超小直径旋流器及其制作方法技术

本发明专利技术涉及一种用于分选超细微粒的超小直径旋流器及其制作方法，以氧化锆、氧化钕和氧化铝为原料，以铝酸酯偶联剂为改性剂，混合均匀后，采用干压成型后高温烧成的加工工艺制备了具有耐磨、增韧及表面光滑的超小直径旋流器，所制备的旋流器下腔大端面直径为4.9mm~9.9mm，并在进料口处设置稳流道，有效避免了短路流，该旋流器用于对粒度范围d50为0.1μm~1μm的超细微粒进行分选工作，分选率高。

Ultra small diameter cyclone and its making method

The invention relates to a method for separation of ultrafine particles of ultra small diameter hydrocyclone and its production method, using zirconium oxide, neodymium oxide and alumina as raw material, modified with aluminate coupling agent, after mixing, by dry pressing molding after high temperature processing process for sintering has wear-resisting, toughening and smooth surface ultra small diameter Hydrocyclone was prepared. The diameter of hydrocyclone for the preparation of inferior vena end 4.9mm~9.9mm, and located in the inlet flow, effectively avoid the short-circuit current of the hydrocyclone for fine particle size range of D50 0.1 m~1 m were selected, the high rate of separation.

【技术实现步骤摘要】
超小直径旋流器及其制作方法
本专利技术涉及一种分选设备，具体涉及一种用于分选超细微粒的超小直径旋流器及其制作方法。
技术介绍
旋流器是一种广泛应用于选矿、澄清、固液分离等行业的分离分级设备，其采用离心沉降的原理，工作时用泵将混合液以一定的压力从上端的进料管打入旋流器中，依靠轻重两相的密度差异或粗细颗粒之间的重量差异所受到离心力的不同，在旋流器中形成内外两漩涡，重相被甩向器壁沿器壁向下滑，由底流口排出，轻相经内漩涡由上部的溢流口流出，实现重相和轻相的分离。随着纳米技术的发展，市场上迫切需要一种能够分离超细微粒的旋流器。现有旋流器存在无法对d50小于0.5μm的超细微粒进行分选的问题。专利号为201621403043.5的技术专利公开了一种用于分选精细颗粒的旋流器，其分选粒度d50为1.0μm至2.0μm，远不够实际生产的应用。当进一步减小旋流器上腔最大端面的直径后，可以降低旋流器的分选粒度，但直径越小，旋流体腔内的重力场越大，制作工艺越困难，对材料的要求就越高。因此，旋流器材料本身的机械性能不高是限制旋流器分离超细微粒的主要因素之一。除此之外，顶盖下端进浆口短路乱流是现有旋流器存在的另一个问题，由于短路及乱流导致未经分离的物料直接进入了溢流口，从而降低了分离精度。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术公开了一种用于分选超细微粒的超小直径旋流器及其制作方法。一种超小直径旋流器的制作方法包括以下步骤：步骤一：按照质量百分比称取90~95%的氧化锆粉末、2~4%的氧化钕粉末、2~3%的氧化铝粉末和1~3%的铝酸酯偶联剂；步骤二：将称取的原料投入湿式球磨机中进行球磨混料，球磨时间为4~8小时；步骤三：球磨后的混合料放入真空干燥箱中干燥，温度设定在200~400℃，6-8小时后从干燥箱中取出，测量含水率，待含水率小于0.5%，关闭干燥箱，待混合料在干燥箱中冷却至室温后取出；步骤四：将干燥后结块的混合料打散，置入干式球磨机中球磨，球磨时间为2~6小时，得到混合均匀的混料粉末；步骤五：将混合均匀的混料粉末分别置于超小直径旋流器的旋流体模具和端盖模具中，采用干压成型的加工工艺，在压力为100~500吨的条件下，保压30-50s，脱模后得到旋流体的坯体和端盖的坯体。步骤六：分别将旋流体坯体和端盖坯体在常温下放入窑炉中烧制，匀速升温，待温度升至1200~1600℃，保持炉温加热6-20小时后，开始降温，待炉温降至常温后取出旋流体和端盖，即得到超小直径旋流器的旋流体和端盖。进一步的，氧化锆、氧化钕和氧化铝的d50为300~800nm。进一步的，一种超小直径旋流器，它包括旋流体和装置在旋流体顶部的端盖；所述旋流体顶部开设有顶口，底部开设有底流口，所述顶口直径大于底流口的直径，旋流体的内腔由圆柱状的上腔和圆锥状的下腔组成，所述下腔的大端面与上腔连接，二者直径相等，所述下腔的小端面与底流口等径；所述旋流体上部开设有径向的进料口；所述端盖轴向上设置有溢流口，所述溢流口为圆锥状通孔，溢流口与旋流体内腔相通，其特征在于：所述下腔的大端面直径为4.9~9.9mm；所述进料口设置有横截面为长方形的稳流道，稳流道的长度为10.5~12.5mm，横截面的长与宽的比值为2.5~4.5。