阅读说明：本技术 一种炭黑分级筛选装置 (Carbon black classified screening device ) 是由 周博 于 2018-07-05 设计创作，主要内容包括：一种炭黑分级筛选装置,其特征在于包括：一级吸尘筛选装置,包括吸尘筛选罐、螺旋管道一和空气压缩机一；二级筛选装置,包括筛选罐二、筛选罐三以及筛选罐四；控制台,设有显示表和控制旋钮。所述一级吸尘筛选装置的吸尘筛选罐连接到二级筛选装置,一级吸尘筛选装置和二级筛选装置与控制台电性连接。与现有技术相比,本发明实现炭黑的粉尘处理,并对炭黑进行分级筛选,将块状炭黑以及大颗粒炭黑筛选出后倒入炭黑粉碎机的主打粉室,将次级炭黑的倒入次打粉室,提高炭黑打粉机的工作效率,整体上提高了炭黑资源的利用率。(A carbon black classifying screen device is characterized by comprising: the primary dust collection screening device comprises a dust collection screening tank, a first spiral pipeline and a first air compressor; the secondary screening device comprises a second screening tank, a third screening tank and a fourth screening tank; the console is provided with a display table and a control knob. The dust absorption screening jar of one-level dust absorption sieving mechanism is connected to the second grade sieving mechanism, one-level dust absorption sieving mechanism and second grade sieving mechanism and control cabinet electric connection. Compared with the prior art, the invention realizes the dust treatment of the carbon black, screens the carbon black in a grading way, screens massive carbon black and large-particle carbon black, then pours the carbon black into the main powdering chamber of the carbon black pulverizer, pours the secondary carbon black into the secondary powdering chamber, improves the working efficiency of the carbon black powdering machine, and integrally improves the utilization rate of carbon black resources.)

一种炭黑分级筛选装置

技术领域

本发明涉及筛选装置领域，具体为一种炭黑分级筛选装置。

背景技术

炭黑是一种无定形碳。轻、松而极细的黑色粉末，表面积非常大，范围从10～3000m2/g，是含碳物质(煤、天然气、重油、燃料油等)在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。

目前所产的炭黑产品粒径中等，粒径分布较窄，炭黑的分散性和流动性不好，需要对生产过程中的炭黑粒子进行筛选，除去粉尘以及结块炭黑以及大颗粒炭黑，确保最终产品的合格率，同时将筛选的结块炭黑以及大颗粒炭黑进行进一步处理，提高炭黑的使用率。

现有技术中，除去炭黑中粉尘的方式主要有吸尘风机吸尘，比如公开号为CN：205550849U公开的一种炭黑成品粉末除尘装置，此装置通过吸尘风机的作用将粉尘吸走，虽然解决了原有的粉末除尘器存在的问题，但是对存在的结成块状的炭黑却无任何效果；对此振动筛能起到一定的效果，比如公开号为CN：103658009A公布的一种炭黑筛选装置，利用振动筛上设置的细筛孔和粗筛孔的过滤效果进行炭黑过滤，虽然能对成块炭黑起到过滤效果，但是对于过细的不合格炭黑却无过滤效果同时由于筛孔小，极容易被块状炭黑阻塞，严重影响筛选效果。

筛选出来的块状炭黑或大颗粒炭黑，需进一步进行处理，提高资源的使用率。现有技术中，比如公开号为CN：101337198B公开的炭黑粉碎机，对成块的炭黑进行分离后粉碎，实现进一步利用。但是，主打粉室中对块状炭黑的处理耗费流程时间过程，削弱了次打粉室的工作效率，主打粉室成为瓶颈，需要对此进行改进。

现设计一种炭黑分级筛选的发明装置，解决现有技术的不足。

发明内容

针对背景技术提出的问题，现发明一种炭黑分级筛选装置，能除去炭黑中的粉尘以及细小的不合格炭黑的同时，对结块的炭黑以及大颗粒炭黑进行分级，进而能够分别倒入炭黑粉碎机的主打粉室和次打粉室。

