一种大流量多分级装置的制作方法

本发明涉及先进材料的研磨细化设备技术领域和超细粉体的分级设备工业设计领域，特别涉及一种大流量多分级装置。

背景技术：

随着经济的发展和人们生活水平的不断提高，粉体超细化需求日益增长，先进材料在整个纳米材料中占有越来越重的比例。微粉在军工、航天、化工、冶金、建材等领域被广泛的应用，市场需求量很大，市场前景也十分广阔，因此越来越多的工程技术人员关注超微粉的生产，研发出的超细微粉的制粉工艺也越来越多，制粉设备多种多样，制粉效率也越来越高。在物料粉体干法分级过程中,常用到气流分级,其中最关键部位是分级叶轮,叶轮的叶片都是均匀排布的,通过如此分级得到的产品,其粒度分布比较集中,然而现有的单支点结构分级轮,其强度太低,进而使得无法承受高转速工作。在实际生产中,经常会遇到按照不同的粒度区间将粉体分离、将混合在粉体中的 不同成分的物质分离以及将固体颗粒从液体或气体中分离出来。分级就是根据不同粒度、形状、密度的物料在液体或是气体介质中运动的差异来实现颗粒粗细粉的分离。分级一般分为粒度分级和形状分级,由于颗粒形状具有复杂多样性,应用形状进行分级设备较少,同时形状分级耗费人力物力较大,因此,实际生产中颗粒粒度分级应用较广。

粉体分级技术中的核心是分级设备。分级设备一般根据粉体颗粒所处的流体介质不同,分级可分为干法分级 ( 介质为空气 )、湿法分级 ( 介质为水或是其他液体 ) 和超临界分级。干法分级根据分级原理可分为重力式、惯性式和离心式等,常见的有锥形离心气流分级机、MS 叶轮分级机、ATP 型分级机、惯性分级机、KSF 型新型超细分级机、LHB 型涡轮式超细分级机、DS 型分级机、ACUCUT 型分级机、O-Sepa 分级机等。湿法分级根据分级原理可分为依靠重力进行分级的重力沉降式分级机和依靠离心力进行分级的离心式水力分级机。常见的重力沉降式分级机有机械分级机、圆锥分级机、箱式和槽式水力分级机、重力 - 湿式分级机和错流式分级机等。离心式水力分级机分为水力旋流器和离心分级机。常见的离心分级机有卧式螺旋离心分级机、叶轮式水力分级机、TUclausthal 式离心分级机、固定碗式 (solid-bowl) 离心分级机和碟式离心分级机等。相比于干法分级设备,湿法分级为超细粉的精确分级提供可能性 ,能够解决超细粉分级最难以解决的问题-分散。并且从制备的产品的粒度上来说,由于干法超细粉制备系统受粉磨极限的影响较大,难以得到1μm以下的颗粒,湿法粉碎及分级易于得到1μm以下的颗粒。不同类型的离心分级机虽然有各自的优点,但存在一些共同不足,如只能通过改变变频电机转速实现不同的分级粒径 ;电机主轴通常通过皮带轮与分级机主轴连接,转速不能太高,不能形成强有力的离心力场,从而导致分级粒径较大(微米量级) ;而且出料经常阻塞,导致分级效率低。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种采用多个分级轮对粉体进行分级的大流量多分级装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种大流量多分级装置，包括竖直设置的中空分级筒体，筒体上设有进料管，从所述进料管进入该筒体内腔的粉体在气体的作用下，一部分从筒体底端出料口流出，另一部分流至筒体顶端出料口，在该顶端出料口上侧设置有与该顶端出料口连通的出料腔，该出料腔内设有数个动态离心分级轮，可以采用合金钢、氧化铝、氧化锆等材质制作，流至所述顶端出料口的粉体经该数个动态离心分级轮分级后流出。

作为优选，每一所述分级轮包括设置在所述出料腔内的中空轮体，该轮体轴向一端开口、另一端由与其密封连接的电机带动旋转，该轮体周壁沿轴向开设有数个均与轮体内腔连通的条形过料孔；所述出料腔上设有负压吸料管，在该负压吸料管的负压作用下，流至顶端出料口的一部分粉体穿过旋转轮体的过料孔后流入所述负压吸料管，流至顶端出料口的另一部分粉体返回所述筒体内腔。

作为优选，每一所述分级轮轮体的轴向方向水平设置，流至顶端出料口的一部分粉体穿过旋转轮体的过料孔后进入轮体内腔，然后从轮体的所述开口流入所述负压吸料管。

作为优选，数个分级轮沿出料腔边缘分布，所述出料腔内设置有数根出料管，轮体的所述另一端与出料腔侧壁连接，轮体的所述开口与对应的出料管一端连接，出料管另一端与设置在出料腔中部的所述负压吸料管连接。

