一种气体冲击耦合多孔顶板冲压的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种气体冲击耦合多孔顶板冲压的装置，用于实现粒子堆积致密化，其包括空气压缩机、气体稳压储罐、筒体、上封头、活动多孔顶板、支腿和气压传感器；其中，空气压缩机与气体稳压储罐连接，气体稳压储罐与筒体连通，活动多孔顶板可活动性放入筒体的内部，筒体的上端通与上封头密封连接，上封头的顶部设有进气口，气体稳压储罐通过管道连接进气口；筒体的侧壁上设有带有刻度的透视窗；筒体的下端设有支腿，所述筒体的下底面设有多个开孔。该装置实现了粒子的致密堆积，消除了单纯压制过程或气体冲击过程中所造成的料柱轴向堆积存在的密度梯度缺陷，实现了快速高效的粒子堆积致密化过程，且堆积结构均匀致密，具有良好的工作效益。

【技术实现步骤摘要】
一种气体冲击耦合多孔顶板冲压的装置
本专利技术涉及一种气体冲击耦合多孔顶板冲压的装置，属于物理实验设备

技术介绍
粒子堆积致密化一直以来在能源、化工、冶金、建筑等行业中广泛存在。实现快速高效的粒子堆积致密化，对于粒子堆积密度以及排列方式提出了更为严苛的要求。目前，实现粒子堆积致密化主要通过以下三种方式：振动、压制和气体冲击。然而，振动产生的噪音大，对于多元颗粒容易出现偏析，且达到致密化的振动时间长；压制过程中由于力主要集中在压板附近，容易造成粒子的堆积密度分布不均匀，而形成顶部密度较大的缺陷；气体冲击过程中，由于粒子在堆积料柱不同高度处的自由度存在差异，故容易形成料柱底部密度大于顶部密度的梯度差，并且在气冲过程中顶部颗粒层，因受到初始瞬时气体冲击，而形成不平整料层面甚至出现部分颗粒飞溅，造成浪费及产品质量受到较大的影响。为了平衡压制过程以及气体冲击过程中所造成的堆积密度缺陷，本专利技术是在本专利技术人之前申请的专利201810714120.6(一种高效实现粒子堆积致密化的气冲设备)的基础上进行了进一步的改进，得到更为均匀的堆积致密化产品。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种气体冲击耦合多孔顶板冲压的装置，是用于实现粒子堆积致密化的装置，该装置能够有效消除堆积料柱密度轴向梯度差，可以方便地测量气体冲击以及压制过程中的各种参数，包括气体冲压、多孔顶板受力、粒子内部受力变化以及堆积密度分布。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：一种气体冲击耦合多孔顶板冲压的装置，用于实现粒子堆积致密化，其包括空气压缩机、气体稳压储罐、筒体、上封头、活动多孔顶板、支腿和气压传感器；其中，所述空气压缩机与气体稳压储罐通过管道连接，所述气体稳压储罐与筒体通过管道连通，所述活动多孔顶板可活动性放入筒体的内部，所述筒体的上端通过法兰与所述上封头密封连接，所述上封头的顶部设有进气口，所述气体稳压储罐通过管道连接进气口，所述泄压阀和气压传感器分别设在上封头的进气口的两侧；所述筒体的侧壁上设有带有刻度的透视窗；所述筒体的下端设有支腿，用于支撑筒体，使得筒体的下底面与安置筒体的地面或安放面具有一定的距离，所述筒体的下底面设有多个开孔。如上所述的气体冲击耦合多孔顶板冲压的装置，优选地，所述活动多孔顶板的大小与筒体内部的横截面积等大，活动多孔顶板上设有多个等径的通孔，所述活动多孔顶板为柔性橡胶制作。如上所述的气体冲击耦合多孔顶板冲压的装置，在使用时，当筒内填充一定量的粒子颗粒时，所述活动多孔顶板将水平放置于料层顶部，顶板上均匀布置有等径的多孔，起到气体分流的作用以利于高压气体均匀流通，且其孔径应小于颗粒直径。如上所述的气体冲击耦合多孔顶板冲压的装置，优选地，所述活动多孔顶板设有至少两个，多个所述多个活动多孔顶板叠加使用。当使用两个或两个以上的活动多孔顶板时，叠加放置时的位置不同，微微错位，可形成不同孔径的通孔，可用于多不同粒径大量的粒子进行致密化，一方面可不用加工不同孔径的活动多孔顶板，便于加工，另一方面叠加使用时，增加了压力，不用制备很厚重的顶板即可，节省用料。如上所述的气体冲击耦合多孔顶板冲压装置，优选地，所述筒体的侧壁还设有用于放置气压传感器和压力传感器的测量孔，所述气压传感器贴于筒体内壁，所述压力传感器置于筒体内。如上所述的气体冲击耦合多孔顶板冲压装置，优选地，所述测量孔设有多个，在筒体竖直方向不同高度设置，孔内均设有气压传感器和压力传感器。如上所述的气体冲击耦合多孔顶板冲压装置，优选地，所述气压传感器和压力传感器均通过连接数据线，连接AD压差信号转换器将数据实时存储到台式电脑或笔记本电脑。高度不同的设置一方面可用于测量不同位置的粒子颗粒致密化时的内部气体压力及粒子颗粒层内部压力的变化，另一方面还可用作取样孔，以测算局部颗粒致密化的相关参数。如上所述的气体冲击耦合多孔顶板冲压装置，优选地，所述空气压缩机与气体稳压储罐之间的连接管道上设有旋转球阀。如上所述的气体冲击耦合多孔顶板冲压装置，优选地，所述气体稳压储罐与所述筒体的进气口之间的管道上设有转子流量计，所述转子流量计的两侧均设有旋转球阀。如上所述的气体冲击耦合多孔顶板冲压装置，优选地，所述空气压缩机为高压螺杆式空气压缩机，其流量大于3m3/min，所述筒体底部的开孔的孔径≥2mm；所述筒体的下底面设为可活动打开的底部。进一步地，所述筒体的下底面与筒体采用扣锁件连接固定。如上所述的气体冲击耦合多孔顶板冲压装置，优选地，所述上封头内部正对进气口的下方设有导流锥，所述导流锥通过固定连接的方式安装在上封头内部的导流锥支架上，所述导流锥支架固定连接在上封头内部。该气体冲击耦合多孔顶板冲压装置用于粒子堆积致密化研究时，加入筒体内的粒子颗粒可以是任意形状或组份，颗粒粒子的尺寸比也可以根据实验需求变化。更重要的是，空气压缩机用于提供冲击压力，冲击压力可以根据颗粒尺寸及形状通过旋转球阀进行调节，并可以通过气压压力传感器实时反馈筒内压力变化，便于获取较为均匀的致密化粒子产品。(三)有益效果本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的气体冲击耦合多孔顶板冲压装置，可以方便地研究在不同气体流量和活动多孔顶板压力下，粒子在容器内部的堆积成形状态，能够有效优化单纯气体冲击和机械压制下粒子堆积致密化工艺。该装置适用性较强，可以广泛运用于各种粒子的堆积致密化过程，包括单一尺寸及多元(非)球形颗粒，同样，还可以实现粗颗粒/细粉体的单种或多元混合堆积致密化。为综合研究气体冲击和压制耦合过程以及提高粒子松装密度提供了有效方法，能够获得颗粒堆积致密化过程中的形态及结构变化，对未来改善颗粒材料产品的性能提供有效途径。本专利技术提供气体冲击过程中耦合多孔顶板冲压装置，可在实验室规模以及工业规模应用，以实现粒子的致密堆积，消除了单纯压制过程或气体冲击过程中所造成的料柱轴向堆积存在的密度梯度缺陷，实现了快速高效的粒子堆积致密化过程，且堆积结构均匀致密，具有良好的工作效益。本专利技术提供的在气体冲击过程中耦合多孔顶板冲压以高效实现粒子堆积致密化装置，可广泛应用于能源、化工、冶金、建筑等领域的散体颗粒(包括微粉粒子)在气体冲击耦合多孔顶板冲压条件下的堆积致密化等相关方面的研究以及工业推广。附图说明图1为一优选实施例的整体结构示意图；图2为活动多孔顶板结构示意图；图3为实施例2中进气口内部放大的气体导流锥示意图。【附图标记说明】1：空气压缩机；2：气体稳压储罐；3：泄压阀；4：筒体；5：法兰；6：活动多孔顶板；7：透视窗；8：支腿；9：顶部气压传感器；10：压力传感器；11：AD压差信号转换器；12：电脑；13：转子流量计；14：上封头；15：开孔；16：颗粒介质；17：进气口；18：导流锥；19：导流锥支架L1-L3：旋转球阀。具体实施方式为了解决单纯使用压制或气体冲击方式所造成的料柱轴向堆积存在的密度梯度缺陷问题，以及防止在气冲过程中顶部颗粒层因受到初始瞬时气体冲击而形成不平整料层面甚至出现部分颗粒飞溅的可能，本专利技术通过安装内置活动多孔顶板的优化方式，能够有效消除上述不足，实现了快速高效的粒子堆积致密化过程，且堆积结构均匀致密，具有良好的工作效益。为了更好的解释本专利技术，以便于理解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体冲击耦合多孔顶板冲压的装置，用于实现粒子堆积致密化，其特征在于，其包括空气压缩机、气体稳压储罐、筒体、上封头、活动多孔顶板、支腿和气压传感器；其中，所述空气压缩机与气体稳压储罐通过管道连接，所述气体稳压储罐与筒体通过管道连通，所述活动多孔顶板可活动性放入筒体的内部，所述筒体的上端通过法兰与所述上封头密封连接，所述上封头的顶部设有进气口，所述气体稳压储罐通过管道连接进气口，所述泄压阀和气压传感器分别设在上封头的进气口的两侧；所述筒体的侧壁上设有带有刻度的透视窗；所述筒体的下端设有支腿，用于支撑筒体，所述筒体的下底面设有多个开孔。

