CN107670811B - 颗粒物流化研磨设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属颗粒加工设备技术领域，尤其涉及颗粒物流化研磨设备。颗粒物流化研磨设备包括加料机构、流化机构、搅拌机构、筛网和集料仓；流化机构包括流化仓；流化仓与加料机构相连，能够容纳所述加料机构传递的原料，并使得原料流化成为流化态；搅拌机构包括搅拌桨；搅拌桨位于流化仓内，能够将原料颗粒整形；筛网呈筒状，位于流化仓内，且在搅拌桨的外侧，上端与流化仓的顶板密封连接，下端与搅拌机构密封连接；集料仓位于流化仓的下方，与所述流化仓相连。采用该方案制备出的原料粒径均匀，性能稳定，确保后续实验结果的准确性。而且省时省力，提高实验效率。

Description

颗粒物流化研磨设备
技术领域
本发明属于金属颗粒加工设备技术领域，尤其涉及颗粒物流化研磨设备。
背景技术
流化是指使大量固体颗粒悬浮于运动的流体之中，从而使颗粒具有类似流体特征的过程，是金属颗粒加工工艺中的常用工序，其中，流化床是进行流化时常用的设备。颗粒状物料加入流化床后，在气流作用下翻滚流动，类似沸腾的液体，颗粒之间相互碰撞，使得颗粒体积变小逐渐细化，并且颗粒由不规则的形状逐渐磨合变成规则的球状。流化的效果与气压的大小和气流的流向有关，气压越大，流化效果越好；气流波及范围越大，流化效果越好。
然而，如果流化床的腔体内气压增大，则设备需要按照压力容器的要求进行定制，相应的实验室也需要改建为防爆室，相关的排风管路也要更换，实验成本大大增加。对于气流流向，与流化床的尺寸、形状以及吹气口的位置等因素相关，任意一个因素改变都会影响腔体内的气流流向，很难控制。因此，如何确保流化床的流化效果成为实验顺利进行的关键因素。目前在实验中，采用流化床和粉碎机相结合的方式，物料经流化床加工后，传递到粉碎机进行二次整形。但物料需要在多个装置之间传递和运输，费时费力，而且技术参数不容易控制，要制备特定性能的金属物料，需要进行多次实验，效率很低。另外，实验室还需要额外的多个容器，用来盛放中间物料，增加实验成本，也占用空间。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了颗粒物流化研磨设备，能够使用一台设备完成金属颗粒的流化过程，流化效果好，无需二次整形，省时省力，提高实验效率。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
颗粒物流化研磨设备，包括：
加料机构，用于提供原料；
流化机构，包括流化仓；所述流化仓与所述加料机构相连，能够容纳所述加料机构传递的原料，并使得所述原料流化成为流化态；
搅拌机构，包括搅拌桨；所述搅拌桨位于所述流化仓的腔体内，能够将原料颗粒整形；
筛网，呈筒状，位于所述流化仓的腔体内，且在所述搅拌桨的外侧，上端与所述流化仓的顶板密封连接，下端与所述搅拌机构密封连接；和
集料仓，位于所述流化仓的下方，与所述流化仓相连，能够盛放从所述流化仓中落下的原料。
进一步的，所述加料机构包括：
加料仓，位于所述流化仓的上方，与所述流化仓相连，用于盛放原料；和
控制阀，位于所述加料仓的底部；
所述控制阀在开启时，所述加料仓中的原料能够落入所述流化仓中；
所述控制阀在关闭时，所述加料仓中的原料不能落入所述流化仓中。
进一步的，所述流化机构还包括：
进气口，位于所述流化仓的底部的侧壁上，适于与惰性气体进气管相连接；
出气口，位于所述流化仓的顶部，适于与排风管道相连接；
过滤器，设置在所述出气口处；所述流化仓内的气流经过所述过滤器过滤后再从所述出气口排出；和
流化管路，位于所述流化仓的腔体内，与所述进气口相连，呈螺旋状盘绕在所述流化仓的底部，侧壁上设有多个吹气孔；各个所述吹气孔均位于所述筛网的内侧。
