JPH03500741A - 粒子を分級する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 粒子を分級する方法および装置 本発明は、たとえば粉体などの粒子の分級に関する。

本発明は、実質的に乾燥している金属または合金粉体の分級においてとくに用い られる。

金属粉体はたとえば侵食された成分に対して成分を肉盛りするための金属スプレ ーに用いられる。このような粉体の製造においては、サイズによって粒子を分級 し、溶融、噴霧または他のプロセスにおいて粉体に入り込んだ中空の粒子やセラ ミック介在物を除去する必要がある。

粉体をふるいにかけることが知られているが、この方法では、たとえば所望の粉 体と類似のサイズのセラミック粒子や、きわめて細かい粉塵を除去することがで きない。

本発明の第１の局面により、粒子をたとえば質量やサイズによって異なる群に分 級する方法が提供され、該方法はつぎの工程よりなる。すなわち、 上壁が水平軸に対しである角度をなして上方にのびているある長さのダクト内に 加熱されたガスを通す工程、ダクトの上方から、ダクト内の加熱されたガスの流 れの中に粒子を送る工程、および 異なる質量またはサイズの粒子群がダクトのフロアに沿って長手方向にある間隔 をあけて設けられた複数の分かれた受け部に沈降することを許容または引きおこ す工程からなる。

装置がコンパクトになり、それでいて効率的で精密に分けられた分級が提供され るために、ダクトの上壁は最少で２０度、最大で３０度のあいだの角度で上方に のびていることが好ましい。

加熱されたガスは一定な圧力と速度を有する空気であること、およびダクト内を 通る層状の対流流れとして流動せしめられることが好ましい。前記ガスは、たと えばチッ素または希ガスなどの粒子に対して不活性なガスに代えられてもよい。

装置内での移動のあいだ質量が一定であるように取り扱われる粒子は実質的に乾 燥していることが好ましい。

土壁の形状に起因して、熱流は粒子の自由落下にさからって上昇する傾向にあり 、粒子はこの流れの中に短時間のあいだ浮遊し、短かい垂直方向および水平方向 軌道のみをもつ。粒子は小さな力を受け、空気の乱れは少ない。この分級はきわ めて効率的で異なるクラスの粒子が精密に分けられる。

本発明の別な局面により、前記方法に使用される装置が提供される。本発明は、 前記方法により分級された粒子にもおよぶ。

本発明をよりよく理解せしめるために概略的な図面に基づき例を用いてつぎに説 明する。

第１図は本発明の装置の略断面図、 第２図は第１図の線Ａ−Ａに沿う部分の拡大図である。

図においてホッパー１内に、セラミック介在物などとともに異なるサイズの金属 粒子２の混合物が入っている。

ホッパー１の底部には出口３があり、これを通って粒子はモータ（図示されてい ない）によって駆動される回転スクリューフィード４に入る。該スクリューフィ ード４は、縦向きのダクト６の頂部にある入口５を通して粒子２を供給する。

粉体ディバイダ７がダクト６内に設けられており、該ディバイダ７はダクト内に 垂直に配置される第１の略三角形シート８を含む。第１の略三角形シートの下方 には、より小さい２つの三角形８が設けられており、それらの下方には、さらに 小さい４つの三角形８が設けられている。

使用中において、粒子２は、第１の三角形８の頂点に供給され、そこから分かれ た両辺に沿って下方に流れる。

そののち、粒子の２つの流れは、第２列の三角形８の両辺に沿って通過し、最後 に第３列を通過するので粒子の８つの分岐流がダクト６の底部に配置されたシュ ート９上に流れる。該シュート９は、水平軸に対して６０度の角度で、粒子の流 路を横切ってのびており、モータおよびバネなどによって自らの平面内で振動せ しめられる。

このようにして、実質的に１粒子分の厚さを存する「カーテン」が分級チャンバ ｌＯに入る。

前記分級チャンバ１０は、鋼製シートなどから形成された一定長さのダクト１１ を含む。該ダクト１１は、水平軸に対して２０〜３０度のあいだの角度でのびる 上壁１２を含む。

ダクト１１のフロアは、縦方向に一定の間隔をあけて設けれた４つの受け部また は回収収容部１３を定め、それらは該収容部を空にしうるバルブ１４を有してい る。

電熱器１５がチャンバ１０の流れの下方に配置されており、さらにダクト■１は 電熱器１５からチャンバ１０にいたっており、電熱器１５により発生した熱流１ ６が一定な速度と圧力の層流をなすように充分な長さを有している。

ガスの流れをチャンバの上壁１２に向けて導くためにダクト１１のフロア上のチ ャンバ１０への入口付近に邪魔板１９が配置されている。直接通過してきたきわ めて細かい粉塵を回収するために、サイクロン１７または静電板対（図示されて いない）が装置の出口端１８に近接して配置されてもよい。

