專利名稱：氣流分級機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來分級粉末的氣流分級機，該機使送入分級室的粉末高速旋轉(zhuǎn)，在離心作用下分成細(xì)粉粒類和粗粉粒類(或中等粉粒類)，從而完成粉末的分級。
當(dāng)進(jìn)入分級的粉末原料在上述分級室中以旋轉(zhuǎn)的方式被流化時，離心力和方向朝內(nèi)的空氣阻力作用在粉末原料的各個顆粒上，離心力和空氣阻力的平衡確定了分級點(即臨界粒度)。
在分級室內(nèi)的外側(cè)旋轉(zhuǎn)著較大的顆粒，而較小的顆粒在其內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)。在分級室下部的中央和外周分別設(shè)置粉粒排出口，可分別收集細(xì)粉粒和粗粉粒(分級)。
在這樣的分級機中，重要的是粉末原料在分級室內(nèi)應(yīng)充分散開，以提高分級精度。
作為這種分級機，已經(jīng)有Iitani系統(tǒng)分級機或Kura旋流器(Kuracyclon)。然而這種形式的分級機很難控制分級點，包括在高粉塵濃度情況下出現(xiàn)分散程度差和分級精度差這樣的問題。為解決上述問題，人們曾提出過各種方案。例如，象日本專利公開說明書54-48378、54-79870或美國專利說明書4，221，655所揭示的方案。作為一種特別實用的分級機，此處要提到一種名稱為DS分級機的市售分級機。在這種分級機中，雖然有可能控制分級點，但是由于粉末是通過一個旋風(fēng)區(qū)而進(jìn)入到分級室中，粉末在進(jìn)入分級室之前被聚集，因而粉末的分散程度往往不能令人滿意。因此，使分級機的效率降低?，F(xiàn)參照附圖中的圖5和圖6進(jìn)一步說明現(xiàn)有技術(shù)的裝置。
圖5是現(xiàn)有技術(shù)裝置外表的示意圖，圖6是現(xiàn)有技術(shù)裝置的示意剖面圖。
在圖5和圖6中，氣流分級機有一個主殼體1、一個與上述殼體1下部相連的下殼體2以及一個在下殼體2下部的出料斗3。在主殼體1內(nèi)部構(gòu)成一個分級室4。在主殼體1的上部有一個豎導(dǎo)向筒10，一個進(jìn)料筒9與上述導(dǎo)向筒10外周緣上部相連。導(dǎo)向筒10內(nèi)的底部裝有一塊錐形(傘形)、中央部分高出的布料導(dǎo)向板15，在上述布料導(dǎo)向板15外周邊下緣形成一個環(huán)形入口11。在分級室4底部裝有一塊錐形(傘形)、中央部分高出的分級板5，在此分級板5外周邊下緣形成一個環(huán)狀的粗粉粒排出口6，在此分級板5的中央部分形成一個細(xì)粉粒排出口7。在分級室周壁下部的外周緣，有一個將空氣引入的氣流入口8。通常，該空氣流入口8由若干葉片狀百葉板14(見

圖15A和15B)之間的間隙構(gòu)成。通過氣流入口8流入的空氣的方向可由分級百葉板14控制，使氣流能沿著旋轉(zhuǎn)降落到分級室4中的粉末的旋轉(zhuǎn)方向噴出。上述空氣使粉末原料分散開來，并加速粉末原料的旋轉(zhuǎn)速度。
圖4B表示了沿圖5和圖6中Ⅲ-Ⅲ線的橫截面圖。在這樣的氣流分級機中，由氣流從進(jìn)料筒9輸送到導(dǎo)向筒10的粉末原料沿導(dǎo)向筒10內(nèi)部外周旋轉(zhuǎn)下降，旋轉(zhuǎn)著通過環(huán)形進(jìn)料入口11進(jìn)入分級室4中。在分級室4內(nèi)，粉末通過作用在各個顆粒上的離心力分成粗粉粒和細(xì)粉粒。然而在現(xiàn)有技術(shù)裝置中，由于粉末原料送入到分級室時被聚集在導(dǎo)向筒的內(nèi)壁，粉末顆粒的分散程度是不滿意的，粉末在導(dǎo)向筒中象在旋流器中一樣，以一種帶狀螺紋的方式下降，所以送入分級室中的粉末濃度的不均勻性與其位置有關(guān)，這樣很難達(dá)到滿意的分級精度。當(dāng)細(xì)粉粒結(jié)成團塊，或者當(dāng)細(xì)粉粒附結(jié)在粗粉粒上時，如果粉末的分散程度不滿意，細(xì)粉粒就愈加容易混進(jìn)粗粉粒一側(cè)。此外，如果分散程度不滿意，在分級室中的粉塵濃度就變得不均勻，因而分級精度本身就很差，這樣就會出現(xiàn)已分出的產(chǎn)品中有寬的顆粒尺寸分布這樣的問題。粉末原料顆粒尺寸越細(xì)，這種趨勢就越明顯。尤其當(dāng)粉粒為10微米或更小時，分級精度降低趨勢就變得更加顯著。
