CN113245180A - 一种粉体分级系统 - Google Patents
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Abstract
本发明为了克服常见的筛分技术不适用粒径小于50μm粉体的分级加工，以及气流分级技术无法在气流中含粉浓度偏高的工况下正常应用的技术问题，提供一种粉体分级系统，包括第一分级装置，第一分级装置包括外筛筒和内筛筒，内筛筒上连接有进料口的一端，内筛筒的内壁上设有第一导向螺旋带，外筛筒的内壁上设有第二导向螺旋带，内筛筒的壁面上设有第一筛孔，外筛筒的壁面上设有第二筛孔，外筛筒远离内筛筒的一侧设有回收件，回收件远离内筛筒的一端设有吸风口，回收件包括沿外筛筒径向布置的导风板，导风板的数目为若干个且沿外筛筒的轴向间隔布置，第一分级装置还包括驱动外筛筒、内筛筒转动的电机。
Description
技术领域
本发明涉及粉体分级技术领域，特别是涉及一种粉体分离装置及分级方法。
背景技术
分级是根据物料颗粒形状、比重和颗粒大小的差异，从流动的液体或气体介质中分离出微小颗粒的工艺方法。分级有筛分和流体力学分级两种方法。筛分适用于较大颗粒的筛选。流体力学分级是利用不同粒径的颗粒在液体或气体介质中受力不同，沉降速度或运动轨迹也有差异，达到分离不同粒径颗粒的目的。根据流体介质中受力的不同，流体力学分级可分为重力分级、离心分级、惯性分级等；根据分级机内部结构是否旋转，流体力学分级又可分为静态、动态和动静组合三种分级方式。
分级粒径>50μm的粉体，常使用筛分的方法；分级粒径>1μm的粉体，常使用气流分级的方法，如百叶窗收尘器（惯性收尘器）可捕集分离粒径>30μm的粉体、旋风收尘器（离心收尘器）可捕集分离粒径>5μm的粉体、袋式收尘器（过滤收尘器）可捕集分离粒径>1μm的粉体；分级粒径>1μm的粉体，常使用静电除尘的方法。
申请号为CN201511003233.8，授权公告日为2018.06.29的中国专利公开了一种面粉气流分级系统及小麦粉分级处理方法，该系统包括喂料设备、气流分级设备和气力输送除尘设备，喂料设备包括料斗和螺旋输送机；气流分级设备包括一级分级机、二级分级机和三级分级机；气力输送除尘设备包括布袋除尘器和高压风机；该处理方法包括下列步骤：(1)气流分级；(2)卸料；(3)除尘。
上述能够有效地对小麦后路粉进行进一步的精确分级；其问题在于，气流分级造价、精度低，分级过程中易出现粗含细、细带粗的现象，此外，气流中含粉浓度偏高会严重影响分级效果，分级产量极低。基于此，亟需提供一种粉体分级系统以克服上述技术问题。
发明内容
本发明为了克服常见的筛分技术不适用粒径小于50μm粉体的分级加工，以及气流分级技术无法在气流中含粉浓度偏高的工况下正常应用的技术问题，提供一种粉体分级系统，通过高频振动和负压促进筛分，扩大了筛分技术适应的粉体粒径范围，可对粒径小于50μm的粉体实现高精度的分级。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
一种粉体分级系统，包括第一分级装置，第一分级装置包括机壳、转动安装在机壳内的外筛筒和内筛筒，内筛筒套装在外筛筒内，内筛筒上连接有进料口的一端，内筛筒的内壁上设有第一导向螺旋带，外筛筒的内壁上设有第二导向螺旋带，内筛筒的壁面上设有第一筛孔，外筛筒的壁面上设有第二筛孔，机壳上设有回收件，回收件远离内筛筒的一端设有吸风口，吸风口向外吸风使机壳内壁和外筛筒外壁之间形成负压。
