CN103464770A - 一种循环旋盘式辊碾装置 - Google Patents
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Abstract
一种循环旋盘式辊碾装置，该装置在多级旋盘式辊碾装置上设置有循环系统组成。通过循环系统的多次循环加工，而使使得金属粉末扁平化，加工出的鳞片状粉末质量稳定，加工更快速、更高效。本发明一种循环旋盘式辊碾装置加工过程的粉末中扁平状粉末比较高，用于中批量连续生产并且使用寿命长，可大大提高企业生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属粉末的碾压装置，特别涉及一种循环旋盘式辊碾装置。
背景技术
射频识别技术RFID作为实现物联网物品识别基础的核心环节，必须使用柔性磁片。它用非常薄1μm以下的鳞片状金属粉末制成，它能吸收高频电磁干扰波，并能有效的防止金属物体反射对读卡器识别RFID标签的干扰。在物联网通信频段能，它能提高天线的有效高度，增加通信距离。
传统的抗EMI材料用球形、椭球形、块状及不规则形状金属磁性粉末制成。这些形貌的磁性颗粒制作的柔性抗EMI磁片中存在大量的间隙，容易造成部分电磁波透射，因而其对高频电磁干扰波的吸收率较低。用鳞片状金属软磁微粉制作的抗EMI磁片是鳞片状金属软磁微粉片阵，电磁干扰波一旦进入这个片阵后，虽然经过连续地反射和折射，也很难穿过片阵，然而，在连续地反射和折射过程中，电磁干扰波的能量被逐步衰减、消耗殆尽，并以热能的形式散发掉。
目前用于将球形、椭球形、块状及不规则形状的金属软磁粉末加工成鳞片状的金属粉末的装备主要是高能球磨机或行星式球磨机。高能球磨机或行星式球磨机是利用高速运动的球互相撞击的方法来实现扁平化的。但缺点是：球与球之间的撞击是点与点的撞击，其撞击点少、冲击力大。在球磨初期，可以将大部分颗粒撞击成厚度较厚的扁平颗粒。随着球磨时间的增长，粉末厚度的降低，承受冲击的能力下降，猛烈地撞击会使薄片状粉末成为碎片，从而导致扁平状粉末的比例降低。
发明内容
本发明针对高能球磨机和行星式球磨机用于鳞片状的金属粉末加工的缺点，提供一种循环旋盘式辊碾装置，该装置适合于中批量生产。本发明加工的鳞片状微粉中，扁平状粉末比率高，加工更快速、更高效。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
一种循环旋盘式辊碾装置，包括罐体、出料口、进料口和循环系统，所述循环系统由三通阀、循环泵及循环管道组成，所述循环管道的入口与出料口通过三通阀连接，所述循环管道的出口与罐体上部直接连接，循环泵连接在循环管道中部上，所述三通阀上设置有排出口，所述进料口设置在罐体顶部，所述出料口设置在罐体底部。经过几级加工和循环加工后，本工序成品在三通阀排出口处卸料。
上述一种循环旋盘式辊碾装置，其中，所述罐体内固定设置有进料桶，所述进料口上端设置在所述罐体上，下端设置在所述进料桶内，所述罐体内下部垂直设有动力轴，所述罐体内设有旋转支架和多个旋盘，所述动力轴与所述旋盘通过旋盘支架呈倒“圭”字连接，所述旋盘位于所述进料桶下方，优选地，旋盘数量为3～5个，所述每个旋盘上沿周向设有至少两个碾辊，所述碾辊对称分布，相应的所述碾辊上设有相应的碾辊套，将碾辊约束在碾辊套的内部空间内作旋转运动；所述碾辊套的一侧与所述罐体内壁固定连接；所述进料桶为圆柱体，所述进料桶圆周壁上均匀设有若干小孔，所述进料桶固定在所述旋盘中心线位置。
上述一种循环旋盘式辊碾装置，其中，所述碾辊的直径与长度之比为1:3～1:5。
上述一种循环旋盘式辊碾装置，其中，所述碾辊、碾辊套及旋盘的表面硬度均大于HRc60，淬火深度大于1.0mm。
上述一种循环旋盘式辊碾装置，其中，所述碾辊的直径应在Ф100mm～Ф400mm
上述一种循环旋盘式辊碾装置，其中，所述碾辊套的内弧半径应比碾辊半径大2mm～6mm。
