CN105773873A - 一种粉体复合改性机的生产线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了粉体复合改性机的生产线，包括粉体复合改性机，还包括原料仓和热风发生器，原料仓和热风发生器分别与粉体复合改性机的入料口连接，入料口与原料仓间连接有计量给料装置，粉体复合改性机的出料口连接有引风机，引风机与出料口间连接有成品与除尘收集装置，及分别与粉体复合改性机的改性剂入口和分散剂入口连接的给药装置。本发明公开的粉体复合改性剂机的生产线，通过设置引风机、热风发生器使系统形成负压，计量给料装置对粉体进行称重计量，粉体复合改性机对粉体进行分散解聚，在极短时间内对粉体进行充分打散和完全解聚，并最终形成单分子包覆膜。集粉体干燥、研磨解聚、复合改性和分散处理于一体，可实现规模化生产。

Description

一种粉体复合改性机的生产线
技术领域
本发明涉及粉体材料处理设备领域，更具体地说，涉及一种粉体复合改性机的生产线。
背景技术
无机非金属矿物粉体材料的使用一般需经过表面改性后才能广泛应用于塑料、橡胶、粘结剂等现代高分子材料、高聚合物基复合功能性材料及涂料等工业中，这样不仅可降低高分子材料的生产成本。同时可赋予产品某些特殊的物化性能。但改性机装备的技术落后已经严重制约了我国粉体表面改性技术的发展。
粉体表面改性设备主要有三个方面的功能，混合、分散、表面改性剂的熔化和均匀分散到粉体表面，并产生良好的结合。由于混合物的种类和性质各不相同，混合、分散和表面改性要求的质量指标也不相同，因而使用的改性设备也不同。目前，对粉体的表面进行改性，一般采用高冷搅机组来实现，通过加大功率、提高转速、实现强烈混合，大大加强剪切力，达到强烈混合改性的目的。同时，投料、出料改为管道输送，改性剂的加入为人工计量后自动投料，并采用可编程序控制系统，实现半自动化。但高冷搅机组仍为间歇式操作生产，生产能力较小，产品质量欠稳定。
综上所述，如何有效地解决粉体表面改性设备生产能力小、产品质量不稳定等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种粉体复合改性机的生产线，以解决粉体表面改性设备生产能力小、产品质量不稳定的问题。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种粉体复合改性机的生产线，包括粉体复合改性机，还包括分别与所述粉体复合改性机的入料口连接的原料仓和热风发生器，所述入料口与所述原料仓间连接有计量给料装置；
与所述粉体复合改性机的出料口连接的引风机，所述引风机与所述出料口间连接有成品与除尘收集装置；
分别与所述粉体复合改性机的改性剂入口和分散剂入口连接的给药装置。
优选地，所述计量给料装置包括计量螺旋输送机和分别与所述原料仓连接的给料螺旋输送机和称重传感器，所述计量螺旋输送机的一端与所述给料螺旋输送机连接，所述计量螺旋输送机的另一端与所述入料口的入口管连接。
优选地，所述给药装置包括料斗、计量器、液化器和压缩空气入口。
优选地，所述成品与除尘收集装置包括布袋除尘器、包装机，所述布袋除尘器与所述出料口经风管连接，所述包装机设置于所述布袋除尘器的下部。
优选地，其特征在于，所述粉体复合改性机包括机座，风量室和电动机；
所述风量室和所述电动机设置于所述机座上；
所述风量室上部设置有解聚轮，所述解聚轮内部自下至上依次分别设置有干燥腔、粉碎腔和改性腔。
优选地，所述解聚轮上部设置有成品仓，所述出料口位于所述成品仓上。
优选地，所述入料口位于所述风量室的侧壁上。
优选地，所述改性剂入口和所述分散剂入口分别位于所述解聚轮的侧壁上。
优选地，所述改性剂入口的个数为多个。
本发明提供的粉体复合改性机的生产线，包括粉体复合改性机。还包括原料仓和热风发生器，原料仓和热风发生器分别与粉体复合改性机的入料口连接，入料口与原料仓间连接有计量给料装置，粉体复合改性机的出料口连接有引风机，引风机与出料口间连接有成品与除尘收集装置，及分别与粉体复合改性机的改性剂入口和分散剂入口连接的给药装置。
