阅读说明：本技术 一种超细粉体气相分级设备 (Superfine powder gas-phase classification equipment ) 是由 刘晓宁 蔡建亮 周庆祺 陈昊 王海峰 于 2020-12-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种超细粉体气相分级设备,涉及粉体分级技术领域,其技术方案要点包括设置有上端进口、侧面进风口以及下端出口的分散器,所述分散器的上端进口连接有进料机,所述分散器的侧面进风口连通有送风机,所述分散器的下端出口连接有分级机；所述分级机的下端出料口连接有收集罐；所述分级机内设置有细粉出粉管,所述细粉出粉管的下端从所述分级机的下端穿出,且穿出的一端连接有反吹罐；所述收集罐的顶端连接有第一引风机,所述反吹罐的顶端连接有第二引风机,所述第一引风机和所述第二引风机的出风口相互连通,并与所述送风机和所述分级机连通。本发明具有有效解决粉体颗粒粒径分布不均匀、分级精度和分级效率较低等问题的效果。(The invention discloses gas phase grading equipment for ultrafine powder, which relates to the technical field of powder grading, and adopts the technical scheme that the gas phase grading equipment comprises a disperser provided with an upper end inlet, a side surface air inlet and a lower end outlet, wherein the upper end inlet of the disperser is connected with a feeder, the side surface air inlet of the disperser is communicated with a blower, and the lower end outlet of the disperser is connected with a grader; a discharge port at the lower end of the classifier is connected with a collecting tank; a fine powder outlet pipe is arranged in the classifier, the lower end of the fine powder outlet pipe penetrates out of the lower end of the classifier, and the penetrating end of the fine powder outlet pipe is connected with a back flushing tank; the top of holding vessel is connected with first draught fan, the top of blowback jar is connected with the second draught fan, first draught fan with the air outlet of second draught fan communicates each other, and with the forced draught blower with the grader intercommunication. The invention has the effect of effectively solving the problems of uneven particle size distribution, low grading precision and grading efficiency and the like of powder particles.)

一种超细粉体气相分级设备

技术领域

本发明涉及粉体分级技术领域，更具体地说它涉及一种超细粉体气相分级设备。

背景技术

超细粉体通常指粒径不大于10μm的粉体，其中，0.1~1μm之间的粉体被称为亚微米粉体，1~100nm之间的粉体则被称为纳米粉体。从材料种类来区分，超细粉体包括金属、非金属、有机、无机和生物等多个种类。分级是材料制造领域中获得高品质、不同规格粉体材料的常规手段之一，由于不同种类的超细粉体各自具有不同的特性，因此技术人员常采用不同的分级力场以对其进行有效的分级，例如重力场分级、离心力场分级、惯性力场分级、电场力分级、磁场力分级、热梯度力场分级以及色谱分级等，以便相对高效地获得不同粒径分布的超细粉体材料。常用的分级方法有液相分级和气相分级，或称湿法分级和干法分级。液相分级其优点在于可获得粒度较细的产品，同时粉体的粒度分布范围也可被控制在一个较窄的范围，但常用的液相分级介质中无水乙醇的安全隐患较大，水则容易腐蚀或氧化粉体材料，此外液相分级普遍工艺相对复杂，生产成本较高。气相分级相对于液相分级其优点在于省去了干燥、再分散等后处理工艺，生产成本相对较低，工艺简单。

在现有技术中，通常采用旋风分级机作为分级设备，其结构简单、操作弹性大、维护方便、价格低廉，广泛应用于工业生产。旋风分级机的工作原理为以气流作为载体带动粉体切向进入旋风体并形成涡流运动，粉体颗粒在其中同时受到离心力与重力的作用，具有较大质量的粗粉颗粒在接触旋风体内壁后便随外环流向下运动进入底流收集桶，而质量较小的细粉颗粒则随着旋风体中心的内环流向上运动进入溢流收集器中，以达到分级的目的。

但是由于常规旋风分级机仅有切向单进气口，粉体在气流的带动下进入旋风体后，受阻力影响会不可避免地降低旋流运动速度，粉体颗粒受到的离心力减小，进而会影响粉体的分散性，部分未分散的颗粒会随内环流进入细粉收集设备中，导致分级效率降低，分级精度变差；若分级的粉体材料有易团聚的特性，则其旋转速度的降低更会导致粉体在旋风体内壁上的粘附，导致旋风体内分级区域减小，进而产生堵塞等严重问题。另外，旋风体中上升的内环流与向下的外环流逆向而行，会使旋风体顶部出现粉体颗粒盘旋的现象，当颗粒聚集过多时便会从排气管中排出，形成排气管末端已分离的粉体颗粒被夹带返回旋风体的返混短路流，影响分级机的分级效率，有待改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种超细粉体气相分级设备，该超细粉体气相分级设备解决超细粉体的旋流运动速度降低和旋风体内返混短路流导致粉体颗粒粒径分布不均匀、分级精度和分级效率较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种超细粉体气相分级设备，包括设置有上端进口、侧面进风口以及下端出口的分散器，所述分散器的上端进口连接有进料机，所述分散器的侧面进风口连通有送风机，所述分散器的下端出口连接有分级机；所述分级机的下端出料口连接有收集罐；所述分级机内设置有细粉出粉管，所述细粉出粉管的下端从所述分级机的下端穿出，且穿出的一端连接有反吹罐；所述收集罐的顶端连接有第一引风机，所述反吹罐的顶端连接有第二引风机，所述第一引风机和所述第二引风机的出风口相互连通，并与所述送风机和所述分级机连通。

