CN115025713A - 一种彩砂分散造粒装置及彩砂分散造粒方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种彩砂分散造粒装置及彩砂分散造粒方法，属于建筑装饰材料制备领域。该装置包括与高温熔窑出口连接的保温通道，设置在其出口端下方的分散造粒机构，以及设置在分散造粒机构下方的收集机构。分散造粒机构包括转盘和设置在其外周侧的挡板，保温通道出口端的轴心与转盘中心错位相对，挡板与转盘之间留有缝隙，收集机构包括用于放置冷却水的收集池。本发明利用转盘离心力将高温液相分散甩出形成球形颗粒，再利用挡板阻挡完成球形颗粒的进一步分散后，通过重力作用落入带冷却水的收集池中，形成形态良好的球状彩砂颗粒，该装置结构简单，过程易操作，省人工，成本低。且制成的彩砂球状颗粒圆润且鲜艳，是优良的建筑内饰与外墙装饰产品。
Description
技术领域
本发明涉及建筑装饰材料制备领域，特别是涉及一种彩砂分散造粒装置及彩砂分散造粒方法。
背景技术
目前，彩砂生产主要采用硬质矿物颗粒外包覆染色层的工艺实现。该方法采用两种不同性质的化合物进行物化结合，由于两种不同膨胀系数物质的界面效应差异，在温度变化时产生的界面应力反复作用会产生疲劳效应，从而导致染色层的脱落。而且在实际应用过程中，真正起到强度作用的是外部的包覆层，因此硬质矿物的高强度作用被减弱了。当人造彩砂应用于外墙喷砂时，由于颜料的附着力较小，不能很好的粘接在原料表面，性能达不到要求；应用于真石漆中时，由于需要将不同颜色的彩砂，混合攒拌配成所需颜色时，颜料易脱落，使得整个揽拌料的颜色被污染，不能正常应用等。并且，现有彩砂制备生产工艺过程繁琐，控制复杂。因此，人工彩砂的上述问题大大限制了其快速发展。
由此可见，上述现有的彩砂制备方法和制备得到的彩砂显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种新的彩砂分散造粒装置及彩砂分散造粒方法，使其通过转盘离心力对高温熔融液相进行分散甩出，再通过撞击挡板进一步分散后落入冷却水中，形成色泽均匀，颗粒均匀，耐磨性好，毒性小，不易脱色的球形彩砂颗粒，满足市场需求，成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种彩砂分散造粒装置，使其通过转盘离心力对高温熔融液相进行分散甩出，再通过撞击挡板进一步分散后落入冷却水中，形成色泽均匀，颗粒均匀，耐磨性好，毒性小，不易脱色的球形彩砂颗粒，从而克服现有的彩砂制备装置和得到的彩砂性能的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种彩砂分散造粒装置，包括与高温熔窑出口连接的保温通道，设置在所述保温通道的出口端下方的分散造粒机构，以及设置在所述分散造粒机构下方的收集机构，所述分散造粒机构包括设置在所述保温通道出口端下方的转盘及其动力机构，以及设置在所述转盘外周侧的挡板，所述保温通道出口端的轴心与所述转盘中心错位相对，所述挡板与所述转盘之间留有缝隙，所述收集机构包括用于放置冷却水的收集池，则从所述保温通道出口端落下的高温液相在接触所述转盘后，在转盘离心力作用下被分散甩出，被分散甩出的高温液相撞击到所述挡板后，落入所述收集池内形成彩砂颗粒。
进一步改进，所述转盘上表面设有隔热陶瓷层。
进一步改进，所述转盘的动力机构包括驱动电机和其与连接的变速箱，所述变速箱的输出转轴与转盘下表面固定连接，所述变速箱通过固定框架设置在所述收集池的上方，所述挡板固定在所述固定框架上。
进一步改进，所述转盘的直径为200-700mm，所述保温通道出口端的轴心与所述转盘中心之间的水平距离大于50mm。
