本發(fā)明屬于粉末冶金，涉及一種粉體的分級處理系統(tǒng)裝置及工藝方法。

背景技術(shù)：

1、隨著粉末制備技術(shù)的發(fā)展以及粉末在各領(lǐng)域中應(yīng)用越來越廣泛，經(jīng)常需要實現(xiàn)粉體的定量送粉。在熱噴涂領(lǐng)域，粉末顆粒的粒度和形貌對涂層的質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響，隨著納米粉末材料的興起，當前熱噴涂應(yīng)用的粉末也變得細小(由納米材料顆粒團聚而成的超細粉通常5-30μm范圍)。細小的粉末有利于形成涂層需要的特殊功能以及涂層表面光滑的形貌，但是傳統(tǒng)的粉末的篩分方式時難以同時滿足超細顆粒粒度分布的窄粒度和高邊界精度，且篩分過程中粉末顆粒形貌容易被破壞，分級時容易堵網(wǎng)，在輸送時超細粉末在送粉器中容易架橋、壓實、結(jié)塊、堵粉，造成粉末輸送中斷、影響噴涂過程的穩(wěn)定性導(dǎo)致涂層不均勻等問題。此外，超細粉末由于粒度細微，活性高，容易受潮或產(chǎn)生靜電團聚，會增加輸送和噴涂的難度。因此，需要一種有效的粉末分級和輸送方法來解決上述問題。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，粉末分級通常采用單一的機械篩分或風(fēng)力分級法進行分級，如專利cn221335435u采用單一的風(fēng)力分級方法進行分級，該方案難以獲得粒度分布窄、球形度高的粉末，且該專利未涉及粉末輸送。專利cn114538142a采用機械振動篩分法，可以在一定程度上降低超細粉體顆粒的粒徑范圍達到23-45μm，但是對于更細的超細粉(5-30μm范圍)篩分和輸送功能的優(yōu)勢并不明顯。同時，在粉末輸送過程中，粉末易在輸送管道和噴槍內(nèi)壁附著，導(dǎo)致堵塞。此外，傳統(tǒng)的振動篩分設(shè)備存在堵網(wǎng)現(xiàn)象，降低了分級效率和精度。專利cn109530710a通過將氣流分級與機械分級結(jié)合進行粉末分級，主要針對金屬粉末，且分級僅區(qū)分開部分超細粉(1-20μm)與常規(guī)粒度粉末，分級程度不滿足熱噴涂超細粉的窄粒度和高邊界精度要求(1-30μm)，其20-53μm范圍的粉末分級邊界不清晰。此外，目前也有利用氣力送粉或真空送粉的方式，可以有效解決粉體團聚、易結(jié)塊等問題，但這些裝置一般體積比較大，超細粉體容易粘附在設(shè)備內(nèi)壁，重量損失較大需要改進。

3、因此，如何同時滿足超細顆粒粒度分布的窄粒度和高邊界精度，且篩分過程中粉末顆粒形貌不易破壞，從而達到精確分級，實現(xiàn)高效輸送，是亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種粉體的分級處理系統(tǒng)裝置及工藝方法。本發(fā)明通過結(jié)合機械分級、氣力分級、風(fēng)力分離和超聲波震蕩清網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)了粉末的精確分級，滿足了超細顆粒粒度分布的窄粒度和高邊界精度的要求，同時篩分過程中粉末顆粒形貌完整，有利于實現(xiàn)高效輸送。

2、為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種粉體的分級處理系統(tǒng)裝置，所述分級處理系統(tǒng)裝置包括分級裝置和輸送裝置。

4、所述分級裝置沿著粉體運動的方向包括依次連接的一級振動篩分裝置、二級振動篩分裝置和風(fēng)力分離裝置；所述一級振動篩分裝置和二級振動篩分裝置中各自設(shè)置有環(huán)形超聲波振動清網(wǎng)裝置和氣體動力裝置。

5、所述輸送裝置用于對分級后的粉體進行輸送，然后作用于目標物體。

6、本發(fā)明通過結(jié)合機械分級、氣力分級、風(fēng)力分離和超聲波震蕩清網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)了粉末的精確分級，滿足了超細顆粒粒度分布的窄粒度和高邊界精度的要求，同時篩分過程中粉末顆粒形貌完整，有利于實現(xiàn)高效輸送。

