一种亚微米级粉末的超声波雾化分级装置及其应用
阅读：414发布：2023-01-11
专利汇可以提供一种亚微米级粉末的超声波雾化分级装置及其应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种亚微米级粉末的 超 声波 雾化分级装置及其应用，属于粉体分级领域。所述 超声波 雾化分级装置，包括超声波雾化装置，溶液入口，溶液出口，氮气入口和氮气出口；所述溶液入口后装有液哨分散装置，所述液哨分散装置包括安装孔板的管道和安装 簧片 的管道，两部分管道通过 法兰 连接；所述氮气出口前装有 硅 粉收集装置；所述超声波雾化装置的容器内壁上安装有液位 传感器 和换能器，所述换能器的数目为4～6个且均匀安装在同一高度上。本发明提供的超声波雾化分级装置采用超声波雾化分级的方式对亚微米级硅粉进行分级，解决了目前常规分级方式中分级时间长、 精度 低、工艺复杂等问题，并对原料进行分散处理，进而提高超声雾化分级的分级效率。，下面是一种亚微米级粉末的超声波雾化分级装置及其应用专利的具体信息内容。
1.一种亚微米级粉末的超声波雾化分级装置，其特征在于，包括超声波雾化装置(1)、溶液入口(6)、氮气入口(4)、溶液出口(7)、粉料收集装置(2)和氮气出口(3)；
所述超声波雾化装置(1)分为上、中、下三部分，上部为锥形，中部为圆筒形，下部为锥形或者圆筒形，超声波雾化装置(1)包括换能器(120)、反应槽(130)、隔离板(140)、筒状隔离板(150)，所述换能器(120)和反应槽(130)安装在超声波雾化装置(1)的中部的内壁上，所述换能器(120)和反应槽(130)的数目为4-6个且均匀安装在超声波雾化装置(1)的中部的同一高度处，所述反应槽(130)与换能器(120)一一对应，反应槽(130)设在换能器(120)外围且上部敞口；筒状隔离板(150)竖直固定在超声波雾化装置(1)中部且与超声波雾化装置(1)同轴，筒状隔离板(150)的最底端低于反应槽(130)的最高处；所述超声波雾化装置(1)内部的下部安装有隔离板(140)，所述隔离板(140)上开有小孔；
溶液入口(6)通过液哨分散装置(5)与溶液管道(8)连接，所述溶液管道(8)与超声波雾化装置(1)连接并深入超声波雾化装置(1)的内部与每个反应槽(130)的底部相通；氮气入口(4)与超声波雾化装置(1)连接且位于溶液入口(6)下方；所述氮气出口(3)通过粉料收集装置(2)与超声波雾化装置(1)的顶部连接，所述溶液出口(7)位于超声波雾化装置(1)的底部。
2.根据权利要求1所述的一种亚微米级粉末的超声波雾化分级装置，其特征在于，所述换能器(120)的安装角度与水平面夹角为60～70°。
3.根据权利要求1或2所述的一种亚微米级粉末的超声波雾化分级装置，其特征在于，所述氮气入口(4)与水平方向成15-20°角的倾斜向上沿切向方向安装，且高度高于反应槽最高点。
4.根据权利要求1～3任一所述的一种亚微米级粉末的超声波雾化分级装置，其特征在于，所述液哨分散装置(5)包括安装了孔板(520)的管道和安装了簧片(540)的管道，两部分管道通过法兰(530)连接，其中，所述孔板520与安装了孔板520的管道轴向垂直，且孔板520的直径与管道内径相等，所述孔板(520)上开有小孔(510)；所述簧片(540)一端固定在簧片安装件(550)上，一端可自由振动。
5.根据权利要求4所述的一种亚微米级粉末的超声波雾化分级装置，其特征在于，所述簧片(540)的自由振动端对准小孔(510)。
6.根据权利要求4或5所述的一种亚微米级粉末的超声波雾化分级装置，其特征在于，所述簧片(540)的自由振动端的宽度小于固定端。
7.根据权利要求1～6所述的一种亚微米级粉末的超声波雾化分级装置，其特征在于，所述溶液出口(7)分为两个出口，其中一个出口通过泵与溶液入口(6)连接，另一个出口与外界连接。