进一步的，所述流化机构还包括：
进气开关，位于所述进气口处，能够控制所述进气口的通断；和
压力传感器，设置在所述流化仓上，能够检测并显示所述流化仓内的压力。
进一步的，所述流化机构还包括：
控制单元，与所述进气开关和所述压力传感器相连；
所述压力传感器在检测到所述流化仓内的压力超过设定值时，生成调节信号并发送给所述控制单元；所述控制单元根据所述调节信号生成控制信号，并发送给所述进气开关；所述进气开关根据所述控制信号控制所述进气口关闭。
进一步的，所述搅拌机构还包括：
搅拌轴，竖直设置，用于支撑所述搅拌桨；
电机，输出轴与所述搅拌轴的第一端相连接，带动所述搅拌轴转动；
支板，位于所述流化仓的腔体的底部，直径小于所述流化仓的内径；所述支板上设有轴承；所述轴承与所述搅拌轴的第二端相连接；和
多个支杆，各个所述支杆的第一端与所述支板相连接，第二端固定在所述流化仓的侧壁上。
进一步的，所述支板上设有密封槽；所述筛网的下端与所述密封槽密封连接。
进一步的，所述集料仓与所述流化仓可拆卸连接；所述集料仓与所述流化仓之间设有密封圈。
进一步的，还包括：
观察窗，设置在所述流化仓的侧壁上；和
机架；所述流化仓和所述集料仓均设置在所述机架上。
进一步的，还包括：
清洗装置；所述清洗装置包括多个清洗喷头；
各个所述清洗喷头均可拆卸的设置在所述流化仓的侧壁上，适于与清洗管路相连。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
原料通过加料机构进入流化仓，在流化仓内流化形成流化态，原料颗粒在流化仓内悬浮流动，颗粒之间相互碰撞。搅拌桨加速流化仓内的气体流动，使得颗粒沸腾的更加剧烈，加剧颗粒之间的碰撞，而且搅拌桨对颗粒也产生冲击，使得颗粒体积变小逐渐细化，并且颗粒由不规则的形状逐渐磨合变成规则的球状。
筛网呈筒状，上端与所述流化仓的顶板密封连接，下端与所述搅拌机构密封连接，因此筛网、流化仓的顶板以及搅拌机构围成一个密闭腔体。另外，筛网位于搅拌桨的外侧，经过流化和搅拌后的原料颗粒，粒径符合要求的部分，穿过筛网，最终落入集料仓中，传递至下一工序。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：该方案中的颗粒物流化研磨设备针对塑形金属材料而设计，集加料、流化、搅拌和收集功能为一体，能够快速、便捷的制备实验物料。在该方案中，使用一台设备即可完成对原料的流化和二次整形过程，制备出的原料粒径均匀，性能稳定，确保后续实验结果的准确性。另外，使用该方案，也能省去物料在多台设备之间的传递过程，省时省力，节约设备成本和人力成本，提高实验效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的颗粒物流化研磨设备的示意图；
图2是本发明实施例提供的流化机构的示意图；
图3是本发明实施例提供的流化机构的内部结构示意图；
图4是本发明实施例提供的搅拌机构的示意图；
图5是本发明实施例提供的流化仓的压力控制流程图。
附图标记说明：
10-加料机构，11-加料仓，12-控制阀，20-流化机构，21-流化仓，22-进气口，23-出气口，24-过滤器，25-流化管路，30-搅拌机构，31-搅拌桨，32-搅拌轴，33-电机，34-支板，35-支杆，40-筛网，50-集料仓。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
