УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ ПОРОШКОВ ПОСРЕДСТВОМ КРИОГЕННОГО РАСПЫЛЕНИЯ

1. Устройство (20) для гранулирования порошков (Р) посредством криогенного распыления, отличающееся тем, что содержит:
- устройство (1) смешивания порошков (Р) при помощи криогенной текучей среды (FC), содержащее по меньшей мере одну смесительную камеру (E1-En) для смешивания порошков (Р), содержащую криогенную текучую среду (FC),
- устройство (10) распыления суспензии порошков (Р), смешанных при помощи устройства (1) смешивания порошков (Р), для обеспечения гранулирования порошков (Р), содержащее:
- средства фракционирования суспензии порошков (Р), позволяющие регулировать размер капель (Go) распыляемых порошков (Р),
- средства регулирования влажности смешанных порошков (Р) и/или влажности атмосферы распыления.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что подлежащие смешиванию порошки (Р) представляют собой актинидные порошки.
3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что криогенная текучая среда (FC) содержит слабо гидрированную жидкость, которая представляет собой жидкость, содержащую не более одного атома водорода на молекулу жидкости и имеющую температуру кипения ниже температуры кипения воды.
0
0
4. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что средства функционирования суспензии порошков (Р) выполнены с возможностью обеспечения регулирования диаметра (d) капель (Go) распыляемых порошков (Р) таким образом, чтобы диаметр (d) капель (Go) порошков (Р) отвечал следующему отношению:
2
0
0
при We = ρv.(d)/σ и Re = ρdv/μ ,
где:
f обозначает частоту вибрации устройства (10) распыления,
v обозначает скорость суспензии порошков (Р),
ρ обозначает плотность подлежащей фракционированию суспензии порошков (Р),
μ обозначает вязкость подлежащей фракционированию суспензии порошков (Р),
σ обозначает поверхностное натяжение подлежащей фракционированию суспензии порошков (Р),
A обозначает амплитуду колебания распылительной насадки (11) устройства (10) распыления,
0
d обозначает диаметр капель (Go), и
D обозначает диаметр распылительной насадки (11) устройства (10) распыления.
0
0
s
5. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что средства фракционирования суспензии порошков (Р) выполнены с возможностью регулирования диаметра (d) капель (Go) распыляемых порошков (Р) посредством модуляции по коэффициенту (R) уменьшения диаметра между диаметром (d) капель (Go) распыляемых порошков (Р) и диаметром (d) гранул (Gs), полученных после распыления суспензии смешанных порошков (Р) и испарения криогенной текучей среды (FC), таким образом, чтобы:
= R =
где:
0
d обозначает диаметр капель (Go),
s
d обозначает диаметр гранул (Gs),
f
[U] обозначает объемное заполнение порошков (P) в агломерате гранул (Gs), полученном после гранулирования, и
i
[U] обозначает концентрацию порошков (Р) в подлежащей распылению суспензии порошков (Р).
6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что устройство (1) смешивания дополнительно содержит:
- камеру (А1, А2) подачи порошков (Р) для обеспечения введения порошков (Р) в смесительную камеру (E1-En),
- средства (2, 2а, 2b) перемешивания в смесительной камере (E1-En) для обеспечения смешивания порошков (Р), суспендированных в криогенной текучей среде (FC).
7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что устройство (1) смешивания содержит в смесительной камере (E1-En) средства (MG) смешивания гироскопическим движением.
8. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что устройство (1) смешивания содержит:
- множество смесительных камер (E1-En) для смешивания порошков (Р), расположенных последовательно друг за другом, при этом камера (А1, А2) подачи порошков (Р) обеспечивает введение порошков (Р) по меньшей мере в первую смесительную камеру (Е1),
- множество систем (R1-Rn-1) ограничения прохождения порошков (Р), при этом каждая система (R1-Rn-1) ограничения прохождения находится между двумя последовательными смесительными камерами (E1-En) для ограничения распространения порошков (Р) из одной смесительной камеры (E1-En) в следующую,
при этом каждая смесительная камера (E1-En) содержит криогенную текучую среду (FC) и средства (2, 2а, 2b) перемешивания для обеспечения смешивания порошков (Р), суспендированных в криогенной текучей среде (FC).
