專利名稱：粉末材料致密化方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種致密化或壓緊粉碎或粉末材料的方法和裝置。
現(xiàn)在已經(jīng)知道使粉末材料在兩個(gè)壓輥之間致密化，其中例如利用可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在一機(jī)殼內(nèi)且平行間隔的兩個(gè)進(jìn)料螺桿將粉末材料壓進(jìn)輥隙中，粉末材料是通過裝料漏斗在重力作用下裝填進(jìn)該輥隙中。但粉末材料中的氣體或空氣具有干擾作用，會(huì)減弱兩壓輥間的致密化操作。
為了在粉末材料進(jìn)入輥隙前除去其內(nèi)的空氣，現(xiàn)在知道通過在螺旋機(jī)殼內(nèi)進(jìn)料螺桿圓周上提供一個(gè)過濾器，由此來形成真空。
本發(fā)明的目的是提高上述粉末材料致密化裝置的效率。
本發(fā)明的目的基本是通過如下方式實(shí)現(xiàn)的通過位于裝料漏斗和輥隙之間的進(jìn)料路徑(feedway)上的一個(gè)過濾器來交替地施加真空和加壓空氣，以便增強(qiáng)對(duì)進(jìn)料螺桿機(jī)中粉末材料的預(yù)先壓縮，由此增加壓輥的致密化效率。
以下結(jié)合附圖以一個(gè)實(shí)施例來更詳細(xì)地描述本發(fā)明

圖1適宜性地示出粉末材料致密化組件的側(cè)視圖；圖2為進(jìn)料螺桿上圖4中箭頭C方向上的俯視圖，其中示出機(jī)殼的部分剖面；圖3為圖2中箭頭A方向內(nèi)的側(cè)視圖；圖4為沿圖2中B-B線的橫截面圖；圖5為與圖4相對(duì)應(yīng)的橫截面圖；圖6為一個(gè)最佳實(shí)施例的俯視圖；圖7為沿圖6中F-F線的縱向截面圖；圖8為沿圖6中A-A線的橫截面圖；圖9為沿圖7中L-L線的橫截面圖；圖10為沿圖6中B-B線的橫截面圖；以及圖11為圖8中細(xì)節(jié)X的放大圖。
圖1適宜性地示出一個(gè)粉末材料致密化組件，該組件包括一個(gè)垂直設(shè)置的裝料漏斗1，該裝料漏斗1放置在水平設(shè)置的螺旋機(jī)殼2的一個(gè)進(jìn)口上方，在該機(jī)殼內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置著一個(gè)進(jìn)料螺桿3。壓輥4和4’相對(duì)地設(shè)置在螺旋機(jī)殼出口處，粉末材料即由進(jìn)料螺桿3送到輥隙中并在上述壓輥之間被壓緊和致密化。在裝料漏斗1中可設(shè)置一個(gè)攪拌器5，以協(xié)助將粉末材料利用重力從裝料漏斗1裝填進(jìn)螺旋機(jī)殼中。這種組件例如用于將粉末材料制成顆粒，其中圖1中省略了一些可安裝在漏斗1之前和輥對(duì)4、4’之后的其它裝置。
作為一個(gè)例子，在螺旋機(jī)殼中可形成兩個(gè)室8，每個(gè)室均通過管路17而與一個(gè)設(shè)置在真空源19和高壓空氣源20之間的轉(zhuǎn)換裝置18相連。這樣就可能對(duì)其中一個(gè)室8施加真空，同時(shí)又對(duì)另一個(gè)室8施加壓縮或高壓空氣；反之亦然。
圖1中示出在螺旋機(jī)殼2內(nèi)只有一個(gè)螺桿，然而，也可相互間隔地設(shè)置一組螺桿，以便來增強(qiáng)進(jìn)料能力。圖2示出可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在螺旋機(jī)殼內(nèi)且平行并排的兩個(gè)進(jìn)料螺桿3和3’的一個(gè)例子。圖2-圖4中螺旋機(jī)殼2的上側(cè)上設(shè)有一進(jìn)口6。在該進(jìn)口6上方設(shè)有漏斗1，其中如圖4所示，該進(jìn)口6基本在兩個(gè)并排設(shè)置的螺桿3的寬度上延伸。
