一种利用热泳力筛分超细颗粒的装置的制作方法

1.本实用新型属于颗粒分离技术领域，具体涉及一种利用热泳力筛分超细颗粒的装置。


背景技术：

2.利用机械方法生产的超细粉体颗粒，往往处于一较大的粒度分布范围，粉体颗粒往往只有一部分产品达到了粒度要求，而另一部分产品却未达到粒度要求，如果不将这些已达到要求的产品及时分离出去，而将它们与末达到要求的产品一道再粉碎，则会造成能源浪费和部分产品的过粉碎问题，因此需要对颗粒进行筛选和分离处理。
3.筛分的应用需求广阔，研究和应用的筛分技术种类繁多，也各有优劣，但往往不适用于筛分粒径低于1微米的超细颗粒。传统的筛分方式是通过筛网来筛分颗粒物，对于大颗粒的筛分简单易实现，而当用精细孔隙的筛网来筛分超细颗粒时则存在粘连吸附、滞留堵塞等情况。而重力场筛分主要通过不同大小颗粒沉降速度不同的原理实现，但对于超细颗粒而言，重力影响很小而末速差变化不大，很难达到满意的筛分效果，因此很少采用。工业中常使用的旋流式、叶轮式筛分装置等都是基于离心力场的技术，由于超细颗粒的流动跟随性很好，用于筛分超细颗粒的这类装置都需要极为精密和复杂，且筛分效率较低。电场筛分是利用静电场力对带电大小不同的粒子具有不同的吸引力或排斥力，从而可使粒子在特定的装置中或者离子在溶液中进行筛分处理，但是这种方法仅适用于带电的物料，或者原本不带电但可以添加电荷且电荷不影响产品使用的物料。但是采用添加电荷的方案有很大不足，一是不容易使超细颗粒添加的电荷大小与其粒径大小严格对应起来，二是添加电荷以及后续消除电荷都导致筛分过程和工作装置更复杂。
4.因此，针对超细颗粒的筛分需要一种新的技术方案，克服或避免上述的缺陷。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用热泳力筛分超细颗粒的装置。
6.本实用新型包括热泳通道、进气风机、隔板、进料模块、加热模块、细料收集模块和粗料收集模块；所述的进气风机与热泳通道的入口相连；所述的隔板偏置固定在热泳通道一侧，且与所靠近的热泳通道侧壁之间设有间距；所述进料模块的出口与送料管的入口相连；送料管的出口段伸入热泳通道中；所述的加热模块固定在热泳通道远离隔板的一侧，且靠近送料管的出口段设置；所述热泳通道靠近隔板的侧壁与隔板正对的位置处开设有细料出口，所述的细料出口处设有细料收集模块；所述的热泳通道在与热泳通道入口相对的另一端开设粗料出口，所述的粗料出口处设有粗料收集模块。
7.优选地，所述的隔板与热泳通道轴向平行。
8.优选地，所述的隔板采用可伸缩式。
9.优选地，所述送料管的出口段与热泳通道轴向平行。
10.更优选地，所述送料管的出口段中心轴线与隔板在垂直热泳通道轴线方向上的间距为(d-δ)/2；其中，δ为隔板与所靠近的热泳通道侧壁之间的间距，d为热泳通道的宽度。
11.更优选地，所述的进料模块由进料斗、进料控制阀、离心风机和腔体组成；所述进料斗的出口经进料控制阀与腔体的入料口相连，所述的离心风机置于腔体内；所述腔体的出口与送料管的入口相连。
12.更优选地，所述腔体的入气口连接保护气体供气装置。
13.更优选地，所述的细料收集模块由第一旋风分离器和袋式过滤器组成；所述第一旋风分离器的入口通过管路与热泳通道的细料出口相连；所述袋式过滤器的入口与第一旋风分离器的排气口相连；所述的第一旋风分离器还设有排料口。
14.更优选地，所述的粗料收集模块采用第二旋风分离器；所述第二旋风分离器的入口通过管路与热泳通道的粗料出口相连，第二旋风分离器的排气口通过管路与进料模块的入气口相连；连接第二旋风分离器的排气口与进料模块入气口的管路外固定套置有水冷器；所述的送料管上设有第一流量调节阀，所述进料模块的入气口处设有第二流量调节阀，所述连接第二旋风分离器的排气口与进料模块入气口的管路上设有第三流量调节阀。
