CN1370123A - 粉末材料致密化方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种使粉末材料致密化的方法和装置,其利用螺旋机壳中的进料螺杆来输送粉末材料,其中通过位于螺旋机壳内表面上的一个过滤器来交替地施加真空和压缩空气。

Description

粉末材料致密化方法和装置

本发明涉及一种致密化或压紧粉碎或粉末材料的方法和装置。

现在已经知道使粉末材料在两个压辊之间致密化，其中例如利用可旋转地设置在一机壳内且平行间隔的两个进料螺杆将粉末材料压进辊隙中，粉末材料是通过装料漏斗在重力作用下装填进该辊隙中。但粉末材料中的气体或空气具有干扰作用，会减弱两压辊间的致密化操作。

为了在粉末材料进入辊隙前除去其内的空气，现在知道通过在螺旋机壳内进料螺杆圆周上提供一个过滤器，由此来形成真空。

本发明的目的是提高上述粉末材料致密化装置的效率。

本发明的目的基本是通过如下方式实现的：通过位于装料漏斗和辊隙之间的进料路径(feedway)上的一个过滤器来交替地施加真空和加压空气，以便增强对进料螺杆机中粉末材料的预先压缩，由此增加压辊的致密化效率。

以下结合附图以一个实施例来更详细地描述本发明：

图1适宜性地示出粉末材料致密化组件的侧视图；

图2为进料螺杆上图4中箭头C方向上的俯视图，其中示出机壳的部分剖面；

图3为图2中箭头A方向内的侧视图；

图4为沿图2中B-B线的横截面图；

图5为与图4相对应的横截面图；

图6为一个最佳实施例的俯视图；

图7为沿图6中F-F线的纵向截面图；

图8为沿图6中A-A线的横截面图；

图9为沿图7中L-L线的横截面图；

图10为沿图6中B-B线的横截面图；以及

图11为图8中细节X的放大图。

图1适宜性地示出一个粉末材料致密化组件，该组件包括一个垂直设置的装料漏斗1，该装料漏斗1放置在水平设置的螺旋机壳2的一个进口上方，在该机壳内可转动地设置着一个进料螺杆3。压辊4和4’相对地设置在螺旋机壳出口处，粉末材料即由进料螺杆3送到辊隙中并在上述压辊之间被压紧和致密化。在装料漏斗1中可设置一个搅拌器5，以协助将粉末材料利用重力从装料漏斗1装填进螺旋机壳中。这种组件例如用于将粉末材料制成颗粒，其中图1中省略了一些可安装在漏斗1之前和辊对4、4’之后的其它装置。

作为一个例子，在螺旋机壳中可形成两个室8，每个室均通过管路17而与一个设置在真空源19和高压空气源20之间的转换装置18相连。这样就可能对其中一个室8施加真空，同时又对另一个室8施加压缩或高压空气；反之亦然。

图1中示出在螺旋机壳2内只有一个螺杆，然而，也可相互间隔地设置一组螺杆，以便来增强进料能力。图2示出可旋转地设置在螺旋机壳内且平行并排的两个进料螺杆3和3’的一个例子。图2-图4中螺旋机壳2的上侧上设有一进口6。在该进口6上方设有漏斗1，其中如图4所示，该进口6基本在两个并排设置的螺杆3的宽度上延伸。

在图2-5所示实施例的一个例子中，在螺旋机壳2的两侧上设有三个沿进料路径(feedway)间隔设置的室8。该室8例如为矩形，其中该矩形的长边在进料螺杆的轴向内延伸。在室8和螺旋机壳2内周之间的过渡处设有一个约为矩形的连接口9，在图3中用虚线表示。该连接口9被机壳2的肩部10所包围，该肩部形成一个类似构架的且与板状过滤器11相连接的表面，该过滤器例如可由烧结材料或过滤毛状物构成。在图5中，一个环状元件21设置在肩部10和过滤器11之间，用来支承过滤器。这种环状元件21能由一个多孔板来代替，以便在供应高压气体时将过滤器11支承在内侧。过滤器11被一个多孔板12支承在外侧上，而该多孔板又由室8内的一个插入件13固定住。该插入件13中伸进室8内的舌鞘(tubus)状部分在其外周上设有密封圈14，利用该密封圈密封住室8与外部隔绝。在插入件13的封闭外侧上形成一个连接口16以及一个凸缘15，由此例如通过螺旋机壳2上的螺杆将插入件13气密地固定住。

在操作过程中，利用串联设置在进料方向上的室8上的连接口16而交替地施加真空和压缩空气。利用所施加的真空使进料螺杆3所传送的粉末材料通过过滤器11而脱气，而利用压缩空气来清洁过滤器并压缩进料螺旋机内的粉末材料。