一种炭黑分级筛选装置，包括：

一级吸尘筛选装置，包括吸尘筛选罐、螺旋管道和空气压缩机一，用于除粉尘以及炭黑颗粒的初步分级筛选；

二级筛选装置，包括筛选罐二、筛选罐三以及筛选罐四，用于炭黑颗粒的进一步筛选；

控制台，设有显示表和控制旋钮，用于显示压力表数值以及控制空气压缩机的输出功率；

一级吸尘筛选装置的吸尘筛选罐连接到二级筛选装置，一级吸尘筛选装置和二级筛选装置与控制台电性连接。

所述一级吸尘筛选装置包括吸尘筛选罐、螺旋管道和空气压缩机一，螺旋管道内置于吸尘筛选罐内壁中，空气压缩机一设置于螺旋管道的端口；吸尘筛选罐设有吸气口与螺旋管道连通。通过一级吸尘筛选装置，粉尘在压力差的作用下，随气流从吸气口进入螺旋管道。

所述吸尘筛选罐上部设有吸尘腔、下部设有筛选腔，吸尘腔和筛选腔通过连通腔连通；吸尘筛选罐顶部设有倾入口，底部设有大颗粒排出口、次级颗粒排出口和小颗粒排出口。经过吸尘筛选罐的筛选，块状炭黑以及大颗粒炭黑将从大颗粒排出口排出，次级炭黑将从次级颗粒排出口排出，小颗粒炭黑将从小颗粒排出口排出。

进一步的，吸气口上设有细过滤网；细过滤网能防止合格的炭黑颗粒进入螺旋管道，避免炭黑颗粒阻塞螺旋管道。

进一步的，螺旋管道的上端连接空气压缩机一，使得气流的螺旋向下流动；能避免粉尘在螺旋管道内累积。

进一步的，螺旋管道的上端设有文丘里管一，文丘里管上设有测速表一；文丘里管配合测速表一能够准确显示现时的气流流速。

进一步的，吸尘筛选罐的倾入口设有分散桩，分散桩呈锥状；分散桩能扩大气流与炭黑料的接触面积，提高除尘效果。

进一步的，筛选腔内设有稳压阀；稳压阀能够维持一定的压力差，降低其他因素对筛选效果造成的影响。

筛选罐二内壁设有螺旋管道二，螺旋管道二连接空气压缩机二；筛选罐二的上部设有倾入口二，底部设有大颗粒出口和次级炭黑外环口；倾入口二连接至一级吸尘筛选装置的大颗粒排出口。

筛选罐三内壁设有螺旋管道三，螺旋管道三连接空气压缩机三；筛选罐三的上部设有倾入口三，底部设有大颗粒炭黑小口和次级炭黑环口；倾入口三连接至一级吸尘筛选装置的次级颗粒炭黑排出口。

筛选罐四内壁设有螺旋管道四，螺旋管道四连接空气压缩机四；筛选罐四的上部设有倾入口四，底部设有的次级炭黑小口和小颗粒炭黑环口；倾入口四连接至一级吸尘筛选装置的小颗粒炭黑排出口。

筛选罐二的次级炭黑外环口、筛选罐三的次级炭黑环口和筛选罐四的次级炭黑小口分别连接至四通管道的四个端口，四通管道另一端作为次级炭黑的输出口。输出口输出的为次级炭黑颗粒，将次级炭黑颗粒倒入炭黑粉碎机的次打粉室进行再利用。

筛选罐二的大颗粒出口和筛选罐三的大颗粒炭黑小口连接至三通管道的两端口上，另一端作为大颗粒炭黑的输出口。输出口输出的是块状炭黑以及大颗粒炭黑，将块状炭黑以及大颗粒炭黑倒入炭黑粉碎机的主打粉室进行再利用。

筛选罐四的小颗粒炭黑环口作为小颗粒炭黑的输出口，为合格炭黑产品。

有益效果：与现有技术相比，本发明实现炭黑的粉尘处理，并对炭黑进行分级筛选，将块状炭黑以及大颗粒炭黑筛选出后倒入炭黑粉碎机的主打粉室，将次级炭黑的倒入次打粉室，提高炭黑打粉机的工作效率，整体上提高了炭黑资源的利用率。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明一级吸尘筛选装置的结构示意图；

