CN113000378B - 一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，利用喷射器实现送粉和分级功能，并在整体过程中保持整个装置处于负压状态，装置运行安全稳定；同时，利用惰性气体回收系统对送粉器中的粉体进行分散，为喷射器稳定送粉提供了保障；利用分散气管对粉体进行初筛，提高分级效率；特别适用于铝、钛、镁等易氧化的金属粉体进行的超细颗粒分级。
Description
技术领域
本发明属于粉末冶金领域，特别涉及一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置。
背景技术
利用机械方法生产的超细粉体，很难使物料一次通过机械粉碎就能达到所需粒度要求，产品往往处于一较大的粒度分布范围。而在现代各工业领域的使用中，往往要求超细粉体产品处于一定的粒度分布范围。另外，在粉碎过程中，粉体中往往只有一部分产品达到了粒度要求，而另一部分产品却未达到粒度要求，如果不将这些已达到要求的产品及时分离出去，而将它们与末达到要求的产品一道再粉碎，则会造成能源浪费和部分产品的过粉碎问题。为此，在超细粉体生产过程中要对产品进行分级处理。一方面控制产品粒度处于所需分布范围，另一方面使混合粉料中粒度已达到要求的产品及时地被分离出去。
铝粉、镁粉等金属粉末常温常压下极易燃烧，当处于粉体状态时极易与空气中的氧气发生反应，剧烈燃烧，利用机械方法进行粉碎和分离，容易引发燃烧和爆炸，钛粉具有极强的亲氧性，在3D打印中，对钛粉的氧含量要求极为严格，故针对以上几种金属粉末，往往需要进行惰性气体保护和真空状态下进行分级。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，利用喷射器实现送粉和分级功能，并在整体过程中保持整个装置处于负压状态，装置运行安全稳定；同时，利用惰性气体回收系统对送粉器中的粉体进行分散；利用分散气管对粉体进行初筛，提高分级效率；特别适用于铝、钛、镁等易氧化的金属粉体进行的超细颗粒分级。
为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：
一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，包括惰性气体瓶，第一喷射器，送粉器，叶轮转子分级机，第二喷射器，和进料管；
惰性气体瓶第一出口连接第一喷射器第一入口；送粉器底部设有出粉管，出粉管连接第一喷射器第二入口，第一喷射器出口通过进料管连接设于叶轮转子分级机下部的第一入口，惰性气体由第一喷射器第一入口进入第一喷射器，再经第一喷射器出口喷出后使第一喷射器内部形成负压，将粉体通过送粉器出粉管吸入并通过进料管输送至叶轮转子分级机内；
所述叶轮转子分级机底部设有粗粉出口，上部设有分级机构，以及与分级机构同一高度的细粉出口，所述细粉出口与第二喷射器入口连接；第二喷射器出口连接细粉收集装置和气体排出装置；所述第二喷射器对进入叶轮转子分级机内部的气体与粉体混合物进行抽吸，使所述混合物自下而上运动，粉体经过分级机构后分为细粉A和粗粉B，细粉A与气体经所述细粉出口、第二喷射器分别到达细粉收集装置和气体排出装置后，进行收集或排出；粗粉B在重力作用下从所述粗粉出口进行收集。
进一步的，一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，还包括分散气管，所述分散气管一端连接惰性气体瓶第二出口，另一端连接设于叶轮转子分级机第二入口，所述叶轮转子分级机第二入口位置低于第一入口位置；第二喷射器的抽吸作用使由分散气管传输的惰性气体在叶轮转子分级机形成自下而上的气流，气体作用于粗粉B使其中夹杂的细粉C重新上升至分级机构进行分级。
进一步的，所述叶轮转子分级机粗粉出口处设有粗粉收集罐，用于对粗粉B进行收集。
进一步的，细粉收集装置包括旋风布袋除尘器和细粉收集罐；第二喷射器出口连接旋风布袋除尘器入口，旋风布袋除尘器出口连接细粉收集罐。
进一步的，气体排出装置为放空管，放空管一端连接细粉收集装置，另一端与外部环境连通，放空管两端之间设有阀门，阀门打开时将的惰性气体排入外部环境。