真空量以及所施加真空和压缩空气的时间间隔可以变化，由此能使脱气程度适合于所使用的粉末材料类型。相似地，在连续室上施加真空和压缩空气的顺序也可以变化。例如，在两个室8上施加真空，而在第三个室上施加压缩空气。

通过在室8上交替应用真空和压缩空气，相对于仅施加真空而言，就可使在压辊上实现显著较高的脱气或压缩效率，这是因为粉末材料在到达辊隙前在进料螺旋机内就被显著高效地脱气和被预先压缩。根据本发明，可实现高的脱气程度以及小过滤面积。

在所示例子中，室8沿螺旋机壳2的侧边设置。但是，同样可以将室8设置在螺旋机壳2的下侧。如果在螺旋机壳2内并列设置有三个进料螺杆，室8可设置在机壳2下侧上的中部进料螺杆区域，而两个外部进料螺杆的室8可设置在机壳2侧面或下侧上。

同样还可在进料螺杆对应于进料路径的长度上前后设置附加的室，来代替以上所示三个室8。还可以在进料螺杆的周边上仅设置一个室8，在该室上交替施加真空和压缩空气。但是前后设置的若干室可获得更高的效率。

同时对设置在螺旋机壳2同一周边上的室8施加真空和压缩空气。这样，例如，图2和图3中的第一室8就在进料机内部提供了一个被施加真空的区域，而第三室8在进料器内部提供了一个被施加压缩空气的区域。这些区域分别被进料螺杆3的周边相互密封住。在纵向上前后设置的室8之间的距离可被选择，这样如果一个室被压缩空气作用而相邻一个室被真空所作用，那么就可根据进料螺杆3的螺距使这两个相邻室8之间不存在短路。

最好在进口6区域内直接设置至少第一室8。在所示例子中，在进口6区域内设有两个室8，同时该进口的直径延伸过两个室8。

根据本发明的一个实施例，真空作用的时间要长于压缩空气所作用的时间。另外，可以短脉冲的形式顺序施加真空以及压缩空气。

在包括三个室8的实施例中，例如能利用真空作用第一和第二室，而利用压缩空气作用第三室。对前后设置在送料方向上的各个室8交替作用真空和压缩空气，相比仅作用一个室8，可获得更高的预先压缩，即使在该室与上述相互间隔设置的各个室延伸相同的进料路径的情况下也如此。

上述进料螺杆设有较小直径的一部分，这一点可从图2的平面图中可看出，其中在该区域中设有一个冷却装置7。但是整个进料螺杆也能具有相同的直径。

图6到11示出本发明装置的另一个最佳实施例，其中相同的标号将用来表示相同或相应的元件。

根据该最佳实施例，沿进料螺杆3的纵向延伸部设有通道23，而非室8，这样就可在进料螺杆的整个长度设置孔。

例如，在图6-10所示实施例示出一个包括四个相互平行地设置在矩形机壳2内的进料螺杆3的装置。在图6的俯视图中，在机壳上侧上设有一矩形进口6，用于如图1所示来连接机壳2和装料漏斗1。

图7的纵向截面图与图1的视图相对应，其中图7更详细地示出一个位于机壳2和压辊4、4’之间的接口管22。

通道23设置在机壳2上与进口6相对的下侧上，该通道23基本沿机壳2的长度延伸。图8和图9示出三个平行设置在一个进料螺杆3区域内的通道23。每个通道23都与若干小直径孔洞24相连，该孔洞在通道和机壳2内表面25之间延伸并与图5中板12上的孔相对应。在该实施例中，从图9可看出有沿一个进料通道23设置的两排孔洞24。

为了对通道23施加真空和压缩空气，如图9所示，设置有管道26，该管道在通道23下方延伸并基本垂直于位于机壳2下部内的这些通道23。真空和压缩空气如箭头28所示交替地供应给这些管道26。每个管道26通过垂直延伸的连接孔洞27与两个通道23相连。这些管道26具有不同长度，其中最长的管道26向上延伸到与机壳2纵向中心轴相邻的第六个通道23。另一个管道26从机壳2两侧向上延伸到第五个通道23，同时最短的管道26从机壳2外部向上延伸到第四个通道23，如图9和图10所示。

在所示实施例中，六个管道26设置在机壳的每一侧，其中进料螺杆3纵向延伸部的一半设有三个不同长度的管道26。这样，每个通道23通过两个连接孔洞27与两个管道26相连。以这种方式就可高效地对通道23的所有孔洞24施加真空和压缩空气。