7、優(yōu)選地，所述一級振動篩分裝置沿粉體運動方向包括進料粉斗和一級篩網(wǎng)，所述一級篩網(wǎng)用于初步分離顆粒度≥38μm的粉體。

8、優(yōu)選地，所述一級振動篩分裝置通過第一側(cè)方管道連接第一粉體儲存罐，用于儲存初步分離后的顆粒度≥38μm的粉體。

9、優(yōu)選地，所述進料粉斗通過側(cè)方供氣管道連接所述氣體動力裝置，用于為粉體的篩分提供風(fēng)力，記為第一氣體動力裝置。

10、優(yōu)選地，所述一級篩網(wǎng)的下端連接有第一支撐環(huán)，所述第一支撐環(huán)的外側(cè)設(shè)置有第一基座，所述第一支撐環(huán)的內(nèi)側(cè)設(shè)置有所述環(huán)形超聲波振動清網(wǎng)裝置，所述環(huán)形超聲波振動清網(wǎng)裝置為環(huán)形超聲波發(fā)生器。

11、優(yōu)選地，所述一級篩網(wǎng)的機械振動為環(huán)形振動，所述環(huán)形振動的振動頻率為150-300hz。

12、優(yōu)選地，所述一級振動篩分裝置中的環(huán)形超聲波振動清網(wǎng)裝置的振動清網(wǎng)頻率為20-30khz。

13、優(yōu)選地，所述一級振動篩分裝置還包括第一密封罩，所述第一密封罩環(huán)繞設(shè)置于所述進料粉斗與一級篩網(wǎng)的外部，用于隔絕篩分過程中產(chǎn)生的粉塵外溢。

14、優(yōu)選地，所述進料粉斗通過第一漏粉管道輸送粉體至所述一級篩網(wǎng)進行篩分。

15、優(yōu)選地，所述第一漏粉管道和所述一級篩網(wǎng)之間設(shè)置有多個第一引流孔，用于粉體在一級篩網(wǎng)上的均勻篩分。

16、優(yōu)選地，所述第一漏粉管道和所述供氣管道上均設(shè)置有蝶閥。

17、優(yōu)選地，所述二級振動篩分裝置沿粉體運動方向包括第一粉體收集器和二級篩網(wǎng)，所述第一粉體收集器用于收集一級篩網(wǎng)篩分后的顆粒度＜38μm的粉體，所述二級篩網(wǎng)用于分離顆粒度在23-38μm范圍內(nèi)的粉體。

18、優(yōu)選地，所述二級振動篩分裝置通過第二側(cè)方管道連接第二粉體儲存罐，用于儲存分離后的顆粒度在23-38μm范圍內(nèi)的粉體。

19、優(yōu)選地，所述二級篩網(wǎng)的下端連接有第二支撐環(huán)，所述第二支撐環(huán)的外側(cè)設(shè)置有第二基座，所述第二支撐環(huán)的內(nèi)側(cè)設(shè)置有所述環(huán)形超聲波振動清網(wǎng)裝置，所述環(huán)形超聲波振動清網(wǎng)裝置為環(huán)形超聲波發(fā)生器。

20、優(yōu)選地，所述二級篩網(wǎng)的機械振動為環(huán)形振動，所述環(huán)形振動的振動頻率為150-300hz。

21、優(yōu)選地，所述二級振動篩分裝置中的環(huán)形超聲波振動清網(wǎng)裝置的振動清網(wǎng)頻率為20-30khz。

22、優(yōu)選地，所述二級振動篩分裝置還包括第二密封罩，所述第二密封罩環(huán)繞設(shè)置于所述第一粉體收集器和二級篩網(wǎng)的外部，用于隔絕篩分過程中產(chǎn)生的粉塵外溢。

23、優(yōu)選地，所述第二密封罩通過所述第二側(cè)方管道連通所述第二粉體儲存罐。

24、優(yōu)選地，所述第二密封罩通過氣體輸送管道連接所述氣體動力裝置，用于為粉體的篩分提供風(fēng)力，記為第二氣體動力裝置。

25、優(yōu)選地，所述第一粉體收集器通過第二漏粉管道輸送粉體至所述二級篩網(wǎng)進行篩分。

26、優(yōu)選地，所述第二漏粉管道和所述二級篩網(wǎng)之間設(shè)置有多個第二引流孔，用于粉體在二級篩網(wǎng)上的均勻篩分。

27、優(yōu)選地，所述第二漏粉管道和所述氣體輸送管道上均設(shè)置有蝶閥。

28、優(yōu)選地，所述風(fēng)力分離裝置沿著粉體運動的方向包括依次連接的第二粉體收集器和旋風(fēng)分離器，所述第二粉體收集器用于收集二級篩網(wǎng)篩分后的顆粒度＜23μm的粉體，所述旋風(fēng)分離器用于分離顆粒度在1-23μm范圍內(nèi)的粉體。

