本發(fā)明涉及一種用于渦流空氣分級(jí)機(jī)進(jìn)行超細(xì)粉體分選的雙層轉(zhuǎn)籠，屬于粉體制備。
背景技術(shù)：
1、超細(xì)粉體因其具有特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)，廣泛應(yīng)用于制藥、3d打印及精細(xì)化工等相關(guān)領(lǐng)域。由于超細(xì)粉體的粒徑和粒度分布將直接影響產(chǎn)品性能和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)更細(xì)且分布更窄的超細(xì)粉體已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的需求。渦流空氣分級(jí)機(jī)是采用機(jī)械法制備超細(xì)粉體常采用的氣力分級(jí)設(shè)備，它具有分級(jí)效率高、粒徑可調(diào)、產(chǎn)量大等優(yōu)點(diǎn)，利用粗細(xì)顆粒在氣流場(chǎng)中受力不同進(jìn)行物料分級(jí)，獲得滿足粒級(jí)要求的細(xì)微顆粒。渦流空氣分級(jí)機(jī)獲得小粒級(jí)細(xì)粉產(chǎn)品的常用方法是提高轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速增大，顆粒在分級(jí)力場(chǎng)中受到的離心力也隨之增大，較大顆粒被甩向筒壁，難以進(jìn)入內(nèi)部，因此收集到的顆粒更細(xì)，分級(jí)粒徑減小。不過(guò)，提高轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速會(huì)增加設(shè)備能耗和負(fù)荷。此外，由于轉(zhuǎn)籠最大轉(zhuǎn)速受限于電機(jī)功率、扭矩、冷卻性能、控制精度、材料強(qiáng)度和機(jī)械平衡等性能，通過(guò)轉(zhuǎn)籠結(jié)構(gòu)的改進(jìn)以改變粗細(xì)顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡，減小分級(jí)粒徑，獲得粒度分布窄而細(xì)的粉體是切實(shí)可行的方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提出一種適用于超細(xì)粉體分選的渦流空氣分級(jí)機(jī)雙層轉(zhuǎn)籠，利用轉(zhuǎn)籠內(nèi)層(引流錐)改變通過(guò)了轉(zhuǎn)籠外層(葉片通道)的細(xì)粉運(yùn)動(dòng)軌跡，可將細(xì)粉中的超細(xì)粉體分選出，達(dá)到減小分級(jí)粒徑，獲得超細(xì)粉體的目的。
2、一種適用于超細(xì)粉體分選的渦流空氣分級(jí)機(jī)雙層轉(zhuǎn)籠，其特征在于：轉(zhuǎn)籠外層由轉(zhuǎn)籠葉片(2)組成，轉(zhuǎn)籠葉片周向均勻分布，垂直固定于上輪架(3)和下輪架(1)之間，形成氣流通道；轉(zhuǎn)籠內(nèi)層由引流錐(4)組成，引流錐和三角連接支架(5)通過(guò)螺紋連接并固定。三角連接支架與下輪架通過(guò)螺紋連接并固定。引流錐三段弧形面外緣與上輪架內(nèi)緣貼合，用以確保轉(zhuǎn)籠內(nèi)外層之間的密封性。其中引流錐錐角范圍為5～15°，引流錐軸向長(zhǎng)度范圍介于轉(zhuǎn)籠葉片軸向長(zhǎng)度的1/8至1倍之間。通過(guò)調(diào)節(jié)引流錐長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié)細(xì)粉產(chǎn)品的細(xì)度，細(xì)粉產(chǎn)品隨著引流錐增長(zhǎng)粒度變小且分布變窄。
