本发明属于无机非金属材料生产技术领域，具体涉及轻质粉体材料的设备及方法。
背景技术：
轻质粉体材料是近年来发展起来的一种用途广泛、性能优异的新型材料，具有低密度、小粒径、高强度、高流动性和良好的化学稳定性等优点。轻质粉体材料的材料结构特性(低密度、小粒径)决定了在后续的堆积和运输中存在着一定的难度，现有的轻质粉体材料在生产包装和运输的过程中，忽视了轻质粉体材料本身的材料和结构属性，采用粗犷的自然堆积方式，这就造成了轻质粉体材料在堆积、包装和运输过程中造成堆积密度过低，不合适的堆积密度会带来如下问题：
(1)相同的包装空间，堆积密度低，造成极低的包装系数，增加生产包装和运输成本；
(2)轻质粉体材料之间的堆积间隙，意味着堆积群内富含空气，空气中的水分在运输过程中冷凝，粉体与冷凝水珠之间具有极强的表面张力，易造成粉体材料的聚团，影响产品的使用和交付；
(3)但是片面地追求高堆积密度，不利于提升生产效率，同时影响轻质粉体材料的流动性。
技术实现要素：
本发明的目的，就是针对现有技术存在的轻质粉体材料堆积密度低、运输不便、容易聚团的问题，而提供一种提高轻质粉体材料堆积密度的设备。
本发明的另一个目的是使用方法提供上述设备的使用方法。
为实现本发明的上述目的，本发明提高轻质粉体材料堆积密度的设备采用以下技术方案：
本发明提高轻质粉体材料堆积密度的设备，安装在包装机出料口一侧，它是由振动板、激振器、弹簧套、振动弹簧、弹簧座、固定板、底座以及平行排列的托辊组合构成；固定板的下板面安装固定在底座上，固定板上板面的四角处连接弹簧座，振动弹簧下端与弹簧座通过过盈配合连接，振动弹簧的上端与弹簧套内表面连接，弹簧套与振动板的下板面通过焊接连接；激振器安装在振动板下板面的中央处；所述的托辊的两端轴安装在轴承内，轴承安装在轴承座中，轴承座与振动板之间采用螺栓连接。
所述的底座通过焊接连接与固定板下板面的四角处为佳。
进一步的，所述弹簧套的深度是振动弹簧的有效长度的0.2～0.4倍为宜；所述弹簧座的高度是振动弹簧的有效长度的0.3～0.6倍为佳。
更进一步的，所述的激振器的激振力设置为可调的方式，所述振动弹簧在工作时可伸缩距离控制在5～20mm范围。
本发明提高轻质粉体材料堆积密度的设备的使用方法采用以下步骤：
1)测量轻质粉体材料产品的真实密度、堆积密度、粒径以及质量；
2)调整激振器的激振力大小；
3)轻质粉体材料产品从包装生产线的包装机移动至振动板上面的托辊上；
4)启动激振器，根据轻质粉体材料产品的堆积效果(即；堆积密度)调整激振器的激振力大小或更换振动弹簧；
5)复测轻质粉体材料产品经过振动密实后的堆积密度。
进一步的，所述激振器的激振力大小通过以下公式计算进行设置：
f＝2000×(ρ1-ρ2-0.15×ρ0)×m0.1/d90×(0.8～1.2)
其中：
f：激振力，kn；
ρ1：目标堆积密度，g/cm3；
ρ2：实测堆积密度，g/cm3；
ρ0：真实密度，g/cm3；
m：质量，kg；
d90：累计粒度分布数达到90％时所对应的粒径，μm。
更进一步的，所述激振器的激振力的大小通过以下公式计算进行设置：f＝2000×(ρ1-ρ2-0.15×ρ0)×m0.1/d90。
所述轻质粉体材料在托辊上运行并受激振器的激振时间控制在0.8～2分钟范围为佳。
本发明提高轻质粉体材料堆积密度的设备及使用方法，使用激振器对轻质粉体材料进行激振时，有利于降低轻质粉体材料中的空气含量，提高轻质粉体材料的堆积密度，与自然堆积相比，取得了如下的效果：
1)轻质粉体材料堆积密度提高，降低生产包装和运输成本，提高了其生产和运输效率；
2)轻质粉体材料堆积密度提高，降低了轻质粉体材料的空气含量，减少了空气中水蒸气的冷凝，降低了轻质粉体材料聚团的可能性，提高了产品成品率；
3)通过公式对轻质粉体材料的激振力进行合理预估，提高设备的生产效率，简化了工艺流程。处理结束后，轻质粉体材料仍具有合适的流动性。