进一步的，一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，还包括回流管；送粉器设有喷嘴，所述喷嘴位于出粉管上方；所述回流管一端与放空管连接，另一端与喷嘴连接；进入放空管的惰性气体通过回流管到达喷嘴后吹散粉体，使粉体顺利通过出粉管。
进一步的，所述回流管设有第一气动调节阀，用于调节回收的惰性气体流量。
进一步的，所述进料管设有第二气动调节阀，用于调节用于送料的惰性气体流量。
进一步的，所述叶轮转子分级机的分级组件包括电机、叶轮转子和分配锥；叶轮转子为笼状结构，分配锥设于叶轮转子一端且与叶轮转载同轴，所述电机用于驱动叶轮和分配锥，分配锥用于初步分散粉体，叶轮转子实现粉体分级。
进一步的，所述送粉器上设有观察窗，并可进行360°旋转，便于进粉和卸粉。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
(1)本发明一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，利用喷射器实现送粉和分级功能，并在整体过程中保持整个装置处于负压状态，一般压力为1kpa(A)-60kpa(A)，最低可达500pa(A)，系统内充满惰性气体，系统运行稳定；
(2)本发明一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，在装置整体管路中使用惰性气体，粉体颗粒在输送机分级过程中无爆炸燃烧风险；同时通过喷射器代替了常规用于抽吸和送粉的机械转动部件，避免了系统堵塞和磨损，装置运行安全稳定；
(3)本发明一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，设有惰性气体回收系统，并将回收的惰性气体由送粉器底部所设喷嘴通入送粉器，既减少了惰性气体的消耗，也可以将送粉器中的颗粒扬起，防止颗粒团聚和搭桥发生，为喷射器稳定送粉提供了保障；
(4)本发明一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，设有分散气管，在叶轮转子分级机中单独通入一股惰性气体作为分散气，形成风筛，减轻叶轮转子的负担，避免部分细粉被粗粉夹带至粗粉管中去，同时提高了处理能力。
(5)本发明一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，叶轮转子分级机中叶轮转子的速率可调，可根据需要的分级尺寸进行调速，转速越高，最小分级粒径越小。
(6)本发明一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，通过旋风布袋除尘器对细粉进行收集和过滤，旋风除尘器和布袋相结合，减少了设备体积，同时可以有效过滤超细颗粒，防止环境污染。
(7)本发明一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，送粉器有旋转轴，可以自由360°旋转，上下颠倒，有助于进粉和卸粉。
附图说明
图1为本发明一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置示意图。
具体实施方式
下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
如图1所示，一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，包括惰性气体瓶1，第一喷射器2，送粉器3，叶轮转子分级机6，第二喷射器7和进料管13；
惰性气体瓶1第一出口连接第一喷射器2第一入口；送粉器3底部设有出粉管，出粉管连接第一喷射器2第二入口，第一喷射器2出口通过进料管13连接设于叶轮转子分级机下部的6第一入口，惰性气体由第一喷射器2第一入口进入第一喷射器2，再经第一喷射器2出口喷出后使第一喷射器2内部形成负压，将粉体通过送粉器3出粉管吸入并通过进料管13输送至叶轮转子分级机6内；即采用第一喷射器2进行送粉，第一喷射器2抽吸形成的负压，抽吸一部分排空的惰性气体，形成气流带动粉体进入分级机中；送粉器3上部设有观察窗，并具备旋转功能。
