CN208865983U - 连续式金属粉末筛分装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型设计金属粉末筛分技术领域，公开一种连续式金属粉末筛分装置，通过在送粉通路和粉末筛分通路上新增的气体循环装置，实现自动化连续筛分生产，同时减少惰性气体的使用，降低成本。

Description

连续式金属粉末筛分装置

技术领域

本发明涉及金属筛分技术领域，具体而言涉及一种连续式金属粉末筛分装置。

背景技术

气雾化制粉是目前球形金属粉末的主要生产方式，但是气雾化制粉过后粉末的处理过程复杂及漫长，人工成本高且生产效率低。目前传统金属粉末生产过程主要分为雾化制粉、粉末筛分、超细粉末分级和粉末包装。其中雾化完成后粉末的温度在600℃左右，需要长达数小时进行冷却，冷却完成后需要人工搬运至筛分设备中进行筛分，如若需要，筛分好的粉末还需在气流分级机中进行超细粉末分级。

目前传统的粉末制备处理设备复杂且难以控制、生产周期长、生产成本高，并且金属粉末需要长时间暴露在空气，这会导致金属粉末受到污染，最终也会影响粉末的性能，并且降低批次的稳定性。

现有的处理设备中，一般采用顺序控制，从制粉、粉末筛分、超细粉末分级到包装，其中需要经过2-3次，甚至更多次的粉末气体分离排出大气，但我们从最后的制备收集来看，对原料的利用率还有待提高，并且排出到大气的气体中仍然会含有金属粉末，造成浪费和环境污染。

发明内容

本发明目的在于提供一种连续式金属粉末筛分装置，可通过气体内部循环实现高效的上料输送和循环分级，提高生产效率，节省成本，提高金属粉末的质量，并且减少环境污染。

为达成上述目的，本发明提出一种连续式金属粉末筛分装置，包括：

雾化制粉炉，用于通过雾化制粉得到高温金属粉末；

粉末冷却收集装置，连接到雾化制粉炉底部并与其连通，对制备得到的高温金属粉末进行冷却收集，并将分离出的气体经过除尘过滤后排出；

粉末输送循环装置，连接到粉末冷却收集装置的下方，通过内部气体循环将粉末冷却收集装置内的金属粉末输送到下一级处理的第一螺旋加料机；该粉末输送循环装置包括除尘料仓和第一风机平衡罐，所述除尘料仓通过送粉管道连通到粉末冷却收集装置的底部，通过内部设置的除尘机构分离气体和金属粉末；第一风机平衡罐通过第一管道连接到粉末冷却收集装置下方位置，通过第二管道连接到除尘料仓的上部，通过第一风机平衡罐内的风机的运行，在粉末冷却收集装置、除尘料仓以及第一风机平衡罐形成粉末输送气体循环，从粉末冷却收集装置送粉至除尘料仓，并将除尘料仓分离的气体再次循环通过送粉管道送入除尘料仓；

第一螺旋加料机，连接到除尘料仓的下方，用于匀速输送金属粉末；

超声波振动筛，连接到第一螺旋加料机的出料口，用于通过筛网将从除尘料仓进入的金属粉末进行筛分，其中粉末颗粒大于筛网孔径的金属粉末流入粗粉收粉罐，粉末颗粒小于筛网孔径的金属粉末流入下一级处理的第二螺旋加料机；

粉末分级循环装置，设置在所述第二螺旋加料机的下方，用于将第二螺旋加料机输送的金属粉末通过内部气体循环进行粉末循环分级与收集；

其中，所述粉末分级循环装置包括通过分级管道依次连接的气流分级装置、第二旋风分离器以及除尘过滤器，还包括连接在除尘过滤器和第二螺旋加料机底部之间的第二风机平衡罐，通过第二风机平衡罐内的风机的运行，在气流分级装置、第二旋风分离器、除尘过滤器以及第二风机平衡罐形成粉末分离气体循环；