29、優(yōu)選地，所述第二粉體收集器和旋風(fēng)分離器之間通過第三漏粉管道連接，所述第三漏粉管道的一端連通所述第二粉體收集器的出粉口，另一端連通所述旋風(fēng)分離器的進粉口，所述進粉口設(shè)置于所述旋風(fēng)分離器的上端側(cè)部。

30、優(yōu)選地，所述旋風(fēng)分離器的上端連通所述第二氣體動力裝置，用于回收氣體，所述旋風(fēng)分離器的下端連通第三粉體儲存罐，用于儲存顆粒度在1-23μm范圍內(nèi)的粉體。

31、優(yōu)選地，所述旋風(fēng)分離器和所述第二氣體動力裝置之間設(shè)置有過濾器，用于過濾顆粒度＜1μm的粉體。

32、優(yōu)選地，所述第三漏粉管道上設(shè)置有蝶閥。

33、優(yōu)選地，所述分級裝置還包括plc控制器，所述plc控制器用于控制所述分級處理系統(tǒng)裝置的運行。

34、優(yōu)選地，所述輸送裝置包括：

35、輸送管道，所述輸送管道用于輸送粉體至熱噴涂裝置進行噴涂。

36、質(zhì)量流量計，所述質(zhì)量流量計用于控制輸送載氣的工藝參數(shù)。

37、超聲波脈沖振動裝置，所述超聲波脈沖振動裝置位于所述輸送管道的外側(cè)壁且靠近所述輸送管道的出粉口處，用于使粉體在輸送管道內(nèi)保持懸浮霧化狀態(tài)。

38、優(yōu)選地，所述輸送管道的材質(zhì)為防靜電材料，用于減少粉體的內(nèi)壁附著。

39、第二方面，本發(fā)明提供一種粉末的分級處理及輸送的工藝方法，所述工藝方法在如第一方面所述的分級處理系統(tǒng)裝置中進行，所述工藝方法包括以下步驟：

40、將待篩分的原始粉體通過一級振動篩分裝置、二級振動篩分裝置和風(fēng)力分離裝置，分別篩分得到不同顆粒度分布范圍的粉體。

41、將篩分后得到的粉體通過輸送裝置進行輸送，然后作用于目標物體。

42、優(yōu)選地，所述工藝方法包括以下步驟：

43、(1)將待篩分的原始粉體裝入進料粉斗，然后進入目數(shù)為400目的一級篩網(wǎng)進行振動篩分，篩分后顆粒度≥38μm的粉體進入第一粉體儲存罐，而顆粒度＜38μm的粉體通過一級篩網(wǎng)進入第一粉體收集器。

44、其中，所述原始粉體包括金屬陶瓷粉末、合金金屬粉末或金屬氧化物陶瓷粉末中的任意一種或至少兩種的組合，所述原始粉體的顆粒度分布范圍為1-150μm。

45、(2)第一粉體收集器中的粉體進入目數(shù)為600目的二級篩網(wǎng)進行振動篩分，篩分后顆粒度在23-38μm范圍內(nèi)的粉體進入第二粉體儲存罐，而顆粒度＜23μm的粉體通過二級篩網(wǎng)進入第二粉體收集器。

46、(3)第二粉體收集器中的粉體通過第三漏粉管道進入旋風(fēng)分離器，借助離心力和阻力的作用，在第三粉體儲存罐中沉降收集顆粒度在1-23μm范圍內(nèi)的粉體，而顆粒度＜1μm的破碎粉體隨著氣體流動經(jīng)過濾器過濾后留在過濾器的濾網(wǎng)中，而經(jīng)過過濾器的氣體則回到第二氣體動力裝置中回收，重新用于粉體的輔助分級。

47、但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

48、本發(fā)明所述的數(shù)值范圍不僅包括上述例舉的點值，還包括沒有例舉出的上述數(shù)值范圍之間的任意的點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點值。

49、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

50、本發(fā)明通過結(jié)合機械分級、氣力分級、風(fēng)力分離和超聲波震蕩清網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)了粉末的精確分級，滿足了超細顆粒粒度分布的窄粒度和高邊界精度的要求，同時篩分過程中粉末顆粒形貌完整，有利于實現(xiàn)高效輸送。