粉體顆粒整形的方法和裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種粉體顆粒整形的方法和裝置，設(shè)備包括可隨外部壓力變化而可以多種形式變化于多種形態(tài)之間的非封閉腔體，所述非封閉腔體在形態(tài)的變化過程中使充滿于其中的物料顆粒受到擠壓或沖擊、剪切等作用，所述處理設(shè)備在非封閉腔體的形態(tài)變化期間，能夠即時進出物料并形成循環(huán)流水作業(yè)。還涉及一種物料整形方法，包括步驟：a.將待整形的粉體顆粒充滿于非封閉腔體中；b.對所述非封閉腔體施加變化的外部壓力使其以多種形式反復(fù)變化于多種形態(tài)之間，以使所述物料受到擠壓、沖擊、剪切、摩擦等多種作用c.在所述非封閉腔體形態(tài)變化期間進出物料以提高處理效果和效率本發(fā)明專利技術(shù)對于物料的加工工藝選擇靈活，可控性高，適用性強，可以對物料顆粒進行粉碎和進一步的整形處理。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
粉體顆粒整形的方法和裝置
本專利技術(shù)披露一種物料處理、特別是粉體顆粒的粉碎、形貌調(diào)控的設(shè)備和方法。
技術(shù)介紹
物料粉碎和研磨是粉體工程的重要內(nèi)容，它廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，而 物料改性加工能夠優(yōu)化材料性能或?qū)崿F(xiàn)特定功能。物料顆粒的形貌調(diào)控是對顆粒的外形表 面進行有預(yù)期目的的加工處理，以實現(xiàn)顆粒單體或整體的特殊功能，是提高某些產(chǎn)品最終 性能的中間環(huán)節(jié)，它是粉體工程的內(nèi)容之一。相對球形化可提高粉體的振實密度、填充密度 和流動性等，如水泥粉顆粒的球形化可提高水泥性能，金屬油墨顆粒球形化可增加反光度， 提高印刷質(zhì)量，球形化的銅粉、石墨、錫粉在其特定的應(yīng)用領(lǐng)域顯示了優(yōu)越性。物料粉碎和研磨是粉體工程的重要內(nèi)容，它廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，而 物料改性加工能夠優(yōu)化材料性能或?qū)崿F(xiàn)特定功能。物料顆粒的形貌調(diào)控是對顆粒的外形表 面進行有預(yù)期目的的加工處理，以實現(xiàn)顆粒單體或整體的特殊功能，是提高某些產(chǎn)品最終 性能的中間環(huán)節(jié)，它是粉體工程的內(nèi)容之一。相對球形化可提高粉體的振實密度、填充密度 和流動性等，如水泥粉顆粒的球形化可提高水泥性能，金屬油墨顆粒球形化可增加反光度， 提高印刷質(zhì)量，球形化的銅粉、石墨、錫粉在其特定的應(yīng)用領(lǐng)域顯示了優(yōu)越性。物料粉碎、粉體表面整形或形貌調(diào)控有多種途徑，機械的傳統(tǒng)整形方法通常采用 碾壓、輥軋、球磨、振磨(即振動研磨)的方式。碾壓是將粉體置入一環(huán)形槽內(nèi)，由受驅(qū)動的 圓形壓輥圍繞中心軸轉(zhuǎn)動對堆積粉體進行碾壓，輥輾與其相似，只是物料由高處下落于兩 輥之間，并承受雙輥及壓力。輥軋是使粉體團塊落入相互平行并具有一定間隙的軋輥間粉 碎和整形。球磨是將粉體與硬度大且耐磨的研磨球按一定比例混合后放入滾桶中，滾桶沿 軸旋轉(zhuǎn)，滾桶內(nèi)的研磨球在桶體旋轉(zhuǎn)過程中被舉高然后落下，從而使粉體受到?jīng)_擊并使顆 粒之間相互受力和摩擦。振磨方式與球磨方式相似，區(qū)別在振動桶體是沿單一方向以一定 頻率往復(fù)運動，從而使研磨球?qū)ξ锪线M行沖擊與研磨。近來也有清華大學專利，描述了一種 采用高速擊打、剪切的方式對粉體進行球形化或形貌調(diào)控的方法和設(shè)備。