进一步的，端盖包括依次连接成一体的上体、盖檐和下体。进一步的，下体由顶口插入内腔中，下体底部边沿的水平高度低于进料口底部边沿的水平高度。进一步的，端盖与旋流体之间设置有密封环。进一步的，溢流口的锥度为1º~9º，其上口直径为4mm~7mm，下口直径为1mm~3mm。进一步的，下腔的锥度为1º~3º，底流口的直径为0.5mm~3mm。进一步的，溢流口的高度与其下口直径的比值为6.7:1~20:1。进一步的，下腔的高度与其大端面直径的比值为10:1~20:1。优点效果本专利技术公开的一种超小直径旋流器的制作方法，可以使超小直径旋流器具备特种增韧耐磨陶瓷的性能，材料具有显著提高的耐磨性、韧性；粗糙度等级达到14级，材料表面光滑；尺寸范围误差小于0.1~0.2mm。本专利技术公开的超小直径旋流器可用于分选超细微粒，分选粒度d50为0.1μm~1.0μm，分选效率高。在超小直径旋流器的进料口处设置有稳流道，可以起到稳流的作用，显著降低顶盖下短路流现象，进一步提高分选效率。附图说明图1为超小直径旋流器的结构示意图；图2为超小直径旋流器端盖的结构示意图；图3为图1超小直径旋流器顶口的A-A剖面图。图例：1.端盖，2.旋流体，11.溢流口，12.上体，13.下体，14.盖檐，21.顶口，22.底流口，23.内腔，24.进料口，111.上口，112.下口，231.上腔，232.下腔。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。本专利技术涉及一种超小直径旋流器及其制作方法。实施例1一种超小直径旋流器的制作方法如下所述：步骤一：按照质量百分比称取90%的氧化锆粉末、4%的氧化钕粉末、3%的氧化铝粉末和3%的铝酸酯偶联剂；优选的，氧化锆、氧化钕和氧化铝的d50为300nm，氧化锆、氧化钕、氧化铝和铝酸酯偶联剂的纯度均为工业级，氧化锆优选Ⅲ类Ⅰ型，参见国标HGT2773—2012，氧化钕可选高纯级或普通级，优选纯度为99%、99.5%、99.9%，氧化铝优选为AO-2，参见国标GBT24487-2009，铝酸酯偶联剂优选为铝酸酯偶联剂F-2,所述d50指的是一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径（同D50），本专利技术中d50的含义均如上所述。步骤二：将称取的原料投入湿式球磨机中进行球磨混料，球磨时间为8小时；步骤三：球磨后的混合料放入真空干燥箱中干燥，温度设定在400℃，6小时后从干燥箱中取出，测量含水率，待含水率小于0.5%，关闭干燥箱，待混合料在干燥箱中冷却至室温后取出；步骤四：将干燥后结块的混合料破碎，置入干式球磨机中球磨，球磨时间为6小时，得到混合均匀的混料粉末；步骤五：将混合均匀的混料粉末分别置于超小直径旋流器的旋流体模具和端盖模具中，采用干压成型的加工工艺，在压力为300吨的条件下，保压50s，脱模后得到旋流体的坯体和端盖的坯体。步骤六：分别将旋流体坯体和端盖坯体在常温下放入窑炉中烧制，匀速升温，待温度升至1400℃，保持炉温加热15小时后，开始降温，待炉温降至常温后取出旋流体和端盖，即得到超小直径旋流器的旋流体和端盖。经测试，所述的超小直径旋流器的粗糙度为14级（Ra=0.012），尺寸范围误差小于0.1~0.2mm。采用上述方法制作的超小直径旋流器，它包括旋流体2和装置在旋流体2顶部的端盖1；所述旋流体2顶部开设有顶口21，底部开设有底流口22，所述顶口21直径大于底流口22的直径，旋流体的内腔23由圆柱状的上腔231和圆锥状的下腔232组成，所述下腔232的大端面与上腔231连接，二者直径相等，所述下腔232的小端面与底流口22等径；所述旋流体2上部开设有径向的进料口24；所述端盖1轴向上设置有溢流口11，所述溢流口11为圆锥状通孔，溢流口11与旋流体内腔23相通，其特征在于：所述下腔232的大端面直径为7.5mm；所述进料口24设置有横截面为长方形的稳流道，稳流道的长度为10.5mm，横截面的长与宽的比值为3.0。端盖1包括依次本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超小直径旋流器的制作方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤一：按照质量百分比称取90~95%的氧化锆粉末、2~4%的氧化钕粉末、2~3%的氧化铝粉末和1~3%的铝酸酯偶联剂；步骤二：将称取的原料投入湿式球磨机中进行球磨混料，球磨时间为4 ~8小时；步骤三：球磨后的混合料放入真空干燥箱中干燥，温度设定在200~400℃，6‑8小时后从干燥箱中取出，测量含水率，待含水率小于0.5%，关闭干燥箱，待混合料在干燥箱中冷却至室温后取出；步骤四：将干燥后结块的混合料打散，置入干式球磨机中球磨，球磨时间为2~6小时，得到混合均匀的混料粉末；步骤五：将混合均匀的混料粉末分别置于超小直径旋流器的旋流体模具和端盖模具中，采用干压成型的加工工艺，在压力为100~500吨的条件下，保压30‑50s，脱模后得到旋流体的坯体和端盖的坯体；步骤六：分别将旋流体坯体和端盖坯体在常温下放入窑炉中烧制，匀速升温，待温度升至1200~1600℃，保持炉温加热6‑20小时后，开始降温，待炉温降至常温后取出旋流体和端盖，即得到超小直径旋流器的旋流体和端盖。