8.一种亚微米级粉末分级的方法，其特征在于，所述方法以权利要求1～7任一所述的一种亚微米级粉末的超声波雾化分级装置作为分级装置，将待分离粉料加水制成悬浮液，将悬浮液从溶液入口(6)送入，经过液哨分散装置(5)分散后的悬浮液进入超声波雾化装置(1)，分流进入各个反应槽(130)中，在换能器(120)作用下，亚微米级粉末和溶液被雾化形成雾状物，雾状物在氮气作用下在超声波雾化装置(1)的内壁形成旋流，氮气带动雾状物快速从超声波雾化装置(1)顶部排出并收集亚微米级粉末，未反应的硅粉悬浮液从反应槽(130)上端溢出，最终由溶液出口(7)排出。
9.根据权利要求8所述的一种亚微米级粉末分级的方法，其特征在于，所述方法为：将待分离粉料加水制成悬浮液，将悬浮液从溶液入口(6)送入，通过孔板(520)中间的小孔(510)，形成射流并射流冲击簧片(540)，簧片(540)振动并使得悬浮液中的粉末充分分散，分散后的悬浮液进入超声波雾化装置(1)，分流进入各个反应槽(130)中，在换能器(120)作用下，亚微米级粉末和溶液被雾化形成雾状物，与此同时，氮气从氮气入口(4)进入超声波雾化装置(1)，雾状物在氮气作用下在超声波雾化装置(1)的内壁和筒状隔离板(150)形成的气体通道中形成旋流，氮气带动雾状物快速从超声波雾化装置(1)顶部排出，经过硅粉收集装置(2)对其中的亚微米级硅粉进行收集，其余氮气由氮气出口(3)排出，未反应的硅粉悬浮液从反应槽(130)上端溢出，通过隔离板(140)中部排出，并最终由溶液出口(7)排出。
10.根据权利要求9所述的一种亚微米级粉末分级的方法，其特征在于，在硅粉收集装置(2)中，通过液氮对亚微米级粉料进行收集。
一种亚微米级粉末的超声波雾化分级装置及其应用
技术领域
背景技术
[0002] 目前球磨后制造的硅粉粒径存在微米级(粒度直径为1.0～5.0μm)和亚微米级(粒度直径为100nm～1.0μm)两个尺度，为了进一步提升产品的性能，需要将亚微米级硅粉从硅粉中分离出来，这个过程叫做对硅粉进行亚微米级分级。目前已知对硅粉分级的方式包括离心分级、微孔过滤、湿式静电分级、旋流器分级等，但是，这些分级方式存在以下缺点：
[0003] 1.对亚微米颗粒分级时的密度梯度不明显。采用离心分级后的颗粒粒径可达到40-60μm之间，旋流器分级后的颗粒粒径可达到1.7μm左右，可见，离心分级和旋流器分级的分级精度低，无法满足亚微米颗粒分级的要求。
[0004] 2.工艺复杂，过程不连续。采用微孔过滤的方法分级得到的颗粒粒径可达到0.1-20μm，但是分级过程中颗粒容易堵塞微孔，造成分级过程常常中断更换滤纸，因此分级无法连续进行，严重影响分级效率。
[0005] 3.分级效率低，耗时长。采用湿式静电分级后颗粒粒径可达0.1-0.4μm，但是，由于颗粒在溶液中运动缓慢，分级时间需要4-8h，耗时长。
发明内容
[0006] 本发明所要解决的问题是：解决现有技术对粉料进行亚微米级分级中存在的工艺复杂、分级效率低、耗时长和不连续等问题。
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种亚微米级粉末的超声波雾化分级装置，包括超声波雾化装置1、溶液入口6、氮气入口4、溶液出口7、粉料收集装置2和氮气出口3；所述超声波雾化装置1分为上、中、下三部分，上部为锥形，中部为圆筒形，下部为锥形或者圆筒形，超声波雾化装置1包括换能器120、反应槽130、隔离板140、筒状隔离板150，所述换能器120和反应槽130安装在超声波雾化装置1的中部的内壁上，所述换能器120和反应槽
130的数目为4～6个且均匀安装在超声波雾化装置1的中部的同一高度，所述反应槽130与换能器120一一对应，反应槽130设在换能器120外围且上部敞口；筒状隔离板150竖直固定在在超声波雾化装置1中部且和超声波雾化装置1同轴，筒状隔离板150的最底端的高度低于反应槽130最高处；所述超声波雾化装置1下部安装有隔离板140，所述隔离板140上开有小孔；
130的数目为4～6个且均匀安装在超声波雾化装置1的中部的同一高度，所述反应槽130与换能器120一一对应，反应槽130设在换能器120外围且上部敞口；筒状隔离板150竖直固定在在超声波雾化装置1中部且和超声波雾化装置1同轴，筒状隔离板150的最底端的高度低于反应槽130最高处；所述超声波雾化装置1下部安装有隔离板140，所述隔离板140上开有小孔；
