一种粉末收集桶的制作方法

本发明属于粉末收集装置，具体涉及一种粉末收集桶。

背景技术：

目前粉末分级收集方式主要分为物理沉降、旋风分离、布袋收集、滤网收集等。物理沉降是通过气流携带粉料，由于重力的作用，跟随气流运动的大颗粒先沉降，小颗粒后沉降，进而实现粉末的分级收集，但是这种方法对粉体的分级精度非常有限，仅能分理出较大的颗粒；旋风收集是利用气流旋风收集器中形成的旋风气流，借助离心力，使大颗粒沉降、小颗粒在旋风中心随着上升气流进入下一级收集装置，旋风分级装置可区分物理沉降不能区分的细小粉末，但是旋风分级收集的精度顶多控制在微米量级，并不能实现对超细粉体的分级和收集；布袋收集和滤网收集是利用高分子纤维材料自身形成的网状结构作为分级收集装置，根据粉体不同的粒径，利用不同网孔直径的材料，进而达到分级收集的目的，但是由于粉尘会堵塞网孔，因此需要反吹系统，还要定期更换滤网材料，而且目前的滤网材料对超细粉的收集效果并不理想，收集极限在亚微米级，并且分级效果不佳，使用成本较高。

技术实现要素：

针对现有粉末收集系统存在分级精度差，难以有效收集亚纳米级以下的超细粉体的问题，本发明提供了一种粉末收集桶。通过加入内筒在收集桶内形成夹层结构，在内筒顶部添加有产生涡旋气流的叶片，在调速电机的带动下，根据叶片的形状和转速形成不同的涡旋气流，由于内筒结构和形状的限制，将使得收集桶内形成涡旋的气流区和静止区，粉体进料管穿过静止区进入涡旋气流区，在气流的带动下，含粉尘气流收缩成旋转的气柱，大颗粒由于离心力的作用于收集桶内筒内壁碰撞，而后沿着内壁掉入收集罐，小颗粒随着气流螺旋向下运动。通过调整电机转速、叶片结构及收集桶内桶的尺寸参数，可以选择收集的颗粒粒径。

本发明为实现上述目的，主要通过以下技术方案实现：

一种粉末收集桶，包括外筒、与外筒出料口连接的粉体收集罐、对外筒顶部进行封闭的盖板，所述外筒一侧连接有进料管，另一侧连接有出风管，其特征在于所述外筒内同轴设置有与外筒形成夹层结构的内筒，所述内筒与进料管连通，所述内筒的内部设置有叶片组，所述叶片组包括至少两级叶片，所述盖板上方设置有电机、与电机动力输出端传动连接的密封件，所述密封件延伸至内筒与叶片组固定连接，所述外筒出料口与粉末收集罐之间设置连接有抽气组件。

在上述技术方案中，所述内筒包括依次连接密封的上直管、椎体和下直管，所述上直管的管径大于下直管的管径。

在上述技术方案中，所述叶片组在上直管内的顶部设置，进料管通过进料管接头与上直管连通。

在上述技术方案中，每级叶片之间上下错位设置。

在上述技术方案中，每级叶片的扇叶与其相邻一级叶片的扇叶等间隙设置。

在上述技术方案中，所述电机为可调速电机。

在上述技术方案中，所述密封件为磁流体密封件。

在上述技术方案中，所述磁流体密封件中的转轴一端与电机连接，另一端穿过盖板延伸至内筒与叶片组固定连接。

在上述技术方案中，所述外筒的出料口为锥形口。

在上述技术方案中，所述抽气组件包括依次密封连接的一级卫生球阀、第一抽气管、二级卫生球阀、第二抽气管，外筒出料口与一级卫生球阀连接，粉体收集罐与第二抽气管连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明具有以下优点和有益效果：

本发明的粉末收集桶设计新颖，构思巧妙，可对不同粒径的粉体分级和收集，尤其是对亚微米级和纳米级超细粉体的分级和收集。

本发明的粉末收集桶无易损件，无需滤网，能够避免出现布袋或者滤网收集大量粉末固体被滤网吸附的现象，也不需要配备繁杂的反吹系统，适用于需要密封循环或者需要保护性气体的系统。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的内筒结构示意图。

图3是本发明叶片组在电机作用下旋转的俯视结构示意图。

图4是本发明中的其中一级叶片侧视结构示意图。

其中：1、外筒，2、内筒，2-1、上直管，2-2、椎体，2-3、下直管，3、进料管，4、出风管，5、盖板，6、密封件，7、电机座，8、电机，9、内筒支架，10、进料管接头，11、一级卫生球阀，12、二级卫生球阀，13、第一抽气管，14、第二抽气管，15、粉体收集罐，16、一级叶片，17、二级叶片，18、上螺栓孔，19、下螺栓孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种粉末收集桶，包括外筒、设置在外筒内与外筒形成夹层结构的内筒。内筒和外筒采用不锈钢材料制备而成。