如图7所示，机壳2由至少四个部分组成：一个设有通道23和管道26的下部30和一个设有进口6的上部31，以及前部32和后部33。下部30的内表面25(图8)设有孔洞24形状的孔。一过滤布11分别延伸过这些孔或孔洞24。利用紧固件使该过滤布11在张力作用下被固定住，该紧固件为沿机壳下部30内在通道23之间以及在机壳下部30两侧的沟槽延伸的条状物34。该条状物34利用螺钉35被固定在机壳下部30上，过滤布11被夹在条状物34和机壳下部30之间。如图10和图11所示，一个横截面基本为矩形的条状物36设在进料螺杆3之间，以便占满相邻进料螺杆之间的三角区域。过滤布11同样被夹在该条状物36和机壳下部30之间。

板状机壳下部30设有两个冷却通路37，用于在该机壳下部30内循环冷却介质。在该实施例中，一个通路37延伸过通道23，以便供应冷却介质，另一个通路37’用于回流。如图11所示，在这两个通路37和37’之间设有沿机壳下部30纵向轴向垂直延伸的连接通路38。

如图6和图10所示，在机壳上部31内设有相应的通路39、39’和连接通路40，用于循环冷却介质。

尽管在进料螺杆3的长度上交替使用真空和压缩空气，但使粉末材料高效致密化是通过图6-10的实施例所实现的，这归功于紧密设置的通道23和遍布在进料螺杆3长度上的孔洞24形状的孔。

同样也能在机壳的前部和后部32、33设置管道，来代替延伸通过通道23管道26，以便为通道23提供真空和压缩空气。

上述通过过滤器交替施加真空和压缩空气的方法可以应用在各种用于致密化和压缩粉末材料的装置，例如应用在包装组件中，其中主要获得高装填重量的包装物和小的粉末体积。相似地，本发明的方法和装置可应用在挤压机的侧进料机中和充气粉末等中。

标号名单1                      装料漏斗2                      螺旋机壳3                      进料螺杆4                      压辊5                      搅拌器6                      进口7                      冷却装置8                      室9                      连接口10                     肩部11                     过滤器12                     板13                     插入件14                     密封圈15                     凸缘16                     连接口17                     管路18                     转换装置19                     真空源20                     压缩空气源21                     环状元件22                   接口管23                   通道24                   孔洞25                   内表面26                   管道27                   连接孔洞28                   箭头29                   ——30                   机壳下部31                   机壳上部32                   前部33                   后部34                   条状物35                   条状物36                   螺钉37                   通路38                   连接通路39                   通路40                   连接通路

Claims (11)

1.一种使粉末材料致密化的方法，其中利用螺旋机壳(2)中进料螺杆(3)来输送粉末材料，其特征在于，通过位于螺旋机壳(2)内周面上的一个过滤器(11)来交替地施加真空和压缩空气。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在进料路径的长度上前后设置若干室(8)，在该室(8)上交替作用真空和压缩空气。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对其中一个室施加真空，同时对相邻的一个室(8)施加压缩空气。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过设置在基本沿进料螺杆长度延伸的通道(23)内的若干孔洞(24)来施加真空和压缩空气。

5.如上述权利要求1-3所述的方法，其特征在于，真空量以及所施加真空和压缩空气的时间间隔可以变化。

6.一种粉末材料致密化装置，该装置包括至少一个位于螺旋机壳(2)中进料螺杆(3)，其特征在于，在螺旋机壳中进料螺杆的一个周边部分上设有孔，该孔被过滤器(11)覆盖住，该过滤器通过管路装置(17)与设置在真空源(19)和压缩空气源(20)之间的一个转换装置(18)相连。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，在螺旋机壳内进料螺杆的纵向上相互间隔地设置至少两个室(8)，利用上述转换装置(18)可交替地对室(8)施加真空和压缩空气。

8.如权利要求6和7所述的装置，其特征在于，在每个室(8)设有一个插入件(13)，该插入件(13)设有一个密封圈(14)。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，上述插入件(13)支承着一个设有孔的板(12)，在该板(12)上设有一个与螺旋机壳(2)肩部(10)邻接的板状过滤器(11)，该肩部(10)包围住一个连接口(9)。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，在螺旋机壳内的一个进料螺杆(3)长度上设有至少一个通道(23)，该通道(23)通过孔洞(24)形状的孔而与机壳(2)的内表面(25)相连，并与管道(26)相连以便交替地提供真空和压缩空气。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，过滤布(11)被紧固件(34、36)固定在机壳(2)的内表面上。

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