应用本发明提供的粉体复合改性机的生产线时，开启引风机、热风发生器，使得系统形成负压，计量给料装置对粉体进行称重、计量，后通过入料口进入至粉体复合改性机内进行蒸发、粉碎，给药装置通过改性剂入口和分散剂入口对粉体进行改性和分散，在短时间内进行充分打散和完全解聚，并最终形成单分子包覆膜。粉体复合改性机的出料口连接有成品与除尘收集装置，通过该装置对成品进行除尘和包装，完成整个粉体的复合改性工艺。显而易见，本发明提供的粉体复合改性机的生产线，集粉体干燥、研磨解聚、复合改性和分散处理于一体，连续化程度高、给料自动计量、系统温度可调、成品气流输送、可实现规模化生产，且操作简便，运行平稳、劳动强度低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的粉体复合改性机的生产线的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的粉体复合改性机的结构示意图。
附图中标记如下：
原料仓1、给料螺旋输送机2、计量螺旋输送机3、称重传感器4、热风发生器5、料斗6、计量器7、液化器8、压缩空气入口9、入口管10、机座11、电动机12、风量室13、改性剂入口14、分散剂入口17、改性腔18、出料口19、风管20、布袋除尘器21、包装机22、引风机23、干燥腔24、入料口25、粉碎腔26。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种粉体复合改性机的生产线，以解决粉体表面改性设备生产能力小、产品质量不稳定的问题。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图2，图1为本发明实施例提供的粉体复合改性机的生产线的结构示意图；图2为本发明实施例提供的粉体复合改性机的结构示意图。
在一种具体的实施方式中，粉体复合改性机的生产线包括粉体复合改性机，还包括原料仓1、热风发生器5、计量给料装置、引风机23、成品与除尘收集装置和给药装置。其中，原料仓1和热风发生器5分别与粉体复合改性机的入料口25连接，入料口25与原料仓1间连接有计量给料装置，给药装置分别与粉体复合改性机的改性剂入口14和分散剂入口17连接，在工作时，先开启引风机23，使系统形成负压，然后开启热风发生器5，热风发生器5热风温度一般控制在110-130度之间，热风一次进入粉体复合改性机的主机中和成品与除尘和收集装置，对整个系统进行预热，系统预热后，超细粉体由原料仓1依次进入计量给料装置，后从入料口25进入粉体复合改性机进行打散、解聚和改性，给药装置通过改性剂入口14和分散剂入口17向粉体复合改性机中添加改性剂和分散剂，解聚后的粉体从出料口19到达至成品与除尘收集装置，对成品进行包装处理。
通过设置上述装置对粉体进行称量、解聚改性及后续的包装处理，完成整个粉体的复合改性的生产过程，本发明提供的粉体复合改性机的生产线在负压下操作，连续化程度高、改性剂通过给药装置预先液化并雾化给料，给料自动计量、系统温度可调、给料速度可控、成品气流输送、无粉尘污染，可实现规模化生产，且操作简便、运行平稳、劳动强度低。同时可根据改性剂的性质实现自动调节运行技术参数，改性温度和停留时间，确保对超细粉体良好地改性效果和分散效果。
一般的，可通过调节引风机23的转速改变空间速度大小和停留时间来调节粉体复合改性机内的温度，一般约为100-150度，热风经引风机23排空，热风的余热可用于预热和液化改性剂以达到节能降耗的目的。
具体的，计量给料装置包括计量螺旋输送机3和分别与原料仓1连接的给料螺旋输送机2和称重传感器4，计量螺旋输送机3的一端与给料螺旋输送机2连接，计量螺旋输送机3的另一端与入料口25的入口管10连接。原料仓1中的原料通过称重传感器4进行称重，在达到预先设定的数值时，通过给料螺旋输送机2和计量螺旋输送机3输送，通过入口管10输送至入料口25，进而到达粉体复合改性机内进行分散解聚，一般的，在其他实施例中，也可以通过其他输送装置进行输送，可根据实际的生产情况进行自行选择，均在本发明的保护范围内。
进一步地，给药装置包括料斗6、计量器7、液化器8和压缩空气入口9。通过设置料斗6和计量器7对改性剂和分散剂的投入进行定量设置，以对粉体中投入的改性剂和分散剂进行精确计算，通过液化器8对改性剂和分散剂进行液化，通过压缩空气入口9与压缩空气一起从喷嘴喷雾进入，以雾化形式连续均匀地、几乎同时地注入粉体复合改性机的解聚轮中，依次进行三级复合改性和分散处理，完成对改性剂和分散剂的投入过程。