【技术特征摘要】
1.一种超小直径旋流器的制作方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤一：按照质量百分比称取90~95%的氧化锆粉末、2~4%的氧化钕粉末、2~3%的氧化铝粉末和1~3%的铝酸酯偶联剂；步骤二：将称取的原料投入湿式球磨机中进行球磨混料，球磨时间为4~8小时；步骤三：球磨后的混合料放入真空干燥箱中干燥，温度设定在200~400℃，6-8小时后从干燥箱中取出，测量含水率，待含水率小于0.5%，关闭干燥箱，待混合料在干燥箱中冷却至室温后取出；步骤四：将干燥后结块的混合料打散，置入干式球磨机中球磨，球磨时间为2~6小时，得到混合均匀的混料粉末；步骤五：将混合均匀的混料粉末分别置于超小直径旋流器的旋流体模具和端盖模具中，采用干压成型的加工工艺，在压力为100~500吨的条件下，保压30-50s，脱模后得到旋流体的坯体和端盖的坯体；步骤六：分别将旋流体坯体和端盖坯体在常温下放入窑炉中烧制，匀速升温，待温度升至1200~1600℃，保持炉温加热6-20小时后，开始降温，待炉温降至常温后取出旋流体和端盖，即得到超小直径旋流器的旋流体和端盖。2.根据权利要求1所述的超小直径旋流器的制作方法，其特征在于：所述氧化锆、氧化钕和氧化铝的d50为300~800nm。3.采用权利要求1中的方法制作的超小直径旋流器，其特征在于，它包括旋流体（2）和装置在旋流体（2）顶部的端盖（1）；所述旋流体（2）顶部开设有顶口（21），底部开设有底流口（22），所述顶口（21）直径大于底流口（22）的直径，旋流体的内腔（23）由圆柱状的上腔（231）和圆锥状的下腔（232）组成，所述下腔（232）的大...

【专利技术属性】
技术研发人员：李航，
申请(专利权)人：李航，
类型：发明
国别省市：北京,11