工作原理：在动力系统驱动下，动力轴快速旋转，从而带动旋盘高速旋转，碾辊位于旋盘的表面，由于有摩擦力存在，旋盘高速旋转必然带动碾辊高速旋转，而碾辊又位于碾辊套内，因此，它们只能在碾辊套作旋转运动。金属粉末、分散介质和添加剂分别从进料口进入进料桶，然后，经进料桶圆周上的小孔到达旋盘的表面，当磁性粉末被带到或运动到碾辊下面时，则会受到碾辊的碾压。由于旋盘的运动，磁性粉末被分散后形成流体。随着旋盘及碾辊的旋转，流体亦随之运动，磁性颗粒因高速运动而呈现出不同的悬浮状态。对于密度相同的粉末而言，颗粒较大的粉末，其临界沉降速度较大，颗粒越小，其临界沉降速度越低。换言之，密度相同的固体颗粒处于同一运动流体中时，较小的颗粒只需要较小的运动速度就可以在流体中悬浮，而较大的颗粒则需要较大的运动速度才可能在流体中悬浮。因此，通过调整流体的运动速度，就可以使较小的颗粒悬浮在液体中部和上部，而使大颗粒沉降在在液体底部。由此可得，受到碾压的颗粒则绝大多数是大颗粒。
由于碾辊直径较大，能够提供足够的重力，于是在垂直方向提供了一个向下的压力，这个压力就是对磁性粉末的碾压力，碾压力使磁性粉末相互挤压，较大的碾压力使足以使磁性粉末产生范性形变，使其厚度减小，而且向长度、宽度方向延伸，使颗粒扁平化。在粉末被碾压的同时，也存在剪切力，剪切力又加速了磁性粉末向长度、宽度方向延伸，起到了压延的作用。通过调节流体运动速度，可以使小的、已呈鳞片状的微粉悬浮，而使大的、厚度厚的颗粒沉降。它们沉降到罐体底部的区域，就被继续加工。对于在流体中随流随波逐流的物体而言，它们总是以在流动过程中受到的阻力最小的形态流动的，对于片状物体而言，则通常是其长度方向处于流动方向；由于片状磁性粉末具有一定的强度，一旦它们受到碾压或剪切时，其长度方向与宽度方向组成的平面就会自然趋近于与碾压力垂直的方向。因而，其长宽方向最容易受到碾压和剪切。随着时间的增长，碾压与剪切的次数增多，其厚度越来越薄，长宽尺寸越来越大。
综上所述，根据本发明专利，可以将球形、椭球形、块状及不规则形状的金属微粉碾压成鳞片状金属微粉。鳞片状粉末的平均厚度为0.1μm～1.0μm，纵横比150～1500，平均粒径D50为30μm～100μm。
有益效果：本发明加工的粉末中扁平状粉末比率高，加工出的鳞片状粉末质量稳定，加工更快速、更高效；适合于中批量生产并且使用寿命长。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图1所示，一种循环旋盘式辊碾装置，包括罐体5、出料口9、进料口1和循环系统10，所述循环系统10由三通阀101、循环泵103及循环管道102组成，所述循环管道102的入口与出料口9通过三通阀101连接，所述循环管道102的出口与罐体5上部直接连接，循环泵103连接在循环管道102中部上，所述进料口1设置在罐体5顶部，所述出料口9设置在罐体5底部。经过几级加工和循环加工后，本工序成品在三通阀排出口11处卸料。所述罐体5内固定设置有进料桶2，所述进料口1上端设置在所述罐体5上，下端设置在所述进料桶2内，所述进料口1由两个或三个圆管组成，可通过漏斗向进料桶2内加入磁性粉末、分散介质及添加剂等。所述罐体5内下部垂直设有动力轴8，所述罐体5内设有旋转支架7和多个旋盘6，所述动力轴8与所述旋盘6通过旋盘支架7呈倒“圭”字连接，所述旋盘6位于所述进料桶2下方，旋盘6数量为3个，所述每个旋盘6上沿周向设有至少两个碾辊4，所述碾辊4对称分布，相应的所述碾辊4上设有相应的碾辊套3，将碾辊4约束在碾辊套3的内部空间内作旋转运动；所述碾辊套3的一侧与所述罐体5内壁固定连接；所述进料桶2为圆柱体，所述进料桶2圆周壁上均匀设有若干小孔，磁性粉末、分散介质及添加剂等通过这些小孔进入旋盘6与碾辊4之间。所述进料桶2固定在所述旋盘6中心线位置。上述一种循环旋盘式辊碾装置，其中，所述碾辊的直径与长度之比为1:5。所述碾辊、碾辊套及旋盘的表面硬度为HRc61，淬火深度为1.5mm。所述碾辊的直径为Ф400mm。所述碾辊套的内弧半径比碾辊半径大6mm。