图3是本发明一级吸尘筛选罐的结构仰视图；

图4是本发明二级筛选装置的结构示意图；

图5是本发明筛选罐二的结构示意图；

图6是本发明筛选罐三的结构示意图；

图7是本发明筛选罐四的结构示意图；

图8是本发明控制台的电路示意图；

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，其示例在附图中示出，其中相同的标记始终表示相同的元件。

在下文，将附图详细地描述本发明的优选实施方式，另外，在下文中使用的术语诸如“顶端”、“底端”、“顶部”、“底部”、“侧部”等根据附图来限定，并且各部件的形状和位置不受术语的限制。

附图1是本发明装置的整体结构示意图，本发明提供一种炭黑分级筛选装置，包括

一级吸尘筛选装置100，包括吸尘筛选罐101、螺旋管道一102和空气压缩机一103，用于除尘和初步的炭黑颗粒的分级筛选；

二级筛选装置200，包括筛选罐二210、筛选罐三220以及筛选罐四230，用于炭黑颗粒的进一步筛选；

控制台300，用于显示测速表数值以及控制系统空气压缩机的输出功率。

炭黑的制造成粒后，颗粒大小不一且含有粉尘，需要对此进行处理，除去炭黑粉尘，对颗粒进行分级筛选，使得筛选出的炭黑颗粒基本维持在一个级别大小，将不合格的大颗粒炭黑以及成块的炭黑倒入炭黑粉碎机进行进一步的粉碎从而回收利用。

附图2是本发明的一级吸尘筛选装置，包括吸尘筛选罐101、螺旋管道一102和空气压缩机一103，用于除尘和初步的炭黑颗粒的分级筛选。

吸尘筛选罐101顶部设有倾入口104，用于将目标炭黑倒入吸尘筛选罐中进行除尘和筛选。

图3是本发明的一级吸尘筛选装置仰视剖视图。

底部设有大颗粒排出口105、次级颗粒排出口106和小颗粒排出口107。大颗粒排出口105位于底部中央，大颗粒以及块状炭黑将从此排出口排出接着进入二级筛选装置的筛选罐二210；次级颗粒排出口106挨着大颗粒排出口105，次级颗粒炭黑由此排出进入二级筛选装置的筛选罐三220；小颗粒排出口107挨着次级颗粒排出口106，小颗粒炭黑由此排出进入二级筛选装置的筛选罐四230。

吸尘筛选罐上部设有吸尘腔108，下部设有筛选腔109，吸尘腔108通过连通腔110连接筛选腔109。吸尘筛选罐管壁内置有螺旋管道一102，螺旋管道一102与吸尘腔108和筛选腔109通过吸气孔111联通，旋转管道一的上端连接空气压缩机一103。

空气压缩机一103将空气打入螺旋管道一102，气流在螺旋管道一内做高速螺旋流动，气流流速越高，产生压强越小，这样将在吸尘腔108和螺旋管道一102之间产生大的压强差。腔内的气体将流向管壁，从吸气口进入螺旋管道一102，带走悬浮在腔内的粉尘。

吸尘筛选罐101管壁需承受很强压力差，为确保装置的安全性，管壁采用抗压能力好的材料，优选钢质材料。

夹带粉尘的气流在螺旋管道一102内流动，为使得粉尘不在管道壁上累积，螺旋管道一102优选进气口设置在上端，这样粉尘将在气流与重力的双重作用下向下流动，将不容易积累在管壁上。

将需要除尘和筛选的炭黑料从倾入口104倒入装置，为扩大炭黑料与腔内气流的接触面积，可在倾入口104设置一个分散桩112。分散桩112呈锥桩，小径在上、大径在下，倾入的炭黑料被分散桩打散，四散泄入吸尘腔108。炭黑料将于吸尘腔108内的气流充分接触，气流将粉尘从吸气口111带入螺旋管道一102。