[0008] 溶液入口6通过液哨分散装置5与溶液管道8连接，所述溶液管道8与超声波雾化装置1连接并深入超声波雾化装置1的内部与每个反应槽130的底部相通；氮气入口4与超声波雾化装置1连接且位于溶液入口6下方；所述氮气出口3通过粉料收集装置2与超声波雾化装置1的顶部连接，所述溶液出口7位于超声波雾化装置1的底部。
[0010] 在本发明的一种实施方式中，所述反应槽130的最高处高于换能器5-10cm处。
[0011] 在本发明的一种实施方式中，所述超声波雾化装置1的上、中、下三部分的高度比为：6～10:19～25:4～6。
[0012] 在本发明的一种实施方式中，所述超声波雾化装置1的上部的锥形的角度为35-40°，当超声波雾化装置1的下部为锥形时，则下部的锥形的角度为20-25°。
[0013] 在本发明的一种实施方式中，筒状隔离板150底部低于反应槽130最高处，筒状隔离板150顶部留有间隙，通过隔离板构造气流通道，切向通入氮气后在通道内形成旋流，从超声波雾化装置1顶部排出气体更完全可靠。
[0014] 在本发明的一种实施方式中，所述筒状隔离板150通过若干实心圆棒160采用焊接的方式固定在超声波雾化装置1中部，所述实心圆棒160的个数优选4～8个。
[0015] 在本发明的一种实施方式中，所述氮气入口4采用与水平方向成15-20°角的倾斜向上切向的进气方式且高度略高于反应槽最高点，可更好带动雾从氮气出口3排出。
[0016] 在本发明的一种实施方式中，优选的，所述隔离板140由连接超声波雾化装置1端到小孔处向下倾斜，所述倾斜角度为2～20°，所述小孔的直径为超声波雾化装置1的中部直径的1/30～1/20；所述小孔的数目优选为1～3个，更优选为1个。
[0017] 在本发明的一种实施方式中，所述隔离板140呈漏斗状。
[0019] 在本发明的一种实施方式中，所述孔板520与安装了孔板520的管道轴向垂直，且孔板520的直径与管道内径相等，所述孔板520上开有小孔510，所述小孔510的圆心即为孔板的圆心，所述小孔510的直径与管道的直径比值为1/25～1/10，所述孔板520的个数优选为1个。
[0020] 在本发明的一种实施方式中，所述安装了孔板510的管道上安装有压力表580[0021] 在本发明的一种实施方式中，所述簧片540一端通过螺栓570、垫片5100和螺母590固定在簧片安装件550上，簧片安装件550通过螺栓570安装在法兰560上，法兰560通过焊接的方式安装在管道中。
[0022] 在本发明的一种实施方式中，所述簧片540的自由振动端对准小孔510，一端可自由振动。
[0023] 在本发明的一种实施方式中，可通过调节垫片590的厚度改变簧片540到孔板520的距离，当液体流量较大时，采用厚度较小的垫片590，簧片540远离孔板520，当液体流量较小时，采用厚度较大的垫片590，簧片540靠近孔板520，以调节簧片对悬浮液的分散效果。
[0024] 在本发明的一种实施方式中，所述簧片540的自由振动端的宽度小于固定端。
[0025] 在本发明的一种实施方式中，所述簧片540自由振动端到小孔510的距离为10-14mm。
[0026] 在本发明的一种实施方式中，所述簧片540的长度和厚度分别为38-40和0.3-0.5mm，自由振动端宽为4～5mm，固定端宽为6～8mm。
[0027] 在本发明的一种实施方式中，所述孔板520的管道上安装有压力表580，控制入口水压为0.3-0.5MPa。
[0028] 在本发明的一种实施方式中，所述溶液出口7可以通过泵将部分出口溶液或全部出口溶液与溶液入口6连接，与入口溶液混合，循环进入装置进行分级，能够将未完全分离出去的粉末再次进行分级，从而提高产品的利用率，并实现超声波雾化分级装置的连续化分级。
[0029] 本发明还提供了利用上述装置进行亚微米级粉末分级的方法。