本发明实施例提供了一种颗粒物流化研磨设备，结合图1所示，颗粒物流化研磨设备包括加料机构10、流化机构20、搅拌机构30、筛网40和集料仓50。加料机构10用于提供原料。结合图2所示，流化机构20包括流化仓21。流化仓21与加料机构10相连，能够容纳加料机构10传递的原料，并使得所述原料流化成为流化态。结合图4所示，搅拌机构30包括搅拌桨31。搅拌桨31位于流化仓21的腔体内，能够将原料颗粒整形。结合图3所示，筛网40呈筒状，位于流化仓21的腔体内，且在搅拌桨31的外侧，上端与流化仓21的顶板密封连接，下端与搅拌机构30密封连接。结合图1所示，集料仓50位于流化仓21的下方，与流化仓21相连，能够盛放从流化仓21中落下的原料。
原料通过加料机构10进入流化仓21，在流化仓21内流化形成流化态，原料颗粒在流化仓21内悬浮流动，颗粒之间相互碰撞。搅拌桨31加速流化仓21内的气体流动，使得颗粒沸腾的更加剧烈，加剧颗粒之间的碰撞，而且搅拌桨31对颗粒也产生冲击，使得颗粒体积变小逐渐细化，并且颗粒由不规则的形状逐渐磨合变成规则的球状。
筛网40呈筒状，上端与所述流化仓21的顶板密封连接，下端与所述搅拌机构30密封连接，因此筛网40、流化仓21的顶板以及搅拌机构30围成一个密闭腔体。另外，筛网40位于搅拌桨的外侧，经过流化和搅拌后的原料颗粒，粒径符合要求的部分，穿过筛网40，最终落入集料仓50中，传递至下一工序。
作为一种实施例，结合图1所示，加料机构10包括加料仓11和控制阀12。加料仓11位于流化仓21的上方，与流化仓21相连，用于盛放原料。控制阀12位于加料仓11的底部。控制阀12在开启时，加料仓11中的原料能够落入流化仓21中。控制阀12在关闭时，加料仓11中的原料不能落入流化仓21中。
结合图1所示，在竖直方向上，加料仓11和流化仓21上下连接。具体的，加料仓11的底面上设有第一通孔，流化仓21的顶面上设有第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔同轴设置，加料仓11中的原料穿过所述第一通孔和所述第二通孔落入流化仓21中。优选的，所述第二通孔的直径大于或等于所述第一通孔的直径，便于原料完全降落，如第二通孔的直径小于第一通孔的直径，会造成物料积压。
具体的，控制阀12的阀板的直径与加料仓11的内径相同，阀板能够绕其阀轴转动。当阀板与加料仓11的轴线相垂直时，控制阀12为关闭状态，当阀板与加料仓11的轴线相平行时，控制阀12为开启状态。优选的，控制阀12采用蝶阀。蝶阀具有自锁能力，蝶板能够停止在任意位置上，因此通过调节蝶板的打开角度，能够控制原料落入所述流化仓21的速度，便于实验人员操作，也便于调节流化仓21内原料的流化状态。
作为另一种实施例，加料机构10还可以采用真空上料方式，即将管道连接到流化仓21中，使用真空泵抽取物料，物料沿管道进入流化仓21中。
作为一种实施例，结合图2和图3所示，流化机构20还包括进气口22、出气口23、过滤器24和流化管路25。进气口22位于流化仓21的底部的侧壁上，适于与惰性气体进气管相连接。出气口23位于流化仓21的顶部，适于与排风管道相连接。过滤器24设置在出气口23处。流化仓21内的气流经过过滤器24过滤后再从出气口23排出。流化管路25位于流化仓21的腔体内，与进气口22相连，呈螺旋状盘绕在流化仓21的底部，侧壁上设有多个吹气孔。各个所述吹气孔均位于筛网40的内侧。
惰性气体通过进气口22进入流化管路25，再沿流化管路25上的吹气孔吹进流化仓21的腔体内，然后经过滤器24过滤后再从出气口23排出，在流化仓21内形成气流，带动流化仓21内的原料沸腾起来，进入流化态。原料颗粒在流化仓21内悬浮、流动，颗粒之间相互碰撞，使得颗粒体积变小逐渐细化，并且颗粒由不规则的形状逐渐磨合变成规则的球状。结合图3所示，流化管路25上设有吹气孔的部分均位于筛网40的内侧，确保物料颗粒在筛网40的内侧沸腾。