为防止打散的炭黑颗粒落入吸气口111进入螺旋管道一102，可在吸气口111上设置过滤网113，阻值炭黑颗粒进入螺旋管道一102，而粉尘将被气流从吸气口111带走，最后随着气流从出气口117进入粉尘收集装置。

为保证吸尘腔108内气流与炭黑料的充分作用时间，吸尘腔108的高度应设置足够的高度。高度不够，气流与炭黑料作用时间不充分，吸尘不彻底；高度过高，装置成本高，并且气流与螺旋管道一的作用时间加长，阻力加大，空气压缩机一103的功率将随之提高，负荷大。故吸尘腔108的高度优选为1.5米，此时吸尘充分，空气压缩机一103也工作在额定功率上。

进一步，可将吸尘腔108的直径设置为1米，此时空间满足炭黑料与气流的充分作用的要求。

被吸尘作用充分的炭黑料将落入下部的筛选腔109。由于分散桩112的存在，炭黑颗粒将在吸尘腔108四散，与内壁碰撞并在重力的作用下下坠，为使得颗粒下坠后能顺利进入筛选腔109，吸尘腔109与连通腔110的连接处可设置成倒角，优选与水平面成60度夹角，这样确保所有炭黑颗粒将落入筛选腔109。

落入筛选腔109内的炭黑颗粒，同样受腔内和螺旋管道一102之间的压强差的作用。根据炭黑颗粒的不同，炭黑颗粒的质量将不同，炭黑颗粒受到的风力的作用几乎一样，质量也即炭黑颗粒的大小则是运动效果的决定因素，所以炭黑颗粒将产生的水平方向的不同加速度。由于筛选腔109的高度一定，炭黑颗粒的下落时间几乎是一致的，根据运动的分解，水平方向上，不同加速度的炭黑颗粒的水平位移是不同的，反应在落入筛选腔底部的效果是：大颗粒以及块状炭黑将落入底部中央的大颗粒排出口105，次级炭黑颗粒将落入次级颗粒排出口106，小颗粒炭黑将落入次级颗粒排出口107。

但是，吸尘腔108内四散的颗粒碰撞内壁后反弹以及从倒角滑落的炭黑颗粒都具有水平方向的速度，这将影响筛选腔109的筛选效果。因此，需要对炭黑颗粒的水平速度进行限制。

一方面，可缩小连通腔110的直径，直径小，炭黑颗粒将被束缚在小的空间内作充分地相互作用后再泄入筛选腔109，这样，各个方向的炭黑颗粒相互碰撞，根据动量守恒，极大程度削弱了炭黑颗粒的水平方向的速度。但是直径过小的话，可能造成炭黑颗粒流通空间不足，炭黑颗粒将堆积在吸尘腔108的下部堆积。堆积将严重影响吸尘腔的工作稳定，甚至出现事故；同时堆积后，堆积的炭黑颗粒对堆积下部的炭黑颗粒的作用力会给下部的炭黑颗粒垂直向的加速度，使得炭黑颗粒下落的时间比预定的时间缩短了，造成水平方向上的距离缩短，影响最终的筛选效果。所以优选连通腔110的直径偏大。

因此，连通腔110的直径也不应设置的过小，优选为0.5米。此时炭黑颗粒之间的相互作用效果好，炭黑颗粒也不会集聚堆积在吸尘腔108下部，维持吸尘腔108与筛选腔109炭黑流通稳定。

另一方面，可加长连通腔110的长度。当连通腔110的长度较长时，炭黑颗粒束缚的时间更长，相互之间的作用时间更充分，作用效果更好，但是过长则压缩了筛选腔109的作用空间，影响筛选效果。因此，连通腔110的长度可设置为0.5米。

