一種大流量多分級裝置的製作方法

2023-10-25 00:27:46 1

本發明涉及先進材料的研磨細化設備技術領域和超細粉體的分級設備工業設計領域，特別涉及一種大流量多分級裝置。

背景技術：

隨著經濟的發展和人們生活水平的不斷提高，粉體超細化需求日益增長，先進材料在整個納米材料中佔有越來越重的比例。微粉在軍工、航天、化工、冶金、建材等領域被廣泛的應用，市場需求量很大，市場前景也十分廣闊，因此越來越多的工程技術人員關注超微粉的生產，研發出的超細微粉的制粉工藝也越來越多，制粉設備多種多樣，制粉效率也越來越高。在物料粉體幹法分級過程中,常用到氣流分級,其中最關鍵部位是分級葉輪,葉輪的葉片都是均勻排布的,通過如此分級得到的產品,其粒度分布比較集中,然而現有的單支點結構分級輪,其強度太低,進而使得無法承受高轉速工作。在實際生產中,經常會遇到按照不同的粒度區間將粉體分離、將混合在粉體中的 不同成分的物質分離以及將固體顆粒從液體或氣體中分離出來。分級就是根據不同粒度、形狀、密度的物料在液體或是氣體介質中運動的差異來實現顆粒粗細粉的分離。分級一般分為粒度分級和形狀分級,由於顆粒形狀具有複雜多樣性,應用形狀進行分級設備較少,同時形狀分級耗費人力物力較大,因此,實際生產中顆粒粒度分級應用較廣。

粉體分級技術中的核心是分級設備。分級設備一般根據粉體顆粒所處的流體介質不同,分級可分為幹法分級 ( 介質為空氣 )、溼法分級 ( 介質為水或是其他液體 ) 和超臨界分級。幹法分級根據分級原理可分為重力式、慣性式和離心式等,常見的有錐形離心氣流分級機、MS 葉輪分級機、ATP 型分級機、慣性分級機、KSF 型新型超細分級機、LHB 型渦輪式超細分級機、DS 型分級機、ACUCUT 型分級機、O-Sepa 分級機等。溼法分級根據分級原理可分為依靠重力進行分級的重力沉降式分級機和依靠離心力進行分級的離心式水力分級機。常見的重力沉降式分級機有機械分級機、圓錐分級機、箱式和槽式水力分級機、重力 - 溼式分級機和錯流式分級機等。離心式水力分級機分為水力旋流器和離心分級機。常見的離心分級機有臥式螺旋離心分級機、葉輪式水力分級機、TUclausthal 式離心分級機、固定碗式 (solid-bowl) 離心分級機和碟式離心分級機等。相比於幹法分級設備,溼法分級為超細粉的精確分級提供可能性 ,能夠解決超細粉分級最難以解決的問題-分散。並且從製備的產品的粒度上來說,由於幹法超細粉製備系統受粉磨極限的影響較大,難以得到1μm以下的顆粒,溼法粉碎及分級易於得到1μm以下的顆粒。不同類型的離心分級機雖然有各自的優點,但存在一些共同不足,如只能通過改變變頻電機轉速實現不同的分級粒徑 ;電機主軸通常通過皮帶輪與分級機主軸連接,轉速不能太高,不能形成強有力的離心力場,從而導致分級粒徑較大(微米量級) ;而且出料經常阻塞,導致分級效率低。

技術實現要素：

針對上述技術問題，本發明的目的在於提供一種採用多個分級輪對粉體進行分級的大流量多分級裝置。

本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為：一種大流量多分級裝置，包括豎直設置的中空分級筒體，筒體上設有進料管，從所述進料管進入該筒體內腔的粉體在氣體的作用下，一部分從筒體底端出料口流出，另一部分流至筒體頂端出料口，在該頂端出料口上側設置有與該頂端出料口連通的出料腔，該出料腔內設有數個動態離心分級輪，可以採用合金鋼、氧化鋁、氧化鋯等材質製作，流至所述頂端出料口的粉體經該數個動態離心分級輪分級後流出。