在圖2-5所示實(shí)施例的一個(gè)例子中，在螺旋機(jī)殼2的兩側(cè)上設(shè)有三個(gè)沿進(jìn)料路徑(feedway)間隔設(shè)置的室8。該室8例如為矩形，其中該矩形的長(zhǎng)邊在進(jìn)料螺桿的軸向內(nèi)延伸。在室8和螺旋機(jī)殼2內(nèi)周之間的過渡處設(shè)有一個(gè)約為矩形的連接口9，在圖3中用虛線表示。該連接口9被機(jī)殼2的肩部10所包圍，該肩部形成一個(gè)類似構(gòu)架的且與板狀過濾器11相連接的表面，該過濾器例如可由燒結(jié)材料或過濾毛狀物構(gòu)成。在圖5中，一個(gè)環(huán)狀元件21設(shè)置在肩部10和過濾器11之間，用來支承過濾器。這種環(huán)狀元件21能由一個(gè)多孔板來代替，以便在供應(yīng)高壓氣體時(shí)將過濾器11支承在內(nèi)側(cè)。過濾器11被一個(gè)多孔板12支承在外側(cè)上，而該多孔板又由室8內(nèi)的一個(gè)插入件13固定住。該插入件13中伸進(jìn)室8內(nèi)的舌鞘(tubus)狀部分在其外周上設(shè)有密封圈14，利用該密封圈密封住室8與外部隔絕。在插入件13的封閉外側(cè)上形成一個(gè)連接口16以及一個(gè)凸緣15，由此例如通過螺旋機(jī)殼2上的螺桿將插入件13氣密地固定住。
在操作過程中，利用串聯(lián)設(shè)置在進(jìn)料方向上的室8上的連接口16而交替地施加真空和壓縮空氣。利用所施加的真空使進(jìn)料螺桿3所傳送的粉末材料通過過濾器11而脫氣，而利用壓縮空氣來清潔過濾器并壓縮進(jìn)料螺旋機(jī)內(nèi)的粉末材料。
真空量以及所施加真空和壓縮空氣的時(shí)間間隔可以變化，由此能使脫氣程度適合于所使用的粉末材料類型。相似地，在連續(xù)室上施加真空和壓縮空氣的順序也可以變化。例如，在兩個(gè)室8上施加真空，而在第三個(gè)室上施加壓縮空氣。
通過在室8上交替應(yīng)用真空和壓縮空氣，相對(duì)于僅施加真空而言，就可使在壓輥上實(shí)現(xiàn)顯著較高的脫氣或壓縮效率，這是因?yàn)榉勰┎牧显诘竭_(dá)輥隙前在進(jìn)料螺旋機(jī)內(nèi)就被顯著高效地脫氣和被預(yù)先壓縮。根據(jù)本發(fā)明，可實(shí)現(xiàn)高的脫氣程度以及小過濾面積。
在所示例子中，室8沿螺旋機(jī)殼2的側(cè)邊設(shè)置。但是，同樣可以將室8設(shè)置在螺旋機(jī)殼2的下側(cè)。如果在螺旋機(jī)殼2內(nèi)并列設(shè)置有三個(gè)進(jìn)料螺桿，室8可設(shè)置在機(jī)殼2下側(cè)上的中部進(jìn)料螺桿區(qū)域，而兩個(gè)外部進(jìn)料螺桿的室8可設(shè)置在機(jī)殼2側(cè)面或下側(cè)上。
同樣還可在進(jìn)料螺桿對(duì)應(yīng)于進(jìn)料路徑的長(zhǎng)度上前后設(shè)置附加的室，來代替以上所示三個(gè)室8。還可以在進(jìn)料螺桿的周邊上僅設(shè)置一個(gè)室8，在該室上交替施加真空和壓縮空氣。但是前后設(shè)置的若干室可獲得更高的效率。