于是，正如日本實用新型公開說明書NO.54-122477所揭示的那樣，提出了一種防止粗粉?；爝M(jìn)由細(xì)粉粒排出口7排出的細(xì)粉粒中的方案，通過加大導(dǎo)向板的直徑、加大進(jìn)料入口的直徑以及加長到細(xì)粉粒排出口7的距離來減小細(xì)粉粒的平均顆粒尺寸。
然而，在這樣的分級機中，分級室內(nèi)粉末原料的分散程度仍不滿意，細(xì)粉粒團塊往往會混入粗粉粒中，因而使分級效率降低，包括出現(xiàn)與增大要處理量這一任務(wù)相違背的問題。
本發(fā)明已解決上述一系列問題。
本發(fā)明的目的是提供一種高分級效率的氣流分級機。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能得到陡的顆粒尺寸分布的分級粉末的氣流分級機。
本發(fā)明再一個任務(wù)是提供一種能方便控制分級的氣流分級機。
本發(fā)明還有一個任務(wù)是提供一種氣流分級機，該機中細(xì)粉粒很難結(jié)成團塊。
本發(fā)明最后一個任務(wù)是提供一種單位時間內(nèi)加工能力高的氣流分級機。
本發(fā)明提供了一種用空氣流分級粉末的分級機，該分級機至少包括一個分級室和一個將粉末送入上述分級室的導(dǎo)入裝置;一個位于分級室上部的供給粉末的粉末供料入口;一個位于分級室下部的、中央部分高出的錐形分級板;一個位于上述分級板外周下緣、用來排出粗粉粒的粗粉粒排出口;一個位于上述分級板中央部位、用來排出細(xì)粉粒的細(xì)粉粒排出口;一個位于上述分級室外周上部、用旋轉(zhuǎn)氣流來分散粉末的氣體流入裝置;以及一個位于上述分級室底部、分級粉末的旋轉(zhuǎn)氣流的氣流入口。
圖1、圖8和圖10是表示本發(fā)明氣流分級機的外表示意圖;
圖2、圖9、圖11、圖12、圖13和圖14是上述分級機的縱剖正視示意圖;
圖3、圖4A分別為圖1、圖8或圖10中所示分級機沿Ⅰ-Ⅰ線、Ⅱ-Ⅱ線的橫斷面圖，圖4B為圖5中所示分級機沿Ⅲ-Ⅲ線的橫斷面圖;
圖5為現(xiàn)有技術(shù)的氣流分級機的外表示意圖，圖6為圖5的縱剖正視示意圖;
圖7為采用本發(fā)明分級機的粉碎-分級系統(tǒng)的流程圖;
圖15A為百葉板的示意平面圖;圖15B為百葉板的示意正視圖。
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)裝置存在的問題，本發(fā)明的氣流分級機通過設(shè)置一個氣體流入裝置來改進(jìn)分級室中粉末的分散性，從而提高了分級精度，該氣體流入裝置借助于分級室上部外周緣的旋流使粉末分散開來。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
以圖1(該裝置的外表示意圖)和圖2(該裝置的縱剖正視圖)所示的該系統(tǒng)分級機作為本發(fā)明分級機的實施例加以說明。
在圖1和圖2中，該分級機有一個主殼體1，一個與上述殼體1下部相連的下殼體2、一個位于下殼體2下部的出料斗3，在主殼體1內(nèi)部構(gòu)成一個分級室4。主殼體1的上部有一個豎導(dǎo)向筒10，一個進(jìn)料筒9與上述導(dǎo)向筒10外周緣上部相連。導(dǎo)向筒10在其底部有一塊錐形(傘形)、中央部分高出的布料導(dǎo)向板15，在布料導(dǎo)向板15的外周下緣處形成了環(huán)狀的粉末進(jìn)料入口11。在分級室4的底部裝有一塊中央部分高出的錐形(傘形)分級板5，在分級板5的外周下緣形成一個排出粗粉粒的環(huán)形粗粉粒排出口6，而在分級板5的中央部位形成了排出細(xì)粉粒的排出口7。在分級室4外緣的上部周壁上設(shè)置了一個作為氣體流入裝置的氣流入口12，將一種氣體(如空氣)引入分級室。作為一個最佳實施例，構(gòu)成上述氣流入口12的裝置可以由若干葉片狀分散百葉板13的間隙構(gòu)成。圖3為沿圖1和圖2中Ⅰ-Ⅰ線的橫斷面圖。如圖3所示，通過氣流入口12引入的空氣16的方向由這些分散百葉板13控制，從而空氣沿著通過環(huán)形進(jìn)料入口11旋轉(zhuǎn)流進(jìn)分級室4的粉末原料的旋轉(zhuǎn)方向噴出，并圍繞導(dǎo)向筒10的內(nèi)周旋轉(zhuǎn)下降。由分散百葉板13所構(gòu)成的氣體流入裝置的作用是粉末原料一流進(jìn)分級室4就分散開來，因而使粉末結(jié)塊較小，且對其加速。借助于這種裝置可大大提高分級粉末的精度。
在分級室4四周的下部周壁上設(shè)有引入空氣的氣流入口8。如圖4a所示，該氣流入口8由若干葉片狀分級百葉板14的間隙構(gòu)成。通過氣流入口8所引入的空氣17的方向由這些分級百葉板14控制，使空氣能沿著通過分級室4下落的粉末原料的旋轉(zhuǎn)方向噴出，從而再次使粉末原料散開，并增加其旋轉(zhuǎn)速度。