本申请提供一种粉体分级系统，待分离的粉体沿进料口输入内筛筒内部，内筛筒转动时第一导向螺旋带将粉体自内筛筒的一端朝另一端迁移，内筛筒的壁面上设有第一筛孔，粉体在迁移过程中，粒径小于第一筛孔的粉体自内筛筒进入外筛筒中，实现对粉体的一次筛分，粒径大于第一筛孔的粉体传输至内筛筒远离进料口的一端时完成下料。自第一筛孔进入外筛筒的粉体通过第二导向螺旋带实现位置迁移，外筛筒的壁面上设有第二筛孔，粉体在迁移过程中，粒径小于第二筛孔的粉体迁移至回收件中，实现对粉体的二次筛分。回收件中设有脉冲除尘器，通过脉冲除尘器实现对粒径最小的粉体的收集。为提升筛分效率，本申请在外筛筒上安装了高频振动装置，通过振动以及吸风口吸风产生的负压，促进目标粉体穿过筛孔。
作为优选，回收件包括沿外筛筒径向布置的导风板，导风板的数目为若干个且沿外筛筒的轴向间隔布置。导风板能够起到均风的作用，使机壳内壁和外筛筒外壁之间各个位置的气压更加均匀，有利于粉体的通过。
作为优选，第二筛孔的孔径小于第一筛孔的孔径，外筛筒和内筛筒同向转动，外筛筒和内筛筒共轴水平布置，外筛筒远离进料口的一端设有高频振动装置。
作为优选，第一导向螺旋带和第二导向螺旋带的螺旋方向相同，第一导向螺旋带的螺距大于第二导向螺旋带的螺距。
作为优选，外筛筒和内筛筒上均涂覆有防静电涂料。防静电涂料的作用是降低粉体在外筛筒和内筛筒上的附着量，避免粉体的聚集造成筛孔的堵塞或者粉体回收量的下降。
作为优选，外筛筒和内筛筒分别由两电机带动转动，外筛筒和内筛筒在电机驱动下差速转动，进料口处设有在线粒度检测仪。通过在线粒度检测仪检测粉体的粒度，通过粉体的粒度来控制两电机的转速，实现外筛筒和内筛筒的差速转动，有利于控制物料在筛筒内的停留时间，确保充分筛分，提高分级效果和工作效率。
作为优选，还包括第二分级装置，第二分级装置包括机架、外筒体和内筒体，内筒体的一端连接有入料口的一端，内筒体的另一端设有第一出料口，机架上设有旋转电机，旋转电机的输出轴与风扇组件相连，风扇组件位于内筒体内部，内筒体靠近入料口的一端与外筒体连通，外筒体远离入料口的一端设有第二出料口，入料口与吸风口通过输料管相连。
第一分级装置将粉体筛分为三种不同粒径范围的粉体，由于筛分技术对小粒径的粉体筛分效果较差，为实现对回收件收集后的粉体进一步地细分，本申请加设了第二分级装置，经吸风口收集的粉体通过输料管传输至入料口处，再经入料口导入内筒体内部。当需要进行分级操作时，旋转电机工作带动风扇组件工作，风扇组件驱动空气在内筒体中形成涡流，由于粉体的重量与粉体的粒径呈正比，在旋转的气流中，粒径较大的粉体迅速与内筒体的内壁发生撞击，失速后沿内筒体壁面下滑；其余较小粒径的粉体随气流向上，当流经小风叶时，在扰流和小风叶的撞击下偏移至内筒体内壁上，失速后沿内筒体壁面下滑；粒径更小的粉体穿过小风叶，在大风叶的作用下经内筒体顶部进入外筒体和内筒体的连通位置，由于外筒体与内筒体之间的间隔自上而下逐渐增大，气流速度自上而下逐渐降低，同时外旋气流的离心力使小粒径的粉体在外筒体内沉降并沿壁面下滑。通过上述操作对粉体进一步分级，粒径较大的粉体自第一出料口导出，粒径较小的粉体第二出料口导出。
作为优选，外筒体和内筒体共轴竖直布置，风扇组件包括大风叶、小风叶和固定风叶，大风叶布置在外筒体和内筒体的连通位置，固定风叶位于小风叶远离大风叶的一侧。