所述叶轮转子分级机6底部设有粗粉出口，上部设有分级机构，以及与分级机构同一高度的细粉出口，所述细粉出口与第二喷射器7入口连接；第二喷射器7出口连接细粉收集装置和气体排出装置；所述第二喷射器7对进入叶轮转子分级机6内部的气体与粉体混合物进行抽吸，使所述混合物自下而上运动，粉体经过分级机构后分为细粉A和粗粉B，细粉A与气体经所述细粉出口、第二喷射器7分别到达细粉收集装置和气体排出装置后，进行收集或排出；粗粉B在重力作用下从所述粗粉出口进行收集。第二喷射器7用于维持叶轮转子分级机6内部的真空度。喷射器可做成可调节喷射器。
进一步的，低真空度防爆型超细颗粒分级装置，还包括分散气管12，所述分散气管12一端连接惰性气体瓶1第二出口，另一端连接设于叶轮转子分级机6第二入口，所述叶轮转子分级机6第二入口位置低于第一入口位置，分散气管12在第二入口处形成环形管道，第二喷射器7的抽吸作用使由分散气管12传输的惰性气体在叶轮转子分级机6形成自下而上的气流，气体作用于粗粉B使其中夹杂的细粉C重新上升至分级机构进行分级。即通过分散气管12向上单独通入一股惰性气体作为分散气。
进一步的，叶轮转子分级机6粗粉出口处设有粗粉收集罐11，用于对粗粉B进行收集。
进一步的，细粉收集装置包括旋风布袋除尘器8和细粉收集罐10；第二喷射器7出口连接旋风布袋除尘器8入口，旋风布袋除尘器8出口连接细粉收集罐10。
进一步的，气体排出装置为放空管9，放空管9一端连接细粉收集装置，另一端与外部环境连通，放空管9两端之间设有阀门，阀门打开时将的惰性气体排入外部环境。
进一步的，还包括回流管5；送粉器3设有喷嘴，所述喷嘴位于送粉器3底部且位于出粉管上方；喷嘴可以设置为多个；所述回流管5一端与放空管9连接，另一端与喷嘴连接；进入放空管9的惰性气体通过回流管5到达喷嘴，送粉器底部多个喷嘴向上通入一部分回收的惰性气体，既减少了惰性气体的消耗，也可以将送粉器中的颗粒扬起，防止颗粒团聚和搭桥发生，使粉体顺利通过出粉管。
进一步的，回流管5设有第一气动调节阀4，用于调节回收的惰性气体流量。
进一步的，进料管13设有第二气动调节阀14，用于调节用于送料的惰性气体流量。
进一步的，叶轮转子分级机6的分级组件包括电机、叶轮转子和分配锥；叶轮转子为笼状结构，分配锥设于叶轮转子一端且与叶轮转载同轴，所述电机用于驱动叶轮和分配锥，电机变频可调，分配锥用于初步分散粉体，叶轮转子实现粉体分级。叶轮转子转速范围1000-10000r/min。
进一步的，送粉器3上设有观察窗，并可进行360°旋转，便于进粉和卸粉。
进一步的，还包括钢结构框架15，用于固定低真空度防爆型超细颗粒分级装置中的各个部件。
上述低真空度防爆型超细颗粒分级装置的分级原理及工作过程为，惰性气体如氩气从惰性气体瓶1中作为动力气体，通过第一喷射器2将送粉器3中需要分级的粉体吸入叶轮转子分级机6中。
为了防止送粉器3中颗粒团聚以及堵塞通道，通过调节汇流管5上的第一调节阀4引来一股惰性气体，从送粉器3的底部的喷嘴进入，将粉体颗粒吹起，保证粉体和气流顺利进入到第一喷射器2中。
第二喷射器7的抽吸作用使粉体在气流的携带下，通过进料管13从下向上进入叶轮转子分级机6。
惰性气体和粉体混合物在叶轮转子分级机的上升过程中，在叶轮转子分级机6的分配锥处，由于分配锥高速旋转，惰性气体和粉体混合物被分散并均匀分配向四周运动，均匀分散的细粉A到达叶轮转子时，由于叶轮转子高速旋转产生强大的离心力场，此时混合物既受到向上气流和第二喷射器7抽吸所产生的向心力作用，同时又受到叶轮转子旋转所产生的离心力的作用。此时，粗粉B因受到的离心力大于向心力的作用，则就会被甩向叶轮转子分级机6筒壁且沿桶壁向下运动；细粉A则因受到的向心力大于离心力，则从叶轮转子缝隙中随气流经细粉出口排入旋风布袋除尘器8中，进入到细粉收集罐10中，气体由放空管9排出。
由于分散气管12输入的二次风的″风筛″作用，使粗粉B中夹杂的细粉C被分离，使细粉C继续随气流上升到达叶轮转子分级机6的分级机构处进行重复的分级过程，粗粉B中剩余的粗粉继续向下运动至粗粉收集罐11。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，其特征在于，包括惰性气体瓶(1)，第一喷射器(2)，送粉器(3)，叶轮转子分级机(6)，第二喷射器(7)，和进料管(13)；