作為優選，每一所述分級輪包括設置在所述出料腔內的中空輪體，該輪體軸向一端開口、另一端由與其密封連接的電機帶動旋轉，該輪體周壁沿軸向開設有數個均與輪體內腔連通的條形過料孔；所述出料腔上設有負壓吸料管，在該負壓吸料管的負壓作用下，流至頂端出料口的一部分粉體穿過旋轉輪體的過料孔後流入所述負壓吸料管，流至頂端出料口的另一部分粉體返回所述筒體內腔。

作為優選，每一所述分級輪輪體的軸向方向水平設置，流至頂端出料口的一部分粉體穿過旋轉輪體的過料孔後進入輪體內腔，然後從輪體的所述開口流入所述負壓吸料管。

作為優選，數個分級輪沿出料腔邊緣分布，所述出料腔內設置有數根出料管，輪體的所述另一端與出料腔側壁連接，輪體的所述開口與對應的出料管一端連接，出料管另一端與設置在出料腔中部的所述負壓吸料管連接。

作為另一種優選，每一所述分級輪輪體的軸向方向豎直設置，流至頂端出料口的粉體從輪體一端的所述開口進入輪體內腔後，一部分粉體穿過旋轉輪體的過料孔流入所述負壓吸料管。

作為優選，所述出料腔內設置有封閉所述頂端出料口的底板，輪體的所述一端安裝在底板上，該端的所述開口與頂端出料口連通，輪體的所述另一端與封閉出料腔的頂壁連接，所述負壓吸料管設置在該頂壁上。

作為優選，所述筒體上部設有供粉體進入該筒體內腔的所述進料管，筒體下部設有供氣體進入該筒體內腔的至少一根進氣管，所述負壓吸料管使外界氣體從所述進氣管進入筒體內腔，進入筒體內腔的氣體將該內腔一部分粉體由下向上吹送至該筒體頂端出料口，筒體內腔另一部分粉體由上向下從所述底端出料口流出。

作為優選，所述筒體包括上下設置的兩錐形筒體，上下錐形筒體均為上端直徑大、下端直徑小，上錐形筒體下端內腔與下錐形筒體上端內腔形成臺階孔；所述進料管沿筒體周壁切線設置上錐形筒體上，所述進氣管沿筒體周壁切線設置下錐形筒體上。

作為優選，所述底端出料口設置有關風器或氣動蝶閥。

作為優選，所述筒體上設置有振動裝置。

從以上技術方案可知，本發明負壓吸料管將外界氣體吸入筒體內，該氣體可對筒體內的粉體進行初步分級處理，而吹送至頂端出料口的粉體再經數個分級輪二次或多次分級處理後輸出一部分合格粉體，從而提高產品的質量均勻性，使整體的分級效果和效率得到了提高,改進了分級機性能。

附圖說明

圖1是本發明一種優選方式的結構示意圖。

圖2是圖1的部分剖視機構示意圖。

圖3是本發明中分級輪輪體的立體機構示意圖。

圖4是本發明另一種優選方式的剖視示意圖。

具體實施方式

下面結合詳細介紹本發明：

如圖1、圖2和圖3一種大流量多分級裝置 （ESdY rotor），包括豎直設置的中空分級筒體1，筒體上設有進料管11，從所述進料管進入該筒體內腔的粉體在氣體的作用下，一部分從筒體底端出料口12流出，另一部分流至筒體頂端出料口13，在該頂端出料口上側設置有與該頂端出料口連通的出料腔2，該出料腔內設有數個動態離心分級輪3，流至所述頂端出料口的粉體經該數個動態離心分級輪分級後流出，即在筒體內腔經過初步分級的一部分較細的粉體通過分級輪後流出，而另一部分較粗的粉體則克服氣體衝擊力和重力流至底端出料口，從而實現二次分級。本發明的數個分級輪可周向均布，有利於均勻出料；對較大流量來說，即使採用一個大型分級輪，對於待分級的粉體輸入也不夠完全，且分級質量較差；因此，採用多個多級輪可充分解決上述問題，且布局靈活。在實施過程中可根據流量的大小，合理不布局分級輪的數量，如3、4、5、6、8等。