分級百葉板14之間的間距和分散百葉板13之間的間距是可調(diào)節(jié)的，分級百葉板14和分散百葉板13的高度也可以適當(dāng)配置。
根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，受離心力作用而集中在貼著導(dǎo)向筒10的內(nèi)壁、并通過環(huán)狀進(jìn)料入口11旋轉(zhuǎn)地流進(jìn)分級室4的粉末原料被從氣流入口12流入的空氣16分散開來，并在旋轉(zhuǎn)力作用下加速，旋轉(zhuǎn)地降落到分級室的下部;在分級室的底部，被從氣流入口8流入的空氣17進(jìn)一步加速，從而高效地將粉末分為粗粉粒類和細(xì)粉粒類。分級室中粉末原料的分散狀態(tài)對分級性能影響很大。在現(xiàn)有的氣流分級機，其分散程度是不滿意的;而在本發(fā)明中，由于在分級室的上部設(shè)置了一個氣流入口12，此問題就可得到解決。設(shè)在分級室上部的氣流入口12最好安排在高于分級室總高度中點、并低于環(huán)狀進(jìn)料入口11(該入口基本上由布料導(dǎo)向板15的外緣和主殼體內(nèi)壁構(gòu)成)之處。通過氣流入口12流入的空氣16的氣流速度最好控制得大體上等于或小于從分級室下部的氣流入口8流入的空氣17的氣流速度。這樣做的技術(shù)出發(fā)點是從氣流入口12流入的空氣16首先使構(gòu)成粉末的顆粒分散開，而從氣流入口8流出的空氣17用來對上述顆粒施加強旋轉(zhuǎn)力，并通過不同的離心力將粉末分成粗粉粒類和細(xì)粉粒類。
如果入口12開口面積的總和為A(厘米2)，入口8開口面積的總和為B(厘米2)，最好將開口面積控制到使A、B能滿足公式1≦A/B≦20，以改善其性能。本發(fā)明的特點是在分級室的上部設(shè)置一個氣體(例如空氣)的入口，在不損害本發(fā)明技術(shù)構(gòu)思的范疇內(nèi)可以改變圖1和圖2所示的上述氣流入口底部的結(jié)構(gòu)。
作為本發(fā)明氣流分級機的另一個實施例，對具有圖8(外表示意圖)和圖9(縱剖正視圖)所示形狀結(jié)構(gòu)的分級機加以說明。在圖8和圖9中，該分級機有一個主殼體101、一個與上述殼體101下部相連的下殼體102、和一個位于下殼體102下部的出料斗103，在主殼體101內(nèi)部形成一個分級室104。主殼體101的上部有一個豎導(dǎo)向筒110，一個進(jìn)料筒109與上述導(dǎo)向筒110的上周緣表面相連。導(dǎo)向筒110內(nèi)的下部裝有一塊中央部分高出的傾斜導(dǎo)向板115，在導(dǎo)向板115的外周下緣處形成一個環(huán)狀的進(jìn)料入口111。導(dǎo)向板115的直徑大于導(dǎo)向筒110的內(nèi)徑，這樣導(dǎo)向板115的外緣部分、主殼體101的內(nèi)壁和分級室104的最外周部分就構(gòu)成了粉末進(jìn)料入口111。
在分級室104的底部設(shè)置有一塊中央部分高出的傾斜分級板105，在分級板105外周的下緣處形成一個環(huán)狀的粗粉粒排出口106，而在分級板105的中央部位形成一個細(xì)粉粒排出口107。
分級室104下周壁的外周緣上設(shè)有空氣入口8，通常該空氣入口8由如圖4A、B所示的若干葉片狀分級百葉板14的間隙構(gòu)成。從空氣入口8流入的空氣由分級百葉板14控制，使其沿著旋轉(zhuǎn)落入分級室104的粉末原料的旋轉(zhuǎn)方向噴出，將粉末原料散開，并增加其旋轉(zhuǎn)速度。
按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，由于加大了導(dǎo)向板115的直徑，也就加大了環(huán)狀的進(jìn)料入口的直徑，因而加大了到細(xì)粉粒排出口的距離，這樣可以防止粗粉?；烊氲接杉?xì)粉粒排出口107排出的細(xì)粉粒中，從而使分離出的細(xì)粉粒的平均顆粒尺寸變小。同時，受離心力作用集中在導(dǎo)向筒內(nèi)壁、并通過環(huán)狀進(jìn)料入口111旋轉(zhuǎn)地流進(jìn)分級室的粉末原料被從分級室上部空氣入口12流入的氣流分散開來，再通過加速旋風(fēng)力使粉末原料旋轉(zhuǎn)地落到分級室的下部，其旋轉(zhuǎn)速度被從氣流入口8流入的空氣進(jìn)一步加速，因此粉末原料可以非常有效地分成粗粉粒和細(xì)粉粒。在如圖9所示的本發(fā)明分級機中，通過在分級室上部設(shè)有一個氣流入口12和增加分級室104中的粉末旋轉(zhuǎn)速度，與上面所提到的大導(dǎo)向板的作用一起使分離出的顆粒尺寸大大減小。