【技术特征摘要】
1.一种气体冲击耦合多孔顶板冲压的装置，用于实现粒子堆积致密化，其特征在于，其包括空气压缩机、气体稳压储罐、筒体、上封头、活动多孔顶板、支腿和气压传感器；其中，所述空气压缩机与气体稳压储罐通过管道连接，所述气体稳压储罐与筒体通过管道连通，所述活动多孔顶板可活动性放入筒体的内部，所述筒体的上端通过法兰与所述上封头密封连接，所述上封头的顶部设有进气口，所述气体稳压储罐通过管道连接进气口，所述泄压阀和气压传感器分别设在上封头的进气口的两侧；所述筒体的侧壁上设有带有刻度的透视窗；所述筒体的下端设有支腿，用于支撑筒体，所述筒体的下底面设有多个开孔。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述活动多孔顶板的大小与筒体内部的横截面积等大，活动多孔顶板上设有多个等径的通孔，所述活动多孔顶板为柔性橡胶制作。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述活动多孔顶板设有至少两个，多个所述多个活动多孔顶板叠加使用。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述空气压缩机为高压螺杆式空气压缩机，其流量大于3m...

【专利技术属性】
技术研发人员：安希忠，韦光超，勾大钊，张浩，于传伟，付海涛，杨晓红，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21