进一步改进，所述保温通道出口端与所述转盘上表面的垂直距离为200-2000mm，所述挡板与所述转盘之间的缝隙距离为100-1500mm。
进一步改进，所述保温管道采用温度降维持在1-30℃的保温型管道。
进一步改进，所述收集池包括上层收集池、中层过滤池和下层回收水箱，所述上层收集池与所述中层过滤池之间设有出料阀门，所述中层过滤池的底部采用过滤网，所述过滤网的滤孔小于形成彩砂颗粒的直径。
进一步改进，所述上层收集池与下层回收水箱之间设有循环水管，所述下层回收水箱中设有用于将回收水泵入所述上层收集池中的泵体。
作为本申请又一改进，本发明还提供一种彩砂分散造粒方法，所述方法为：将彩砂原料高温熔融后的高温液相通过重力作用落至旋转状态下的转盘上表面，且所述高温液相的落点错开所述转盘的中心点，所述高温液相在转盘离心力作用下被分散甩出形成球形颗粒，所述球形颗粒通过挡板阻挡完成进一步分散，最后通过重力落入冷却水中，形成彩砂颗粒。
进一步改进，彩砂原料高温熔融后的高温液相以1-200mm3/s的流速，从200-2000mm的高处落至转盘上，所述转盘的转速为20-10000r/min，所述高温液相的落点与所述转盘的中心点距离大于50mm。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
本发明彩砂分散造粒装置通过分散造粒机构的设置，利用其转盘的离心力将高温液相分散甩出形成球形颗粒，再利用挡板阻挡完成球形颗粒的进一步分散后，通过重力作用落入带冷却水的收集池中，形成形态良好的球状彩砂颗粒，该装置结构简单，过程易操作，省人工，成本低。
本发明彩砂分散造粒方法易于批量化造粒，成本低，绿色环保。并且由该方法制成的彩砂颗粒粒度均匀，色泽均匀，即色料完全与基体融合，被包容在基体内部，毒性小，耐磨性好，杜绝了外力的磨损，完全不同于现有包覆法形成的仅外部显色的彩砂颗粒。并且该方法可以通过调节高温液相流速、转盘转速以及高温液相在转盘上的落点来控制彩砂颗粒的大小，简单方便，易调节，满足不同尺寸彩砂颗粒制备的需求。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明彩砂分散造粒装置的结构示意图。
图2是本发明彩砂分散造粒装置中高温液相轴心投影与转盘中心点的相对位置示意图。
具体实施方式
本发明彩砂分散造粒装置是针对高温熔融法改进的彩砂分散造粒设备，其能将高温熔融后的彩砂原料液相利用转盘离心力的作用高速甩出，形成离散式的球形颗粒，并在挡板的撞击作用下，进一步分散，利用表面张力和重力作用下落入冷却水中，利用水淬工艺完成彩砂颗粒的制备。该装置制备的彩砂颗粒色泽均匀，颗粒均匀，形态好，耐磨性好，毒性小，不易脱色，能够满足市场需求。其具体实施例如下：
参照附图1所示，本实施例彩砂分散造粒装置，包括与高温熔窑出口连接的保温通道1，设置在所述保温通道1的出口端下方的分散造粒机构，以及设置在所述分散造粒机构下方的收集机构。
所述分散造粒机构包括设置在所述保温通道1出口端下方的转盘21及其动力机构22，以及设置在所述转盘21外周侧的挡板23。所述挡板23与所述转盘21之间留有缝隙。所述收集机构包括用于放置冷却水31的收集池3。则从所述保温通道1出口端落下的高温液相10在接触所述转盘21后，在转盘离心力作用下被分散甩出，被分散甩出的高温液相形成离散式的球形颗粒11，该球形颗粒11撞击到所述挡板23后，受重力作用落入所述收集池3内的冷却水4中，形成彩砂颗粒12。
本实施例中所述转盘21的直径为200-700mm，其上表面设有隔热陶瓷层，用于接收高温液相10的撞击。
所述转盘21的动力机构22包括驱动电机和其与连接的变速箱，所述变速箱的输出转轴25与转盘21下表面固定连接，所述变速箱通过固定框架24设置在所述收集池3的上方。所述挡板23可固定在所述固定框架24上，或固定在其它外围设备上。