此外，在本發(fā)明的分級機中，通過加大導(dǎo)向板的直徑來加大進(jìn)料入口的直徑;通過設(shè)有一個空氣流入裝置使粉末原料在流到分級室上部外周的旋轉(zhuǎn)氣流的作用下分散開來;除上述措施外，還使細(xì)粉粒排出口的孔徑與分級板外徑(100%)之比為10-25%(最好為20-25%);和/或使分級板與分級室垂直方向的傾斜角度為30°-60°(最好為40°-50°)，就能高精度地分離出小尺寸的顆粒。
圖10(外表示意圖)和圖11(縱剖正視圖)、圖12、圖13或圖14給出了更特殊的實施例。
在這些附圖中，分級機有一個主殼體201、一個與上述殼體201下部相連的下殼體202和一個位于下殼體下部的出料斗203，主殼體201內(nèi)部形成分級室204。在主殼體201上部有一個豎導(dǎo)筒210，一個進(jìn)料筒209與該導(dǎo)向筒的上部外周表面相連。導(dǎo)向筒210的底部裝有一塊中央部分高出的傾斜導(dǎo)向板215，導(dǎo)向板215耐庵芟略敵緯梢桓齷紛吹慕先肟 11。
加大導(dǎo)向板215的直徑，因而進(jìn)料入口211由導(dǎo)向板215的外周部分、主殼體201的內(nèi)壁以及分級室204的最外周部分構(gòu)成。
在分級室204的底部設(shè)置了一塊中央部分高出的傾斜分級板205，分級板205外周下緣處形成環(huán)狀粗粉粒排出口206，在分級板205的中央部分形成了細(xì)粉粒排出口207。
在分級室204的下部周壁外緣上設(shè)有一個氣流入口，如圖14所示，該氣流入口8通常由若干葉片狀分級百葉板14之間的間隙構(gòu)成。
此外，在分級室204上部周壁的外緣上有一個氣流入口12。
另外，通過使細(xì)粉粒排出口207的孔徑比細(xì)粉粒排料管216的內(nèi)徑窄，并使細(xì)粉粒排出口207孔徑與分級板205外徑之比為10-25%，可加大從分級板205的外周到細(xì)粉粒排出口207的距離，防止粗粉?；烊氲揭逊蛛x出的細(xì)粉粒中，從而使分離出的粉粒平均顆粒尺寸更小，使其顆粒尺寸分布更準(zhǔn)確。
最好細(xì)粉粒排出口207的孔徑與分級板205的外徑之比為20-25%，孔徑比小于20%，則壓力損失會變大，使通過細(xì)粉粒排料管216的空氣量減小，因而導(dǎo)致了使粉末原料散開及通過氣流入口8和12旋轉(zhuǎn)流入的空氣出現(xiàn)不希望的減少。
而且，通過使分級板205的傾斜角度為30°-60°，可加大從分級板205的外周緣到細(xì)粉粒排出口207的距離，因而可得到減小細(xì)粉粒排出口207孔徑的同樣效果。
在本發(fā)明的分級機中，尤其能使各種顆粒在分級室中充分散開，因此分級效率高，從而用本發(fā)明分級機分出的各類粉粒具有精確的顆粒尺寸分布。跟現(xiàn)有的氣流分級機相比，其分級效率較高。本發(fā)明的分級機有可能使分離出的顆粒直徑比現(xiàn)有分級機所分離出的顆粒直徑小。
如圖7流程圖所示，本發(fā)明的氣流分級機可以有效地跟一個粉碎機相連。在這種情況，將已粉碎的原料送到本發(fā)明的氣流分級機中，等于或大于規(guī)定顆粒尺寸的粗粉粒送至粉碎機內(nèi)，粉碎后再送到上述氣流分級機中。已粉碎到規(guī)定顆粒尺寸或小于該尺寸的粉粒由一個合適的取出裝置從氣流分級機中取出。對于這類粉碎-分級系統(tǒng)，現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中的氣流分級機分級室中粉末分散程度是不滿意的，因而要將由很細(xì)的顆粒結(jié)成的團塊或細(xì)顆粒附結(jié)在粗顆粒上結(jié)成的團塊分開或松散開是困難的。這種團塊在分級期間又混進(jìn)粗顆粒類再次送至粉碎機中，造成不必要的粉碎，因而降低了粉碎效率。為解決這類問題，在本發(fā)明的氣流分級機中，由于分級室4中的粉末充分散開，上述團塊可以松散開來，不致混進(jìn)粗粉粒類中，細(xì)粉顆粒作為細(xì)粉粒被排走，這樣進(jìn)一步提高粉碎效率。
當(dāng)粉末顆粒尺寸較小、分級室中粉塵濃度較高時，本發(fā)明的分級機有更明顯的效果。顆粒尺寸范圍為10微米或更細(xì)時尤其有效;與粉碎機相連使用，其效果將會更好。
本發(fā)明的分級機適用于分級和制備靜電顯影的調(diào)色劑、粉末涂料、磁性材料以及聚合材料之類的粉末，其最終產(chǎn)品要求是細(xì)顆粒。