所述气流分级装置和第二旋风分离器的下方均设置对应的细粉收集罐；除尘过滤器排出的气体经过第二风机平衡罐再进入分级管道进行循环。

进一步的，所述粉末冷却收集装置包括：

第一旋风分离器，设置在雾化制粉炉底部并与其连通，用于从雾化制粉炉抽出高温的金属粉末和气体；

粉末流换热器，连通到第一旋风分离器底部，用于冷却高温金属粉末；

第一收粉罐，连接在第一粉末流换热器的出口，收集冷却后的金属粉末；

第一除尘过滤器，连接到所述第一旋风分离器，用于将气体过滤后排出。

进一步的，所述粉末流换热器为空心立式散热器，具有多个传热板并构成自上而下的导热通道，冷却水在传热板内部通道流过以冷却导热通道内流过的高温金属粉末。

进一步的，所述第一管道上设置有至少一个气体入口，第一风机平衡罐上设置有至少一个气体出口。

进一步的，所述第一螺旋加料机和/或第二螺旋加料机的出口处设置有用于控制金属粉末输送的阀门。

进一步的，所述超声波振动筛与第二螺旋加料机之间通过小颗粒输送管道连接，小颗粒输送管道上设置有粉末流量测量仪。

进一步的，所述粗粉收粉罐设置有至少一个气体入口，小颗粒输送管道上设置有至少一个气体出口。

进一步的，所述气流分级装置包括级联的至少两个气流分级机。

进一步的，所述第二风机平衡罐与第二螺旋加料机之间的管道上设置有至少一个气体入口，第二风机平衡罐上设置有至少一个气体出口。

进一步的，所述除尘料仓的除尘机构采用袋式除尘。

由以上技术方案，本实用新型的金属粉末筛分装置，与现有技术相比的显著优点在于：通过送粉过程形成的送粉气体循环，一方面正常从收粉罐通过气流送料，另一方面可将除尘料仓过滤的气体循环利用，实现惰性气体的高效利用，减少成本并且还保证了气路的密封性，控制含氧量；同时，通过粉末分级过程形成的气体循环，实现分级过程的各个环节的有效衔接，除尘后的气体再通过循环进入分级管道，一方面有效促进粉末分级，分级的效率和质量提高，另一方面提高惰性气体的利用率，减少惰性气体的使用，降低成本。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1是本实用新型的实施例的连续式金属粉末筛分装置的示意图。

附图中各个标记的含义如下：

雾化制粉炉1；第一旋风分离器2；粉末流换热器3；第一收粉罐4；第一除尘过滤器5；第一风机平衡罐6；第一气体入口7；第一气体出口8；除尘料仓9；第一螺旋加料机10；第一阀门11；超声波振动筛12；粗粉收粉罐13；第二螺旋加料机14；第二阀门15；第二气体入口16；第二气体出口17；气流分级机18；第二旋风分离器19；第二除尘过滤器20；第二风机平衡罐21；第三气体入口22；第三气体出口23；粉体流量测量仪24；细粉收粉罐25。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

结合图1所示，本实用新型公开的一种连续式金属粉末筛分装置，通过在送粉通路和粉末筛分通路上新增的气体循环装置，实现自动化连续筛分生产，同时减少惰性气体的使用，降低成本。

如图1所示的连续式金属粉末筛分装置，下面结合附图所示，更加具体的描述上述各个部分的示例性实施。

雾化制粉炉1，用于通过雾化制粉得到高温金属粉末，尤其是金属球形粉末，例如通过坩埚熔炼和雾化制粉实现金属粉末的制备。在现有雾化制粉炉的基础上，还可以监测炉内的压力、气体温度等，实现精确控制。