惰性气体瓶(1)第一出口连接第一喷射器(2)第一入口；送粉器(3)底部设有出粉管，出粉管连接第一喷射器(2)第二入口，第一喷射器(2)出口通过进料管(13)连接设于叶轮转子分级机(6)下部的第一入口，惰性气体由第一喷射器(2)第一入口进入第一喷射器(2)，再经第一喷射器(2)出口喷出后使第一喷射器(2)内部形成负压，将粉体通过送粉器(3)出粉管吸入并通过进料管(13)输送至叶轮转子分级机(6)内；
所述叶轮转子分级机(6)底部设有粗粉出口，上部设有分级机构，以及与分级机构同一高度的细粉出口，所述细粉出口与第二喷射器(7)入口连接；第二喷射器(7)出口连接细粉收集装置和气体排出装置；所述第二喷射器(7)对进入叶轮转子分级机(6)内部的气体与粉体混合物进行抽吸，使进入叶轮转子分级机(6)内部的气体与粉体混合物自下而上运动，粉体经过分级机构后分为细粉A和粗粉B，细粉A与气体经所述细粉出口、第二喷射器(7)分别到达细粉收集装置和气体排出装置后，进行收集或排出；粗粉B在重力作用下从所述粗粉出口进行收集。
2.根据权利要求1所述的一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，其特征在于，还包括分散气管(12)，所述分散气管(12)一端连接惰性气体瓶(1)第二出口，另一端连接设于叶轮转子分级机(6)第二入口，所述叶轮转子分级机(6)第二入口位置低于第一入口位置；第二喷射器(7)的抽吸作用使由分散气管(12)传输的惰性气体在叶轮转子分级机(6)形成自下而上的气流，气体作用于粗粉B使其中夹杂的细粉C重新上升至分级机构进行分级。
3.根据权利要求1所述的一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，其特征在于，所述叶轮转子分级机(6)粗粉出口处设有粗粉收集罐(11)，用于对粗粉B进行收集。
4.根据权利要求1所述的一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，其特征在于，所述细粉收集装置包括旋风布袋除尘器(8)和细粉收集罐(10)；第二喷射器(7)出口连接旋风布袋除尘器(8)入口，旋风布袋除尘器(8)出口连接细粉收集罐(10)。
5.根据权利要求1所述的一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，其特征在于，所述气体排出装置为放空管(9)，放空管(9)一端连接细粉收集装置，另一端与外部环境连通，放空管(9)两端之间设有阀门，阀门打开时将的惰性气体排入外部环境。
6.根据权利要求5所述的一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，其特征在于，还包括回流管(5)；送粉器(3)设有喷嘴，所述喷嘴位于出粉管上方；所述回流管(5)一端与放空管(9)连接，另一端与喷嘴连接；进入放空管(9)的惰性气体通过回流管(5)到达喷嘴后吹散粉体，使粉体顺利通过出粉管。
7.根据权利要求6所述的一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，其特征在于，所述回流管(5)设有第一气动调节阀(4)，用于调节回收的惰性气体流量。
8.根据权利要求1所述的一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，其特征在于，所述进料管(13)设有第二气动调节阀(14)，用于调节用于送料的惰性气体流量。
9.根据权利要求1所述的一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，其特征在于，所述叶轮转子分级机(6)的分级组件包括电机、叶轮转子和分配锥；叶轮转子为笼状结构，分配锥设于叶轮转子一端且与叶轮转载同轴，所述电机用于驱动叶轮和分配锥，分配锥用于初步分散粉体，叶轮转子实现粉体分级。
10.根据权利要求1所述的一种低真空度防爆型超细颗粒分级装置，其特征在于，所述送粉器(3)上设有观察窗，并可进行360°旋转，便于进粉和卸粉。
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