作為氣流分級機，本發(fā)明尤其適用于制備靜電顯影的調(diào)色劑，它易于受靜電力的作用而結(jié)團。
靜電顯影的調(diào)色劑的最終產(chǎn)品是細(xì)粉粒狀，要求有精確顆粒尺寸分布，從其中取走規(guī)定尺寸或更小尺寸的顆粒。為取走規(guī)定尺寸或更小尺寸的顆粒，圖5或圖6所示系統(tǒng)的氣流分級機的分級精度是不能令人滿意的，它所得到的產(chǎn)品中往往有較寬的顆粒尺寸分布。
即使在現(xiàn)有技術(shù)的分級機中可得到精確顆粒尺寸分布的產(chǎn)品，但分級效率低導(dǎo)致成本增加。相反，使用本發(fā)明的分級機，分級室內(nèi)粉粒的分散程度是滿意的，粗粉粒能有效地與細(xì)粉粒分開，因而在不降低效率的條件下得到精確尺寸分布的分級產(chǎn)品(如用作調(diào)色劑的產(chǎn)品)。
下面參照一些實例詳細(xì)描述本發(fā)明。
實例1苯乙烯-丙烯鹽酸酯類樹脂(重量平均克分子量約為300，000)100份(重量)磁性鐵氧體(顆粒尺寸0.2微米)60份(重量)低分子量聚乙烯2份(重量)帶負(fù)電的調(diào)節(jié)劑(controller)2份(重量)將包含有上述配方混合物的調(diào)色劑原料在約180℃溫度下熔解并攪拌約1.0小時，然后冷卻固化，用錘式粉碎機將其粗粉碎成100-1000微米的顆粒，接著用日本氣動Koguo股份有限公司(Nippon Pneumatic Kogyo K.K)制造的聲速射流粉碎機進(jìn)行粉碎，得到粉碎的產(chǎn)品(粉末原料)，其重量平均顆粒尺寸為10.5微米(其中顆粒尺寸為20.2微米或更大的顆粒占1%或小于1%的重量百分比，顆粒尺寸為5.04微米或更小的顆粒占9.3%重量百分比)。將已粉碎的產(chǎn)品送到圖1和圖2所示的氣流分級機中進(jìn)行分級。在該氣流分級機中，用5立方米/分的風(fēng)量將已粉碎的產(chǎn)品送入，且引入空氣16的氣流入口12是由分散百葉板13構(gòu)成的20個2厘米×0.6厘米開口(總開口面積為2×0.6×20＝24厘米2)。位于分級室下部、用來引入氣流17的氣流入口8是由分級百葉板14構(gòu)成的20個2厘米×0.2厘米的開口(總開口面積為2×0.2×20＝8厘米2)，分級室的高度為14厘米。通過氣流入口8流入的氣體17的流速約比通過氣流入口12流入的氣體16的流速快2倍。作為對粉碎產(chǎn)品的分級結(jié)果，得到了最適于作調(diào)色劑的分級產(chǎn)品，其平均顆粒尺寸為11.5微米(其中，包含有尺寸為5.04微米或更小的顆粒占0.3%重量百分比)，細(xì)粉粒已從此分級產(chǎn)品中排走，其分級產(chǎn)出率為81%，此處分級產(chǎn)出率指的是最后所得到的分級產(chǎn)品重量與送入的已粉碎的產(chǎn)品原料總重量之比。顆粒尺寸數(shù)據(jù)是由Coulter電子儀器公司生產(chǎn)的Coulter計數(shù)器得到的測量結(jié)果。
比較例1將按實例1中相同的方法得到的已粉碎產(chǎn)品送入圖5和圖6所示系統(tǒng)的氣流分級機中進(jìn)行分級。氣流分級機以5立方米/分的風(fēng)量將粉末吸入，分級室下部的氣流入口有20個2厘米×0.2厘米的開口，分級室的高度為10厘米。作為對粉碎產(chǎn)品的分級結(jié)果，可得到重量平均顆粒尺寸為11.2微米的分級產(chǎn)品(其中尺寸為5.04微米或更小的顆粒占0.9%重量百分比)，細(xì)粉粒已從分級產(chǎn)品中取走，其分級產(chǎn)出率為72%。該分級產(chǎn)出率不如實例1，此外，作為產(chǎn)品檢測結(jié)果，時時發(fā)現(xiàn)存在由很細(xì)顆粒結(jié)在一起的、尺寸為5微米或更大的團塊。
實例1與比較例1的結(jié)果如表1所示。
表1分級產(chǎn)出率重量顆粒平均顆粒尺寸分布(重量百分比%)尺寸(微米)5.04微米20.2微米或更小顆或更大顆粒粒的含量的含量實例18111.50.3%(重量)1.0%(重量)或更低比較例17211.20.9%(重量)1.0%(重量)或更低實例1中所采用分級機的主要部件尺寸如下。
導(dǎo)向筒10的內(nèi)徑約為29厘米，布料導(dǎo)向板15的外徑約為26厘米，氣流入口12和氣流入口8相距約6厘米，分級板5的外徑約為37厘米，與分級板5相對的下殼體2的內(nèi)徑約為42厘米，分級板5的細(xì)粉粒排出口7的內(nèi)徑約為10厘米。