[0031] 在本发明的一种实施方式中，所述方法为：将待分离粉末加水制成悬浮液，将悬浮液从溶液入口6送入，通过孔板520中间的小孔510，形成射流并射流冲击簧片540，簧片540振动并使得悬浮液中的粉末充分分散，分散后的悬浮液进入超声波雾化装置1，分流进入各个反应槽130中，在换能器120作用下，亚微米级粉末和溶液被雾化形成雾状物，与此同时，氮气从氮气入口4进入超声波雾化装置1，雾状物在氮气作用下在超声波雾化装置1的内壁和筒状隔离板150形成的气体通道中形成旋流，氮气带动雾状物快速从超声波雾化装置1顶部排出，经过硅粉收集装置2对其中的亚微米级硅粉进行收集，其余氮气由氮气出口3排出，未反应的硅粉悬浮液从反应槽130上端溢出，通过隔离板140中部排出，并最终由溶液出口7排出。
[0032] 在本发明的一种实施方式中，在硅粉收集装置2中，通过液氮对亚微米级硅粉进行收集。
[0033] 在本发明的一种实施方式中，溶液出口7排出的悬浮液可以部分返回溶液入口6，对悬浮液中可能未雾化的微纳米颗粒进行再一次循环雾化，最终完成亚微米级硅粉的分级。
[0035] 在本发明的一种实施方式中，所述悬浮液的质量浓度为0.1-0.5％。
[0036] 在本发明的一种实施方式中，所述溶液入口4的入口水压为0.3-0.5MPa。
[0037] 在本发明的一种实施方式中，所述N2的流速/流量为3-15L/min。
[0038] 在本发明的一种实施方式中，所述换能器的频率为1.7MHz或者2.4MHz。
[0039] 本发明的有益效果在于：
[0040] 1)本发明的液哨分散装置中液体形成射流冲击金属簧片哨，激发簧片振动作用于液-固介质，对硅粉等颗粒起到充分分散和解聚的作用。
[0042] 3)本发明的簧片采用自由振动端更窄的结构，相较普通的簧片，能够增大其共振作用，更好的分散悬浮液中的固体粉末。
[0043] 4)超声波雾化装置中多个换能器同时使用，且用反应槽进行阻隔，使得超声波限定在反应槽内，提高了超声波的能量密度，从而增强了雾化效果；且多个换能器联用能够提高分级效率和雾化结果，缩短分级时间。
[0044] 5)超声波雾化装置的反应槽高度设置在高于换能器5-10mm处，保证亚微米级硅粉和水最佳的雾化效果。
[0045] 6)硅粉收集装置中采用液氮对雾中的亚微米级硅粉进行收集，收集效果更佳，氮气入口为切向进气口，并设计超声波雾化装置上端为锥形结构，在超声波雾化装置中设置隔离板，形成环形气体通道，有利于雾化后气体更好、更快速的排出超声波雾化装置，缩短分级时间。
[0046] 7)一般情况下，在连续操作时，溶液出口打开会影响氮气的流向，从而影响分级效率，因此只能间歇打开溶液出口，无法形成完整的连续操作，而本发明超声波雾化装置下部、溶液出口上部设置具有小孔的出口，使得反应槽内多余的液体能够通过挡板小孔流下，再通过溶液出口流出，避免了溶液出口对氮气流向的影响，从而使得本发明真正实现了连续分级操作。
[0048] 图1为本发明的结构示意图。
[0049] 图2为本发明的氮气入口示意图。
[0050] 图3为本发明中液哨分散装置的结构示意图。
[0051] 图4为本发明中液哨分散装置中孔板的示意图。
[0052] 图5为本发明中超声波雾化装置的结构示意图。
[0053] 图6为本发明中超声波雾化装置的三维结构俯视示意图。
[0054] 1-超声波雾化装置，110-雾，120-换能器，130-反应槽，140-隔离板，150-筒状隔离板，2-粉料收集装置，3-氮气出口，4-氮气入口，5-液哨分散装置，510-小孔，520-孔板，530-法兰，540-簧片，550-簧片安装件，560-法兰，570-螺栓，580-压力表，590-螺母，5100-垫片，6-溶液入口，7-溶液出口。
具体实施方式
[0055] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。
[0056] 分级效率：每隔五分钟对硅粉收集装置内的物料进行粒度测定，当颗粒的粒度分布不变时即认定装置达到稳定工作状态，并设定颗粒分级效率为50％的粒径为切割粒径，分级效率的公式为：
[0057] 式中：Dp——颗粒粒径，nm；
[0058] Δη(Dp)——粒径为Dp分级效率，％；
[0059] ms、mc——细颗粒和粗颗粒的质量流量，kg/s；
[0060] fs(Dp)、fc(Dp)——粒径为粒径为Dp在细颗粒和粗颗粒质量流量中浓度，％。