此时，连通腔110的长度以及直径将达到最好的限制效果，为之后的筛选腔109的筛选提供没有水平方向速度的炭黑颗粒。

由此，吸尘腔108和筛选腔109之间的连通腔110是一个狭小的空间，为了从吸尘筛选罐101的外观能反应内部构造同时也是制造要求，罐体在连通腔110部位会向内凹陷。螺旋管道一102内气流与罐体的作用会对装置产生很大的扭力，连通处将是薄弱环节，因此连接处的管壁厚度应加大，保证装置安全。

落入筛选腔109内的炭黑颗粒，将在重力与气流的双重作用下落入筛选腔109底部。由于炭黑颗粒在气压的作用下是向四周运动，所以底部半径一样的位置的颗粒大小基本一致。

所以根据炭黑颗粒的运动状态可知，对筛选腔109的高度与直径以及气流的要求将变得很严格。

为使得装置整体的和谐，筛选腔109的直径选取和吸尘腔108一致的1.5米，由于筛选腔108、吸尘腔109与螺旋管道一102的气压差都是螺旋管道一102内气流流速导致的，而空气压缩机一103工作在额定功率下，所以气流流速稳定，炭黑颗粒水平方向的受力是稳定的，因此对炭黑颗粒影响的因素将是筛选腔109的高度。

进一步的，由于筛选腔109的气体主要来源是底部的排出口，底部排出口步入的气流对颗粒的竖直运动产生影响，延长了炭黑颗粒的下落时间，会一定程度干扰炭黑颗粒的水平运动轨迹，为了尽可能降低此影响，可在筛选腔109的上部设置稳压阀114，当压力超过设定值时，稳压阀114打开，将外界气流步入筛选腔109，减少来自底部的补充气流对炭黑颗粒运动的干扰，提高筛选效率。

充分考虑诸多因素后，结合根据炭黑颗粒的落点，计算设计筛选腔的高度为1.2米为最佳高度。

炭黑颗粒的落点可预测，根据落点设置排出口位置，为保证大颗粒以及块状炭黑都能从大颗粒排出口排出，大颗粒排出口的直径大于连通腔110的直径，优选为：大颗粒排出口直径0.7米；次级炭黑排出口的小径为0.8米，大径为1米；小颗粒排出口小径1.1米，大径1.4米。

由以上分析可知，装置对空气压缩机一103的工作状态要求严格，目的是使之提供满足要求流速的稳定气流，因此需要对气流进行监控，且测量精度要求高。可在螺旋管道一102的进气端设置文丘里管一115，文丘里管一115上设有流速表一116，用来测量此时螺旋管道一102内气流的流速，并将之反馈到控制台300。文丘里管一115的特性使得能满足精准的测速要求。

控制台上设有显示表一301，显示此时测速表一116返回的流速值。控制台上还设有控制旋钮一302，控制旋钮一301与空气压缩机一103电性连接，通过旋转控制旋钮一302可以控制空气压缩机一103的功率，从而改变螺旋管道一102内的气流流速。

通过一级吸尘筛选装置100，将炭黑料中的粉尘清除，也对炭黑颗粒进行了按颗粒大小进行分开地初步收集。

虽然一级吸尘筛选装置100的设计尽可能提高了筛选的效率，但是实际中还是会出现偶然因素。比如通过连通腔110的炭黑颗粒可能少部分带有水平方向的速度从而本将落入大颗粒排除口105的颗粒落入次级颗粒排出口106，或者本该落入次级颗粒排出口106的炭黑粒子最终落入小颗粒排出口107。比如，从筛选腔109底部来的气流不稳时对炭黑粒子的影响等，都会使得炭黑粒子越过自己的原有排出口进入上一级排出口。比如，原本排出口之间交界位置就模糊，很容易出现越界情况。

所以，需通过二级筛选装置200进行进一步筛选。

附图4是二级筛选装置的结构示意图。

二级筛选装置，包括：

筛选罐二210，剔除混夹在大颗粒炭黑中的次级炭黑颗粒；

筛选罐三220，剔除混夹在次级颗粒炭黑中的大颗粒炭黑颗粒；

筛选罐四230，剔除混夹在小颗粒炭黑中的次级炭黑颗粒；

附图5是筛选罐二210的结构示意图。

所述筛选罐二210，上部设有倾入口二211，下部设有大颗粒出口212和次级环口213，倾入口二211连接至一级吸尘筛选装置100的大颗粒排出口105。

筛选罐二210的侧壁内置有螺旋管道二214，所述螺旋管道二214也是进气口设置在上部然后气流螺旋向下流动，通过管道内气体的螺旋流动使得腔内与螺旋管道二214产生大的压力差的原理进行筛选。