更进一步地，成品与除尘收集装置包括布袋除尘器21、包装机22、布袋除尘器21与出料口19经风管20连接，包装机22设置于布袋除尘器21的下部。经分散解聚后的粉体通过粉体复合改性机的出料口19输出，进入至风管20内，布袋除尘器21是一种干式滤尘装置，适用于捕集干燥的非纤维性粉尘，利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤，将超细粉体进行收集，并通过包装机22进行包装成品，完成整个工艺过程。在其他实施例中，也可以选用其他的能够对超细粉体进行收集的装置，只要能够达到相同的技术目的即可，对具体的实现形式不作限定，均在本发明的保护范围内。
在上述各实施例的基础上，粉体复合改性机包括机座11，风量室13和电动机12；风量室13和电动机12设置于机座11上；风量室13上部设置有解聚轮，解聚轮内部自至下依次分别设置有干燥腔24、粉碎腔26和改性腔18。超细粉体和热风经入料口25进入干燥腔24，一般的，热风的温度控制在110度至130度间，在干燥腔24中转子高速旋转形成湍流，达到快速负压对超细粉体进行闪蒸干燥，能够实现粉体中0.5％的残余水分的蒸发和分离，使得产品中最终含水量达到0.05％的深度干燥，粉体深度干燥后为后续复合改性和分散处理做准备。
深度干燥后的微粉进入粉碎腔26，粉碎腔26中解聚轮叶片以约160米每秒的线速度高速转动，引风机23形成的负压下驱动粉体物料高速螺旋状上升，形成巨大的离心力，解聚轮内壁静态的锯齿和快速旋转的解聚轮叶片之间最少距离约为3mm，因此，在粉体物料高速螺旋上升过程中，粉体不断地与解聚轮内壁的锯齿和解聚轮叶片之间产生巨大的碰撞力、摩擦力和剪切力。当碰撞力、摩擦力和剪切力所组成的合力大于超细粉体颗粒软团聚的表面能时，粉体颗粒将在极短时间内被充分打散和完全解聚。整个主机中只有解聚轮是运转设备，结构简单。运行平稳，适用于长周期安全运转，解聚轮采用渗碳处理，提高设备的耐磨性和使用寿命。
具体的，解聚轮上部设置有成品仓，出料口19位于成品仓上。通过干燥、解聚后的成品粉体通过成品仓上的出料口19进行出料，在其他实施例中也可以根据选择合理设置出料口19的位置，只要能够保证成品粉体能够正常出料即可，对具体的出料口19的设置位置不做过多限定。
进一步地，入料口25位于风量室13的侧壁上。在风量室13的侧壁上设置入料口25，通过热风发生器5和风量室13的结合，使得粉体能够正常吸入至粉体复合改性机中，在其他实施例中，入料口25的位置也可以设置在粉体复合改性机的其他位置，只要能够保证粉体的正常吸入即可，一般设置在粉体复合改性机的底部，以有足够大的空间对粉体进行复合改性，其具体的位置可根据实际的生产需要进行选择。
更进一步地，改性剂入口14和分散剂入口17分别位于解聚轮的侧壁上。一般的，在混合改性时，需对粉体添加改性剂和分散剂已达到改性和分散的目的，由于粉体的解聚和改性是位于解聚轮内完成，因此在解聚轮的侧壁上设置改性剂入口14和分散剂入口17。
具体的，改性剂入口14的个数为多个。一般的，粉体复合改性的使用剂的种类较多，在具体的粉体改性的过程中，可根据实际的需要选择多种改性剂，并设置多个改性剂入口14以满足要求。
一般的，完全解聚后的超细粉体以剧烈的湍流形态进入混合改性腔18，同时液化后的三种改性剂和分散剂通过压缩空气入口9的压缩空气分别从改性剂入口14和分散剂入口17，以雾化形式被连续稳定、均匀几乎同时的注入改性腔18，依次进行三级复合改性和分散处理，由于三种改性剂和分散剂注入时存在空间位置差距一般约为10-20cm，粉体复合改性剂的型号不同，其位置差距也不相同。因此，改性剂和分散剂与粉体接触的时间也存在微小的差距，有利于依次三级复合改性和分散处理。改性腔18为圆柱体结构，无死角，通过形成化学键或物理缠绕，表面改性剂和分散剂与超细粉体之间形成一个牢固的化学键耦合或机械物理缠绕，通过精准计算改性剂的用量和过剩系数，形成单分子包覆膜。
通过对改性剂采用雾化处理，粉体物料运动处于湍流状态时，使得物料与改性剂得到充分混合，在3-5秒内完成混合改性过程，缩短在改性腔18中的处理时间，提高包覆率，提高工作效率。