[0061] 当Δη为50％时的Dp为衡量装置分级性能好坏的重要指标，因此，本发明测定分级后的D50的数据。
[0062] 如图1所示，一种亚微米级粉末的超声波雾化分级装置，
[0063] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种亚微米级粉末的超声波雾化分级装置，包括超声波雾化装置1、溶液入口6、氮气入口4、溶液出口7、粉料收集装置2和氮气出口3；所述超声波雾化装置1分为上、中、下三部分，上部为锥形，中部为圆筒形，下部为锥形或者圆筒形，超声波雾化装置1包括换能器120、反应槽130、隔离板140、筒状隔离板150，所述换能器120和反应槽130安装在超声波雾化装置1的中部的内壁上，所述换能器120和反应槽
130的数目为4～6个且均匀安装在超声波雾化装置1的中部的同一高度，所述反应槽130与换能器120一一对应，反应槽130设在换能器120外围且上部敞口；筒状隔离板150竖直固定在在超声波雾化装置1中部且和超声波雾化装置1同轴，筒状隔离板150的最底端的高度低于反应槽130最高处；所述超声波雾化装置1下部安装有隔离板140，所述隔离板140上开有小孔；
130的数目为4～6个且均匀安装在超声波雾化装置1的中部的同一高度，所述反应槽130与换能器120一一对应，反应槽130设在换能器120外围且上部敞口；筒状隔离板150竖直固定在在超声波雾化装置1中部且和超声波雾化装置1同轴，筒状隔离板150的最底端的高度低于反应槽130最高处；所述超声波雾化装置1下部安装有隔离板140，所述隔离板140上开有小孔；
[0064] 溶液入口6通过液哨分散装置5与溶液管道8连接，所述溶液管道8与超声波雾化装置1连接并深入超声波雾化装置1的内部与每个反应槽130的底部相通；氮气入口4与超声波雾化装置1连接且位于溶液入口6下方；所述氮气出口3通过粉料收集装置2与超声波雾化装置1的顶部连接，所述溶液出口7位于超声波雾化装置1的底部。
[0065] 进一步的，所述换能器120安装角度与水平面夹角为60～70°，可以有效解决安装在壁面上换能器雾化效率不高的问题。
[0066] 进一步的，所述反应槽的高度控制在高于换能器5-10cm处，所述液面高度越浅，超声波雾化的效果越好，但当液面高度过浅又会影响亚微米级硅粉的雾化。
[0067] 进一步的，所述氮气入口4采用与水平方向成15-20°角的倾斜向上切向的进气方式，且高度略高于反应槽最高点。
[0068] 进一步的，所述超声波雾化装置1的上、中、下三部分的高度比为：6～10:19～25:4～6。
[0069] 进一步的，所述超声波雾化装置1的上部的锥形的角度为35-40°，当超声波雾化装置1的下部为锥形时，则下部的锥形的角度为20-25°。
[0070] 进一步的，筒状隔离板150底部低于反应槽130最高处，筒状隔离板150顶部留有间隙，通过隔离板构造气流通道，切向通入氮气后在通道内形成旋流，从超声波雾化装置1顶部排出气体更完全可靠。
[0071] 进一步的，隔离板140焊接在反应槽下方，防止生成雾110进入超声波雾化装置1底部，导致通入氮气无法将雾110有效排出，影响分级效果。
[0072] 进一步的，所述隔离板140由连接超声波雾化装置1端到小孔处向下倾斜，所述倾斜角度为2～20°，所述小孔的直径为超声波雾化装置1的中部直径的1/30～1/20，所述小孔的数目优选为1～3个，更优选为1个。
[0073] 进一步的，如图3所示，所述液哨分散装置5包括安装了孔板520的管道和安装了簧片540的管道，两部分管道通过法兰530连接。
[0074] 进一步的，所述孔板520与安装了孔板520的管道轴向垂直，且孔板520的直径与管道内径相等，所述孔板520上开有小孔510，所述小孔510的圆心即为孔板的圆心，所述小孔510的直径与管道的直径比值为1/25～1/10，所述孔板520的个数优选为1个。
[0075] 进一步的，所述安装了孔板520的管道上安装有压力表580，控制入口水压为0.3-0.5MPa。
[0076] 进一步的，所述簧片540一端固定在簧片安装件550上，一端可自由振动。