为了更好的利用转盘离心力，参照附图2所示，本实施例中所述保温通道1出口端的轴心与所述转盘21的中心错位相对设置，即高温液相10落下时的轴心投影点为B点，转盘21的中心点为A点，如附图2所示。较优为，B点至A点的水平距离大于50mm，能充分利用转盘离心力，提高转盘对高温液相的甩出分散力度，以形成更均匀的离散式球形颗粒。
本实施例中所述保温管道1采用温度降维持在1-30℃的保温型管道。所述保温通道1出口端与所述转盘21上表面的垂直距离控制在200-2000mm，所述挡板23与所述转盘21之间的缝隙距离为100-1500mm。
更优实施例为，所述收集池3包括上层收集池31、中层过滤池32和下层回收水箱33，所述上层收集池31与所述中层过滤池32之间设有出料阀门311，所述中层过滤池32的底部采用过滤网321，所述过滤网321的滤孔小于形成的彩砂颗粒12的直径，如100-300目，以便在上层收集池31收集较多彩砂颗粒后，打开出料阀门311，使冷却水4及其中的彩砂颗粒12均进入中层过滤池32中；又通过过滤网321的过滤作用，使冷却水4从过滤网321中通过，对彩砂颗粒12进行阻隔收集。
还可在所述上层收集池31与下层回收水箱33之间设有循环水管34，所述下层回收水箱33中设有泵体5。所述泵体5用于将回收水箱33中的回收冷却水泵入所述上层收集池31中，供下次彩砂颗粒12的水淬形成。
上述彩砂分散造粒装置用于彩砂分散造粒时，所述方法为：
将彩砂原料高温熔融后的高温液相10通过重力作用落至旋转状态下的转盘21的上表面。所述高温液相10在转盘离心力作用下被分散甩出形成球形颗粒11，所述球形颗粒11通过挡板23阻挡完成进一步分散，最后通过重力落入冷却水4中，形成彩砂颗粒12。
其中，所述高温液相10的落点B错开所述转盘21的中心点A，B点至A点的水平距离较优为大于50mm，能充分利用转盘离心力，提高转盘对高温液相的甩出分散力度，以形成更均匀的离散式球形颗粒11。该离散式球形颗粒11在表面张力作用下球状形态良好，保证了落入冷却水4中的彩砂颗粒形态规整，形状均匀；并通过冷却水4的迅速冷却凝固产生解理脆性断裂，该过程会使原料中各种化合物的原子重新进行键合排列，形成不同于原料中成分化合物结构的短程有序而长程无序的非晶结构。
最终得到的彩砂颗粒大小可通过调节高温液相的流速、转盘的转速以及高温液相在转盘上的落点来控制彩砂颗粒的大小。如彩砂原料高温熔融后的高温液相10以1-200mm3/s的流速从保温通道1中流出，并控制保温通道1出口端距离转盘23的垂直距离为200-2000mm。所述转盘21的转速可控制为20-10000r/min。所述高温液相10的轴向投影点B与所述转盘21的中心点A距离大于50mm。这些参数的设置及其配合能实现不同尺寸的彩砂颗粒12的制备，如下述具体的实施例。
实施例1
在上述彩砂分散造粒装置中，控制高温液相10流出时的温度为1550℃，液流速度为70mm3/s，保温通道1出口端与转盘21的距离为1.5m，高温液相10的轴心落点B距离转盘中心点A的水平距离为200mm，转盘21的转速为2400r/min。在该参数条件下，制取得到40-80目的彩砂颗粒12。
实施例2
在上述彩砂分散造粒装置中，控制高温液相10流出时的温度为1500℃，液流速度为70mm3/s，保温通道1出口端与转盘21的距离为1.2m，高温液相10的轴心落点B距离转盘中心点A的水平距离为150mm，转盘21的转速为1500r/min。在该参数条件下，制取得到20-40目的彩砂颗粒12。
实施例3
在上述彩砂分散造粒装置中，控制高温液相10流出时的温度为1650℃，液流速度为100mm3/s，保温通道1出口端与转盘21的距离为1.8m，高温液相10的轴心落点B距离转盘中心点A的水平距离为240mm，转盘21的转速为3500r/min。在该参数条件下，制取得到80-120目的彩砂颗粒12。