附图说明
图1为本发明提高轻质粉体材料堆积密度的设备结构联系图；
图2是图1中a-a向剖面图；
图3是本发明提高轻质粉体材料堆积密度的设备之弹簧联结部分的局部示意图。
附图标记为：1－包装机；2－轻质粉体材料产品；3－托辊；4－振动板；5－激振器；6－弹簧套；7－振动弹簧；8－弹簧座；9－固定板；10－底座；11-轴承座。
具体实施方式
为进一步描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明提高轻质粉体材料堆积密度的设备及使用方法做进一步说明。
由图1所示的本发明提高轻质粉体材料堆积密度的设备结构联系图并结合图2、图3看出，本发明提高轻质粉体材料堆积密度的设备，安装在包装机1出料口一侧，它是由振动板4、激振器5、弹簧套6、振动弹簧7、弹簧座8、固定板9、底座10以及平行排列的托辊3组合构成；底座10通过焊接的方式连接在固定板9的下板面的四角处，固定板10上板面的四角处连接弹簧座8，振动弹簧7下端与弹簧座8通过过盈配合连接，振动弹簧7的上端与弹簧套6内表面连接，弹簧套6与振动板4的下板面通过焊接连接；激振器5安装在振动板4下板面的中央处；所述的托辊3的两端轴安装在轴承内，轴承安装在轴承座11中，轴承座11与振动板4之间采用螺栓连接。所述弹簧套6的深度是振动弹簧7的有效长度的0.2～0.4倍；所述弹簧座8的高度是振动弹簧7的有效长度的0.3～0.6倍。所述的激振器5的激振力可调，振动弹簧7在工作时可伸缩距离是5～20mm。
在本实施例中，现选取真实密度为0.4g/cm3的轻质粉体材料产品2，0.4g/cm3的轻质粉体材料产品2的目标堆积密度ρ1是0.26g/cm3。激振器5型号为yz-2.5-2,振动弹簧7的有效长度为28cm，振动弹簧7在工作室的可伸缩距离为12mm，弹簧座8的高度为20cm，弹簧套6的深度为6cm。
在实际使用中，本发明提高轻质粉体材料堆积密度的设备的使用方法采用以下步骤：
1)测量0.4g/cm3轻质粉体材料产品2的真实密度ρ0为0.406g/cm3，堆积密度ρ2为0.151g/cm3，d90粒径为92μm，质量m为20kg；
2)根据公式调整激振器5的激振力大小：
f＝2000×(ρ1-ρ2-0.15×ρ0)×m0.1/d90
其中：
f：激振力，kn；
ρ1：目标堆积密度，g/cm3；
ρ2：实测堆积密度，g/cm3；
ρ0：真实密度，g/cm3；
m：质量，kg；
d90：累计粒度分布数达到90％时所对应的粒径，μm。
经过计算，激振器的激振力大小f为1.41kn，实际激振力调整为1.5kn。
3)将0.4g/cm3的轻质粉体材料产品2从包装生产线的包装机1移动至振动板4上面的托辊3上；
4)启动激振器5，根据0.4g/cm3的轻质粉体材料产品2的堆积效果调整激振器5的激振力大小为1.5kn；
5)复测0.4g/cm3的轻质粉体材料产品2经过振动密实后的堆积密度为0.262g/cm3。
本发明设计的提高轻质粉体材料堆积密度的设备及使用方法，使用激振器5对轻质粉体材料产品2进行激振处理，有利于降低轻质粉体材料产品2中的空气含量，提高了轻质粉体材料产品2的堆积密度，与传统轻质粉体材料的自然堆积相比，本发明具有以下优点：
1)显著提高了轻质粉体材料产品的堆积密度，降低生产包装和运输成本，提高了其生产和运输效率；
2)降低了轻质粉体材料产品中的空气含量，减少了空气中水蒸气的冷凝，降低了轻质粉体材料聚团的可能性，提高了产品成品率。
3)通过公式对轻质粉体材料的激振力进行合理预估，提高设备的生产效率，简化了工艺流程。处理结束后，轻质粉体材料产品的堆积密度达到目标堆积密度附近，有利于保持轻质粉体材料产品合适的流动性。
最后说明的是，以上优选实例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。