同時(shí)對(duì)設(shè)置在螺旋機(jī)殼2同一周邊上的室8施加真空和壓縮空氣。這樣，例如，圖2和圖3中的第一室8就在進(jìn)料機(jī)內(nèi)部提供了一個(gè)被施加真空的區(qū)域，而第三室8在進(jìn)料器內(nèi)部提供了一個(gè)被施加壓縮空氣的區(qū)域。這些區(qū)域分別被進(jìn)料螺桿3的周邊相互密封住。在縱向上前后設(shè)置的室8之間的距離可被選擇，這樣如果一個(gè)室被壓縮空氣作用而相鄰一個(gè)室被真空所作用，那么就可根據(jù)進(jìn)料螺桿3的螺距使這兩個(gè)相鄰室8之間不存在短路。
最好在進(jìn)口6區(qū)域內(nèi)直接設(shè)置至少第一室8。在所示例子中，在進(jìn)口6區(qū)域內(nèi)設(shè)有兩個(gè)室8，同時(shí)該進(jìn)口的直徑延伸過兩個(gè)室8。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，真空作用的時(shí)間要長(zhǎng)于壓縮空氣所作用的時(shí)間。另外，可以短脈沖的形式順序施加真空以及壓縮空氣。
在包括三個(gè)室8的實(shí)施例中，例如能利用真空作用第一和第二室，而利用壓縮空氣作用第三室。對(duì)前后設(shè)置在送料方向上的各個(gè)室8交替作用真空和壓縮空氣，相比僅作用一個(gè)室8，可獲得更高的預(yù)先壓縮，即使在該室與上述相互間隔設(shè)置的各個(gè)室延伸相同的進(jìn)料路徑的情況下也如此。
上述進(jìn)料螺桿設(shè)有較小直徑的一部分，這一點(diǎn)可從圖2的平面圖中可看出，其中在該區(qū)域中設(shè)有一個(gè)冷卻裝置7。但是整個(gè)進(jìn)料螺桿也能具有相同的直徑。
圖6到11示出本發(fā)明裝置的另一個(gè)最佳實(shí)施例，其中相同的標(biāo)號(hào)將用來表示相同或相應(yīng)的元件。
根據(jù)該最佳實(shí)施例，沿進(jìn)料螺桿3的縱向延伸部設(shè)有通道23，而非室8，這樣就可在進(jìn)料螺桿的整個(gè)長(zhǎng)度設(shè)置孔。
例如，在圖6-10所示實(shí)施例示出一個(gè)包括四個(gè)相互平行地設(shè)置在矩形機(jī)殼2內(nèi)的進(jìn)料螺桿3的裝置。在圖6的俯視圖中，在機(jī)殼上側(cè)上設(shè)有一矩形進(jìn)口6，用于如圖1所示來連接機(jī)殼2和裝料漏斗1。
圖7的縱向截面圖與圖1的視圖相對(duì)應(yīng)，其中圖7更詳細(xì)地示出一個(gè)位于機(jī)殼2和壓輥4、4’之間的接口管22。
通道23設(shè)置在機(jī)殼2上與進(jìn)口6相對(duì)的下側(cè)上，該通道23基本沿機(jī)殼2的長(zhǎng)度延伸。圖8和圖9示出三個(gè)平行設(shè)置在一個(gè)進(jìn)料螺桿3區(qū)域內(nèi)的通道23。每個(gè)通道23都與若干小直徑孔洞24相連，該孔洞在通道和機(jī)殼2內(nèi)表面25之間延伸并與圖5中板12上的孔相對(duì)應(yīng)。在該實(shí)施例中，從圖9可看出有沿一個(gè)進(jìn)料通道23設(shè)置的兩排孔洞24。
為了對(duì)通道23施加真空和壓縮空氣，如圖9所示，設(shè)置有管道26，該管道在通道23下方延伸并基本垂直于位于機(jī)殼2下部?jī)?nèi)的這些通道23。真空和壓縮空氣如箭頭28所示交替地供應(yīng)給這些管道26。每個(gè)管道26通過垂直延伸的連接孔洞27與兩個(gè)通道23相連。這些管道26具有不同長(zhǎng)度，其中最長(zhǎng)的管道26向上延伸到與機(jī)殼2縱向中心軸相鄰的第六個(gè)通道23。另一個(gè)管道26從機(jī)殼2兩側(cè)向上延伸到第五個(gè)通道23，同時(shí)最短的管道26從機(jī)殼2外部向上延伸到第四個(gè)通道23，如圖9和圖10所示。