[0077] 进一步的，所述簧片540一端通过螺栓570、垫片5100和螺母590固定在簧片安装件550上，簧片安装件550通过螺栓570安装在法兰560上，法兰560通过焊接的方式安装在管道中。
[0078] 进一步的，可通过调节垫片590的厚度改变簧片540到孔板520的距离，当液体流量较大时，采用厚度较小的垫片590，簧片540远离孔板520，当液体流量较小时，采用厚度较大的垫片590，簧片540靠近孔板520，以调节簧片对悬浮液的分散效果。
[0079] 进一步的，所述簧片540的长度和厚度分别为40和0.3mm，自由振动端宽为4mm，固定端宽为6mm，簧片540自由振动端到小孔510的距离为10～14mm。
[0080] 如图1所示，所述氮气出口3前设有粉末收集装置2，采用液氮对雾中的亚微米级硅粉进行收集。
[0081] 进一步的，溶液出口7通过管道将部分出口溶液和溶液入口6相连，对悬浮液中未雾化的微纳米颗粒进行再一次循环雾化，从而提高产品的利用率，并实现超声波雾化分级装置的连续化生产。
[0082] 以硅粉的亚微米级分级为例，本发明的工作过程如下：
[0083] 将待分离粉末加水制成悬浮液，将悬浮液从溶液入口6送入，通过孔板520中间的小孔510，形成射流并射流冲击簧片540，簧片540振动并使得悬浮液中的粉末充分分散，分散后的悬浮液进入超声波雾化装置1，分流进入各个反应槽130中，在换能器120作用下，亚微米级粉末和溶液被雾化形成雾状物，与此同时，氮气从氮气入口4进入超声波雾化装置1，雾状物在氮气作用下在超声波雾化装置1的内壁和筒状隔离板150形成的气体通道中形成旋流，氮气带动雾状物快速从超声波雾化装置1顶部排出，经过硅粉收集装置2对其中的亚微米级硅粉进行收集，其余氮气由氮气出口3排出，未反应的硅粉悬浮液从反应槽130上端溢出，通过隔离板140中部排出，并最终由溶液出口7排出，最终完成亚微米级硅粉的分级。
[0084] 实施例1
[0085] 待分离原料：原硅粉的粒径范围为0-600nm，中值粒径为300nm。
[0086] 超声波雾化装置1的上、中、下三部分的高度比为6：19：4，其中中部高度为0.5m，直径为0.5m，上部锥形的角度为35°，下部为锥形，角度为20°，隔离板140的小孔为1个，其直径为2cm。
[0087] 将上述待分级的硅粉制成浓度为0.1％的悬浮液，流量为40L/h，将硅粉悬浮液从溶液入口6送入，溶液入口6的入口水压为0.5MPa，悬浮液高速通过孔板520中间的小孔510，形成射流并发生水力变化，射流冲击簧片540，簧片的长度和厚度分别为40和0.3mm，振动端宽为4mm，固定端宽为6mm，距离小孔的距离为14mm，射流激发簧片540横向振动，向周围液体辐射声波，声波场对液-固介质产生强烈的交变压力，对悬浮液中的硅粉进行充分分散；分散后的悬浮液进入超声波雾化装置1，分流进入各个反应槽130中，在6个功率为24W、频率为2.4MHz、安装角度为60°的换能器120作用下，亚微米级粉末和溶液被雾化形成雾状物，与此同时，氮气从氮气入口4进入超声波雾化装置1，氮气的流量为10L/min，雾状物在氮气作用下在超声波雾化装置1的内壁和筒状隔离板150形成的气体通道中形成旋流，氮气带动雾状物快速从超声波雾化装置1顶部排出，经过硅粉收集装置2对其中的亚微米级硅粉进行收集，其余氮气由氮气出口3排出，未反应的硅粉悬浮液从反应槽130上端溢出，通过隔离板
140中部排出，并最终由溶液出口7排出，待出口流量稳定后，最终完成亚微米级硅粉的分级。
140中部排出，并最终由溶液出口7排出，待出口流量稳定后，最终完成亚微米级硅粉的分级。
[0088] 经过现场调试，经过45-50min后，硅粉收集装置达到稳定工作状态，稳定时悬浮液的切割粒径为70nm。
[0089] 实施例2
[0090] 待分离原料：原硅粉的粒径范围为0-600nm，中值粒径为300nm。
[0091] 超声波雾化装置1的上、中、下三部分的高度比为6：19：4，其中中部高度为0.5m，直径为0.5m，上部锥形的角度为35°，下部为锥形，角度为20°，隔离板140的小孔为1个，其直径为2cm。
