TWI419743B - Coaxial powder grading device - Google Patents

Description

同軸型粉末分級裝置

本發明係提供一種同軸型粉末分級裝置，尤指一種分別回收不同粒徑之粉末分級裝置，並具有縮減分級裝置之體積及降低製程成本之優點及功效。

按，一般旋風式分離機主要係利用粒子在氣流中做高速旋轉時，離心力遠大於重力，因旋轉速度愈大，粒子所獲得之離心力也愈大，可達到固體與氣體分離的目的，進而被大量運用在粉粒製程與顆粒狀廢棄物的分離與收集上。

而傳統旋風式分離機之構造概如第一圖所示，主要具有一分離筒，該分離筒之壁面設有一進氣入口，分離筒底部管徑呈漸縮狀，該分離筒頂面並設有一伸入筒內之抽氣管道，使該抽氣管道成為分離製程中之唯一出口，其分離方式主要係將含有粉塵微粒之氣體自進氣入口注入分離筒中，使含有粉塵微粒之氣體循分離筒內壁形成一股下降漩流，再利用抽氣管道之抽取吸力在分離筒內另外形成一股上升氣流，使粒徑較小之粉末隨上升氣流進入抽氣管道，而粒徑較大之粉末則會因為跟隨效果不佳而無法隨上升氣流一同進入抽氣管道內，繼而沿著分離筒內之壁面自動滾落且集中於分離筒底部，藉以產生集塵效果。 然而，由於傳統旋風式分離機之分離及濾塵效果有限，因此後來遂有第281935號新型專利(以下簡稱習知前案)問世。關於習知前案之構造，乃係透過在大型機體內部設置複數層分離筒，且令外層分離筒分別以不同氣流環道連接內層分離筒之設計，使含有微粒之氣流先進入最外層分離筒內，令較重微粒向下掉落後，而氣流與較輕微粒再經氣流環道依序進入次一層及最內層分離筒中，繼而產生三層分級收集微粒之作用及效果。

惟，經吾等發明人針對上述習知前案之構造深入研究後發現，該習知前案雖較傳統旋風式分離機具有可分級式收集微粒之作用，但由於該習知前案之分離筒構造係在大機體內部裝設多層分離筒，且該等分離筒又採環繞狀設計，因此造成分離機整體體積過於龐大，須使用較多料材以致製造成本增加，以及須經過多層氣體環道，導致微粒分級時間過長而耗費工時等問題。

有鑑於此，吾等發明人特地設計一種同軸型粉末分級裝置以解決上述問題，並在經過長時間研發及構思後而有本發明問世。

本發明主要係在提供一種同軸型粉末分級裝置，其目的在於解決習知微粒分級裝置之體積龐大、成本過高及分級時 間耗時過久之問題。

本發明係有關一種同軸型粉末分級裝置，包含一分離筒，該分離筒具有一中空本體，該中空本體設有至少一流體入口，且該中空本體一端設有一縮徑孔；及一抽氣管，該抽氣管具有數根不同管徑之中空管，其係以較小管徑之中空管穿套於相對較大管徑之中空管中，較小管徑之中空管兩端係凸伸出較大管徑之中空管而構成該抽氣管，該等中空管之一端分別設有一吸入孔，該等吸入孔係同軸朝向分離筒之縮徑孔，而該等中空管之相對於朝向縮徑孔之另端係凸伸出分離筒外部。

