专利名称：真空-离心沉降式超级微粒分级方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于超细微粒的分级及分离的方法和装置，属于粉体工程的技术领域。
目前，对于微粒物料的分级及分离，一般是采用气流离心力筛选等工艺方法，比如，农村中常见的风米机就是应用重力将固体物料在气流里进行分选的方法，但这些方法均不适于超细微粒的分级及分离。1983年11月公布的一项法国专利(FR2587-094)披露了一种带有抽真空装置的悬浮物重力过滤器，它通过横跨于气流中的带有网格及微孔的两个隔板捕捉悬浮物并可在抽真空状态下收集沉降的悬浮物，但其抽真空措施只是用于收集已被隔板(从气流中)分离或捕获了的悬浮微粒，而不是真正作为分离微粒或对微粒进行分级的手段。
为了避免上述现有技术中的不足之处，以便精确地进行超细微粒物料的分级及分离，本发明提出一种采用真空沉降和离心力作用相结合的方法进行超细微粒分级及分离的方法及实现本方法的装置。
实现本发明的方法是通过制造一系列真空度不同且相互之间允许物料流通的空间，并在各空间辅以一个附加的离心力场，使粒径不同的微粒相应地处于不同的气流速度场，从而实现对物料的超细分级及分离。使用本方法对超细微粒进行分级及分离，其分级点可达lu或lu以下，并可对粒径在40U以下的微粒依不同要求将微粒按粒径同时分出若干级，分级点连续可调。该方法既可用于实验室小批量物料分选，也可用于工业生产。
实现本发明方法的基本原理是在绝对真空条件下，任何粒径的粒子都具有相同的沉降速率，而在其它条件下，粒径不同的微粒，由于表面积不同，将具有不同的沉降速率，大粒子沉降较快。设体系处于某一真空度下，夹带微粒的气流运动方向垂直向上，气流速度为V，微粒沉降的相对于气流的速度为U，则理论上相对沉降速率满足U-V＝0的粒子将悬于半空。设满足上式的微粒的直径为De，则D＞De的粒子将沉降，而D＜De的粒子将随气流上升。通过设置多个真空不同的空间，运用上述方法反复分离，即可达到使超细微粒分级及分离的目地。
附图
一为一种实现本发明的装置。图中(1)为清道夫，(2)为真空度控制阀，(3)为物料出口，(4)为清道夫驱动电机，(5)为上盖，(6)为壳体，(7)为物料入口，(8)为芯子，(9)为集尘刷，(10)为抽气嘴阀，(11)为集尘器，(12)为推力轴承，(13)为轴，(14)为回转阀，(15)为二次空气入口，(16)为真空度表，(17)为Ω外，(18)为门坎区，(19)为Ω内。
下面结合实施例详细说明本发明。
实现本发明方法的装置如附图一所示，它由多级真空-离心分级室(图中只画了两个)组成。每一分级室都具有两个真空度基本相同，但气流上升速度不同的空间Ω外、Ω内及门坎区空间，其中Ω外的空间为环状，Ω内为柱状，Ω外套着Ω内，相应的速度分别为V外和V内，在Ω外与Ω内之间有一扇形的、可由马达带动旋转的“门坎区”，该区气流上升速度为Ve，该区的转速正好使得极限相对沉降速度为Ue＝Ve的微粒在该区做匀速园周运动。因此，在无挠动的稳态条件下，恰好满足这一条件的微粒将长时间地在“门坎”区轨道上作稳态运动。而粒径D＞Ve的微粒将被气流带入Ω内，并且由于受到上升气流V＞Ve的作用而进入后一级分离空间;D＞De的微粒将在离心力作用下被甩到Ω外，并在V＜Ve的气流中获得更大的绝对沉降速度U-V外，并掉入分离空间底部的集尘容器中。在后一级分离空间中，真空度更高，微粒所得到的“浮力”和粘滞力更小，其临界粒径De将向减小方向移动。若将前一级和后一级空间中停留时间最长的粒子直径相应地设为De1和De2，由于经前一级处理后，理论上所有De＞De1的微粒均自己从气流中分离出来，只有D＜De1的微粒进入后级。与前级类似，后级又可将所有D＞De2的微粒分离出来。于是在后一级(实际上任一级都与此类似)中将收得粒径在De2-De1之间的微粒，从而达到分级及分离的目地。若调节各个分级室的相对真空度差别，就可调节所得各级产品的粒径及分布范围。