所述筛选罐二210的进气端设有文丘里管二215，文丘里管二215连接至空气压缩机二217，文丘里管上设有测速表二216。

一级吸尘筛选装置筛选的大颗粒炭黑将从倾入口二211进入装置，在压力差的作用下发生水平方向的运动。大颗粒炭黑将发生短距离的水平偏移，从底部的大颗粒出口二212排出，为保证大颗粒都从大颗粒出口212排出，大颗粒出口212直径应略大于倾入口二211直径，且和筛选罐二210的高度有关。

为达到好的筛选效果，筛选罐二210的高度设置为1.5米，倾入口二211的直径设为0.5米，故根据炭黑颗粒的运动轨迹将大颗粒出口设置为0.7米，次级环口213的小径设置为0.8米，大径设置为1.0米。

此时，筛选罐二210的直径需满足混入的次级炭黑颗粒在运动过程中不会与侧壁发生碰撞，否则可能再次落入大颗粒出口212。根据其运动轨迹将筛选罐二210的直径设置为1.1米。

经过筛选罐二210的作用，大颗粒以及块状炭黑将从底部的大颗粒出口212排出，少部分夹杂着的次级炭黑颗粒将从次级环口213排出。

附图6是筛选罐三220的结构示意图。

筛选罐三220上部设有的倾入口三221连接至一级吸尘筛选装置100的次级颗粒排出口106，筛选罐三220下部设有的大颗粒小出口222和次级环出口223。

所述筛选罐三220的进气端设有文丘里管三224并连接至空气压缩机三226，文丘里管三224上设有测速表三225。

由于筛选罐三220筛选的主要是次级颗粒，夹杂的大颗粒炭黑数量少，故而大颗粒小出口222的直径不需采用大口径，而次级环出口223的口径范围应开大的同时又要满足大颗粒小出口222的直径略大于倾入口三221。故而，将倾入口三221直径设为0.4米，将大颗粒小出口222直径设置为0.6米，次级环出口223的直径设置为0.7米至1.0米。

附图7是筛选罐四230的结构示意图。

筛选罐四上部设有的倾入口四231连接至一级吸尘筛选装置100的小颗粒炭黑排出口107，筛选罐四230的底部设有的次级小出口232和合格炭黑出口233。

所述筛选罐四230的进气端设有文丘里管四234并连接至空气压缩机四236，文丘里管四234上设有测速表四235。

图8是控制台300的电路连接图。

测速表二216、空气压缩机二217与控制台300上的显示表二303以及控制旋钮二304电性连接。

测速表三225、空气压缩机三226与控制台300上的显示表二305以及控制旋钮二306电性连接。

测速表四235、空气压缩机四236与控制台300上的显示表四307以及控制旋钮四308电性连接。

所述筛选罐二210的次级环出口、筛选罐三的次级炭黑环口和筛选罐四的次级炭黑小口分别连接至四通管道的四个端口，四通管道另一端作为次级炭黑的输出口。

所述筛选罐二的大颗粒出口和筛选罐三的大颗粒炭黑小口连接至三通管道的两端口上，另一端作为大颗粒炭黑的输出口。

筛选罐四的小颗粒炭黑环口作为小颗粒炭黑的输出口。

经过本装置的作用，将炭黑料进行了除尘以及炭黑颗粒的分级输出。

对于基于本发明基础上作出的改进，都将落入本发明的保护范围，都在本发明的保护范围内；尽管已经参照本发明的某些示范性实施方式示出和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，可以在其中进行形式和细节上的各种改变，而没有脱离本发明的精神和范围，本发明的精神和范围如所附权利要求书限定。