外筒的顶部开口，通过盖板进行封闭，盖板通过法兰盘与外筒连接，用o型圈密封。外筒的一侧焊接有延伸至外筒内的进料管，进料管通过进料管连接头与内筒连通，进料管连接头可为软连接（软管加抱箍）或者硬连接（卡箍）。外筒另一侧焊接有出风管。外筒的出料口与粉体收集罐连通，为方便粉末颗粒滑落进粉体收集罐，出料口采用椎体结构，椎体结构通过法兰盘与外筒连接，通过o型圈密封。

外筒出料口和粉体收集罐之间设置连接有抽气组件，抽气组件包括通过卡箍依次连接固定的一级卫生球阀、第一抽气管、二级卫生球阀、第二抽气管，卡箍之间用硅胶垫密封。第一抽气管和第二抽气管带有接气管的小球阀，出料口与一级卫生球阀连接，粉体收集罐与第二抽气管连接。

外筒的上方设置有电机座和可调速电机，电机座通过螺钉固定在收集桶盖板上，电机通过螺钉固定在电机座上。

如图2所示，内筒为三级结构，包括依次焊接密封的上直管、椎体和下直管，内筒通过内筒支架与设置在外筒内，通过螺栓连接固定。上直管内顶部位置设置有叶片组，叶片组为多级结构，包括至少两级叶片，叶片的级数可根据需要进行调整。叶片的类型可为轴流式、离心式、混流式、涡旋式中的一种。如图3所示，采用轴流式叶片，叶片组可选择二级叶片，两级叶片中的扇叶上下等间隙错位安装，一级叶片位于二级叶片上方，且一级叶片的扇叶直径大于二级叶片的扇叶直径。一级叶片主要产生向下的螺旋推力，二级叶片主要产生涡旋气流。

电机动力输出端设置有密封件，密封件中的转轴一端与电机传动连接，另一端穿过收集桶盖板伸入至内筒，与叶片组固定连接，这样密封件将电机的动力传输至内筒的同时对外筒进行密封，密封件可采用磁流体密封件。若粉尘收集桶无需密封时，密封件可换用推力轴承。如图4所示，叶片轴套的垂直方向上设置有上螺栓孔和下螺栓孔，上螺栓孔和下螺栓孔在水平方向上贯穿轴套，密封件的转轴上设置有对应的螺栓孔，通过螺栓将叶片和密封件固定连接，保证叶片中心与密封件的重心重合。

电机工作时，内筒给叶片产生的气流提供固定的边界条件，起到涵道的作用，通过调节内筒的尺寸参数，可控制收集的粉尘粒度和质量。设a为内筒的上直筒高度,b为内筒的上直管直径，c为内筒的锥体高度，d为内筒下直管的直径，e为内筒下直管高度。a的值越大，粉尘之间碰撞概率越大，粗粉离心的时间越大，利于收集大颗粒；d的值越小，c的值越大将减少团聚体与筒壁的碰撞，增加分级的精度；e的值越大将使得细分团聚体在涡旋气流尾部停留时间越长，越利于团聚体长大，进而收集低密度的超细粉体。

粉末收集桶的工作过程为：在电机的带动下，多级叶片高速旋转，在内筒内部形成涡旋气流，内筒的内部为涡旋气流区，收集桶外筒与收集桶内筒之间的夹层为静止区，含粉末气流在外置循环风机作用下由进料管进入涡旋气流区，进料管中心线到一级叶片的距离大于进料管直径，但又要尽量靠近一级叶片，含粉尘的气流在一级叶片形成的涡旋气流带动下进入涡旋气流区，并螺旋向下收缩成旋转的气柱，大颗粒由于离心力的作用与内筒的内壁碰撞，而后沿着内壁掉入收集罐，小颗粒随着气流螺旋向下运动，通过调节电机转速、叶片结构以及收集桶内筒的尺寸参数，可以选择收集的颗粒粒径，无需被收集的粉体被出风口的负压吸入下一级收集桶，在纳米级超细粉料时，含粉料气流进入涡旋气流区，并形成旋转气柱，纳米级超细粉在气柱内碰撞、团聚，气柱底部与收集桶内筒锥体出料口口接触后，涡旋气流外围旋转受阻，外围气流内的团聚体与收集桶内筒内壁碰撞后因重力沉降到收集罐内，涡旋气流中心细小颗粒沿收集桶内筒下直管运动，经过收集桶内筒下直管后，由于气流不受管道约束，在向下的方向逐渐径向扩散，从而失去对粉体的束缚，将高度根据不同的粒径、气流密度、粉料密度调整，配合调整出风口直径，使得循环风机在出风口形成的负压不足以抵抗粉体团聚体自身的重力，失去束缚的粉体将在出风口以下的静止区随重力沉降，清洁气流将在出风口处进入静止区，从出风管回到循环体系内。

粉体收集时，先关闭一级卫生球阀和二级卫生球阀，而后松开第一抽气管与二级卫生球阀之间的卡箍，并将二级卫生球阀、第二抽气管、粉体收集罐整体移至包装箱。安装收集罐时，若系统需要惰性气体或者真空保护，则需先抽出第一抽气管内的空气，然后打开一级卫生球阀和二级卫生球阀。粉体收集罐采用螺纹连接，其他部件全部采用卡扣连接，方便拆卸。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。