一种送丝机构及金属纳米粉生产装置的制作方法

本实用新型属于制造金属纳米粉材料设备的技术领域，具体涉及利用高压电爆炸原理制取金属纳米粉设备的技术领域，特别涉及一种送丝机构及金属纳米粉生产装置。

背景技术：

纳米材料是指颗粒尺寸为1～100nm的粒子组成的新型材料，由于它的尺寸小、比表面积大及量子尺寸效应，使之具有常规粗晶材料不具备的特殊性能，在光吸收、敏感、催化及其它功能特性等方面展现出引人注目的应用前景。近年来，纳米粉体及其制造技术发展非常迅速，出现了多种多样的纳米粉制备方法，最为普遍的是气体冷凝法、电弧法、爆炸丝法及化学还原等方法。

爆炸丝法是在一定的介质或者真空中，对丝导体施加高电压瞬间产生强大的脉冲电流，使丝导体短时间内熔化、气化、膨胀，发生爆炸。其爆炸产物在爆炸冲击波的作用下高速向四周溅射，冷却后形成纳米粉末。电爆炸法制备纳米粉具有能量利用率高，工艺参数可调，粉末粒度可控，不污染环境，适用材料广等优点。

在利用电爆炸法制备金属纳米粉体过程中，需要将金属丝拉直，并根据实际生产的需要调整金属丝进入爆炸室的角度，才能使金属丝与电极对准，使能量更集中，电爆炸的效率才会较高。

为了将金属丝拉直，本申请人于2016年12月1日提交了专利号为201621309724.5、名称为一种送丝机构及金属纳米粉生产装置的实用新型专利。通过设置校直铜管和铜管固定器，采用校直铜管-校直轮(驱动装置)复合校直方法，并配合从动轮压紧器来压紧和校直金属丝，有效地将金属丝拉直，提高电爆炸的效果。但是，在使用过程中，由于铜管与丝材有相对运动，且铜管是扭曲状态，导致铜管磨损过快。另外，铜管是非规则形状，最终成品的形状因人而异，导致一致性差，生产效率变低。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种送丝机构，大幅降低了铜管的磨损情况，提高了铜管的使用寿命，同时高效地将金属丝拉直，并能使金属丝在一个较长的长度范围内保持较直的状态，以充分实现金属丝与电极的正对性，提高了稳定性和可靠性，提高了电爆炸的效率。本实用新型还提供了一种具有本实用新型送丝机构的金属纳米粉生产装置。

(二)技术方案

本实用新型是这样实现的：

一种送丝机构，包括丝盘、支架、导丝管、校直装置和/或驱动装置，其中：

所述丝盘、所述校直装置、所述驱动装置和所述导丝管通过金属丝依次相连，

所述丝盘安装在所述支架的一端，所述导丝管安装在所述支架的另一端，所述校直装置和所述驱动装置位于所述支架的内部，

所述校直装置包括至少2个导丝轮和至少1个直铜管，每2个所述导丝轮之间设置至少1个所述直铜管。通过导丝轮与直铜管的设置，有效地减少了对校直装置中直铜管的磨损，提高了直铜管的使用寿命。

优选地，所述导丝轮的横截面为v形。v形截面的设计，有效地实现对金属丝的校直，并进而减少了对直铜管的磨损，提高了直铜管的使用寿命。

优选地，所述导丝轮为2个，所述直铜管为1个，所述导丝轮包括第一导丝轮和第二导丝轮，所述第一导丝轮位于靠近所述丝盘一侧，所述第二导丝轮位于远离所述丝盘一侧，所述第一导丝轮的直径至少为所述第二导丝轮直径的3倍。通过对2个导丝轮的直径设计及配合使用，进一步提升了对金属丝的校直效果，并进而有效地减少了对直铜管的磨损，提高直铜管的使用寿命。

优选地，所述校直装置还包括铜管固定器，所述直铜管通过所述铜管固定器进行固定。通过设置铜管固定器，使直铜管在使用过程中能够固定，避免了对金属丝校直的影响，提高了系统运行的稳定性和可靠性。

优选地，所述校直装置还包括导丝轮调节装置，所述导丝轮调节装置为导丝轮调节螺丝，所述导丝轮调节螺丝位于所述导丝轮上。通过设置导丝轮调节装置，能够根据系统运行对校直的需要，调节各导丝轮间的相对位置，以利于更好地校直金属丝。

优选地，所述驱动装置包括主动轮、从动轮和从动轮调节装置，金属丝穿过所述主动轮和所述从动轮之间的通道，所述从动轮调节装置与所述从动轮相连，用于压紧所述从动轮。

优选地，所述从动论调节装置为从动轮调节螺丝。从动轮调节装置用于调整从动轮与主动轮间的空隙，适用于不同尺寸和材质金属丝的校直。

优选地，所述第一导丝轮、所述第二导丝轮和所述主动轮之间形成的角度为90℃-135℃。以第二导丝轮为角度形成点，如果三者角度小于90或者大于135，均无法有效调直金属丝。