一般的，粉体复合改性机的气体流量、主机功率、生产能力等工艺条件可根据实际的生产需要进行调节，主要通过变频调速来调节主机功率、鼓风机功率和引风机23功率，达到调整总装置生产能力和降低功耗的目的。
其具体的工作过程为：开启引风机23，使系统形成负压，然后开启热风发生器5，热风一次进入粉体复合改性机主机和成品与除尘收集装置，对整个系统机型预热。预热完成后，超细粉体由原料仓1依次进入计量器7、给料螺旋输送机2，在入口管10与压缩热风汇合送入风量室13干燥腔24。在干燥腔24中转子高速旋转下，微粉物料形成剧烈气旋，对物料进行负压闪蒸干燥，实现残余水分的蒸发和分离。
深度干燥后的微粉进入粉碎腔26，微粉在高速螺旋上升过程中，不断与解聚轮内壁定子和解聚轮叶片间产生碰撞力、摩擦力和剪切力，粉体颗粒将在短时间内被充分打散和完全解聚。
完全解聚后的超细粉体以湍流形态进入改性腔18，液化后的改性剂和分散剂通过压缩空气入口9分别从四个喷嘴喷雾进入，以雾化形式被连续均匀、几乎同时地注入混合改性腔18，依次进行三级复合改性和分散处理，粉体物料运动形态重新处于湍流状态，从而使物料与改性剂得到充分混合，混合改性过程的时间约为3-5秒，改性剂用量约为0.8％-1.2％，并形成单分子包覆膜。
本发明提供的粉体复合改性机的生产线主要适用于硬脂酸类、各种偶联剂等对碳酸钙、陶土、膨润土、铁红、滑石、云母、高岭土、石英、硅灰石、钛白粉等非金属矿物填料进行连续复合改性和分散处理，其改性效果和工艺性能较好。
整个粉体复合改性剂的生产线在负压下操作，连续化程度高、改性剂预先液化并雾化给料、给料自动计量、系统温度可调、给料速度可控、成品气流输送、无粉尘污染，可实现规模化生产，且操作简便、运行平稳、劳动强度低，同时，可根据改性剂的性质实现自动调节运行技术参数，改性温度和停留时间，确保对超细粉体良好地改性效果和分散效果。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种粉体复合改性机的生产线，包括粉体复合改性机，其特征在于：还包括分别与所述粉体复合改性机的入料口(25)连接的原料仓(1)和热风发生器(5)，所述入料口(25)与所述原料仓(1)间连接有计量给料装置；
与所述粉体复合改性机的出料口(19)连接的引风机(23)，所述引风机(23)与所述出料口(19)间连接有成品与除尘收集装置；
分别与所述粉体复合改性机的改性剂入口(14)和分散剂入口(17)连接的给药装置。
2.根据权利要求1所述的粉体复合改性机的生产线，其特征在于，所述计量给料装置包括计量螺旋输送机(3)和分别与所述原料仓(1)连接的给料螺旋输送机(2)和称重传感器(4)，所述计量螺旋输送机(3)的一端与所述给料螺旋输送机(2)连接，所述计量螺旋输送机(3)的另一端与所述入料口(25)的入口管(10)连接。
3.根据权利要求2所述的粉体复合改性机的生产线，其特征在于，所述给药装置包括料斗(6)、计量器(7)、液化器(8)和压缩空气入口(9)。
4.根据权利要求3所述的粉体复合改性机的生产线，其特征在于，所述成品与除尘收集装置包括布袋除尘器(21)、包装机(22)，所述布袋除尘器(21)与所述出料口(19)经风管(20)连接，所述包装机(22)设置于所述布袋除尘器(21)的下部。
5.根据权利要求1-4任一项所述的粉体复合改性机的生产线，其特征在于，所述粉体复合改性机包括机座(11)，风量室(13)和电动机(12)；
所述风量室(13)和所述电动机(12)设置于所述机座(11)上；
所述风量室(13)上部设置有解聚轮，所述解聚轮内部自下至上依次分别设置有干燥腔(24)、粉碎腔(26)和改性腔(18)。
6.根据权利要求5所述的粉体复合改性机的生产线，其特征在于，所述解聚轮上部设置有成品仓，所述出料口(19)位于所述成品仓上。
7.根据权利要求6所述的粉体复合改性机的生产线，其特征在于，所述入料口(25)位于所述风量室(13)的侧壁上。
8.根据权利要求7所述的粉体复合改性机的生产线，其特征在于，所述改性剂入口(14)和所述分散剂入口(17)分别位于所述解聚轮的侧壁上。
9.根据权利要求8所述的粉体复合改性机，其特征在于，所述改性剂入口(14)的个数为多个。
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