本发明彩砂分散造粒方法将高温液相利用转盘离心力分散形成离散式球形颗粒，再利用挡板阻挡完成球形颗粒的进一步分散后，通过重力作用落入带冷却水的收集池中，形成形态良好的球状彩砂颗粒，该装置结构简单，过程易操作，省人工，成本低。并且由该方法制成的彩砂颗粒粒度均匀，色泽鲜艳，即色料完全与基体融合，被包容在基体内部，毒性小，杜绝了外力的磨损，完全不同于包覆法的仅外部显色的制备机理。还有该方法易于批量化造粒，成本低，绿色环保，是建筑内饰与外墙的极好装饰彩砂产品。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”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。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种彩砂分散造粒装置，其特征在于，包括与高温熔窑出口连接的保温通道，设置在所述保温通道的出口端下方的分散造粒机构，以及设置在所述分散造粒机构下方的收集机构，所述分散造粒机构包括设置在所述保温通道出口端下方的转盘及其动力机构，以及设置在所述转盘外周侧的挡板，所述保温通道出口端的轴心与所述转盘中心错位相对，所述挡板与所述转盘之间留有缝隙，所述收集机构包括用于放置冷却水的收集池，则从所述保温通道出口端落下的高温液相在接触所述转盘后，在转盘离心力作用下被分散甩出，被分散甩出的高温液相撞击到所述挡板后，落入所述收集池内形成彩砂颗粒。
2.根据权利要求1所述的彩砂分散造粒装置，其特征在于，所述转盘上表面设有隔热陶瓷层。
3.根据权利要求2所述的彩砂分散造粒装置，其特征在于，所述转盘的动力机构包括驱动电机和其与连接的变速箱，所述变速箱的输出转轴与转盘下表面固定连接，所述变速箱通过固定框架设置在所述收集池的上方，所述挡板固定在所述固定框架上。
4.根据权利要求3所述的彩砂分散造粒装置，其特征在于，所述转盘的直径为200-700mm，所述保温通道出口端的轴心与所述转盘中心之间的水平距离大于50mm。
5.根据权利要求4所述的彩砂分散造粒装置，其特征在于，所述保温通道出口端与所述转盘上表面的垂直距离为200-2000mm，所述挡板与所述转盘之间的缝隙距离为100-1500mm。
6.根据权利要求1所述的彩砂分散造粒装置，其特征在于，所述保温管道采用温度降维持在1-30℃的保温型管道。
7.根据权利要求1至6任一项所述的彩砂分散造粒装置，其特征在于，所述收集池包括上层收集池、中层过滤池和下层回收水箱，所述上层收集池与所述中层过滤池之间设有出料阀门，所述中层过滤池的底部采用过滤网，所述过滤网的滤孔小于形成彩砂颗粒的直径。
8.根据权利要求7所述的彩砂分散造粒装置，其特征在于，所述上层收集池与下层回收水箱之间设有循环水管，所述下层回收水箱中设有用于将回收水泵入所述上层收集池中的泵体。
9.一种彩砂分散造粒方法，其特征在于，所述方法为：将彩砂原料高温熔融后的高温液相通过重力作用落至旋转状态下的转盘上表面，且所述高温液相的落点错开所述转盘的中心点，所述高温液相在转盘离心力作用下被分散甩出形成球形颗粒，所述球形颗粒通过挡板阻挡完成进一步分散，最后通过重力落入冷却水中，形成彩砂颗粒。
10.根据权利要求9所述的彩砂分散造粒方法，其特征在于，彩砂原料高温熔融后的高温液相以1-200mm3/s的流速，从200-2000mm的高处落至转盘上，所述转盘的转速为20-10000r/min，所述高温液相的落点与所述转盘的中心点距离大于50mm。
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