优选地，还包括调节装置，所述调节装置安装在所述导丝管上，所述调节装置包括左右旋转轴和上下旋转轴，所述左右旋转轴和所述上下旋转轴与所述导丝管交叉连通设置。调节装置的设置，能够根据设备的要求，来调整进入爆炸室内金属丝的指向角度，以达到较优的电爆炸效果

根据本实用新型的另一方面，提供了一种金属纳米粉生产装置，包括上述的送丝机构。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)采用导丝轮-直铜管-导丝轮(校直装置)-校直轮(驱动装置)复合校直方法，由导丝轮与直铜管组成的校直装置中，减少了铜管与丝材的相对运动，减少了对直铜管的磨损，提高了铜管的使用寿命，使铜管使用寿命由原来的24小时提升至72小时，系统稳定性从3小时提高到5小时，生产效率提高30％；同时该方法运动部件少，在高粉尘及高压环境下可靠性好；

(2)通过第一导丝轮与第二导丝轮直径比例设置、导丝轮截面v形结构的设计，以及第一导丝轮、第二导丝轮与主动轮间夹角的设计，均进一步提高了对金属丝的校直效果，并有效减少对铜管磨损以提高使用寿命；

(3)通过设置调节装置，能够根据设备的要求，来调整进入爆炸室内金属丝的指向角度，以达到较优的电爆炸效果；

(4)从动轮调节装置，能够根据金属丝的直径，来调整从动轮与主动轮之间的空隙距离，以更好地驱动和压直金属丝；

(5)金属丝经过直铜管后，由主动轮和从动轮压紧出来后，在30cm长度范围内处于较直的状态。

附图说明

图1是送丝机构示意图。

所有附图中的标记如下：

1：丝盘；2：第一导丝轮调节螺丝；3：第一导丝轮；4：直铜管；5：第二导丝轮；6：第二导丝轮调节螺丝；7：从动轮；8：从动轮调节螺丝；9：左右旋转轴；10：上下旋转轴；11：导丝管；12：支架；13：主动轮；14：铜管固定器；15：金属丝。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本实用新型的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的部件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

对于本领域的技术人员而言，应当清楚本申请中提及的“前、后、上、下、左、右”等方向用词仅是为了能够更直观地解释本实用新型，因此在文中的上述的方向用词并不构成对本实用新型的保护范围的限制。

如图1所示，一种送丝机构，包括丝盘1、校直装置、支架12、驱动装置、调节装置和导丝管11。丝盘1、校直装置、驱动装置和导丝管11通过金属丝15依次相连。丝盘1安装在支架12的一端。导丝管11安装在支架12的另一端。校直装置和驱动装置位于支架12的内部。调节装置安装在导丝管11上，用于调节金属丝15的角度。采用校导丝轮-直铜管-导丝轮(校直装置)-校直轮(驱动装置)，由导丝轮与直铜管组成的校直装置中，减少了铜管与丝材的相对运动，减少了对直铜管的磨损，提高了铜管的使用寿命，该方法运动部件少，在高粉尘及高压环境下可靠性好

如图1所示，优选校直装置包括至少2个导丝轮及导丝轮调节装置、1个直铜管4和铜管固定器14。每2个导丝轮之间设置至少1个直铜管4，形成导丝轮-直铜管-导丝轮的校直装置结构。使丝盘1上拉下来的金属丝经过校直装置的三次校直，有效地保护了直铜管，减少了磨损，提高了使用寿命，同时也提高了对金属丝的校直效果。

优选地，校直装置包括2个导丝轮和1个直铜管4，其中导丝轮包括第一导丝轮和第二导丝轮，第一导丝轮位于靠近丝盘一侧，第二导丝轮位于远离丝盘一侧，第一导丝轮的直径至少为第二导丝轮直径的3倍。通过对2个导丝轮的直径设计及配合使用，进一步提升了对金属丝的校直效果，并进一步有效地减少了对直铜管的磨损，提高直铜管的使用寿命。同时，以第二导丝轮为角度形成点，第一导丝轮、第二导丝轮和主动轮间形成的角度优选为90℃-135℃，因为以第二导丝轮为角度形成点，如果三者角度小于90或者大于135，均无法有效调直金属丝，并且影响直铜管的使用寿命。当然，本技术方案也可设置2个导丝轮，并在2个导丝轮间设置2个直铜管；也可设置3个或多个导丝轮，并在每2个导丝轮间设置至少1个直铜管。能够达到减少对直筒管的磨损、提高铜管的使用寿命及提高对金属丝的校直效果即可。

优选导丝轮的横截面为v形。v形截面的设计，有效地实现对金属丝的校直，并进而减少了对直铜管的磨损，提高了直铜管的使用寿命。当然，也可选择导丝轮的横截面为u形或其他形状，能够实现对金属丝的校直即可。

优选在导丝轮上设置导丝轮调节装置，导丝轮调节装置可以为导丝轮调节螺丝等具有调节导丝轮间相对位置功能的装置即可。如在第一导丝轮3上设置第一导丝轮调节螺丝2、在第二导丝轮5上设置第二导丝轮调节螺丝6，通过设置导丝轮调节装置，能够根据系统运行对校直的需要，调节各导丝轮间的相对位置，以利于更好地校直金属丝；也可调节各导丝轮及主动轮间的相对位置，实现系统的稳定性及可靠性。

