粉体颗粒整形的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种粉体颗粒整形的方法和装置，设备包括可随外部压力变化而可以多种形式变化于多种形态之间的非封闭腔体，所述非封闭腔体在形态的变化过程中使充满于其中的物料颗粒受到挤压或冲击、剪切等作用，所述处理设备在非封闭腔体的形态变化期间，能够即时进出物料并形成循环流水作业。还涉及一种物料整形方法，包括步骤：a.将待整形的粉体颗粒充满于非封闭腔体中；b.对所述非封闭腔体施加变化的外部压力使其以多种形式反复变化于多种形态之间，以使所述物料受到挤压、冲击、剪切、摩擦等多种作用c.在所述非封闭腔体形态变化期间进出物料以提高处理效果和效率本发明专利技术对于物料的加工工艺选择灵活，可控性高，适用性强，可以对物料颗粒进行粉碎和进一步的整形处理。

【技术实现步骤摘要】
粉体颗粒整形的方法和装置
本专利技术披露一种物料处理、特别是粉体颗粒的粉碎、形貌调控的设备和方法。
技术介绍
物料粉碎和研磨是粉体工程的重要内容，它广泛应用于国民经济的各个领域，而 物料改性加工能够优化材料性能或实现特定功能。物料颗粒的形貌调控是对颗粒的外形表 面进行有预期目的的加工处理，以实现颗粒单体或整体的特殊功能，是提高某些产品最终 性能的中间环节，它是粉体工程的内容之一。相对球形化可提高粉体的振实密度、填充密度 和流动性等，如水泥粉颗粒的球形化可提高水泥性能，金属油墨颗粒球形化可增加反光度， 提高印刷质量，球形化的铜粉、石墨、锡粉在其特定的应用领域显示了优越性。物料粉碎和研磨是粉体工程的重要内容，它广泛应用于国民经济的各个领域，而 物料改性加工能够优化材料性能或实现特定功能。物料颗粒的形貌调控是对颗粒的外形表 面进行有预期目的的加工处理，以实现颗粒单体或整体的特殊功能，是提高某些产品最终 性能的中间环节，它是粉体工程的内容之一。相对球形化可提高粉体的振实密度、填充密度 和流动性等，如水泥粉颗粒的球形化可提高水泥性能，金属油墨颗粒球形化可增加反光度， 提高印刷质量，球形化的铜粉、石墨、锡粉在其特定的应用领域显示了优越性。物料粉碎、粉体表面整形或形貌调控有多种途径，机械的传统整形方法通常采用 碾压、辊轧、球磨、振磨(即振动研磨)的方式。碾压是将粉体置入一环形槽内，由受驱动的 圆形压辊围绕中心轴转动对堆积粉体进行碾压，辊辗与其相似，只是物料由高处下落于两 辊之间，并承受双辊及压力。辊轧是使粉体团块落入相互平行并具有一定间隙的轧辊间粉 碎和整形。球磨是将粉体与硬度大且耐磨的研磨球按一定比例混合后放入滚桶中，滚桶沿 轴旋转，滚桶内的研磨球在桶体旋转过程中被举高然后落下，从而使粉体受到冲击并使颗 粒之间相互受力和摩擦。振磨方式与球磨方式相似，区别在振动桶体是沿单一方向以一定 频率往复运动，从而使研磨球对物料进行冲击与研磨。近来也有清华大学专利，描述了一种 采用高速击打、剪切的方式对粉体进行球形化或形貌调控的方法和设备。不论是碾压、辊轧还是振磨、球磨，它们的局限在于被加工粉体或与研磨介质的 混合体在有效的被加工阶段存在与空气接触的部分，即存在“开放”或“部分开放”的情况， 在物料受作用期间，压力或冲击力会得到释放或部分释放。对于相对“较软”或“较硬”的 物料，如具有韧性的金属颗粒，由于加工处理的绝对力度以及可控性有限，难以达到预期 效果和期望的效率。此外，非循环式球磨与振动研磨都存在研磨球与被加工粉体的分离问 题，并且随着研磨球的不断消耗，加工强度将发生变化，这给加工工艺带来不确定性，此外， 也有利用离心力来增加加工力度的研磨，但这样同样存在付出代价和最后效果比例的局限 性。而且，噪声问题、带动设备机体与研磨球运动的能耗浪费问题都是难以克服的。这些缺 陷中，最主要的是加工可控性和能耗。已公开的粉体颗粒整形设备和方法存在实际应用时对设备腔体密封上的高要求 和随着加工的进程不能及时排除影响加工效果和效率的因素。
技术实现思路