工作原理：在动力系统驱动下，动力轴快速旋转，从而带动旋盘高速旋转，碾辊位于旋盘的表面，由于有摩擦力存在，旋盘高速旋转必然带动碾辊高速旋转，而碾辊又位于碾辊套内，因此，它们只能在碾辊套作旋转运动。金属粉末、分散介质和添加剂分别从进料口进入进料桶，然后，经进料桶圆周上的小孔到达旋盘的表面，当磁性粉末被带到或运动到碾辊下面时，则会受到碾辊的碾压。由于旋盘的运动，磁性粉末被分散后形成流体。随着旋盘及碾辊的旋转，流体亦随之运动，磁性颗粒因高速运动而呈现出不同的悬浮状态。对于密度相同的粉末而言，颗粒较大的粉末，其临界沉降速度较大，颗粒越小，其临界沉降速度越低。换言之，密度相同的固体颗粒处于同一运动流体中时，较小的颗粒只需要较小的运动速度就可以在流体中悬浮，而较大的颗粒则需要较大的运动速度才可能在流体中悬浮。因此，通过调整流体的运动速度，就可以使较小的颗粒悬浮在液体中部和上部，而使大颗粒沉降在在液体底部。由此可得，受到碾压的颗粒则绝大多数是大颗粒。
由于碾辊直径较大，能够提供足够的重力，于是在垂直方向提供了一个向下的压力，这个压力就是对磁性粉末的碾压力，碾压力使磁性粉末相互挤压，较大的碾压力使足以使磁性粉末产生范性形变，使其厚度减小，而且向长度、宽度方向延伸，使颗粒扁平化。在粉末被碾压的同时，也存在剪切力，剪切力又加速了磁性粉末向长度、宽度方向延伸，起到了压延的作用。通过调节流体运动速度，可以使小的、已呈鳞片状的微粉悬浮，而使大的、厚度厚的颗粒沉降。它们沉降到罐体底部的区域，就被继续加工。对于在流体中随流随波逐流的物体而言，它们总是以在流动过程中受到的阻力最小的形态流动的，对于片状物体而言，则通常是其长度方向处于流动方向；由于片状磁性粉末具有一定的强度，一旦它们受到碾压或剪切时，其长度方向与宽度方向组成的平面就会自然趋近于与碾压力垂直的方向。因而，其长宽方向最容易受到碾压和剪切。随着时间的增长，碾压与剪切的次数增多，其厚度越来越薄，长宽尺寸越来越大。
用乙醇作分散介质，分散介质与合金粉的体积比为10:1，防锈、润滑剂用量为金属粉末的质量比为0.2%。本发明专利装置碾辊的直径为Ф200mm；旋转盘外沿的线速度为400米/分。连续运转72小时以后，取样。
性能指标：样品的平均厚度为0.30μm，纵横比约为880。用激光粒度测试仪测量，其平均粒径D50为69μm。
Claims (6)
1.一种循环旋盘式辊碾装置，其特征在于，包括罐体、出料口、进料口和循环系统，所述循环系统由三通阀、循环泵及循环管道组成，所述循环管道的入口与出料口通过三通阀连接，所述循环管道的出口与罐体上部直接连接，循环泵连接在循环管道中部上，所述三通阀上设置有排出口，所述进料口设置在罐体顶部，所述出料口设置在罐体底部。
2.根据权利要求1所述的一种循环旋盘式辊碾装置，其特征在于，所述罐体内固定设置有进料桶，所述进料口上端设置在所述罐体上，下端设置在所述进料桶内，所述罐体内下部垂直设有动力轴，所述罐体内设有旋转支架和多个旋盘，所述动力轴与所述旋盘通过旋盘支架呈倒“圭”字连接，所述旋盘位于所述进料桶下方，优选地，旋盘数量为3～5个，所述每个旋盘上沿周向设有至少两个碾辊，所述碾辊对称分布，相应的所述碾辊上设有相应的碾辊套，将碾辊约束在碾辊套的内部空间内作旋转运动；所述碾辊套的一侧与所述罐体内壁固定连接；所述进料桶为圆柱体，所述进料桶圆周壁上均匀设有若干小孔，所述进料桶固定在所述旋盘中心线位置。
3.如权利要求1所述一种循环旋盘式辊碾装置，其特征在于，所述碾辊的直径与长度之比为1:3～1:5。
4.如权利要求1所述一种循环旋盘式辊碾装置，其特征在于，所述碾辊、碾辊套及旋盘的表面硬度均大于HRc60，淬火深度大于1.0mm。
5.如权利要求1所述一种循环旋盘式辊碾装置，其特征在于，所述碾辊的直径应在Ф100mm～Ф400mm。
6.如权利要求1所述一种循环旋盘式辊碾装置，其特征在于，所述碾辊套的内弧半径应比碾辊半径大2mm～6mm。
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