不論是碾壓、輥軋還是振磨、球磨，它們的局限在于被加工粉體或與研磨介質(zhì)的 混合體在有效的被加工階段存在與空氣接觸的部分，即存在“開放”或“部分開放”的情況， 在物料受作用期間，壓力或沖擊力會得到釋放或部分釋放。對于相對“較軟”或“較硬”的 物料，如具有韌性的金屬顆粒，由于加工處理的絕對力度以及可控性有限，難以達到預(yù)期 效果和期望的效率。此外，非循環(huán)式球磨與振動研磨都存在研磨球與被加工粉體的分離問 題，并且隨著研磨球的不斷消耗，加工強度將發(fā)生變化，這給加工工藝帶來不確定性，此外， 也有利用離心力來增加加工力度的研磨，但這樣同樣存在付出代價和最后效果比例的局限 性。而且，噪聲問題、帶動設(shè)備機體與研磨球運動的能耗浪費問題都是難以克服的。這些缺 陷中，最主要的是加工可控性和能耗。已公開的粉體顆粒整形設(shè)備和方法存在實際應(yīng)用時對設(shè)備腔體密封上的高要求 和隨著加工的進程不能及時排除影響加工效果和效率的因素。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的主要目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種加工力度可控性強、加工 強度穩(wěn)定、高效，特別是加工的同時可排料和進料的粉體顆粒整形設(shè)備和方法。本專利技術(shù)的原理是假設(shè)粉體顆粒包裹于一盡量沒有空氣的封閉的理想彈性腔體內(nèi) (圖1)，初始狀態(tài)，粉體顆粒將受到因包裹力而產(chǎn)生的擠壓力。對該腔體上下施加相等壓 力，該彈性腔體將產(chǎn)生橫向水平變形(甚至膨脹)，外力撤除，該腔體恢復(fù)到原來形狀，在這 一循環(huán)過程中，腔體內(nèi)不同部位的粉體顆粒將受到多方位的擠壓；與此同時，由于腔體變形 (或體積也有變化)，或?qū)l(fā)生位于其中的相鄰粉體顆粒間因相對移動產(chǎn)生的摩擦，盡管擠 壓與磨擦程度可能因處于腔體不同位置的差異而有不同(如A、B、C三點)。粉體顆粒的處理效果取決于外層彈性包裹力以及外部壓力導(dǎo)致的變形幅度、速度 等，而這些都可以加以控制。以下是利用這種原理，并解決了以下問題，可付諸實用的形式I)模擬腔體的變形2)能調(diào)節(jié)性腔體彈性力3)設(shè)置進出料口，提高效率4)使腔體內(nèi)粉體顆粒受到均勻的處理5)相對于被加工物料，選擇具有經(jīng)濟性、耐用性的腔體材料為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供一種粉體顆粒整形設(shè)備，包括可隨外力變化而變化 于多種形態(tài)之間的非封閉腔體，所述非封閉腔體是由包括與被加工物料顆粒接觸的組件構(gòu) 成，所述非封閉腔體的形態(tài)以所選某種方式變化，使充滿其內(nèi)部的所述粉體顆粒受到擠壓、 或研磨、剪切等作用，所述非封閉腔體具有進料口和出料口，在所述非封閉腔體的形態(tài)變化 過程中進出物料以達到對充滿于其中的物料顆粒進行粉碎、整形等有效和高效加工之目 的。式結(jié)構(gòu)包括至少兩個獨立作用的活塞。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)還提供一種粉體顆粒整形方法，包括以下步驟a.將待整形的粉體顆粒充滿于由多個組件構(gòu)成的非封閉腔體中；b.通過組件對所述非封閉腔體施加變化的外力使其以某種方式反復(fù)變化于多種 形態(tài)之間，以使所述粉體顆粒受到擠壓、滾碾和摩擦等作用。