粉末冷却收集装置，连接到雾化制粉炉底部并与其连通，以对制备得到的高温金属粉末进行冷却收集，并将分离出的气体经过除尘过滤后排出。

在可选的例子中，粉末冷却收集装置，包括第一旋风分离器2、粉末流换热器3、第一收粉罐4以及第一除尘过滤器5。

第一旋风分离器2，设置在雾化制粉炉1的底部并与其连通，用于从雾化制粉炉抽出高温的金属粉末和气体。

粉末流换热器3，连通到第一旋风分离器2的底部，用于冷却高温金属粉末。优选地，粉末流换热器为空心立式散热器，具有多个传热板并构成自上而下的导热通道，冷却水在传热板内部通道流过以冷却导热通道内流过的高温金属粉末。

第一收粉罐4，连接在第一粉末流换热器的出口，收集冷却后的金属粉末；

第一除尘过滤器5，连接到所述第一旋风分离器，用于将气体过滤后排出。

结合图1示例的筛分装置还设置有粉末输送循环装置，连接到粉末冷却收集装置的下方，通过内部气体循环将粉末冷却收集装置内的金属粉末输送到下一级处理的第一螺旋加料机10。

在可选的例子中，粉末输送循环装置包括除尘料仓9和第一风机平衡罐6，除尘料仓9通过送粉管道连通到粉末冷却收集装置的底部，通过内部设置的除尘机构分离气体和金属粉末；第一风机平衡罐6通过第一管道连接到粉末冷却收集装置下方位置，通过第二管道连接到除尘料仓9的上部，通过第一风机平衡罐内的风机的运行，在粉末冷却收集装置、除尘料仓以及第一风机平衡罐形成粉末输送气体循环，从粉末冷却收集装置送粉至除尘料仓，并将除尘料仓分离的气体再次循环通过送粉管道送入除尘料仓。

第一螺旋加料机10，连接到除尘料仓9的下方，用于匀速输送金属粉末。

超声波振动筛12，连接到第一螺旋加料机10的出料口，用于通过筛网将从除尘料仓进入的金属粉末进行筛分，其中粉末颗粒大于筛网孔径的金属粉末流入粗粉收粉罐13，粉末颗粒小于筛网孔径的金属粉末流入下一级处理的第二螺旋加料机14。

结合图1示例的筛分装置还设置有粉末分级循环装置，设置在所述第二螺旋加料机14的下方，用于将第二螺旋加料机14输送的金属粉末通过内部气体循环进行粉末循环分级与收集。

结合图1，粉末分级循环装置包括通过分级管道依次连接的气流分级装置、第二旋风分离器19、第二除尘过滤器20，还包括连接在除尘过滤器和第二螺旋加料机底部之间的第二风机平衡罐21，通过第二风机平衡罐21内部的风机的运行，在气流分级装置、第二旋风分离器19、除尘过滤器20以及第二风机平衡罐 21之间形成粉末分离气体循环。

结合图1，优选的，气流分级装置包括级联的至少两个气流分级机18。

气流分级机18和第二旋风分离器19的下方均设置对应的细粉收集罐25；第二除尘过滤器20排出的气体经过第二风机平衡罐21再进入分级管道进行循环。

结合图1，所述第一管道上设置有至少一个第一气体入口7，第一风机平衡罐上设置有至少一个气体出口8。

如图，第一螺旋加料机10和/或第二螺旋加料机14的出口处设置有用于控制金属粉末输送的阀门11、15。

如图示，超声波振动筛12与第二螺旋加料机14之间通过小颗粒输送管道连接，小颗粒输送管道上设置有粉末流量测量仪。

粗粉收粉罐13设置有至少一个第二气体入口16，小颗粒输送管道上设置有至少一个第二气体出口17。

第二风机平衡罐20与第二螺旋加料机14之间的管道上设置有至少一个第三气体入口22，第二风机平衡罐上设置有至少一个第三气体出口23。

下面结合图1所示以及以上实施例的金属筛分装置，对工作原理和过程进行说明。

【雾化制粉】

通过雾化制粉炉制得金属球形粉末，雾化制粉炉可以采用现有技术的水冷床制备技术，再由旋风分离器抽出金属粉末和气体，气体经第一除尘过滤器过滤后排到空气，粉末进入粉末流换热器进行冷却，优选地，监测粉末流换热器进口和出口温度，最后由第一收粉罐收集冷却后的粉末。