具体的，流化机构20还包括进气开关和压力传感器。进气开关位于进气口22处，能够控制进气口22的通断。压力传感器设置在流化仓21上，能够检测并显示流化仓21内的压力。流化仓21内的压力是关键技术参数，需要定时查看，避免进气气压大于排气气压时，腔体内气压增大，产生爆炸风险。意外情况产生的原因可能是：进气管气压过大，或者排风管道堵塞，或者过滤器24堵塞等。
具体的，结合图5所示，流化机构20还包括控制单元，控制单元与所述进气开关和所述压力传感器相连。所述压力传感器在检测到流化仓21内的压力超过设定值时，生成调节信号并发送给所述控制单元。所述控制单元根据所述调节信号生成控制信号，并发送给所述进气开关。所述进气开关根据所述控制信号控制进气口22关闭。设置控制单元能够及时避免爆炸危险的发生。当压力传感器检测到流化仓21内的压力超过设定值时，在控制单元和进气开关的作用下，进气口22关闭。优选的，进气口22关闭后，控制阀12闭合，停止原料加入到流化仓21中。
作为一种实施例，结合图4所示，搅拌机构30还包括搅拌轴32、电机33、支板34和多个支杆35。搅拌轴32竖直设置，用于支撑搅拌桨31。电机33的输出轴与搅拌轴32的第一端相连接，带动搅拌轴32转动。支板34位于流化仓21的腔体的底部，直径小于流化仓21的内径。支板34上设有轴承。所述轴承与搅拌轴32的第二端相连接。各个支杆35的第一端与支板34相连接，第二端固定在流化仓21的侧壁上。
各个支杆35固定支板34，支板34支撑搅拌轴32，搅拌轴32的一端连接电机，另一端连接轴承，在电机的带动下转动，而搅拌桨31连接在搅拌轴32上，随着搅拌轴32旋转，加速流化仓21内的气体流动，加剧原料颗粒之间的碰撞。
具体的，支板34上设有密封槽。筛网40的下端与所述密封槽密封连接。结合图3所示，筛网40、流化仓21的顶板以及支板34围成闭合腔体，出气口23以及流化仓21顶面上的第二通孔的水平投影均位于筛网40的水平投影的范围内，即，原料进入流化仓21后，全部进入所述闭合腔体内。另外，流化管路25上设有吹气孔的部分均位于所述闭合腔体内，因此原料颗粒只能在所述闭合腔体内流化沸腾，只有当完全流化且形状符合要求时，才能穿过筛网40的筛孔，最终从筛网40与流化仓21之间的空隙中落入集料仓50中。
对于粒径大于筛网40的孔径的颗粒，只能留在所述闭合腔体内继续流化，直至粒径和形状符合要求。如果流化仓21顶面上的第二通孔的水平投影与筛网40的水平投影有重合的部分，则部分原料落到所述闭合腔体内进行流化，而另外一部分原料则会直接进入筛网40与流化仓21之间的空隙中落到集料仓50中，该情况下制备出的物料无法使用，会导致实验失败。
如果流化管路25上设有吹气孔的部分落在闭合腔体外，则符合要求后落入筛网40与流化仓21之间的空隙内的原料颗粒，会被再次吹起，无法进入集料仓50，甚至再次回到所述闭合腔体内再次流化，该情况下原料颗粒会过度流化，产生大量细粉，也无法使用，影响实验效果。
如果出气口23的水平投影与筛网40的水平投影有重合的部分，则气流的流向紊乱，影响流化效果，而且符合要求后落入筛网40与流化仓21之间的空隙内的原料颗粒，会被气流带起，无法落入集料仓50中。
具体的，集料仓50与流化仓21可拆卸连接，便于将集料仓50拆卸下来传递到下一工序，也便于集料仓50与流化仓21单独清洗。集料仓50与流化仓21之间设有密封圈，防止物料泄露。
具体的，所述颗粒物流化研磨设备还包括观察窗和机架。观察窗设置在流化仓21的侧壁上，便于观察流化仓21内的状态。流化仓21和集料仓50均设置在所述机架上。
作为一种实施例，所述颗粒物流化研磨设备还包括清洗装置。所述清洗装置包括多个清洗喷头。各个所述清洗喷头均可拆卸的设置在流化仓21的侧壁上，适于与清洗管路相连。如该设备用于生产，尺寸较大，可能高达几米，清洗时就有诸多不便，费时费力，因此设置清洗装置。需要清洗时流化仓21时，将清洗喷头安装在侧壁上，接通清洗管路，能够快捷、方便的清洗设备。