优选直铜管4通过铜管固定器14进行固定。铜管固定器14将校直铜管4固定后，能够避免校直铜管4在金属丝15的扭转力和变形力作用下的扭转和摇晃，进而影响对金属丝15的拉直效果，提高了系统运行的稳定性和可靠性。优选直铜管4为直线型，直线型的设计，能够有效减少使用过程中对铜管的磨损，提高铜管的使用寿命。因为金属丝15缠绕在丝盘1上，具有一定的变形力，当将金属丝15从丝盘1上拉下来时，由于变形力的作用，金属丝具有向内弯曲的趋势，所以，靠近丝盘1且直径较大的第一导丝轮3可以较好地适应金属丝的形变，起到拉直过渡的作用。直铜管4进一步阻止金属丝15的变形力，并强制地将金属丝15拉直。远离丝盘1且直径较小的第二导丝轮5进一步拉直金属丝，直铜管4的长度可调，可根据生产的需要进行调整。

如图1所示，支架12用于支撑固定整个送丝机构。在满足力学性能和机械性能要求的情况下，支架12的材质可以为工程塑料，如abs等，以达到绝缘性能，避免金属整机支架导电而带来的安全隐患。

如图1所示，驱动装置包括主动轮13、主动轮驱动轴(未示图)、从动轮7和从动轮调节装置，优选从动轮调节装置为从动来完成调节螺丝8，也可为其他具有调节主从动轮间相对位置功能的装置，即从动轮调节装置用于调整从动轮与主动轮间的空隙，适用于不同尺寸和材质金属丝的校直。经过外部动力驱动，主动轮13在主动轮驱动轴的带动下旋转，并带动从动轮7旋转，以压紧和牵引经校直装置初步校直的金属丝15。金属丝穿过主动轮13和从动轮7之间的通道，并送往导丝管11。从动轮调节螺丝8与从动轮7相连，用于压紧从动轮7。从动轮调节螺丝8，能够根据金属丝15的直径，来调整从动轮7与主动轮13之间的空隙距离，以更好地驱动和压直金属丝。经过驱动装置驱送出来金属丝，在30cm的长度范围内处于比较直的状态，因此可优选驱动装置和导丝管11间的距离小于30cm，以较好地适应和控制金属丝15，使电爆炸高效进行。

如图1所示，调节装置包括左右旋转轴9和上下旋转轴10。调节装置安装在导丝管11上并与导丝管11共同作用，以调节金属丝的角度。左右旋转轴9和上下旋转轴10与导丝管11交叉连通设置。左右旋转轴9和上下旋转轴10安装在支架12上。通过调节左右旋转轴9，能够调节金属丝15左右方向角度的偏摆；通过调节上下放置轴10，能够调节金属丝15上下方向角度的偏摆；通过综合调节左右旋转轴9和上下旋转轴10，能够同时调节金属丝上下左右角度的偏摆。通过调整导丝管11的管径，能够辅助实现金属丝上下左右角度的偏摆量。

使用时，将金属丝15从丝盘1上取下并送入校直装置，经校直装置校直后，送入驱动装置，根据金属丝15的直径来调整从动轮调节螺丝，由主动轮13带动从动轮7旋转以实现对金属丝15的输送和进一步校直，之后送入调节装置和导丝管11，由导丝管11伸出至爆炸室，并根据需要来调整金属丝15进入爆炸室的角度和方向。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种金属纳米粉生产装置，包括上述的送丝机构。送丝机构校直效率的提高，提升了电爆炸的效率，进而能够提高金属纳米粉的质量。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)采用导丝轮-直铜管-导丝轮(校直装置)-校直轮(驱动装置)复合校直方法，由导丝轮与直铜管组成的校直装置中，减少了铜管与丝材的相对运动，减少了对直铜管的磨损，提高了铜管的使用寿命，使铜管使用寿命由原来的24小时提升至72小时，系统稳定性从3小时提高到5小时，生产效率提高30％；同时该方法运动部件少，在高粉尘及高压环境下可靠性好；

(2)通过第一导丝轮与第二导丝轮直径比例设置、导丝轮截面v形结构的设计，以及第一导丝轮、第二导丝轮与主动轮间夹角的设计，均进一步提高了对金属丝的校直效果，并有效减少对铜管磨损以提高使用寿命；

(3)通过设置调节装置，能够根据设备的要求，来调整进入爆炸室内金属丝的指向角度，以达到较优的电爆炸效果；

(4)从动轮调节装置，能够根据金属丝的直径，来调整从动轮与主动轮之间的空隙距离，以更好地驱动和压直金属丝；

(5)金属丝经过直铜管后，由主动轮和从动轮压紧出来后，在30cm长度范围内处于较直的状态。

(6)本实用新型中，除主动轮和从动轮是相对精密的运动部件之外，其他部件均相对固定，因此，本实用新型的送丝机构能够适用于高粉尘环境。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。