为了使分级室始终保持均匀上升的气流场，在由马达带动芯子转轴(13)的侧面开有一二次空气入口(15)，二次空气经中空的轴的内孔导入芯子的Ω内(19)空间。用设置于分级室出口(3)处管道喉部的真空度控制阀(2)控制各分级室的真空度。级间连通管道的内径远小于分级室内径，以保证微粒物料在连通管道内高速运动，不易沉降，同时进入分级室后有较大的初速度进入圆周运动轨道。马达(4)驱动清道夫(1)工作以清除连通管道在长期工作后可能发生的堵塞现象。集尘器回转阀(14)在工作时将分级室下部与集尘器(11)连通，微粒在集尘刷(9)的帮助下挤入集尘器(11)中，当集尘器盛满时，关闭回转阀，利用抽气或摘下集尘器的方式取出物料，再利用抽气嘴(10)使空的集尘器达到与分级室一致的真空度后，可再开启回转阀继续装填来自分级室下部的物料。
使用本实施例装置时，待分级物料在气流输运下经由物料入口(7)沿切向进入截面为园形的分级室。物料进入分级室后，在Ω外(11)空间旋转，同时粒径较大的物料将在重力作用下沉降到分级室底部，并被集尘刷(9)驱赶到集尘器内。集尘器回转阀(14)在集尘器装填物料时开启，集尘器装满物料后关闭，以保证分级室的气压稳定。回转阀关闭时取下集尘器将其中的物料倒出，并将空集尘器装上，用抽气嘴阀(10)将集尘器内抽真空，待其真空度与分级室相等或略高5%时，即可再开启回转阀，连通分级室到集尘器之间的通道。粒径较小的微粒进入分级室后，将在气流作用下越过芯子(8)的门坎区(18)进入(19)内，并进而在二次空气(经二次空气入口(15)进入Ω内(19))作用下到达下级作进一步分选。推力轴承(12)经轴(11)传动带动芯子(8)旋转以形成门坎区的离心力场，上盖(5)同时起到保持芯子旋转轴心的作用。螺旋状的清道夫(1)在马达(4)带动下，缓慢旋转以排除可能的物料沉积。各级之间的真空度差别靠真空度控制阀(2)调节，并由真空度表(16)显示。
本发明精确度高，适用性强，可在实验室及工业生产中得到广泛应用。
权利要求
1.一种抽真空使超细微粒分级及分离的方法，其特征是通过制造一系列真空度不同且相互之间允许物料流通的空间，并在各空间辅以一个附加离心力场，使得粒径不同的微粒相应地处于不同的气流速度场中。
2.一种实现权利要求1的装置，其特征是它由多级真空-离心分级室组成，每一分级室有Ω内、门坎区及Ω外三个空间，由真空度控制阀控制真空度。
3.一种如权利要求2所述的装置，其特征是每一分级室有一、二次空气入口;分级室的下部装有一个由芯子驱动转轴所带动的集尘刷;芯子内部为园柱空间。
全文摘要
一种真空—离心沉降式超细微粒分级方法及装置，通过制造一系列真空度不同且相互之间允许物料流通的空间，并在各空间辅以一个附加离心力场，使得粒径不同的微粒相应地处于不同的气流速度场中，实现本发明方法的装置由多级真空—离心分级室组成，其分级点可达1μ或1μ以下，对粒径在40μ以下的微粒可用时分出若干级，分级点连续可调。本发明精确度高，适用性强，可在实验室及工业生产中广泛应用。
文档编号B07B7/086GK1042320SQ8910868
公开日1990年5月23日 申请日期1989年11月18日 优先权日1989年11月18日
发明者张武 申请人:西北工业大学