【粉末循环输送】

粉末输送前先进行气体置换，启动第一风机平衡罐和除尘料仓，在第一气体入口充入惰性气体，惰性气体将管路中的空气在第一气体出口置换出去。监测氧含量，例如在第一风机平衡罐可以装设氧含量测量仪，当氧含量达到要求时，停止充气和排气。在第一风机平衡罐和除尘料仓的工作下，形成系统内的气体循环。

气体置换完成后，收粉罐可以带有送料机构，金属粉末被循环的气体输送到除尘料仓，经过除尘过滤后，粉末落入下方的第一螺旋加料机中，气体经过第一风机平衡罐后再将进入送粉管道进行循环，将粉末输送到除尘料仓，如此循环。

优选的是，持续性监测氧含量，当输送工作过程中检测到氧含量偏高时，系统会在第一气体入口继续充入惰性气体，将系统内的气体由排第一气体出口排出，直到氧含量满足要求时，停止充气和排气。

【粉末筛分】

粉末筛分前先进行气体置换，关闭两个阀门11和阀门15，在第二气体入口充入惰性气体，气体经过超声波振动筛和粉末流量测量仪从第二气体出口排出。可以在第二气体出口位置安装氧含量测量仪，氧含量达到要求时停止充气和排气。

筛分开始时，阀门11和阀门15打开，粉料由第一螺旋加料机进入到超声波振动筛进行筛分，粗粉进入粗粉收粉罐14，细粉经小颗粒输送管道流入到第二螺旋加料机。筛分过程还可以监测氧含量，当筛分过程中氧含量偏高时，超声波振动筛可以停止工作，并充入惰性气体，从第二气体出口排出，氧含量达到要求，停止充气和排气，超声波振动筛重新开始工作。

小颗粒输送管道中装有粉末流量测量仪，在超声波振动筛工作时监测粉末流量。当振动筛筛网堵塞或破损时，粉末流量会出现很大偏差，粉末流量测量仪发出报警，系统停止工作。

另一些实施例中，两个螺旋加料机和螺旋加料机可以安装料位检测仪。当第一螺旋加料机超过设定料位时，停止向除尘料仓加料。当第二螺旋加料机超过设定料位时，超声波振动筛可以停止工作。

【粉末分级循环】

粉末分级前先进行气体置换，启动气流分级机18、旋风分离器19、除尘器 20和第二风机平衡罐21。在第三气体入口充入惰性气体，打开第三气体出口，监测氧含量，例如可以在第二风机平衡罐安装氧含量测量仪，当氧含量达到要求时，停止充气和排气。在气流分级机、第二旋风分离器、第二风机平衡罐和第二除尘料仓的工作下，形成系统内的气体循环。

气体置换完成后进行粉末分级，第二螺旋加料机均匀的将粉末加入到气流分级机和第二旋风分离器进行分级，分级后的粉末由细粉收粉罐收集。气体经第二除尘器后进入第二风机平衡罐中，在进入分级循环，如此循环。

整个筛分系统可以由PLC控制运行，将整个筛分生产线衔接起来，根据生产工艺要求，自动控制并处理系统各部分工作，满足整个金属粉末筛分系统全自动化的生产要求。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种连续式金属粉末筛分装置，其特征在于，包括：