15.更优选地，所述的细料收集模块包括水幕喷淋器和过滤器；所述水幕喷淋器的入料口通过管路与热泳通道的细料出口相连；水幕喷淋器的喷淋头连接外部进水管，水幕喷淋器的出水口经过第四流量调节阀连接过滤器。
16.本实用新型具有的有益效果是：
17.1、本实用新型利用粒径不同的颗粒受到的热泳力大小不同的原理，通过设置高低温差的热泳通道，根据颗粒偏移程度的不同来实现粒径低于1微米的超细颗粒的筛分，解决了传统筛分方式无法筛分超细颗粒的难题。
18.2、本实用新型通过调节隔板的伸缩量可调节分级的粒径阈值，方便地实现对超细颗粒不同粒度要求范围的筛分。
19.3、本实用新型中第二旋风分离器的排气口通过管路引回至进料模块的入气口，使未被筛分的颗粒能被再次筛分，且当使用保护气体代替空气时，能循环利用保护气体，节省保护气体用量。
20.4、本实用新型技术简单易用，能连续作业，且对筛分的超细颗粒没有过多的物性要求，适用于多数种类的超细颗粒筛分。
21.5、本实用新型的应用使超细颗粒产品通过筛分能达到粒度要求，避免了已达到粒度要求的产品与末达到要求的产品一道再粉碎，造成能源浪费和部分产品的过粉碎问题。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例8中利用热泳力筛分超细颗粒的装置示意图。
23.图2是本实用新型实施例10中利用热泳力筛分超细颗粒的装置示意图。
具体实施方式
24.以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
25.实施例1
26.如图1所示，一种利用热泳力筛分超细颗粒的装置，包括热泳通道1、进气风机2、隔
板3、进料模块4、加热模块5、细料收集模块和粗料收集模块；进气风机2与热泳通道1的入口相连；隔板3偏置固定于热泳通道1一侧，且与所靠近的热泳通道1侧壁之间设有间距；进料模块4的出口与送料管6的入口相连；送料管6的出口段伸入热泳通道1中；加热模块5固定在热泳通道1远离隔板3的一侧，且靠近送料管6的出口段设置；热泳通道1靠近隔板3的侧壁与隔板3正对的位置处开设有细料出口，细料出口处设有细料收集模块；热泳通道1在与热泳通道入口相对的另一端开设有粗料出口，粗料出口处设有粗料收集模块。
27.实施例2
28.在实施例1的基础上，隔板3与热泳通道1轴向平行。
29.实施例3
30.在实施例1的基础上，隔板3采用可伸缩式，可以是电动伸缩，也可以是手动伸缩。
31.实施例4
32.在实施例1的基础上，送料管6的出口段与热泳通道1轴向平行。
33.实施例5
34.在实施例1、2、3或4的基础上，送料管6的出口段中心轴线与隔板3在垂直热泳通道1轴线方向上的间距为(d-δ)/2；其中，δ为隔板3与所靠近的热泳通道1侧壁之间的间距，d为热泳通道1的宽度(热泳通道1的横截面呈方形)。
35.实施例6
36.在实施例1、2、3或4的基础上，进料模块4由进料斗、进料控制阀、离心风机和腔体组成；进料斗的出口经进料控制阀与腔体的入料口相连，离心风机置于腔体内；腔体的出口与送料管6的入口相连；进料斗的颗粒物料通过进料控制阀进入离心风机，并分散在离心风机吸入的空气中，形成气固混合颗粒物料，被离心风机通过送料管6吹入热泳通道中。
37.实施例7
38.在实施例6的基础上，腔体的入气口连接保护气体供气装置，如氮气瓶，使用保护气体代替空气。
39.实施例8