通过采用上述技术方案，通过分散器与送风机连接后形成的送料辅助进风管路、分散器与收集罐和反吹管分别连接后形成的双出料引风管路和第一引风机、第二引风机与送风机和分级机连通后形成的回风管路的设置，能够有效解决超细粉体的旋流运动速度降低和旋风体内返混短路流导致粉体颗粒粒径分布不均匀、分级精度和分级效率较低的问题，并在分级精度提高后实现不同粒径间原粉的协同分级，并可直接适用于平均粒径为亚微米级至纳米级超细金属粉体和非金属粉体的分级过程。

本发明进一步设置为：所述分级机包括呈倒锥形的分离室、锥形的粗粉室以及连接所述分离室和粗粉室的多孔法兰，所述分离室的顶端进料口与所述分散器连接，所述粗粉室的下端出料口连接有收集罐，所述多孔法兰与所述第一引风机和所述第二引风机的出风口连通。

通过采用上述技术方案，有效解决超细粉体的旋流运动速度降低和旋风体内返混短路流导致粉体颗粒粒径分布不均匀、分级精度和分级效率较低的问题。

本发明进一步设置为：所述多孔法兰设置有多个进气孔，且所述进气孔沿圆周方向等弧度设置。

通过采用上述技术方案，多个等弧度分布的进气孔起到保证进料分布均匀以及防止短路现象出现的作用。

本发明进一步设置为：所述进气孔设置有12个，且孔径为10mm。

通过采用上述技术方案，12个等弧度分布的进气孔起到保证进料分布均匀以及防止短路现象出现的作用。

本发明进一步设置为：所述多孔法兰的外侧设置有用于密封的引风罩，所述第一引风机和所述第二引风机的出风口与所述引风罩的内侧连通。

通过采用上述技术方案，引风罩起到防止进入分级机的循环空气受潮以及杂质进入的作用。

本发明进一步设置为：所述第一引风机和所述第二引风机的出风口设置有排空管路；所述细粉出粉管和所述粗粉室的底部出料口均设置有真空压力表。

通过采用上述技术方案，真空压力表起到监测管道真空度以及控制分级过程的作用。

本发明进一步设置为：所述分散器包括与所述进料机相连接的进料斗以及设置在所述进料斗的出料端下端的分散锥，所述分散锥的下端设置有呈倒锥形的导向盘，所述细粉出粉管的上端设置在所述导向盘的下端。

通过采用上述技术方案，分散锥与导向盘起到防止进料粉体在进料口管径缩小时产生被动团聚现象的作用。

本发明进一步设置为：所述进料斗的出料端、所述分散锥和所述导向盘的轴线均与所述分离室的轴线重合。

通过采用上述技术方案，进一步提升粉体的进料分散度。

本发明进一步设置为：所述第一引风机和所述第二引风机的出风口依次连接有换热器和除尘器，所述除尘器的出风口与所述分级机和所述送风机分别连通，且在所述除尘器的出风口与所述送风机之间设置有氮气源。

通过采用上述技术方案，氮气源在粉体分级的过程中起到防止所使用的介质气体中的水分和氧气对粉体造成不良影响的作用。

本发明进一步设置为：所述收集罐的底部设置有底流罐；所述反吹罐的底部设置有溢流罐；所述进料机为振动下料机。

通过采用上述技术方案，显著提升粉体颗粒粒径分布的均匀度、分级精度和分级效率。

综上所述，本发明具有以下有益效果：通过送料辅助进风管路、双出料引风管路和回风管路有效解决超细粉体的旋流运动速度降低和旋风体内返混短路流导致的粉体颗粒粒径分布不均匀、分级精度和分级效率较低的问题，并在分级精度提高后实现不同粒径间原粉的协同分级，并可直接适用于平均粒径为亚微米级至纳米级超细金属粉体和非金属粉体的分级过程。