優(yōu)選地，所述非封閉腔體具有自外部延伸到其內(nèi)部的活塞式結(jié)構(gòu)，所述活塞式結(jié) 構(gòu)包括至少兩個獨立作用的活塞，所述步驟b包括在維持所述非封閉腔體內(nèi)部壓力的情形下，對所述至少兩個獨立的活塞施加一定 的壓力，使得一部分活塞向所述非封閉腔體內(nèi)部壓入，另一部分活塞被向外頂起，再反之， 持續(xù)多次循環(huán)，直至達到粉體顆粒整形要求。根據(jù)本專利技術(shù)設(shè)備及方法，通過非封閉腔體的形變，典型地，通過控制外力的作用， 導(dǎo)致構(gòu)成非封閉腔體的若干活塞或類似活塞組件的組合動作，使充滿腔體內(nèi)的粉體顆粒受 到擠壓等作用，同時腔體空間及其中粉體顆粒相對位置發(fā)生變化。由于被加工物料充滿于 所述非封閉腔體內(nèi)而壓力被有控制地釋放，使得粉體顆粒在受到多方位擠壓或摩擦、剪切、 以及相互“滾碾”等作用，從而去除顆粒表面棱角、毛刺，達到對粉體顆粒粉碎、整形或球形化的目的，在此過程中，被處理物料起到了傳遞壓力力介質(zhì)的作用。區(qū)別于已公開的專利申請，本專利技術(shù)的另一特征在于腔體設(shè)有進出料口，可以邊加 工邊進出物料。一方面能迅速排除加工時產(chǎn)生的影響效率的新的物料顆粒或獲取產(chǎn)生的需 要的物料，如飲料行業(yè)的榨汁；另一方面可形成循環(huán)或連續(xù)流水作業(yè)，體外循環(huán)部分還可對 物料做其它加工處理。盡管出料口使非封閉的腔體內(nèi)的壓力有減小的趨勢，但進料以及組件的動作導(dǎo)致 的容積縮小將對此作出彌補。在加工過程中，物料可以有進出，甚至因封閉問題腔體內(nèi)物料溢出，使壓力外泄， 但只要非封閉腔體容納被加工物料的那部分容積被有控制地縮小和具有縮小容積的趨勢， 或由于物料本身變化如析出新材料或本身體積膨漲或以上情況同時發(fā)生，能維持非封閉腔 體內(nèi)加工處理所需壓力，即可達到加工整形之目的。腔體從一種狀態(tài)變化到另一種狀態(tài)的方式可有多種選擇，可以整體，也可局部；可 以漸進、也可突變、振動。而這些都是通過組件的組合動作以及控制出抖口大小、施加非封 閉腔體過濾分離部分等出料阻尼加以實現(xiàn)的。區(qū)別于傳統(tǒng)的高速沖擊、剪切方式的“冷加工”，本專利技術(shù)能維持被加工物料原有性 狀，同時較好地克服了其它粉體處理方式例如碾軋、球磨、振磨方法的缺點，提高了處理的 可控性，這體現(xiàn)在對加工效果有影響因素的控制，如擠壓、沖擊、摩擦、剪切等力度、程度的 控制，在粉體顆本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種物料整形設(shè)備，其特征在于，包括可隨外部壓力變化而可以以多種形式變化于多種形態(tài)之間的非封閉腔體，所述非封閉腔體在形態(tài)的變化過程中使充滿于其中的物料顆粒受到擠壓或沖擊、剪切等作用，同時進出物料，能連續(xù)加工處理。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種物料整形設(shè)備，其特征在于，包括可隨外部壓力變化而可以以多種形式變化于多種形態(tài)之間的非封閉腔體，所述非封閉腔體在形態(tài)的變化過程中使充滿于其中的物料顆粒受到擠壓或沖擊、剪切等作用，同時進出物料，能連續(xù)加工處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物料整形設(shè)備，其特征在于，所述非封閉腔體具有進料口、出料口。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物料整形設(shè)備，其特征在于，所述非封閉腔體具有自外部延伸到其內(nèi)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡心宇，
申請(專利權(quán))人：胡心宇，
類型：發(fā)明
國別省市：