40.在实施例1、2、3或4的基础上，细料收集模块由第一旋风分离器7和袋式过滤器8组成；第一旋风分离器7的入口通过管路与热泳通道1的细料出口相连；袋式过滤器8的入口与第一旋风分离器7的排气口相连；第一旋风分离器7还设有排料口；第一旋风分离器7对细料颗粒进行第一次收集，袋式过滤器8对部分未被收集的从第一旋风分离器7排气口逃逸的细料颗粒进行再次收集。
41.实施例9
42.在实施例1、2、3或4的基础上，粗料收集模块采用第二旋风分离器9；第二旋风分离器9的入口通过管路与热泳通道1的粗料出口相连，收集从热泳通道1流出的粗料颗粒；第二旋风分离器9的排气口通过管路与进料模块4的入气口(即腔体的入气口)相连。优选地，连接第二旋风分离器9的排气口与进料模块4入气口的管路外固定套置有水冷器10，水冷器10持续流过冷水对该管路进行降温。更优选地，送料管6上设有第一流量调节阀11，用以控制气固混合颗粒物料的气流从送料管6的出口吹入热泳通道1的流速；进料模块4的入气口处设有第二流量调节阀12；连接第二旋风分离器9的排气口与进料模块4入气口的管路上设有第三流量调节阀13。
43.实施例10
44.在实施例1、2、3或4的基础上，如图2所示，本实施例与实施例8的区别在于：细料收集模块4包括水幕喷淋器14(即装有水幕喷头的喷淋装置)和过滤器15；水幕喷淋器14的入料口通过管路与热泳通道1的细料出口相连；水幕喷淋器14的喷淋头(即水幕喷头)连接外部进水管，水幕喷淋器14的出水口经过第四流量调节阀16连接过滤器15。
45.本实施例相比于实施例8的优点在于对筛分后的细料的收集更高效和节能，缺点在于仅适用于不溶于水且不因湿润和干燥过程而发生聚并的物料。
46.实施例1中利用热泳力筛分超细颗粒的装置，工作原理如下：
47.进气风机2使空气流入热泳通道1，加热模块5对热泳通道1一侧进行加热，使热泳通道中气流两侧具有高低温差，且温度梯度的方向与热泳通道中气流方向垂直。然后，进料模块4将颗粒物料分散在吸入的空气中，并通过送料管6吹入热泳通道；颗粒物料在热泳通道1中受到高低温差产生的热泳力作用而发生偏移运动，方向由热泳通道1上设置加热模块5的一侧指向另一侧，粒径不同的颗粒受到的热泳力大小不同，粒径越小的颗粒受到的热泳力越大，因此粒径更小的颗粒偏移程度更大；粒径小的细料颗粒和粒径大的粗料颗粒分离，细料颗粒被隔板3分隔并经细料出口进入细料收集模块，粗料颗粒被隔板3阻挡并经热泳通道1的粗料出口进入粗料收集模块。
48.其中，若隔板3采用可伸缩式，可以调整隔板3与送料管6的出口段在沿热泳通道1轴向上的距离，从而实现筛分不同粒径的颗粒物料。
49.其中，若细料收集模块采用实施例8中方案，细料收集模块中的第一旋风分离器7对细料颗粒进行第一次收集；袋式过滤器8对从第一旋风分离器7排气口逃逸的部分未被收集颗粒进行再次收集，从第一旋风分离器7的排料口和袋式过滤器8的排料口取得筛分后的细料颗粒；若细料收集模块采用实施例10中方案，向水幕喷淋器14的喷淋头持续通入蒸馏水，喷淋头喷出的水幕将气流中的颗粒洗入水中，过滤器15将颗粒从水中滤出，将滤出物干燥后即得筛分后的粒径小于预设阈值的物料；过滤器15过滤后的滤液可重复通入水幕喷淋器14使用，以节省蒸馏水用量。
50.其中，实施例9的粗料收集模块方案中，粗料收集模块中的第二旋风分离器9收集气流中的粗料颗粒，从第二旋风分离器9的排料口取得筛分后的粗料颗粒；未被第二旋风分离器9收集的粗料颗粒随气流从第二旋风分离器9的排气口通过管路、进料模块4和送料管6引至热泳通道1，进而再一次被筛分，水冷器10持续流过冷水并对连接第二旋风分离器9排气口的管路中气流进行降温。