據上所述一種同軸型粉末分級裝置，其中，該中空本體於鄰接流體入口處係可設置輔助吹氣裝置，該輔助吹氣裝置可例如為風扇。

據上所述一種同軸型粉末分級裝置，其中，該中空本體之壁面係開設至少一輔助抽氣孔。

據上所述一種同軸型粉末分級裝置，其中，該中空本體於鄰接流體入口處係可設置輔助吹氣裝置，該輔助吹氣裝置可例如為風扇，且該中空本體之壁面開設至少一輔助抽氣孔。

據上所述一種同軸型粉末分級裝置，其中，該中空本體連接縮徑孔之壁面設有至少一進氣嘴。

據上所述一種同軸型粉末分級裝置，其中，該抽氣管之每根中空管於伸出分離筒外之一端係分別設有分級接頭，且該等分級接頭係分別連接收集器及抽風裝置。

藉以上設置，本發明相較於傳統與習知旋風式分離機，具有有效分級收集、縮減整體體積、降低製造成本，以及縮減分級收集時間、提昇回收效率等優點及功效。

關於本發明之技術手段，茲舉一種具體實施例配合圖式於下文進行詳細說明，俾供 鈞上深入了解並認同本發明。

本發明之具體構造概如第二至五圖所示，包含有呈同軸設置之分離筒1及抽氣管2，其中：該分離筒1具有一中空本體11，中空本體11設有至少一流體入口12，該流體入口12與中空本體11之壁面為相切設置，且該流體入口12係外接至送料斗13，該送料斗13內部裝有粒徑不同等待分級之微粒粉末，關於本發明所使用之流體，主要係視微粒粉末材質而定(舉例而言，若微粒粉末材質為非金屬，則流體可為一般空氣，若微粒粉末材質為金屬，則流體須為可避免產生氧化之鈍氣)，該中空本體11於鄰接流體入口12處係可設置輔助吹氣裝置14(例如風扇)，藉以輔助並加強分離筒1內部之旋風狀態，且該中空本體11之壁 面係開設有多個抽氣孔111，藉由該等抽氣孔111可先行吸取中空本體11內部之部份顆粒，該中空本體11之一端設有一縮徑孔15，該縮徑孔15連接一收集筒16，且該中空本體11連接縮徑孔15之傾斜壁面設有至少一進氣嘴151，該進氣嘴151係對連接中空本體11與縮徑孔15之傾斜壁面產生吹氣作用；該抽氣管2具有數根不同管徑之中空管21、22、23(以本實施例而言，係以三根同軸中空管為例，但並不以此為限)，該等中空管21、22、23係以較小管徑之中空管穿套於相對較大管徑之中空管中，較小管徑中空管兩端係凸伸出較大管徑中空管而構成該抽氣管2，該等中空管21、22、23之一端分別設有一吸入孔211、221、231，該等吸入孔211、221、231係同軸朝向分離筒之縮徑孔15，具體而言，該等中空管21、22、23之管徑大小與該等中空管21、22、23之吸入孔211、221、231至縮徑孔15之距離成正比，而每根中空管21、22、23於相對於朝向縮徑孔15之另端係伸出分離筒1外部，且分別設有分級接頭212、222、232，該分級接頭212、222、232係分別連接收集器213、223、233及抽風裝置214、224、234。

關於本發明執行微粒粉末分級之方式及狀態，請參閱第五圖所示，當流體混合等待進行分級之微粒粉末進入分離筒1之中空本體11內部以後，藉由流體本身同時配合輔助吹氣裝 置14的吹送，使流體與微粒粉末在分離筒1之中空本體11內部形成渦流氣旋，且當微粒粉末隨氣流在中空本體11內部旋轉時，較粗微粒將會因為離心力較強而撞擊中空本體11之內壁面，此時粗微粒將受到抽氣孔111之抽氣影響，進而會先將部份粗微粒吸附在中空本體11內壁面，藉以避免粗微粒撞擊中空本體11內壁面後產生反彈作用，亦或可直接自抽氣孔111中被抽出中空本體11外，以避免干擾分離筒1內部之流體；再者，當粗微粒因為跟隨效果不佳而自中空本體11內壁面滑落時，由於可能發生粗微粒附著於中空本體11連接縮徑孔15之傾斜壁面之現象，因此透過本發明之進氣嘴151，可對該傾斜壁面進行吹氣，進而產生清理機制使附著於傾斜壁面之粗微粒掉落，再經縮徑孔15落入收集筒16中；再者，當流體混合微粒粉末之氣流自流體入口12注入分離筒1中且逐漸環繞下沉時，該抽氣管2之中空管21、22、23亦同時啟動對流體及微粒粉末進行抽氣，且由於本發明之中空管21、22、23之各吸入孔211、221、231之高度皆不相同，故可利用「等動力抽取原理」使各吸入孔211、221、231分別抽取位於各吸入孔211、221、231附近之流體與微粒粉末，亦即，本發明利用流體與微粒粉末之氣流向下沉降，使最接近流體入口12且距離縮徑孔15最遠之第一吸入孔211先抽取次粗微粒，其次再以第二吸入孔221抽取粒徑較小的較細微粒，最後以距離流體入口12最遠且最接近縮徑孔15之第三吸入 孔231抽取最細微粒，換言之，不同高低位置之吸入孔211、221、231所抽取之微粒粒徑大小，將隨吸入孔211、221、231越接近縮徑孔15而逐漸縮小；此外，在上述分離製程中，另外會有一部份未被抽氣孔111吸附之粗微粒會隨流體循中空本體11連接縮徑孔15之傾斜壁面而逐漸下沉，且該等未被吸附之粗微粒將會因為跟隨效果不佳而沿傾斜壁面向下滑落，最後則係自縮徑孔15落入收集筒16中。