作为优选，水平布置的固定风叶将内筒体分隔为上空间和下空间，固定风叶包括若干个导流孔，导流孔将上空间和下空间连通，所述下空间呈锥形。
作为优选，入料口靠近第一出料口的一端设有撒料盘，撒料盘与旋转电机的输出轴相连，撒料盘水平布置。粉体自入料口进入内筒体后下落至撒料盘上，转动的撒料盘通过离心力实现粉体在内筒体内部的弥散，实现粉体与气流的快速接触，从而有效提升分级效率。
综上所述，本发明具有如下有益效果：（1）本申请通过高频振动和负压促进筛分，扩大了筛分技术适应的粉体粒径范围，可对粒径小于50μm的粉体实现高精度的分级；（2）提供了一种离心分级装置，可实现对小粒径粉体的进一步分级；（3）转动的撒料盘通过离心力实现粉体在内筒体内部的弥散，实现粉体与气流的快速接触，从而有效提升分级效率；（4）通过风扇组件的转速调节可控制目标粉体的分级粒径，从而拓宽所述粉体分级系统的适用范围。
附图说明
图1是本发明整体的结构示意图。
图2是本发明中第一分级装置的示意图。
图3是本发明中第二分级装置的示意图。
图4是本发明中实施例2的示意图。
图中：
第一分级装置1，外筛筒2，内筛筒3，进料口4，第一导向螺旋带5，第二导向螺旋带6，第一筛孔7，第二筛孔8，回收件9，吸风口10，导风板11，高频振动装置12，第二分级装置13，机架14，外筒体15，内筒体16，入料口17，第一出料口18，旋转电机19，第二出料口20，输料管21，大风叶22，小风叶23，固定风叶24，上空间25，下空间26，撒料盘27，第一电机28，第二电机29，机壳30。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
如图1至图3所示，一种粉体分级系统，包括第一分级装置1，第一分级装置包括机壳30、转动安装在机壳内的外筛筒2和内筛筒3，内筛筒套装在外筛筒内，内筛筒上连接有进料口4的一端，内筛筒的内壁上设有第一导向螺旋带5，外筛筒的内壁上设有第二导向螺旋带6，内筛筒的壁面上设有第一筛孔7，外筛筒的壁面上设有第二筛孔8，外筛筒远离内筛筒的一侧设有回收件9，回收件远离内筛筒的一端设有吸风口10，吸风口向外吸风使机壳内壁和外筛筒外壁之间形成负压。回收件连接在机壳下部，物料受重力作用主要集中在筛筒下部，而吸风口置于回收件下端，使机壳下部位置和外筛筒下部之间形成负压。回收件包括沿外筛筒径向布置的导风板11，导风板的数目为若干个且沿外筛筒的轴向间隔布置，第一分级装置还包括驱动外筛筒、内筛筒转动的电机；第二筛孔的孔径小于第一筛孔的孔径，外筛筒和内筛筒同向转动，外筛筒和内筛筒共轴水平布置，外筛筒远离进料口的一端设有高频振动装置12；第一导向螺旋带和第二导向螺旋带的螺旋方向相同，第一导向螺旋带的螺距大于第二导向螺旋带的螺距；外筛筒和内筛筒上均涂覆有防静电涂料，回收件内设有脉冲除尘器。还包括第二分级装置13，第二分级装置包括机架14、外筒体15和内筒体16，内筒体的一端连接有入料口17的一端，内筒体的另一端设有第一出料口18，机架上设有旋转电机19，旋转电机的输出轴与风扇组件相连，风扇组件位于内筒体内部，内筒体靠近入料口的一端与外筒体连通，外筒体远离入料口的一端设有第二出料口20，入料口与吸风口通过输料管21相连；外筒体和内筒体共轴竖直布置，风扇组件包括大风叶22、小风叶23和固定风叶24，大风叶布置在外筒体和内筒体的连通位置，固定风叶位于小风叶