在所示實(shí)施例中，六個(gè)管道26設(shè)置在機(jī)殼的每一側(cè)，其中進(jìn)料螺桿3縱向延伸部的一半設(shè)有三個(gè)不同長(zhǎng)度的管道26。這樣，每個(gè)通道23通過兩個(gè)連接孔洞27與兩個(gè)管道26相連。以這種方式就可高效地對(duì)通道23的所有孔洞24施加真空和壓縮空氣。
如圖7所示，機(jī)殼2由至少四個(gè)部分組成一個(gè)設(shè)有通道23和管道26的下部30和一個(gè)設(shè)有進(jìn)口6的上部31，以及前部32和后部33。下部30的內(nèi)表面25(圖8)設(shè)有孔洞24形狀的孔。一過濾布11分別延伸過這些孔或孔洞24。利用緊固件使該過濾布11在張力作用下被固定住，該緊固件為沿機(jī)殼下部30內(nèi)在通道23之間以及在機(jī)殼下部30兩側(cè)的溝槽延伸的條狀物34。該條狀物34利用螺釘35被固定在機(jī)殼下部30上，過濾布11被夾在條狀物34和機(jī)殼下部30之間。如圖10和圖11所示，一個(gè)橫截面基本為矩形的條狀物36設(shè)在進(jìn)料螺桿3之間，以便占滿相鄰進(jìn)料螺桿之間的三角區(qū)域。過濾布11同樣被夾在該條狀物36和機(jī)殼下部30之間。
板狀機(jī)殼下部30設(shè)有兩個(gè)冷卻通路37，用于在該機(jī)殼下部30內(nèi)循環(huán)冷卻介質(zhì)。在該實(shí)施例中，一個(gè)通路37延伸過通道23，以便供應(yīng)冷卻介質(zhì)，另一個(gè)通路37’用于回流。如圖11所示，在這兩個(gè)通路37和37’之間設(shè)有沿機(jī)殼下部30縱向軸向垂直延伸的連接通路38。
如圖6和圖10所示，在機(jī)殼上部31內(nèi)設(shè)有相應(yīng)的通路39、39’和連接通路40，用于循環(huán)冷卻介質(zhì)。
盡管在進(jìn)料螺桿3的長(zhǎng)度上交替使用真空和壓縮空氣，但使粉末材料高效致密化是通過圖6-10的實(shí)施例所實(shí)現(xiàn)的，這歸功于緊密設(shè)置的通道23和遍布在進(jìn)料螺桿3長(zhǎng)度上的孔洞24形狀的孔。
同樣也能在機(jī)殼的前部和后部32、33設(shè)置管道，來代替延伸通過通道23管道26，以便為通道23提供真空和壓縮空氣。
上述通過過濾器交替施加真空和壓縮空氣的方法可以應(yīng)用在各種用于致密化和壓縮粉末材料的裝置，例如應(yīng)用在包裝組件中，其中主要獲得高裝填重量的包裝物和小的粉末體積。相似地，本發(fā)明的方法和裝置可應(yīng)用在擠壓機(jī)的側(cè)進(jìn)料機(jī)中和充氣粉末等中。
標(biāo)號(hào)名單1 裝料漏斗2 螺旋機(jī)殼3 進(jìn)料螺桿4 壓輥5 攪拌器6 進(jìn)口7 冷卻裝置8 室9 連接口10 肩部11 過濾器12 板13 插入件14 密封圈15 凸緣16 連接口17 管路18 轉(zhuǎn)換裝置19 真空源20 壓縮空氣源21 環(huán)狀元件22 接口管23 通道24 孔洞25 內(nèi)表面26 管道27 連接孔洞28 箭頭29 ——30 機(jī)殼下部31 機(jī)殼上部32 前部33 后部34 條狀物35 條狀物36 螺釘37 通路38 連接通路39 通路40 連接通路
權(quán)利要求