實例2苯乙烯-丙烯鹽酸酯類樹脂(重量平均克分子量約為300，000)100份(重量)磁性鐵氧體(顆粒尺寸0.2微米)60份(重量)低分子量聚乙烯2份(重量)帶負(fù)電的調(diào)節(jié)劑2份(重量)將包含有上述配方混合物的調(diào)色劑原料在約180℃溫度下熔解并攪拌約1.0小時，然后冷卻固化，用錘式粉碎機將其粗粉碎成100-1000微米的顆粒，接著用日本氣動Kogyo股份有限公司(Nippon Pneumatic Kogyo K.K.)制造的聲速射流粉碎機進(jìn)行粉碎，得到已粉碎的產(chǎn)品，其重量平均顆粒尺寸為7.0微米(其中顆粒尺寸為16微米或更大的顆粒占1%或小于1%的重量百分比，顆粒尺寸為4.0微米或更小的顆粒占8.0%的重量百分比)。已粉碎的產(chǎn)品送到圖1和圖2所示的氣流分級機中進(jìn)行分級。在該氣流分級機中，用5立方米/分的風(fēng)量將已粉碎的產(chǎn)品送入，且氣流入口12是由分散百葉板13構(gòu)成的20個2厘米×0.2厘米的開口(總開口面積為2×0.2×20＝8厘米2)。在分級室下部的氣流入口8是由分級百葉板14構(gòu)成的20個2厘米×0.1厘米的開口(總開口面積為2×0.1×20＝4厘米2)，分級室的高度為16厘米。作為對已粉碎產(chǎn)品分級的結(jié)果，可得到重量平均顆粒尺寸為7.5微米的分級產(chǎn)品(其中尺寸為4.0微米或更小的顆粒占2.0%的重量百分比)，細(xì)粉粒已從分級產(chǎn)品中取走，其分級產(chǎn)出率為78%。
比較例2將按實例2中相同的方法得到的已粉碎產(chǎn)品送到圖5和圖6所示的氣流分級機中進(jìn)行分級。氣流分級機以5立方米/分的風(fēng)量將粉末吸入，分級室下部的氣流入口有20個2厘米×0.1厘米的開口，分級室的高度為12厘米。作為對已粉碎產(chǎn)品分級的結(jié)果，可得到重量平均顆粒尺寸為7.3微米的分級產(chǎn)品(其中尺寸為4.0微米或更小的顆粒占4.1%的重量百分比)，細(xì)粉粒已從分級產(chǎn)品中排出，其分級產(chǎn)出率為70%，該分級產(chǎn)出率不如實例2，此外，作為產(chǎn)品檢測的結(jié)果，時時發(fā)現(xiàn)存在由很細(xì)顆粒結(jié)在一起的、尺寸為3微米或更大的團塊。
實例2與比較例2的結(jié)果如表2所示。
表2分級產(chǎn)出率重量平均顆粒顆粒尺寸分布(重量百分比)尺寸(微米)4.0微米16微米或更小顆或更大顆粒的含量粒的含量實例2787.52.0%(重量)1.0%(重量)或更少比較例2707.34.1%(重量)1.0%(重量)或更少實例3苯乙烯-丙烯鹽酸酯類樹脂(重量平均克分子量約為300，000)100份(重量)
磁性鐵氧體(顆粒尺寸0.2微米)60份(重量)低分子量聚乙烯2份(重量)帶負(fù)電的調(diào)節(jié)劑2份(重量)將包含有上述配方混合物的調(diào)色劑原料在約180℃溫度下熔解并拌約1.0小時，然后冷卻固化，用錘式粉碎機將其粗粉碎成100-1000微米的顆粒，再用Hosokawa Micron股份有限公司(Hosokawn Micron K.K.)制造的ACM型粉碎機進(jìn)行粉碎，得到重量平均顆粒尺寸為30微米的粉碎產(chǎn)品。將已粉碎的產(chǎn)品送入圖1和圖2所示的氣流分級機中進(jìn)行分級，并按照圖7所示的流程圖進(jìn)行細(xì)粉碎和分級。采用日本氣動Kogyo股份有限公司(Nippon pneumatic Kogyo K.K)制造的Ⅰ-5型聲速射流粉碎機作為粉碎機，已粉碎的產(chǎn)品以5立方米/分的風(fēng)量吸入，且氣流入口有20個2厘米×0.2厘米的開口(總開口面積2×0.2×20＝8厘米2)。在分級室下部的氣流入口有20個2厘米×0.2厘米的開口(總開口面積2×0.2×20＝8厘米2)，且分級室的高度為12厘米。原料(已粉碎的產(chǎn)品)以40公斤/小時的速率送入，粉碎到規(guī)定顆粒尺寸或更小的產(chǎn)品作為細(xì)粉粒被取出。
所得到的細(xì)粉粒的重量平均顆粒尺寸為11.2微米，顆粒尺寸為5.04微米或更小的顆粒占5.0%(重量百分比)，顆粒尺寸為20.2微米或更大的顆粒占0.5%(重量百分比)，從這個事實可知，粗粉粒已精確分級。
比較例3將按實例3相同方法得到的已粉碎產(chǎn)品送入圖5和圖6所示的氣流分級機中，并按照圖7所示的流程圖進(jìn)行細(xì)粉碎和分級。采用日本氣動Kogyo股份有限公司(NipponPneumaticKogyoK.K.)制造的Ⅰ-5型聲速射流粉碎機作為粉碎機，氣流分級機以5立方米/分的風(fēng)量將已粉碎的產(chǎn)品吸入，位于分級室下部的氣流入口有20個2厘米×0.2厘米的開口，分級室的高度為8厘米。