远离大风叶的一侧；水平布置的固定风叶将内筒体分隔为上空间25和下空间26，固定风叶包括若干个导流孔，导流孔将上空间和下空间连通，所述下空间呈锥形；入料口靠近第一出料口的一端设有撒料盘27，撒料盘与旋转电机的输出轴相连，撒料盘水平布置；第一筛孔的孔径为45μm，第二筛孔的孔径为25μm；输料管上设有气泵，输料管包括第一分段和第二分段，第一分段的一端与吸风口相连，第一分段的另一端与气泵的进风口相连，第二分段的一端与入料口相连，第二分段的另一端与气泵的出风口相连。
如图2所示，第一分级装置包括外筛筒和内筛筒，外筛筒和内筛筒由外而内同轴水平布置，内筛筒的右端连接有进料口的下端，进料口的上端延伸至外筛筒外部，内筛筒的内壁面上设有第一导向螺旋带，内筛筒上设有第一筛孔，第一筛孔对第一导向螺旋带进行避让，外筛筒的内壁面上设有第二导向螺旋带，外筛筒的内径大于内筛筒的外径，外筛筒上设有第二筛孔，第二筛孔对第二导向螺旋带进行避让，外筛筒封装在空腔中，空腔与位于外筛筒下方的回收件相连，图中空腔未画出，第二筛孔的孔径小于第一筛孔的孔径，回收件包括竖直布置的导风板，导风板的数目为若干个且水平间隔布置，外筛筒的左端连接有高频振动装置。
如图3所示，第二分级装置包括机架，机架上安装有外筒体和内筒体，外筒体包括上段的直筒部和下段的椎体部，内筒体与外筒体之间存在间隔，内筒体与外筒体同轴竖直布置，内筒体的上端设有入料口和旋转电机，旋转电机的输出轴沿竖直方向延伸至内筒体内部，输出轴上自上而下依次连接有大风叶、小风叶和撒料盘，自入料口输入的粉体下落至撒料盘上，旋转电机工作时大风叶、小风叶和撒料盘均发生转动，内筒体中段设有固定风叶，固定风叶将内筒体分隔为上空间和下空间，内筒体的下端连接有第一出料口，外筒体的下端连接有第二出料口。
如图1所示，待分级的粉体沿A向输入内筛筒，第一分级装置对粉体进行分离操作，第一筛孔的孔径为B1，粒径大于B1的粉体自内筛筒的左端输出，第二筛孔的孔径为B2，粒径处于B2和B1之间的粉体自外筛筒的左端输出，粒径小于B2的粉体被吸入回收件中，图1中粒径小于B2的粉体用箭头A1指代。回收件收集的粉体经输料管传输至第二分级装置并沿入料口输入内筒体，旋转电机工作带动风扇组件工作，风扇组件驱动空气在内筒体中形成涡流，由于粉体的重量与粉体的粒径呈正比，在旋转的气流中，粒径较大的粉体迅速与内筒体的内壁发生撞击，失速后沿内筒体壁面下滑；其余较小粒径的粉体随气流向上，当流经小风叶时，在扰流和小风叶的撞击下偏移至内筒体内壁上，失速后沿内筒体壁面下滑；粒径更小的粉体穿过小风叶，在大风叶的作用下经内筒体顶部进入外筒体和内筒体的连通位置，由于外筒体与内筒体之间的间隔自上而下逐渐增大，气流速度自上而下逐渐降低，同时外旋气流的离心力使小粒径的粉体在外筒体内沉降并沿壁面下滑。通过上述操作对粉体进一步分级，粒径较大的粉体自第一出料口即图中的箭头C1向导出，粒径较小的粉体第二出料口即图中的箭头C2向导出。
实施例2：
如图4所示，本实施例中第一分级装置的结构与实施例1中第一分级装置的结构大致相同，区别点在于：本实施例中筛筒倾斜布置，靠近进料口的一端位置较低，第一导向螺旋带和第二导向螺旋带均为较高的薄板结构，图中第二导向螺旋带未画出。在进行分级操作时，由于进料口的位置较低，待筛分的物料在导向螺旋带的带动下朝另一端运动时，物料分为两部分，靠近筛筒壁的物料筛分效果较佳，且导向螺旋带对物料进行限位，这部分物料不会因自重作用而向下回落；远离筛筒壁的物料筛分效果较差，但同时导向螺旋带对物料的限位作用较弱，这部分物料集聚后在自重作用下会向下回落，物料在筛筒内保持时间较久，即通过延长筛分时间来提升筛分效果。本实施例通过筛筒的倾斜布置以及导向螺旋带的结构设计，在提升物料筛分效果的同时避免发生堵料现象。
