旋转容器式颗粒/粉体物表面改性装置,其特征在于:反应容器(21)的端部设置旋转块(234),同时在伸入真空反应腔体(11)的磁流体连接器(233)的一端设置连接块(235),且所述连接块(235)与旋转块(234)可拆卸连接。
8.根据权利要求1所述的内置旋转容器式颗粒/粉体物表面改性装置,其特征在于:所述反应电极(31)的放电机制为CCP电容耦合式、ICP电感耦合式的任一种。
9.根据权利要求8所述的内置旋转容器式颗粒/粉体物表面改性装置,其特征在于:所述反应电极(31)的放电机制为CCP电容耦合式时,反应电极(31)为成对设置的水平电极、垂直电极和环形电极中的任一种;
所述反应电极(31)的放电机制为ICP电感耦合式时,所述反应电极(31)包括设置在真空反应腔体(11)上的石英玻璃筒,且在石英玻璃筒外壁上缠绕感应线圈,且石英玻璃筒与真空反应腔体(11)相通。
10.根据权利要求1至9中任一所述内置旋转容器式颗粒/粉体物表面改性装置的使用方法,其特征在于,包括:
拉开真空门(12),直至反应容器(21)完全露出;
打开反应容器(21)上的可拆卸的网板(212),倒入待处理的颗粒/粉体物,然后固定可拆卸的网板(212),此时反应容器(21)呈水平状态,关上真空门(12),同时真空门与真空反应腔体是密封连接的;
依次打开真空泵、旋转电机(231)的开关,持续抽真空并保持反应容器(21)转动,当抽取真空到预设真空度时,再通入工艺气体;
待真空反应腔体(11)维持到预设的真空度,打开电极单元(3),使得反应电极(31)之间的气体被激发成等离子体,等离子体沿网板(212)的孔进入反应容器(21),并与处于旋转过程的颗粒/粉体物充分反应,所形成的挥发性物质被真空泵抽走;
按照工艺需要设定的表面改性时间结束后,充入破真空的气体,拉开真空门(12),打开可拆卸的网板(212),倒出颗粒/粉体物。
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