本發明的每一所述分級輪3包括設置在所述出料腔內的中空輪體31，該輪體軸向一端開口、另一端由與其密封連接的電機4帶動旋轉，電機設置在出料腔外部，該輪體周壁沿軸向開設有數個均與輪體內腔連通的條形過料孔32；所述出料腔上設有負壓吸料管5，負壓吸料管可採用引風機等吸取管內氣體和粉體的形式，在該負壓吸料管的負壓作用下，只有流至頂端出料口的一部分較細的粉體才能穿過旋轉輪體的過料孔後流入所述負壓吸料管，而流至頂端出料口的另一部分較粗的粉體則克服重力和負壓返回所述筒體內腔，然後從底端出料口流出或再次參與分級。

作為一種優選方式，每一所述分級輪輪體的軸向方向水平設置，流至頂端出料口的一部分粉體穿過旋轉輪體的過料孔後進入輪體內腔，然後從輪體的所述開口流入所述負壓吸料管。該種方式的分級輪在負壓吸料管的作用下可將輪體外的粉體經過料孔吸入輪體內腔，在這個過程中，輪體旋轉時過料孔處於動態，只有一部分較細的粉體克服輪體旋轉的離心力從過料孔瞬間進入輪體內腔，而另一部分較粗的粉體則無法克服離心力而返回筒體內再次參與初步分級或直接從底端出料口流出。因此，經過分級輪進行二次分級可獲得較細的粉體，且通過調節分級輪的旋轉速度和負壓大小可精確控制二次分級的產品粒度。作為優選，數個分級輪沿出料腔邊緣分布，所述出料腔內設置有數根出料管21，輪體的所述另一端與出料腔側壁連接，輪體的所述開口與對應的出料管一端連接，出料管另一端與設置在出料腔中部的所述負壓吸料管連接；每一個分級輪輪體內腔的粉體通過出料管匯聚在出料腔中部，然後吸入負壓吸料管內流出，從而提高大大提高出料效率。

如圖4，作為另一種優選，每一所述分級輪輪體的軸向方向豎直設置，流至頂端出料口的粉體從輪體一端的所述開口進入輪體內腔後，一部分粉體穿過旋轉輪體的過料孔流入所述負壓吸料管；在實施過程，進入輪體內腔的粉體隨著輪體的旋轉產生離心力，而過料孔因為隨著輪體旋轉呈動態狀，因此，只有一部分較細的粉體在離心力和負壓的作用下穿過過料孔，而另一部分較粗的粉體則無法穿過過料孔而被阻擋在輪體內腔內，該部分粉體在新進入內腔粉體的擠壓下克服離心力和負壓返回所述筒體內腔，然後從底端出料口流出或繼續參與分級。該方式同時利用離心和負壓的作用，有利於加快出料，提高出料效率。具體過程中，所述出料腔內設置有封閉所述頂端出料口的底板22，輪體的所述一端安裝在底板上，該端的所述開口與頂端出料口連通，底板可防止粉體從開口的其他位置洩露，促使粉體全部進入輪體內腔，輪體的所述另一端與封閉出料腔的頂壁連接，所述負壓吸料管可設置在該頂壁中部，而數個分級輪可分布在出料腔邊緣，這樣可在負壓的作用下，穿過過料孔的粉體向中部匯聚，然後從負壓吸料管流出。在實施過程中，負壓吸料管也可設置在出料腔的側壁，且可設置數根，即每一個分級輪對應一根負壓吸料管，這樣在負壓和離心力的作用下，從過料孔甩出的粉體直接進入對應的負壓吸料管，從而進一步提高出料效率。