附图说明

图1是本实施例的流程结构示意图。

附图标记说明：1、进料机；2、分散器；21、进料斗；22、分散锥；23、导向盘；3、送风机；4、分级机；41、分离室；42、粗粉室；43、细粉出粉管；44、引风罩；5、多孔法兰；51、进气孔；6、收集罐；7、底流罐；8、反吹罐；9、溢流罐；101、第一引风机；102、第二引风机；103、排空管路；11、换热器；12、除尘器；13、氮气源。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种超细粉体气相分级设备，包括设置有上端进口、侧面进风口以及下端出口的分散器2。分散器2的上端进口连接有进料机1，进料机1为振动下料机，以通过进料机1向分散器2内部进料；分散器2的侧面进风口连通有送风机3，以吹散通过进料机1进入分散器2内的粉体；分散器2的下端出口连接有分级机4，以对进入分散器2内的粉体进行有效分级。

需要说明的是，在分级机4的下端出料口连接有收集罐6。收集罐6的底部设置有底流罐7。与此同时，在分级机4内设置有细粉出粉管43。细粉出粉管43的下端从分级机4的下端穿出，且穿出的一端连接有反吹罐8。反吹罐8的底部设置有溢流罐9。相应的，在收集罐6的顶端连接有第一引风机101，在反吹罐8的顶端连接有第二引风机102，且第一引风机101和第二引风机102的出风口相互连通，并在依次连接换热器11和除尘器12后，与送风机3和分级机4分别连通。因此，在通过收集罐6与底流罐7的组合以及反吹罐8和溢流罐9的组合匹配时，显著提升粉体颗粒粒径分布的均匀度、分级精度和分级效率。且在通过分散器2与送风机3连接后形成的送料辅助进风管路、分散器2与收集罐6和反吹管分别连接后形成的双出料引风管路和第一引风机101、第二引风机102与送风机3和分级机4连通后形成的回风管路的设置后，有效解决超细粉体的旋流运动速度降低和旋风体内返混短路流导致粉体颗粒粒径分布不均匀、分级精度和分级效率较低的问题，并在分级精度提高后实现不同粒径间原粉的协同分级，并可直接适用于平均粒径为亚微米级至纳米级超细金属粉体和非金属粉体的分级过程。需要提及的是，在除尘器12的出风口与送风机3之间设置有氮气源13，进而将使得氮气源13在粉体分级的过程中起到防止所使用的介质气体中的水分和氧气对粉体造成不良影响的作用。

如图1所示，分级机4包括呈倒锥形的分离室41、锥形的粗粉室42以及连接分离室41和粗粉室42的多孔法兰5。分离室41的顶端进料口与分散器2连接，粗粉室42的下端出料口与收集罐6连接，多孔法兰5与第一引风机101和第二引风机102的出风口连通，进而达到有效解决超细粉体的旋流运动速度降低和旋风体内返混短路流导致粉体颗粒粒径分布不均匀、分级精度和分级效率较低的问题的目的。与此同时，在多孔法兰5上设置有12个进气孔51，进气孔51的孔径为10mm，且进气孔51沿圆周方向等弧度设置，进而将使得12个等弧度分布的进气孔51起到保证进料分布均匀以及防止短路现象出现的作用。为了进一步提升粉体分级效果，在多孔法兰5的外侧设置有用于密封的引风罩44。第一引风机101和第二引风机102的出风口与引风罩44的内侧连通，进而将使得引风罩44起到防止进入分级机4的循环空气受潮以及杂质进入的作用。

如图1所示，分散器2包括与进料机1相连接的进料斗21以及设置在进料斗21的出料端下端的分散锥22。在分散锥22的下端设置有呈倒锥形的导向盘23，且细粉出粉管43的上端设置在导向盘23的下端。因此，分散锥22与导向盘23起到防止进料粉体在进料口管径缩小时产生被动团聚现象的作用。进一步的，将进料斗21的出料端、分散锥22和导向盘23的轴线均设置为与分离室41的轴线重合，以达到进一步提升粉体的进料分散度的目的。

需要提及的是，在第一引风机101和第二引风机102的出风口均设置有排空管路103。并在细粉出粉管43和粗粉室42的底部出料口均设置有真空压力表。真空压力表起到监测管道真空度以及控制分级过程的作用。

综上，本申请通过送料辅助进风管路、双出料引风管路和回风管路有效解决超细粉体的旋流运动速度降低和旋风体内返混短路流导致的粉体颗粒粒径分布不均匀、分级精度和分级效率较低的问题，并在分级精度提高后实现不同粒径间原粉的协同分级，并可直接适用于平均粒径为亚微米级至纳米级超细金属粉体和非金属粉体的分级过程。

以上所述仅为本发明的优选实施例，本发明的保护范围并不仅仅局限于上述实施例，但凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干修改和润饰，这些修改和润饰也应视为本发明的保护范围。