本专利技术的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种加工力度可控性强、加工 强度稳定、高效，特别是加工的同时可排料和进料的粉体颗粒整形设备和方法。本专利技术的原理是假设粉体颗粒包裹于一尽量没有空气的封闭的理想弹性腔体内 (图1)，初始状态，粉体颗粒将受到因包裹力而产生的挤压力。对该腔体上下施加相等压 力，该弹性腔体将产生横向水平变形(甚至膨胀)，外力撤除，该腔体恢复到原来形状，在这 一循环过程中，腔体内不同部位的粉体颗粒将受到多方位的挤压；与此同时，由于腔体变形 (或体积也有变化)，或将发生位于其中的相邻粉体颗粒间因相对移动产生的摩擦，尽管挤 压与磨擦程度可能因处于腔体不同位置的差异而有不同(如A、B、C三点)。粉体颗粒的处理效果取决于外层弹性包裹力以及外部压力导致的变形幅度、速度 等，而这些都可以加以控制。以下是利用这种原理，并解决了以下问题，可付诸实用的形式I)模拟腔体的变形2)能调节性腔体弹性力3)设置进出料口，提高效率4)使腔体内粉体颗粒受到均匀的处理5)相对于被加工物料，选择具有经济性、耐用性的腔体材料为实现上述目的，本专利技术提供一种粉体颗粒整形设备，包括可随外力变化而变化 于多种形态之间的非封闭腔体，所述非封闭腔体是由包括与被加工物料颗粒接触的组件构 成，所述非封闭腔体的形态以所选某种方式变化，使充满其内部的所述粉体颗粒受到挤压、 或研磨、剪切等作用，所述非封闭腔体具有进料口和出料口，在所述非封闭腔体的形态变化 过程中进出物料以达到对充满于其中的物料颗粒进行粉碎、整形等有效和高效加工之目 的。式结构包括至少两个独立作用的活塞。为实现上述目的，本专利技术还提供一种粉体颗粒整形方法，包括以下步骤a.将待整形的粉体颗粒充满于由多个组件构成的非封闭腔体中；b.通过组件对所述非封闭腔体施加变化的外力使其以某种方式反复变化于多种 形态之间，以使所述粉体颗粒受到挤压、滚碾和摩擦等作用。优选地，所述非封闭腔体具有自外部延伸到其内部的活塞式结构，所述活塞式结 构包括至少两个独立作用的活塞，所述步骤b包括在维持所述非封闭腔体内部压力的情形下，对所述至少两个独立的活塞施加一定 的压力，使得一部分活塞向所述非封闭腔体内部压入，另一部分活塞被向外顶起，再反之， 持续多次循环，直至达到粉体颗粒整形要求。根据本专利技术设备及方法，通过非封闭腔体的形变，典型地，通过控制外力的作用， 导致构成非封闭腔体的若干活塞或类似活塞组件的组合动作，使充满腔体内的粉体颗粒受 到挤压等作用，同时腔体空间及其中粉体颗粒相对位置发生变化。由于被加工物料充满于 所述非封闭腔体内而压力被有控制地释放，使得粉体颗粒在受到多方位挤压或摩擦、剪切、 以及相互“滚碾”等作用，从而去除颗粒表面棱角、毛刺，达到对粉体颗粒粉碎、整形或球形化的目的，在此过程中，被处理物料起到了传递压力力介质的作用。区别于已公开的专利申请，本专利技术的另一特征在于腔体设有进出料口，可以边加 工边进出物料。一方面能迅速排除加工时产生的影响效率的新的物料颗粒或获取产生的需 要的物料，如饮料行业的榨汁；另一方面可形成循环或连续流水作业，体外循环部分还可对 物料做其它加工处理。尽管出料口使非封闭的腔体内的压力有减小的趋势，但进料以及组件的动作导致 的容积缩小将对此作出弥补。在加工过程中，物料可以有进出，甚至因封闭问题腔体内物料溢出，使压力外泄， 但只要非封闭腔体容纳被加工物料的那部分容积被有控制地缩小和具有缩小容积的趋势， 或由于物料本身变化如析出新材料或本身体积膨涨或以上情况同时发生，能维持非封闭腔 体内加工处理所需压力，即可达到加工整形之目的。腔体从一种状态变化到另一种状态的方式可有多种选择，可以整体，也可局部；可 以渐进、也可突变、振动。而这些都是通过组件的组合动作以及控制出抖口大小、施加非封 闭腔体过滤分离部分等出料阻尼加以实现的。区别于传统的高速冲击、剪切方式的“冷加工”，本专利技术能维持被加工物料原有性 状，同时较好地克服了其它粉体处理方式例如碾轧、球磨、振磨方法的缺点，提高了处理的 可控性，这体现在对加工效果有影响因素的控制，如挤压、冲击、摩擦、剪切等力度、程度的 控制，在粉体颗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物料整形设备，其特征在于，包括可随外部压力变化而可以以多种形式变化于多种形态之间的非封闭腔体，所述非封闭腔体在形态的变化过程中使充满于其中的物料颗粒受到挤压或冲击、剪切等作用，同时进出物料，能连续加工处理。

【技术特征摘要】
1.一种物料整形设备，其特征在于，包括可随外部压力变化而可以以多种形式变化于多种形态之间的非封闭腔体，所述非封闭腔体在形态的变化过程中使充满于其中的物料颗粒受到挤压或冲击、剪切等作用，同时进出物料，能连续加工处理。2.根据权利要求1所述的物料整形设备，其特征在于，所述非封闭腔体具有进料口、出料口。3.根据权利要求1所述的物料整形设备，其特征在于，所述非封闭腔体具有自外部延伸到其内...

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