9. Устройство по любому из пп. 6-8, отличающееся тем, что средства перемешивания содержат подвижные смесительные элементы (2а), в частности, лопасти, турбины и/или подвижные смесительные элементы типа взбивалки.
10. Устройство по любому из пп. 6-9, отличающееся тем, что средства перемешивания содержат средства (2b) генерирования вибраций, в частности, ультразвуковых вибраций, в частности, сонотроды (2b).
11. Устройство по любому из пп. 8-10, отличающееся тем, что системы (R1-Rn-1) ограничения прохождения содержат сита и/или диафрагмы.
12. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что устройство (1) смешивания дополнительно содержит:
- смесительную камеру (Е1) для смешивания порошков (Р), содержащую криогенную текучую среду (FC) и оснащенную средствами для формирования псевдоожиженного слоя (Lf) порошков,
- камеру (А1) подачи порошков (Р) для обеспечения введения порошков (Р) в смесительную камеру (Е1),
- камеру (В1) подачи криогенной текучей среды (FC) для обеспечения введения криогенной текучей среды (FC) в смесительную камеру (Е1),
- систему (Vb) генерирования вибраций в псевдоожиженном слое (Lf) порошков,
- систему (Sp) управления системой (Vb) генерирования вибраций.
13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что устройство (1) смешивания дополнительно содержит аналитическую систему (Ас) для анализа концентрации суспензии порошков (Р) и криогенной текучей среды (FC) в смесительной камере (Е1), работой которой управляет, в частности, система (Sp) управления.
14. Устройство по п. 12 или 13, отличающееся тем, что смесительная камера (Е1) содержит распределительную систему (Sd), в частности, решетку или спеченную деталь, для распределения криогенной текучей среды (FC) по псевдоожиженному слою (Lf) порошков (Р) с целью обеспечения равномерного распределения криогенной текучей среды (FC) в псевдоожиженном слое (Lf).
15. Устройство по одному из пп. 12-14, отличающееся тем, что система (Vb) генерирования вибраций по меньшей мере частично расположена в псевдоожиженном слое (Lf) порошков (Р).
16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что система (Vb) генерирования вибраций содержит сонотроды (So), введенные в псевдоожиженный слой (Lf) порошков (Р).
17. Устройство по п. 16, отличающееся тем, что система (Sp) управления независимо управляет сонотродами (S0), чтобы периодически задавать сдвиг фаз между сонотродами (So), создавая нестационарные интерференции, улучшающие перемешивание внутри псевдоожиженного слоя (Lf) порошков (Р).
18. Устройство по п. 16 или 17, отличающееся тем, что сонотроды (So) выполнены с возможностью генерировать псевдо-хаотические колебания типа колебаний Ван дер Поля.
19. Устройство по любому из пп. 6-18, отличающееся тем, что устройство (1) смешивания дополнительно содержит систему (С+,С-) электростатической зарядки порошков (Р), предназначенных для введения в смесительную камеру или смесительные камеры (E1-En).
20. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что одна часть порошков (Р) входит в контакт с частью (С+) системы электростатической зарядки для положительной электростатической зарядки, а другая часть порошков (Р) входит в контакт с другой частью (С-) системы электростатической зарядки для отрицательной электростатической зарядки, чтобы обеспечивать дифференциальную локальную агломерацию.
21. Устройство по любому из пп. 1-20, отличающееся тем, что криогенная текучая среда (FC) представляет собой сжиженный азот.
22. Способ гранулирования порошков (Р) посредством криогенного распыления, отличающийся тем, что его осуществляют при помощи устройства (20) по любому из предыдущих пунктов, и тем, что он включает следующие стадии:
а) введение порошков (Р) и криогенной текучей среды (FC) в по меньшей мере одну смесительную камеру (E1-En) устройства (1) смешивания порошков (Р) при помощи криогенной текучей среды (FC) для получения суспензии порошков (Р) и криогенной текучей среды (FC),
b) распыление суспензии порошков (Р) и криогенной текучей среды (FC) при помощи устройства (10) распыления для обеспечения гранулирования порошков (Р),
с) получение гранул, образованных из порошков (Р).
23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что в ходе первой стадии а) порошки (Р) являются электростатически заряженными с противоположными знаками, чтобы способствовать дифференциальной локальной агломерации.