1.一種使粉末材料致密化的方法，其中利用螺旋機(jī)殼(2)中進(jìn)料螺桿(3)來輸送粉末材料，其特征在于，通過位于螺旋機(jī)殼(2)內(nèi)周面上的一個(gè)過濾器(11)來交替地施加真空和壓縮空氣。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在進(jìn)料路徑的長(zhǎng)度上前后設(shè)置若干室(8)，在該室(8)上交替作用真空和壓縮空氣。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，對(duì)其中一個(gè)室施加真空，同時(shí)對(duì)相鄰的一個(gè)室(8)施加壓縮空氣。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過設(shè)置在基本沿進(jìn)料螺桿長(zhǎng)度延伸的通道(23)內(nèi)的若干孔洞(24)來施加真空和壓縮空氣。
5.如上述權(quán)利要求1-3所述的方法，其特征在于，真空量以及所施加真空和壓縮空氣的時(shí)間間隔可以變化。
6.一種粉末材料致密化裝置，該裝置包括至少一個(gè)位于螺旋機(jī)殼(2)中進(jìn)料螺桿(3)，其特征在于，在螺旋機(jī)殼中進(jìn)料螺桿的一個(gè)周邊部分上設(shè)有孔，該孔被過濾器(11)覆蓋住，該過濾器通過管路裝置(17)與設(shè)置在真空源(19)和壓縮空氣源(20)之間的一個(gè)轉(zhuǎn)換裝置(18)相連。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，在螺旋機(jī)殼內(nèi)進(jìn)料螺桿的縱向上相互間隔地設(shè)置至少兩個(gè)室(8)，利用上述轉(zhuǎn)換裝置(18)可交替地對(duì)室(8)施加真空和壓縮空氣。
8.如權(quán)利要求6和7所述的裝置，其特征在于，在每個(gè)室(8)設(shè)有一個(gè)插入件(13)，該插入件(13)設(shè)有一個(gè)密封圈(14)。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，上述插入件(13)支承著一個(gè)設(shè)有孔的板(12)，在該板(12)上設(shè)有一個(gè)與螺旋機(jī)殼(2)肩部(10)鄰接的板狀過濾器(11)，該肩部(10)包圍住一個(gè)連接口(9)。
10.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，在螺旋機(jī)殼內(nèi)的一個(gè)進(jìn)料螺桿(3)長(zhǎng)度上設(shè)有至少一個(gè)通道(23)，該通道(23)通過孔洞(24)形狀的孔而與機(jī)殼(2)的內(nèi)表面(25)相連，并與管道(26)相連以便交替地提供真空和壓縮空氣。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，過濾布(11)被緊固件(34、36)固定在機(jī)殼(2)的內(nèi)表面上。
全文摘要
一種使粉末材料致密化的方法和裝置,其利用螺旋機(jī)殼中的進(jìn)料螺桿來輸送粉末材料,其中通過位于螺旋機(jī)殼內(nèi)表面上的一個(gè)過濾器來交替地施加真空和壓縮空氣。
文檔編號(hào)B65B37/10GK1370123SQ00811924
公開日2002年9月18日 申請(qǐng)日期2000年8月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月23日
發(fā)明者瓊·伊格萊西亞斯, 約瑟普·阿里薩 申請(qǐng)人:希巴特殊化學(xué)控股公司