3、渦流空氣分級(jí)機(jī)的工作原理主要是通過(guò)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)使氣流在進(jìn)入分級(jí)機(jī)后形成強(qiáng)渦流場(chǎng)，同時(shí)動(dòng)部件轉(zhuǎn)籠做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，利用顆粒所受離心力與氣流曳力的動(dòng)態(tài)平衡實(shí)現(xiàn)粒度分級(jí)，其中細(xì)顆粒隨氣流流經(jīng)轉(zhuǎn)籠葉片間通道，進(jìn)入轉(zhuǎn)籠中心并由細(xì)粉出口排出；粗顆粒受離心力作用被甩向腔壁沉降，經(jīng)錐形集料桶收集后，由粗粉出口排出。為分析雙層轉(zhuǎn)籠的作用機(jī)理，在錐角(12°)一定的情況下，分別對(duì)不同引流錐長(zhǎng)度的雙層轉(zhuǎn)籠進(jìn)行了氣相和氣固兩相數(shù)值模擬，并與只安裝徑向葉片轉(zhuǎn)籠進(jìn)行對(duì)比分析，通過(guò)氣相模擬發(fā)現(xiàn)，雙層轉(zhuǎn)籠的氣流受到轉(zhuǎn)籠內(nèi)層引流錐的阻礙作用，在引流錐底部氣流形成一定角度后進(jìn)入轉(zhuǎn)籠中心，且隨著引流錐長(zhǎng)度的增加，流線與水平線的夾角逐漸增大。夾角增大阻礙了氣流向中心體的徑向運(yùn)動(dòng)，從而更有效地阻止較大顆粒進(jìn)入細(xì)粉區(qū)域，只有更細(xì)的顆粒才能隨氣流進(jìn)入細(xì)粉出口。通過(guò)氣固兩相數(shù)值模擬可以看出，粗細(xì)粉體在轉(zhuǎn)籠外緣首先進(jìn)行離心分級(jí)，轉(zhuǎn)籠葉片通道起到篩網(wǎng)作用，較細(xì)的顆粒隨氣流在離心分離的作用下通過(guò)葉片間通道，完成第一次分級(jí)。由于雙層轉(zhuǎn)籠增加了引流錐作為轉(zhuǎn)籠內(nèi)層，使經(jīng)過(guò)離心分級(jí)后進(jìn)入轉(zhuǎn)籠內(nèi)部的細(xì)粉產(chǎn)生了二次分選，其中超細(xì)粉體會(huì)跟隨氣流向上運(yùn)動(dòng)至轉(zhuǎn)籠中心被收集為細(xì)粉，而細(xì)顆粒中較粗顆粒受引流錐的阻擋，在重力作用下沉降，完成了第二次分級(jí)。引流錐長(zhǎng)度越長(zhǎng)，細(xì)粉產(chǎn)品粒度越細(xì)。
4、本發(fā)明的有益效果在于：由雙層轉(zhuǎn)籠的外層和內(nèi)層分別實(shí)現(xiàn)粗細(xì)顆粒兩次分選，其中轉(zhuǎn)籠葉片通道即轉(zhuǎn)籠外層對(duì)粗細(xì)顆粒進(jìn)行離心分級(jí)，引流錐即轉(zhuǎn)籠內(nèi)層利用重力沉降原理對(duì)較細(xì)粉體實(shí)現(xiàn)二次分選，轉(zhuǎn)籠外層完成粗顆粒的強(qiáng)制分離，轉(zhuǎn)籠內(nèi)層實(shí)施超細(xì)顆粒的精準(zhǔn)捕獲，通過(guò)流場(chǎng)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了粒徑分布的二次調(diào)控，粗細(xì)顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡示意如圖2所示。
5、本發(fā)明適合于各種粉體的干式分級(jí)。
1.一種適用于超細(xì)粉體分選的渦流空氣分級(jí)機(jī)雙層轉(zhuǎn)籠，其特征在于：轉(zhuǎn)籠外層由轉(zhuǎn)籠葉片(2)組成，轉(zhuǎn)籠葉片周向均勻分布，垂直固定于上輪架(3)和下輪架(1)之間，形成氣流通道；轉(zhuǎn)籠內(nèi)層由引流錐(4)組成，引流錐(4)和三角連接支架(5)通過(guò)螺紋連接并固定。三角連接支架與下輪架通過(guò)螺紋連接并固定。引流錐三段弧形面外緣與上輪架內(nèi)緣貼合，用以確保轉(zhuǎn)籠內(nèi)外層之間的密封性。其中引流錐錐角范圍為5～15°，引流錐軸向長(zhǎng)度范圍介于轉(zhuǎn)籠葉片軸向長(zhǎng)度的1/8至1倍之間。通過(guò)調(diào)節(jié)引流錐長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié)細(xì)粉產(chǎn)品的細(xì)度，細(xì)粉產(chǎn)品隨著引流錐增長(zhǎng)粒度變小且分布變窄。