原料(已粉碎的產(chǎn)品)以30公斤/小時的速率送入，已粉碎到規(guī)定顆粒尺寸或更小的產(chǎn)品作為細(xì)粉粒取出。所得到的細(xì)粉粒的重量平均顆粒尺寸為11.5微米，顆粒尺寸為5.04微米或更小的顆粒占9.1%(重量百分比)，顆粒尺寸為20.2微米或更大的顆粒占5.1%(重量百分比)，因而其在粗粉粒一側(cè)有較寬的分布。
實例3與比較例3的結(jié)果如表3所示。
表3加工量重量平均顆粒顆粒尺寸分布(公斤/小時)尺寸(微米)5.04微米20.2微米或更小顆或更大顆粒的含量粒的含量實例34011.25.0%(重量)0.5%(重量)比較例33011.59.1%(重量)5.1%(重量)從上表中加工量可以清楚地看出，實例3中采用的本發(fā)明分級機與比較例3中所采用的分級機相比，其處理能力極佳。
實例4除采用圖8和圖9所示的分級機作為系統(tǒng)的氣流分級機外，按實例3中相同的方法從已粉碎的產(chǎn)品中得到規(guī)定顆粒尺寸的細(xì)粉粒(重量平均顆粒尺寸約為7.4-7.5微米)作為分級產(chǎn)品，其結(jié)果如表4所示。作為參考，將采用實例3系統(tǒng)所得到的結(jié)果作為實例3A一起列出來。
表4加工量重量平均顆顆粒尺寸分布(公斤/小時)粒尺寸(微米)4.0微米16微米或更小顆或更大顆粒的含量顆粒含量實例4257.52.1%(重量)0.1%(重量)或更少實例3A207.43.5%(重量)0.1%(重量)由此可看出，使導(dǎo)向板115的外徑大于導(dǎo)向筒110的直徑改善了分級性能。
實例5苯乙烯-丙烯鹽酸酯類樹脂100份(重量)磁性材料60份(重量)電荷調(diào)節(jié)劑2份(重量)低分子量聚丙烯4份(重量)將包含有上述配方的調(diào)色劑原料在加熱條件下攪拌，冷卻，然后用錘式粉碎機將其粗粉碎。將所得到的粉末原料送入圖10和圖11所示的氣流分級機中(細(xì)粉粒排出口207與分級板205的孔徑此約為24%，分級板的傾斜角為60°)，已分出的粗粉粒再送入與上述分級機相連的Ⅰ-10型聲速射流粉碎機(日本風(fēng)動Kogyo股份有限公司制造)，以完成細(xì)粉碎(粉碎的射流空氣壓力為6公斤力/厘米2)，已細(xì)粉碎的細(xì)粉末材料與粗粉碎得到的粉末材料一起再次送到上述分級機中，得到已分離的細(xì)粉粒作為細(xì)粉碎產(chǎn)品(參見圖7的粉碎-分級系統(tǒng))。
結(jié)果可得到重量平均顆粒尺寸為14.3微米的細(xì)粉碎產(chǎn)品，顆粒尺寸為20微米或更大的顆粒含量為6.2%(重量百分比)。
實例6按實例5中相同的方法將粉末原料送到圖12所示的氣流分級機中，在用來粉碎的空氣射流壓力為6公斤力/厘米2的條件下得到精細(xì)粉碎產(chǎn)品。
結(jié)果可得到重量平均顆粒尺寸為12.6微米的細(xì)粉碎產(chǎn)品，顆粒尺寸為20微米或更大的顆粒含量為1.8%(重量百分比)。
圖12所示的氣流分級機具有如圖11所示的細(xì)粉粒排出孔，其孔徑與分級板的外徑之比為20%實例7按實例5中相同的方法將粉末原料送入如圖13所示的氣流分級機中，在用來粉碎的空氣射流壓力為6公斤力/厘米2的條件下得到精細(xì)粉碎產(chǎn)品。
結(jié)果可得到重量平均顆粒尺寸為12.1微米的細(xì)粉碎產(chǎn)品，顆粒尺寸為20微米或更大的顆粒含量為1.5%(重量百分比)。
圖13所示的氣流分級機具有如圖11所示的分級機，該板傾斜角度為50°。
實例8按實例5中相同的方法將粉末原料送入如圖14所示的氣流分級機中，在用來粉碎的空氣射流壓力為6公斤力/厘米2的條件下得到精細(xì)粉碎產(chǎn)品。
結(jié)果可得到重量平均顆粒尺寸為10.4微米的細(xì)粉碎產(chǎn)品，顆粒尺寸為20微米或更大的顆粒含量為0%(重量百分比)。
圖14所示的氣流分級機具有如圖11所示的細(xì)粉粒排出孔和分級板，排出孔孔徑與分級板外徑之比為20%，分級板的傾斜角度為50°。
實例9除了在系統(tǒng)中采用Ⅰ-5型聲速射流粉碎機(日本風(fēng)動Kogyo股份有限公司制造)與圖14所示的氣流分級機相連外，按實例8相同的方法從粉末原料得到細(xì)粉碎產(chǎn)品。
結(jié)果可得到重量平均顆粒尺寸為4.6微米的細(xì)粉碎產(chǎn)品，顆粒尺寸為10微米或更大的顆粒含量為0.1%(重量百分比)。
此處所使用的氣流分級機的分級室直徑為實例8中所用分級機分級室直徑(約為42cm)的80%。