本实施例中，外筛筒和内筛筒的转速可不同，即外筛筒和内筛筒可实现差速转动，具体的，外筛筒和内筛筒分别由两电机带动转动，外筛筒和内筛筒在电机驱动下差速转动，进料口处设有在线粒度检测仪。两电机分别为第一电机28、第二电机29，第二电机的输出轴与内筛筒同轴布置，第一电机与外筛筒通过皮带传动，内筛筒进料口处设有在线粒度检测仪，在线粒度检测仪对物料颗粒度进行实时监测，可根据筛分物料中筛下物含量的不同进行转速调节。此外，本实施例中通过高频振动和负压协同促进筛分，高频振动装置可采用超声波振动方式。
Claims (10)
1.一种粉体分级系统，其特征在于，包括第一分级装置，第一分级装置包括机壳、转动安装在机壳内的外筛筒和内筛筒，内筛筒套装在外筛筒内，内筛筒上连接有进料口的一端，内筛筒的内壁上设有第一导向螺旋带，外筛筒的内壁上设有第二导向螺旋带，内筛筒的壁面上设有第一筛孔，外筛筒的壁面上设有第二筛孔，机壳上设有回收件，回收件远离内筛筒的一端设有吸风口，吸风口向外吸风使机壳内壁和外筛筒外壁之间形成负压。
2.根据权利要求1所述一种粉体分级系统，其特征在于，回收件包括沿外筛筒径向布置的导风板，导风板的数目为若干个且沿外筛筒的轴向间隔布置。
3.根据权利要求1所述一种粉体分级系统，其特征在于，第二筛孔的孔径小于第一筛孔的孔径，外筛筒和内筛筒同向转动，外筛筒和内筛筒共轴水平布置，外筛筒远离进料口的一端设有高频振动装置。
4.根据权利要求1所述一种粉体分级系统，其特征在于，第一导向螺旋带和第二导向螺旋带的螺旋方向相同，第一导向螺旋带的螺距大于第二导向螺旋带的螺距。
5.根据权利要求1所述一种粉体分级系统，其特征在于，外筛筒和内筛筒上均涂覆有防静电涂料。
6.根据权利要求1所述一种粉体分级系统，其特征在于，外筛筒和内筛筒分别由两电机带动转动，外筛筒和内筛筒在电机驱动下差速转动，进料口处设有在线粒度检测仪。
7.根据权利要求1至6任意一项所述一种粉体分级系统，其特征在于，还包括第二分级装置，第二分级装置包括机架、外筒体和内筒体，内筒体的一端连接有入料口的一端，内筒体的另一端设有第一出料口，机架上设有旋转电机，旋转电机的输出轴与风扇组件相连，风扇组件位于内筒体内部，内筒体靠近入料口的一端与外筒体连通，外筒体远离入料口的一端设有第二出料口，入料口与吸风口通过输料管相连。
8.根据权利要求7所述一种粉体分级系统，其特征在于，外筒体和内筒体共轴竖直布置，风扇组件包括大风叶、小风叶和固定风叶，大风叶布置在外筒体和内筒体的连通位置，固定风叶位于小风叶远离大风叶的一侧。
9.根据权利要求8所述一种粉体分级系统，其特征在于，水平布置的固定风叶将内筒体分隔为上空间和下空间，固定风叶包括若干个导流孔，导流孔将上空间和下空间连通，所述下空间呈锥形。
10.根据权利要求7所述一种粉体分级系统，其特征在于，入料口靠近第一出料口的一端设有撒料盘，撒料盘与旋转电机的输出轴相连，撒料盘水平布置。
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