作为另一种优选，每一所述分级轮轮体的轴向方向竖直设置，流至顶端出料口的粉体从轮体一端的所述开口进入轮体内腔后，一部分粉体穿过旋转轮体的过料孔流入所述负压吸料管。

作为优选，所述出料腔内设置有封闭所述顶端出料口的底板，轮体的所述一端安装在底板上，该端的所述开口与顶端出料口连通，轮体的所述另一端与封闭出料腔的顶壁连接，所述负压吸料管设置在该顶壁上。

作为优选，所述筒体上部设有供粉体进入该筒体内腔的所述进料管，筒体下部设有供气体进入该筒体内腔的至少一根进气管，所述负压吸料管使外界气体从所述进气管进入筒体内腔，进入筒体内腔的气体将该内腔一部分粉体由下向上吹送至该筒体顶端出料口，筒体内腔另一部分粉体由上向下从所述底端出料口流出。

作为优选，所述筒体包括上下设置的两锥形筒体，上下锥形筒体均为上端直径大、下端直径小，上锥形筒体下端内腔与下锥形筒体上端内腔形成台阶孔；所述进料管沿筒体周壁切线设置上锥形筒体上，所述进气管沿筒体周壁切线设置下锥形筒体上。

作为优选，所述底端出料口设置有关风器或气动蝶阀。

作为优选，所述筒体上设置有振动装置。

从以上技术方案可知，本发明负压吸料管将外界气体吸入筒体内，该气体可对筒体内的粉体进行初步分级处理，而吹送至顶端出料口的粉体再经数个分级轮二次或多次分级处理后输出一部分合格粉体，从而提高产品的质量均匀性，使整体的分级效果和效率得到了提高,改进了分级机性能。

附图说明

图1是本发明一种优选方式的结构示意图。

图2是图1的部分剖视机构示意图。

图3是本发明中分级轮轮体的立体机构示意图。

图4是本发明另一种优选方式的剖视示意图。

具体实施方式

下面结合详细介绍本发明：

如图1、图2和图3一种大流量多分级装置 （ESdY rotor），包括竖直设置的中空分级筒体1，筒体上设有进料管11，从所述进料管进入该筒体内腔的粉体在气体的作用下，一部分从筒体底端出料口12流出，另一部分流至筒体顶端出料口13，在该顶端出料口上侧设置有与该顶端出料口连通的出料腔2，该出料腔内设有数个动态离心分级轮3，流至所述顶端出料口的粉体经该数个动态离心分级轮分级后流出，即在筒体内腔经过初步分级的一部分较细的粉体通过分级轮后流出，而另一部分较粗的粉体则克服气体冲击力和重力流至底端出料口，从而实现二次分级。本发明的数个分级轮可周向均布，有利于均匀出料；对较大流量来说，即使采用一个大型分级轮，对于待分级的粉体输入也不够完全，且分级质量较差；因此，采用多个多级轮可充分解决上述问题，且布局灵活。在实施过程中可根据流量的大小，合理不布局分级轮的数量，如3、4、5、6、8等。

本发明的每一所述分级轮3包括设置在所述出料腔内的中空轮体31，该轮体轴向一端开口、另一端由与其密封连接的电机4带动旋转，电机设置在出料腔外部，该轮体周壁沿轴向开设有数个均与轮体内腔连通的条形过料孔32；所述出料腔上设有负压吸料管5，负压吸料管可采用引风机等吸取管内气体和粉体的形式，在该负压吸料管的负压作用下，只有流至顶端出料口的一部分较细的粉体才能穿过旋转轮体的过料孔后流入所述负压吸料管，而流至顶端出料口的另一部分较粗的粉体则克服重力和负压返回所述筒体内腔，然后从底端出料口流出或再次参与分级。

作为一种优选方式，每一所述分级轮轮体的轴向方向水平设置，流至顶端出料口的一部分粉体穿过旋转轮体的过料孔后进入轮体内腔，然后从轮体的所述开口流入所述负压吸料管。该种方式的分级轮在负压吸料管的作用下可将轮体外的粉体经过料孔吸入轮体内腔，在这个过程中，轮体旋转时过料孔处于动态，只有一部分较细的粉体克服轮体旋转的离心力从过料孔瞬间进入轮体内腔，而另一部分较粗的粉体则无法克服离心力而返回筒体内再次参与初步分级或直接从底端出料口流出。因此，经过分级轮进行二次分级可获得较细的粉体，且通过调节分级轮的旋转速度和负压大小可精确控制二次分级的产品粒度。作为优选，数个分级轮沿出料腔边缘分布，所述出料腔内设置有数根出料管21，轮体的所述另一端与出料腔侧壁连接，轮体的所述开口与对应的出料管一端连接，出料管另一端与设置在出料腔中部的所述负压吸料管连接；每一个分级轮轮体内腔的粉体通过出料管汇聚在出料腔中部，然后吸入负压吸料管内流出，从而提高大大提高出料效率。