比較例4除采用如圖5和圖6所示的、沒有氣流入口12的氣流分級機外，按實例5相同的方法得到細(xì)粉粒產(chǎn)品。上述產(chǎn)品的重量平均顆粒尺寸為18.3微米，顆粒尺寸為20微米或更大的顆粒含量為12.1%(重量百分比)，因而在粗粉粒一側(cè)有寬的分布。在進(jìn)料量與實例5相同的情況下，顆粒尺寸分布變寬了。
比較例5當(dāng)將粉末原料送入如圖5和圖6所示、且分級室直徑與實例9中的分級室直徑相同的氣流分級機中，在用來粉碎的空氣射流壓力為6公斤力/厘米2的條件下得到了細(xì)粉碎產(chǎn)品，則該產(chǎn)品的重量顆粒平均尺寸為5.8微米，顆粒尺寸為10.8微米或更大的顆粒含量為5.0%(重量百分比)。
如上所述，通過加大導(dǎo)向板的直徑來加大供料槽的直徑;設(shè)置一個氣流引入裝置，靠旋流將粉末原料散到分級室上部的外周緣;此外，將細(xì)粉粒排出口的孔徑做得較小;和/或使分級板傾斜陡度更大，就能得到顆粒尺寸小、分布精確、效率高的分級產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種用空氣流來分級粉末的分級機，它包括至少一個分級室和一個將粉末送到上述分級室的引入裝置，一個在上述分級室上部的供給粉料的粉末原料入口，一塊在上述分級室下部、中央部分高出的錐形分級板，一個位于上述分級板外周下緣、用來排出粗粉粒的粗粉粒排出口，一個位于分級板中央部分、用來排出細(xì)粉粒的細(xì)粉粒排出口，一個設(shè)置在上述分級室上部外周、形成旋轉(zhuǎn)氣流使粉末分散開的氣體流入裝置，以及一個設(shè)置在上述分級室下部、產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)氣流來分級粉末的氣流入口。
2.按照權(quán)利要求1所述的分級機，其特征在于上述氣體流入裝置設(shè)置在分級室總高度中點的上方。
3.按照權(quán)利要求1所述的分級機，其特征在于上述氣體流入裝置由百葉板組成。
4.按照權(quán)利要求1所述的分級機，其特征在于上述氣流入口由百葉板組成。
5.按照權(quán)利要求1所述的分級機，其特征在于位于分級室上部、將氣流從外面引入分級室的氣體流入裝置的氣體入口的開口面積總和為A(厘米2)，位于分級室下部的、將氣體從外面引入以便分級粉末的氣流入口的開口面積總和為B(厘米2)，則上述總和A和總和B滿足下式 1≦A/B≦20。
6.按照權(quán)利要求5所述的分級機，其特征在于從氣流入口流入的氣體流速大體上等于或大于從分級室下部氣流入口流入的氣體流速。
7.按照權(quán)利要求1所述的分級機，其特征在于分級是在主殼體內(nèi)部形成，將待分級的粉末送入分級室的導(dǎo)向筒位于上述主殼體的上部。
8.按照權(quán)利要求7所述的分級機，其特征在于分級室在導(dǎo)向板和分級板之間形成。
9.按照權(quán)利要求8所述的分級機，其特征在于上述導(dǎo)向板的外徑大于導(dǎo)向筒的內(nèi)徑，導(dǎo)向板的外緣部分與主殼體的內(nèi)壁構(gòu)成了環(huán)狀的粉末進(jìn)料入口。
10.按照權(quán)利要求1所述的分級機，其特征在于分級板有一個圓形細(xì)粉粒排出口，其直徑與分級板的最大直徑之比為10-25%。
11.按照權(quán)利要求1所述的分級機，其特征在于分級板有一個圓形細(xì)粉粒排出口，其直徑與分級板的最大直徑之比為20-25%。
12.按照權(quán)利要求1所述的分級機，其特征在于分級板相對于分級室垂直方向的傾斜夾角為30°-60°。
13.按照權(quán)利要求1所述的分級機，其特征在于分級板相對于分級室垂直方向的傾斜夾角為40°-50°。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用空氣流來分級粉末的氣流分級機，它包括至少一個分級室和一個將粉末送到上述分級室的引入裝置；一個在分級室上部的粉末原料入口；一塊在分級室下部、中央部分高出的錐形分級板，分級板下周外緣形成粗粉粒排出口，分級板中央部分有一個細(xì)粉粒排出口；在分級室上部外周有一個氣體流入裝置，形成旋流使粉末分散開；在分級室下部有一個氣流入口，產(chǎn)生加速旋流來分級粉末。
文檔編號F16C33/14GK1038039SQ8810314
公開日1989年12月20日 申請日期1988年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1988年5月31日
發(fā)明者神田仁志, 佐佐木敏明, 加藤政吉, 三村聰 申請人:佳能株式會社