[0092] 将上述待分级的硅粉制成浓度为0.1％的悬浮液，流量为40L/min，将硅粉悬浮液从溶液入口6送入，溶液入口6的入口水压为0.3MPa，悬浮液高速通过孔板520中间的小孔510，形成射流并发生水力变化，射流冲击簧片540，簧片的长度和厚度分别为40和0.3mm，振动端宽为4mm，固定端宽为6mm，距离小孔的距离为14mm，射流激发簧片540横向振动，向周围液体辐射声波，声波场对液-固介质产生强烈的交变压力，对悬浮液中的硅粉进行充分分散；分散后的悬浮液进入超声波雾化装置1，分流进入各个反应槽130中，在6个功率为24W、频率为2.4MHz、安装角度为70°的换能器120作用下，亚微米级粉末和溶液被雾化形成雾状物，与此同时，氮气从氮气入口4进入超声波雾化装置1，氮气的流量为3L/min，雾状物在氮气作用下在超声波雾化装置1的内壁和筒状隔离板150形成的气体通道中形成旋流，氮气带动雾状物快速从超声波雾化装置1顶部排出，经过硅粉收集装置2对其中的亚微米级硅粉进行收集，其余氮气由氮气出口3排出，未反应的硅粉悬浮液从反应槽130上端溢出，通过隔离板140中部排出，并最终由溶液出口7排出，最终完成亚微米级硅粉的分级。
[0093] 经过现场调试，经过45-50min后，硅粉收集装置达到稳定工作状态，稳定时悬浮液的50％的切割粒径为75nm。
[0094] 实施例3
[0095] 待分离原料：原硅粉的粒径范围为0-600nm，中值粒径为300nm。
[0096] 超声波雾化装置1的上、中、下三部分的高度比为6：19：4，其中中部高度为0.5m，直径为0.5m，上部锥形的角度为35°，下部为锥形，角度为20°，隔离板140的小孔为1个，其直径为2cm。
[0097] 将上述待分级的硅粉制成浓度为0.3％的悬浮液，流量为40L/h，将硅粉悬浮液从溶液入口6送入，溶液入口6的入口水压为0.5MPa，悬浮液高速通过孔板520中间的小孔510，形成射流并发生水力变化，射流冲击簧片540，簧片的长度和厚度分别为40和0.3mm，振动端宽为4mm，固定端宽为6mm，距离小孔的距离为14mm，射流激发簧片540横向振动，向周围液体辐射声波，声波场对液-固介质产生强烈的交变压力，对悬浮液中的硅粉进行充分分散；分散后的悬浮液进入超声波雾化装置1，分流进入各个反应槽130中，在6个功率为24W、频率为2.4MHz、安装角度为60°的换能器120作用下，亚微米级粉末和溶液被雾化形成雾状物，与此同时，氮气从氮气入口4进入超声波雾化装置1，氮气的流量为15L/min，雾状物在氮气作用下在超声波雾化装置1的内壁和筒状隔离板150形成的气体通道中形成旋流，氮气带动雾状物快速从超声波雾化装置1顶部排出，经过硅粉收集装置2对其中的亚微米级硅粉进行收集，其余氮气由氮气出口3排出，未反应的硅粉悬浮液从反应槽130上端溢出，通过隔离板
140中部排出，并最终由溶液出口7排出，待出口流量稳定后，最终完成亚微米级硅粉的分级。
140中部排出，并最终由溶液出口7排出，待出口流量稳定后，最终完成亚微米级硅粉的分级。
[0098] 经过现场调试，经过40-45min后，硅粉收集装置达到稳定工作状态，稳定时悬浮液的切割粒径为65nm。
[0099] 实施例4
[0100] 待分离原料：原硅粉的粒径范围为0-1000nm，中值粒径为500nm。
[0101] 超声波雾化装置1的上、中、下三部分的高度比为6：19：4，其中中部高度为0.5m，直径为0.5m，上部锥形的角度为35°，下部为锥形，角度为20°，隔离板140的小孔为1个，其直径为2cm。
[0102] 将上述待分级的硅粉制成浓度为0.1％的悬浮液，流量为40L/h，将硅粉悬浮液从溶液入口6送入，溶液入口6的入口水压为0.5MPa，悬浮液高速通过孔板520中间的小孔510，形成射流并发生水力变化，射流冲击簧片540，簧片的长度和厚度分别为40和0.3mm，振动端宽为4mm，固定端宽为7mm，距离小孔的距离为14mm，射流激发簧片540横向振动，向周围液体辐射声波，声波场对液-固介质产生强烈的交变压力，对悬浮液中的硅粉进行充分分散；分散后的悬浮液进入超声波雾化装置1，分流进入各个反应槽130中，在6个功率为24W、频率为2.4MHz、安装角度为60°的换能器120作用下，亚微米级粉末和溶液被雾化形成雾状物，与此同时，氮气从氮气入口4进入超声波雾化装置1，氮气的流量为10L/min，雾状物在氮气作用下在超声波雾化装置1的内壁和筒状隔离板150形成的气体通道中形成旋流，氮气带动雾状物快速从超声波雾化装置1顶部排出，经过硅粉收集装置2对其中的亚微米级硅粉进行收集，其余氮气由氮气出口3排出，未反应的硅粉悬浮液从反应槽130上端溢出，通过隔离板