使用中において、分級される粒子のタイプによって、たとえばライズ、質量また は形の範囲にしたがって熱流の温度が決められてもよい。温度は±１℃の範囲で 維持されるのが好ましい。試験により、本発明者は、より重い粒子に対しては、 ７０℃などのより高温が要求されるが、アルミニウムなどのかなり軽い粒子に対 しては約３０℃の温度で充分であることを見出した。

粒子２はスクリュードライブ４によってホッパー１から供給され、粒子の「カー テン」がシュート９がら空気の層流Ｉ６内に進む。シュート９の角度は、空気が 上方に対流しないこと、および粒子の流れを分断しないことを確実にする。より 小さくてより軽い粒子は対流の流れに乗って運ばれより遠くの回収収容部１１の 中に落ちるが、より大きくてより重い粒子は第１の回収収容部１１の中に落ちる 。

３００ミクロンと６．６ミクロンとのあいだの範囲の粒子直径を有する実質的に 球状の乾燥した金属合金粉体のサンプルについて試験が行われた。使用された装 置は、間隔をあけた回収収容部１１を３つ有するほかは図面に示されたものにし たがった装置であった。

３つの回収収容部のそれぞれの中の粒子直径が測定され、その結果が以下の第１ 表にまとめられている。たとえば第３回収収容部においてはサンプルの９０％は 、その直径が４４ミクロン未満であるのに第１回収収容部においては、サンプル の９０％は、その直径が１６７ミクロン未満°であり、直径が５６ミクロン未満 のものはわずか１０％であった。

それぞれのパーセンテージ群における測定粒子直径（ミクロン）の最大値 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成２年５月８ｊ゛

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．上壁が水平軸に対してある角度をなして上方にのびているある長さのダクト 内に加熱されたガスを通す工程、 ダクトの上方から、ダクト内のガスの流れの中に粒子を送る工程および 異なる質量またはサイズの粒子群がダクトのフロアに沿って長手方向にある間隔 をあけて設けられた複数の分かれた受け部に沈降することを許容または引きおこ す工程 からなる粒子を質量またはサイズによって個別の群に分級する方法。
2. ２．加熱されたガスが一様な圧力と速度を有する空気からなり、ダクト内で対流 の流れとして流動せしめられることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. ３．ダクトの上面が水平軸に対して約２０度から約３０度のあいだの角度で上方 に向かってのびていることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. ４．実質的に１粒子分の厚さを有する粒子のカーテンとして、粒子がダクトの中 に落下することが許容されまたは引きおこされることを特徴とする先行するいず れかの請求項に記載の方法。
5. ５．加熱されたガスがシュートに入らないように、ダクトに関連して配置された 振動するシュートから粒子がダクト内に供給されることを特徴とする先行するい ずれかの請求項に記載の方法。
6. ６．粒子がダクトのフロアに沿って長手方向にある間隔をあけて設けられた複数 の回収収容部に落下することが許容されることを特徴とする先行するいずれかの 請求項に記載の方法。
7. ７．ダクトの出口をこえてサイクロンが配置され受け部に沈降しない粒子がサイ クロン中に受けとられることを特徴とする先行するいずれかの請求項に記載の方 法。
8. ８．粒子が６．６ミクロンと３００ミクロンのあいだの直径の範囲を有する実質 的に球状の金属粒子からなることを特徴とする先行するいずれかの請求項に記載 の方法。
9. ９．使用中に、水平軸に対してある角度で上方に向かってのびている上面と長手 方向にある間隔をあけて設けられた受け部を有するフロアとを含むある長さのダ クト、ダクト上方からダクト中に粒子を送る手段および使用中にガスの熱流をダ クトに沿って一様な圧力と速度で送るガス加熱手段からなる先行するいずれかの 請求項に記載の粒子を分級する方法に用いられる装置。
10. １０．粒子の入口が、フロアに設けられた第１の受け部よりわずかの水平距離だ け手前のダクト上壁に位置せしめられてなることを特徴とする請求項１０記載の 装置。
11. １１．実質的に同じ質量またはサイズを各々が有する粒子供給品であって、上壁 が水平軸に対してある角度をなして上方にのびているある長さのダクト内に加熱 されたガスを通す工程、 ダクトの上方からダクト内のガスの流れの中に粒子を送る工程、および 異なる質量またはサイズの粒子群がダクトのフロアに沿って長手方向にあめる間 隔をあけて設けられた複数の分かれた受け部に沈降することを許容または引きお こす工程からなる方法によって異なる質量またはサイズを有する他の粒子から分 級されたものである粒子の供給品。