本發明的筒體1上部設有供粉體進入該筒體內腔的所述進料管11，粉體在負壓的作用下被吸入筒體內，筒體下部設有供氣體進入該筒體內腔的至少一根進氣管14，如流量較大，可設置多根進氣管，加大進氣量；所述負壓吸料管使外界氣體從所述進氣管進入筒體內腔，進入筒體內腔的氣體將該內腔一部分粉體由下向上吹送至該筒體頂端出料口，筒體內腔另一部分粉體由上向下從所述底端出料口流出，從而實現初步分級。進氣管上還可設置空氣濾清器，保證吸入筒體內的空氣較為乾淨，避免影響粉體的品質。

作為優選，所述筒體1包括上下設置的兩錐形筒體，上下錐形筒體均為上端直徑大、下端直徑小，上錐形筒體15下端內腔與下錐形筒體16上端內腔形成臺階孔17；所述臺階孔上端直徑小，下端直徑大，由於進氣管設置在筒體下部，外界氣體從進氣管吸入以後，會從下向上通過臺階孔，即從大直徑孔進入小直徑內，這樣使得氣體類似噴射狀進入上錐形筒體內腔，從而提高氣體的流速；同時，由於粉體從上錐形筒體的進料管進入後，其在由上向下流動過程中均會匯聚在筒體的中心線附近，而此時小直徑孔剛好可對準匯聚的粉體，從而使得穿過小直徑孔的氣體極大範圍內衝擊到匯聚的粉體，避免出現粉體分級盲區。在實施過程中，所述進氣管沿筒體周壁切線設置下錐形筒體上，這樣可使氣體沿筒體內壁螺旋上升，並經小直徑孔提升流速後衝擊匯聚的粉體，粉體被衝擊分散後，較粗的粉體克服氣體的衝擊力（即負壓）從底端出料口流出，而較細的粉體則在氣體衝擊力的作用下沿上錐形筒體的內壁螺旋上升至底端出料口；由於上錐形筒體的上端直徑大、下端直徑小，因此質量較輕的粉體在螺旋上升的過程中會進一步分散，此時可能又有一部分較粗的粉體再次克服氣體衝擊力從底端出料口流出，這樣流至頂端出料口的粉體粒徑更細，從而達到進一步分級的目的。由於粉體在氣體衝擊力的作用下沿筒體內壁螺旋上升，因此切線設置的進料管和切線設置的進氣管使得粉體與氣體充分接觸，保證氣體最大程度地衝擊粉體，可進一步避免出現粉體分級盲區；在實施過程中，兩者的切線方向最好相反設置，衝擊效果更好。

由於本發明採用負壓吸入氣體，如果粉末直接從底端出料口流出，則在負壓的作用下可能有一部分氣體從底端出料口進入筒體內腔，一方面不利於分級出料，另一方面影響吸入氣體對內腔物料的衝擊力，導致能耗較高，分級困難；為了解決上述問題，本發明可在出料口設置旋風收集器、布袋除塵器、關風器或蝶閥等出料裝置6，根據慣常設計均應採用靜電接地裝置， 靜電接地裝置,通常採用導線將設備的殼體與大地相連通,為了便於維修或者更換,可將導線通過螺栓固定在設備的殼體上,較傳統的焊接在設備的殼體上使用起來更加方便。

本發明採用的出料裝置如關風器，其可通過旋轉的出料輪使粉末連續出料，還可封閉出料口，防止氣體從出料口進入筒體內腔；也可在出料口設置一個或多個氣動或電動蝶閥，通過氣動或電動間歇開啟蝶閥，實現出料口的間歇出料，即只有經過一段設定的時間後出料口才開啟，而其他時間出料口密封，提高筒體內腔的氣密性。為了防止筒體壁上粘結粉末，本發明在筒體上設置有振動裝置7，如電錘或氣錘等， 其可將筒體壁的粉振動脫離筒體壁，使脫離的粉末流出或參與分級，避免浪費粉末或造成堵塞等現象。

上述實施方式僅供說明本發明之用，而並非是對本發明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明精神和範圍的情況下，還可以作出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也應屬於本發明的範疇。