该方案中的颗粒物流化研磨设备针对塑形金属材料而设计，集加料、流化、搅拌和收集功能为一体，能够快速、便捷的制备实验物料。在该方案中，使用一台设备即可完成对原料的流化和二次整形过程，制备出的原料粒径均匀，性能稳定，确保后续实验结果的准确性。另外，使用该方案，也能省去物料在多台设备之间的传递过程，省时省力，节约设备成本和人力成本，提高实验效率。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.颗粒物流化研磨设备，其特征在于，包括：
加料机构，用于提供原料；
流化机构，包括流化仓；所述流化仓与所述加料机构相连，能够容纳所述加料机构传递的原料，并使得所述原料流化成为流化态；
搅拌机构，包括搅拌桨；所述搅拌桨位于所述流化仓的腔体内，能够将原料颗粒整形；
筛网，呈筒状，位于所述流化仓的腔体内，且在所述搅拌桨的外侧，上端与所述流化仓的顶板密封连接，下端与所述搅拌机构密封连接；和
集料仓，位于所述流化仓的下方，与所述流化仓相连，能够盛放从所述流化仓中落下的原料；
所述流化机构还包括：
进气口，位于所述流化仓的底部的侧壁上，适于与惰性气体进气管相连接；
出气口，位于所述流化仓的顶部，适于与排风管道相连接；
过滤器，设置在所述出气口处；所述流化仓内的气流经过所述过滤器过滤后再从所述出气口排出；和
流化管路，位于所述流化仓的腔体内，与所述进气口相连，呈螺旋状盘绕在所述流化仓的底部，侧壁上设有多个吹气孔；各个所述吹气孔均位于所述筛网的内侧；
进气开关，位于所述进气口处，能够控制所述进气口的通断；和
压力传感器，设置在所述流化仓上，能够检测并显示所述流化仓内的压力；
控制单元，与所述进气开关和所述压力传感器相连；
所述压力传感器在检测到所述流化仓内的压力超过设定值时，生成调节信号并发送给所述控制单元；所述控制单元根据所述调节信号生成控制信号，并发送给所述进气开关；所述进气开关根据所述控制信号控制所述进气口关闭。
2.根据权利要求1所述的颗粒物流化研磨设备，其特征在于，所述加料机构包括：
加料仓，位于所述流化仓的上方，与所述流化仓相连，用于盛放原料；和
控制阀，位于所述加料仓的底部；
所述控制阀在开启时，所述加料仓中的原料能够落入所述流化仓中；
所述控制阀在关闭时，所述加料仓中的原料不能落入所述流化仓中。
3.根据权利要求1所述的颗粒物流化研磨设备，其特征在于，所述搅拌机构还包括：
搅拌轴，竖直设置，用于支撑所述搅拌桨；
电机，输出轴与所述搅拌轴的第一端相连接，带动所述搅拌轴转动；
支板，位于所述流化仓的腔体的底部，直径小于所述流化仓的内径；所述支板上设有轴承；所述轴承与所述搅拌轴的第二端相连接；和
多个支杆，各个所述支杆的第一端与所述支板相连接，第二端固定在所述流化仓的侧壁上。
4.根据权利要求3所述的颗粒物流化研磨设备，其特征在于：所述支板上设有密封槽；所述筛网的下端与所述密封槽密封连接。
5.根据权利要求1所述的颗粒物流化研磨设备，其特征在于：所述集料仓与所述流化仓可拆卸连接；所述集料仓与所述流化仓之间设有密封圈。
6.根据权利要求1所述的颗粒物流化研磨设备，其特征在于，还包括：
观察窗，设置在所述流化仓的侧壁上；和
机架；所述流化仓和所述集料仓均设置在所述机架上。
7.根据权利要求1至6任一项所述的颗粒物流化研磨设备，其特征在于，还包括：
清洗装置；所述清洗装置包括多个清洗喷头；
各个所述清洗喷头均可拆卸的设置在所述流化仓的侧壁上，适于与清洗管路相连。
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