透過以上設置，由於本發明較佳實施例之流體入口12位於接近分離筒1頂部位置，故可在分離筒1內部形成一股向下氣旋，加上抽氣管2之吸入孔211、221、231皆為朝下設置，再加上縮徑孔15下方設置收集器16之設作，繼而可以帶動流體與微粒粉末同步向下，並利用粗微粒之跟隨效果不佳，以及不同高度吸入孔211、221、231之設計，進而產生分級回收之作用。

經由上述發明可知，本發明之優點及功效在於：

1.縮減分級裝置之整體體積：由於本發明之抽氣管係同軸設置於分離筒內部，且抽氣管之各中空管亦採同軸內外穿套設置，因此可以大幅縮減分級裝置之整體體積。

2.降低分級裝置之製造成本及粉末製程成本：由於本發明之分級裝置體積較小，因此，分級裝置所有零組件所須之 材料用量相對較少，故可節省材料用量並降低製造成本；此外，本發明係採同軸同步分級抽取之設計，可同時收集不同粒徑之粉末微粒，因此兼具節省粉末製程成本之優點及功效。

3.縮減分級回收工時、提昇作業效率：由於本發明係直接將微粒粉末與流體直接注入分級裝置後即可進行分級回收，無須如習知分離機般必須流經層層環道之作業流程，故本發明可以大幅縮減分級回收之工時，繼而提昇作業效率。

綜觀上述，本發明所揭露之技術手段不僅為前所未見，且確可達致預期之目的與功效，故兼具新穎性與進步性，誠屬專利法所稱之發明無誤，以其整體結構而言，確已符合專利法之法定要件，爰依法提出發明專利申請。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧分離筒

11‧‧‧中空本體

111‧‧‧抽氣孔

12‧‧‧流體入口

13‧‧‧送料斗

14‧‧‧輔助吹氣裝置

15‧‧‧縮徑孔

151‧‧‧進氣嘴

16‧‧‧收集筒

2‧‧‧抽氣管

21、22、23‧‧‧中空管

211、221、231‧‧‧吸入孔

212、222、232‧‧‧分級接頭

213、223、233‧‧‧收集器

214、224、234‧‧‧抽風裝置

第一圖係傳統式旋風分離機之構造及分級回收示意圖。

第二圖係本發明較佳實施例之構造前視示意圖。

第三圖係第二圖之A-A剖視示意圖。

第四圖係第二圖之B-B剖視示意圖。

第五圖係本發明較佳實施例之分級回收示意圖。

1‧‧‧分離筒

11‧‧‧中空本體

111‧‧‧抽氣孔

12‧‧‧流體入口

13‧‧‧送料斗

14‧‧‧輔助吹氣裝置

15‧‧‧縮徑孔

151‧‧‧進氣嘴

16‧‧‧收集筒

2‧‧‧抽氣管

21、22、23‧‧‧中空管

211、221、231‧‧‧吸入孔

212、222、232‧‧‧分級接頭

213、223、233‧‧‧收集器

214、224、234‧‧‧抽風裝置

Claims (6)

1. 一種同軸型粉末分級裝置，包含：一分離筒，該分離筒具有一中空本體，該中空本體設有至少一流體入口，且該中空本體一端設有一縮徑孔；及一抽氣管，該抽氣管具有數根不同管徑之中空管，其係以較小管徑之中空管穿套於相對較大管徑之中空管中，較小管徑之中空管兩端係凸伸出較大管徑之中空管而構成該抽氣管，該等中空管之一端分別設有一吸入孔，該等吸入孔係同軸朝向分離筒之縮徑孔，而該等中空管之相對於朝向縮徑孔之另端係凸伸出分離筒外部。
2. 如申請專利範圍第1項所述一種同軸型粉末分級裝置，其中，該中空本體於鄰接流體入口處係可設置輔助吹氣裝置。
3. 如申請專利範圍第1項所述一種同軸型粉末分級裝置，其中，該中空本體之壁面開設至少一輔助抽氣孔。
4. 如申請專利範圍第1項所述一種同軸型粉末分級裝置，其中，該中空本體於鄰接流體入口處係可設置輔助吹氣裝置，且該中空本體之壁面開設至少一輔助抽氣孔。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述一種同軸型 粉末分級裝置，其中，該中空本體連接縮徑孔之壁面設有至少一進氣嘴。
6. 如申請專利範圍第1項所述一種同軸型粉末分級裝置，其中，該抽氣管之每根中空管於伸出分離筒外之一端係分別設有分級接頭，且該等分級接頭係分別連接收集器及抽風裝置。