140中部排出，并最终由溶液出口7排出，待出口流量稳定后，最终完成亚微米级硅粉的分级。
140中部排出，并最终由溶液出口7排出，待出口流量稳定后，最终完成亚微米级硅粉的分级。
[0103] 经过现场调试，经过50-55min后，硅粉收集装置达到稳定工作状态，稳定时悬浮液的切割粒径为100nm。
[0104] 对比例1
[0105] 待分离原料：原硅粉的粒径范围为0-600nm，中值粒径为300nm。
[0106] 当溶液入口6的入口水压为0.2MPa，其余装置和条件与实施例1相同，按照实施例1的方式进行硅粉分级，分离硅粉，经过现场调试，经过60-65min后，二氧化硅粉收集装置达到稳定工作状态，稳定时悬浮液的50％的切割粒径为120nm。
[0107] 对比例2
[0108] 待分离原料：原硅粉的粒径范围为0-600nm，中值粒径为300nm。
[0109] 当超声波雾化分级装置1中的换能器的数量为3个时，其余装置和实施例1相同。按照实施例1的方式进行硅粉分级，分离硅粉物料，经过现场调试，经过70-75min后，硅粉收集装置达到稳定工作状态，稳定时悬浮液的50％的切割粒径为70nm。
[0110] 对比例3
[0111] 待分离原料：原硅粉的粒径范围为0-600nm，中值粒径为300nm。
[0112] 当超声波雾化分级装置1中的换能器的位置在底部或者安装的角度水平时，装置中的其余部件不变，并按照实施例1的方式进行硅粉分级。
[0113] 当换能器安装在超声波雾化分级装置1的底部时，经过50-55min后，硅粉收集装置达到稳定工作状态，稳定时悬浮液的50％的切割粒径为180nm；
[0114] 当换能器水平在超声波雾化分级装置1中时，经过50-55min后，硅粉收集装置内的悬浮液流体质量流量保持稳定，稳定时悬浮液的50％的切割粒径为240nm。
[0115] 对比例4
[0116] 待分离原料：原硅粉的粒径范围为0-600nm，中值粒径为300nm。
[0117] N2出口未经过改进，直接按照切向进气，其余装置和实施例1相同。按照实施例1的方式进行硅粉分级，分离硅粉物料，经过测定，经过55-60min后，硅粉收集装置达到稳定工作状态，稳定时悬浮液的50％的切割粒径为70nm。
[0118] 对比例5
[0119] 待分离原料：原硅粉的粒径范围为0-600nm，中值粒径为300nm。
[0120] 当超声波雾化分级装置上没有挡板140时，其余装置和实施例1相同。按照实施例1的方式进行硅粉分级，分离硅粉物料，其中，溶液出口7隔0.5h时间开启一次，并将多余的悬浮液排出。
[0121] 经过测定，经过70-75min后，硅粉收集装置达到稳定工作状态，稳定时悬浮液的50％的切割粒径为80nm。
[0122] 对比例6
[0123] 待分离原料：原硅粉的粒径范围为0-600nm，中值粒径为300nm。
[0124] 当超声波雾化分级装置上没有挡板150时，其余装置和实施例1相同。按照实施例1的方式进行硅粉分级，分离硅粉物料，经过测定，经过75-80min后，硅粉收集装置达到稳定工作状态，稳定时悬浮液的50％的切割粒径为90nm。
[0125] 对比例7
[0126] 待分离原料：原硅粉的粒径范围为0-600nm，中值粒径为300nm。
[0127] 当超声波雾化装置1的上端非锥形顶时，氮气出口从上部侧面排出，其余装置和实施例1相同。按照实施例1的方式进行硅粉分级，分离硅粉物料。经过测定，经过55-60min后，硅粉收集装置达到稳定工作状态，稳定时悬浮液的50％的切割粒径为70nm。
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