雾化制粉炉，用于通过雾化制粉得到高温金属粉末；

粉末冷却收集装置，连接到雾化制粉炉底部并与其连通，对制备得到的高温金属粉末进行冷却收集，并将分离出的气体经过除尘过滤后排出；

粉末输送循环装置，连接到粉末冷却收集装置的下方，通过内部气体循环将粉末冷却收集装置内的金属粉末输送到下一级处理的第一螺旋加料机；该粉末输送循环装置包括除尘料仓和第一风机平衡罐，所述除尘料仓通过送粉管道连通到粉末冷却收集装置的底部，通过内部设置的除尘机构分离气体和金属粉末；第一风机平衡罐通过第一管道连接到粉末冷却收集装置下方位置，通过第二管道连接到除尘料仓的上部，通过第一风机平衡罐内的风机的运行，在粉末冷却收集装置、除尘料仓以及第一风机平衡罐形成粉末输送气体循环，从粉末冷却收集装置送粉至除尘料仓，并将除尘料仓分离的气体再次循环通过送粉管道送入除尘料仓；

第一螺旋加料机，连接到除尘料仓的下方，用于匀速输送金属粉末；

超声波振动筛，连接到第一螺旋加料机的出料口，用于通过筛网将从除尘料仓进入的金属粉末进行筛分，其中粉末颗粒大于筛网孔径的金属粉末流入粗粉收粉罐，粉末颗粒小于筛网孔径的金属粉末流入下一级处理的第二螺旋加料机；

粉末分级循环装置，设置在所述第二螺旋加料机的下方，用于将第二螺旋加料机输送的金属粉末通过内部气体循环进行粉末循环分级与收集；

其中，所述粉末分级循环装置包括通过分级管道依次连接的气流分级装置、第二旋风分离器以及除尘过滤器，还包括连接在除尘过滤器和第二螺旋加料机底部之间的第二风机平衡罐，通过第二风机平衡罐内的风机的运行，在气流分级装置、第二旋风分离器、除尘过滤器以及第二风机平衡罐形成粉末分离气体循环；

所述气流分级装置和第二旋风分离器的下方均设置对应的细粉收集罐；除尘过滤器排出的气体经过第二风机平衡罐再进入分级管道进行循环。

2.根据权利要求1所述的连续式金属粉末筛分装置，其特征在于，所述粉末冷却收集装置包括：

第一旋风分离器，设置在雾化制粉炉底部并与其连通，用于从雾化制粉炉抽出高温的金属粉末和气体；

粉末流换热器，连通到第一旋风分离器底部，用于冷却高温金属粉末；

第一收粉罐，连接在第一粉末流换热器的出口，收集冷却后的金属粉末；

第一除尘过滤器，连接到所述第一旋风分离器，用于将气体过滤后排出。

3.根据权利要求2所述的连续式金属粉末筛分装置，其特征在于，所述粉末流换热器为空心立式散热器，具有多个传热板并构成自上而下的导热通道，冷却水在传热板内部通道流过以冷却导热通道内流过的高温金属粉末。

4.根据权利要求1所述的连续式金属粉末筛分装置，其特征在于，所述第一管道上设置有至少一个气体入口，第一风机平衡罐上设置有至少一个气体出口。

5.根据权利要求1所述的连续式金属粉末筛分装置，其特征在于，所述第一螺旋加料机和/或第二螺旋加料机的出口处设置有用于控制金属粉末输送的阀门。

6.根据权利要求1所述的连续式金属粉末筛分装置，其特征在于，所述超声波振动筛与第二螺旋加料机之间通过小颗粒输送管道连接，小颗粒输送管道上设置有粉末流量测量仪。

7.根据权利要求6所述的连续式金属粉末筛分装置，其特征在于，所述粗粉收粉罐设置有至少一个气体入口，小颗粒输送管道上设置有至少一个气体出口。

8.根据权利要求1所述的连续式金属粉末筛分装置，其特征在于，所述气流分级装置包括级联的至少两个气流分级机。

9.根据权利要求1所述的连续式金属粉末筛分装置，其特征在于，所述第二风机平衡罐与第二螺旋加料机之间的管道上设置有至少一个气体入口，第二风机平衡罐上设置有至少一个气体出口。

10.根据权利要求1所述的连续式金属粉末筛分装置，其特征在于，所述除尘料仓的除尘机构采用袋式除尘。