如图4，作为另一种优选，每一所述分级轮轮体的轴向方向竖直设置，流至顶端出料口的粉体从轮体一端的所述开口进入轮体内腔后，一部分粉体穿过旋转轮体的过料孔流入所述负压吸料管；在实施过程，进入轮体内腔的粉体随着轮体的旋转产生离心力，而过料孔因为随着轮体旋转呈动态状，因此，只有一部分较细的粉体在离心力和负压的作用下穿过过料孔，而另一部分较粗的粉体则无法穿过过料孔而被阻挡在轮体内腔内，该部分粉体在新进入内腔粉体的挤压下克服离心力和负压返回所述筒体内腔，然后从底端出料口流出或继续参与分级。该方式同时利用离心和负压的作用，有利于加快出料，提高出料效率。具体过程中，所述出料腔内设置有封闭所述顶端出料口的底板22，轮体的所述一端安装在底板上，该端的所述开口与顶端出料口连通，底板可防止粉体从开口的其他位置泄露，促使粉体全部进入轮体内腔，轮体的所述另一端与封闭出料腔的顶壁连接，所述负压吸料管可设置在该顶壁中部，而数个分级轮可分布在出料腔边缘，这样可在负压的作用下，穿过过料孔的粉体向中部汇聚，然后从负压吸料管流出。在实施过程中，负压吸料管也可设置在出料腔的侧壁，且可设置数根，即每一个分级轮对应一根负压吸料管，这样在负压和离心力的作用下，从过料孔甩出的粉体直接进入对应的负压吸料管，从而进一步提高出料效率。

本发明的筒体1上部设有供粉体进入该筒体内腔的所述进料管11，粉体在负压的作用下被吸入筒体内，筒体下部设有供气体进入该筒体内腔的至少一根进气管14，如流量较大，可设置多根进气管，加大进气量；所述负压吸料管使外界气体从所述进气管进入筒体内腔，进入筒体内腔的气体将该内腔一部分粉体由下向上吹送至该筒体顶端出料口，筒体内腔另一部分粉体由上向下从所述底端出料口流出，从而实现初步分级。进气管上还可设置空气滤清器，保证吸入筒体内的空气较为干净，避免影响粉体的品质。

作为优选，所述筒体1包括上下设置的两锥形筒体，上下锥形筒体均为上端直径大、下端直径小，上锥形筒体15下端内腔与下锥形筒体16上端内腔形成台阶孔17；所述台阶孔上端直径小，下端直径大，由于进气管设置在筒体下部，外界气体从进气管吸入以后，会从下向上通过台阶孔，即从大直径孔进入小直径内，这样使得气体类似喷射状进入上锥形筒体内腔，从而提高气体的流速；同时，由于粉体从上锥形筒体的进料管进入后，其在由上向下流动过程中均会汇聚在筒体的中心线附近，而此时小直径孔刚好可对准汇聚的粉体，从而使得穿过小直径孔的气体极大范围内冲击到汇聚的粉体，避免出现粉体分级盲区。在实施过程中，所述进气管沿筒体周壁切线设置下锥形筒体上，这样可使气体沿筒体内壁螺旋上升，并经小直径孔提升流速后冲击汇聚的粉体，粉体被冲击分散后，较粗的粉体克服气体的冲击力（即负压）从底端出料口流出，而较细的粉体则在气体冲击力的作用下沿上锥形筒体的内壁螺旋上升至底端出料口；由于上锥形筒体的上端直径大、下端直径小，因此质量较轻的粉体在螺旋上升的过程中会进一步分散，此时可能又有一部分较粗的粉体再次克服气体冲击力从底端出料口流出，这样流至顶端出料口的粉体粒径更细，从而达到进一步分级的目的。由于粉体在气体冲击力的作用下沿筒体内壁螺旋上升，因此切线设置的进料管和切线设置的进气管使得粉体与气体充分接触，保证气体最大程度地冲击粉体，可进一步避免出现粉体分级盲区；在实施过程中，两者的切线方向最好相反设置，冲击效果更好。

由于本发明采用负压吸入气体，如果粉末直接从底端出料口流出，则在负压的作用下可能有一部分气体从底端出料口进入筒体内腔，一方面不利于分级出料，另一方面影响吸入气体对内腔物料的冲击力，导致能耗较高，分级困难；为了解决上述问题，本发明可在出料口设置旋风收集器、布袋除尘器、关风器或蝶阀等出料装置6，根据惯常设计均应采用静电接地装置， 静电接地装置,通常采用导线将设备的壳体与大地相连通,为了便于维修或者更换,可将导线通过螺栓固定在设备的壳体上,较传统的焊接在设备的壳体上使用起来更加方便。

本发明采用的出料装置如关风器，其可通过旋转的出料轮使粉末连续出料，还可封闭出料口，防止气体从出料口进入筒体内腔；也可在出料口设置一个或多个气动或电动蝶阀，通过气动或电动间歇开启蝶阀，实现出料口的间歇出料，即只有经过一段设定的时间后出料口才开启，而其他时间出料口密封，提高筒体内腔的气密性。为了防止筒体壁上粘结粉末，本发明在筒体上设置有振动装置7，如电锤或气锤等， 其可将筒体壁的粉振动脱离筒体壁，使脱离的粉末流出或参与分级，避免浪费粉末或造成堵塞等现象。

上述实施方式仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴。