一種適于對輕質(zhì)無機(jī)粉體進(jìn)行連續(xù)作業(yè)的表面改性的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適于對輕質(zhì)無機(jī)粉體進(jìn)行連續(xù)作業(yè)的表面改性機(jī)，是由粉體給料計(jì)量部分、粉體預(yù)處理部分、霧化包覆部分、包覆干燥解聚部分、收料部分、PLC控制系統(tǒng)組成構(gòu)成。粉體給料計(jì)量部分由料斗（1）、氣動(dòng)插板閥（2）、失重式喂料機(jī)（3）構(gòu)成，粉體預(yù)處理部分由上進(jìn)料口（4）、加熱油管（5）、棒銷輥（6）、圓筒（7）、下出料口（8）構(gòu)成，霧化包覆部分由粉體分流錐（9）、藥劑噴嘴（10）、霧化室（11）組合構(gòu)成，包覆干燥解聚部分由粉體推進(jìn)螺旋（12）、攪拌葉（13）、蒸發(fā)干燥塔(14)構(gòu)成，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行由PLC進(jìn)行控制。本發(fā)明能夠有效地控制粉體的含水量，改性效果好、藥劑對單體粉體包覆均勻，可以用于對非金屬粉體材料尤其是輕質(zhì)粉體材料進(jìn)行連續(xù)作業(yè)的表面改性。
【專利說明】一種適于對輕質(zhì)無機(jī)粉體進(jìn)行連續(xù)作業(yè)的表面改性機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無機(jī)粉體表面改性設(shè)備，可用于各種無機(jī)粉體的表面改性，特別適合于對輕質(zhì)無機(jī)粉體進(jìn)行連續(xù)式表面改性。

【背景技術(shù)】
[0002]表面改性是優(yōu)化無機(jī)粉體材料性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。粉體表面改性的目的是通過對粉體表面進(jìn)行處理，有目的地改變粉體表面的物理化學(xué)性質(zhì)，從而提高或改善粉體材料的應(yīng)用性能和功能性，以滿足新材料、新技術(shù)和新工藝發(fā)展的需要，粉體表面改性對提高無機(jī)粉體的應(yīng)用性能和價(jià)值起著至關(guān)重要的作用。
[0003]中國無機(jī)粉體表面改性技術(shù)的研究開發(fā)始于20世紀(jì)80年代。20世紀(jì)90年代以后，由于塑料、橡膠、涂料等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，中國無機(jī)粉體表面改性技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用速度加快，并于20世紀(jì)90年代末開始了專用于表面改性設(shè)備的研發(fā)。2000年以來，以表面改性配方、工藝、設(shè)備為代表的無機(jī)粉體表面改性技術(shù)取得了顯著進(jìn)展，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的差距進(jìn)一步縮小。
[0004]影響無機(jī)粉體的表面改性效果的主要因素有:粉體的表面性質(zhì)、改性劑的種類及用量、改性工藝和表面改性設(shè)備。其中表面改性設(shè)備是實(shí)現(xiàn)粉體表面改性效果的重要因素，表面改性設(shè)備的好壞直接影響粉體與改性藥劑混合的均勻性，改性藥劑是否在粉體表面進(jìn)行均勻包覆達(dá)到單分子吸附與表面改性設(shè)備的性能直接相關(guān)。同時(shí)好的改性設(shè)備可以提高藥劑與粉體表面的吸附力，明顯提升粉體的表面改性效果。
[0005]目前，我國的粉體表面改性設(shè)備種類很多，例如高速混合機(jī)、高速?zèng)_擊式粉體表面改性機(jī)、PSC型粉體表面改性機(jī)、臥式漿葉混合機(jī)、流態(tài)化床式改性機(jī)等，但這些設(shè)備大多從化工機(jī)械借用過來，存在許多嚴(yán)重問題，這些設(shè)備存在的主要問題是:
①多數(shù)是間歇式的，存在產(chǎn)量低，能耗大，工人勞動(dòng)強(qiáng)度高；現(xiàn)有的連續(xù)式設(shè)備藥劑噴灑不均勻、改性效果差，參數(shù)不易控制，易造成環(huán)境污染等問題，故障率高。
[0006]②升溫慢，改性時(shí)間長，改性劑用量大，改性效果差。
[0007]③比較而言，高冷攪機(jī)組價(jià)格低、耐用、易操作、改性效果好。
④與國外設(shè)備相比，差距明顯，主要表現(xiàn)在連續(xù)性和改性效果方面。
[0008]中國專門利CN2550367公布了一種連續(xù)粉體表面改性機(jī)。它包括機(jī)架、裝置于機(jī)架上的改性筒、設(shè)置于改性筒上的進(jìn)、出料口、裝置于改性筒內(nèi)的主軸、連接于主軸上的轉(zhuǎn)子以及連接于改性筒內(nèi)壁面上相應(yīng)位置處的定子，主軸與動(dòng)力裝置相連。改性由多個(gè)改性腔連接而成，各個(gè)改性腔相通，每個(gè)改性腔內(nèi)均設(shè)置有主軸，進(jìn)、出料口分設(shè)于首個(gè)和末個(gè)改性腔上。但連續(xù)粉體表面改性機(jī)的功能單一，綜合技術(shù)效果差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的就是針對無機(jī)粉體材料，密度小、顆粒小、表面積大、易飛揚(yáng)等特點(diǎn)，而提供一種能夠有效地控制粉體的含水量、改性效果好、藥劑對單體粉體包覆均勻的適于對輕質(zhì)無機(jī)粉體進(jìn)行連續(xù)作業(yè)的表面改性機(jī)。
[0010]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明一種適于對輕質(zhì)無機(jī)粉體進(jìn)行連續(xù)作業(yè)的表面改性機(jī)采用以下技術(shù)方案:
本發(fā)明一種適于對輕質(zhì)無機(jī)粉體進(jìn)行連續(xù)作業(yè)的表面改性機(jī)，它是由給料計(jì)量部分、粉體預(yù)處理部分、霧化包覆部分、包覆干燥解聚部分、收料部分、PLC控制系統(tǒng)有機(jī)組合構(gòu)成:
所述的粉體給料計(jì)量部分由料斗、氣動(dòng)插板閥、失重式喂料機(jī)構(gòu)成，中間采用管道連接，氣動(dòng)插板閥位于料斗與失重式喂料機(jī)之間，；失重式喂料機(jī)能夠保證粉體物料連續(xù)均勻地給入到粉體預(yù)處理部分。
[0011]所述的粉體預(yù)處理部分由上進(jìn)料口、加熱油管、棒銷輥、圓筒、下出料口構(gòu)成，所述的圓筒為雙層筒體結(jié)構(gòu)，加熱油管設(shè)置在圓筒的雙層結(jié)構(gòu)內(nèi)，棒銷輥安裝在圓筒內(nèi)；上進(jìn)料口的上部與失重式喂料機(jī)的出料口相連通，上進(jìn)料口的下部與圓筒)的一側(cè)上部進(jìn)料口相連通，圓筒的另一側(cè)下部設(shè)有下出料口。圓筒與棒銷輥同心水平安裝，保證圓筒與棒銷輥之間有一定的距離，可使粉體物料棒銷輥的轉(zhuǎn)動(dòng)下得到很好的流化。加熱油管均勻圍繞在圓筒的雙層筒體結(jié)構(gòu)內(nèi)給圓筒內(nèi)部粉體加熱。
[0012]所述的霧化包覆部分由粉體分流錐、藥劑噴嘴、霧化室組合構(gòu)成，粉體分流錐位于霧化室內(nèi)的上部，藥劑噴嘴安裝在粉體分流錐的中心；霧化室的進(jìn)料口與粉體預(yù)處理部分的下出料口連通；粉體進(jìn)入霧化室經(jīng)，粉體分流錐使粉體呈360°C均勻下落與藥劑噴嘴形成的霧化液滴進(jìn)行充分的接觸，使粉體表面覆蓋一層液態(tài)的藥劑膜；
所述的包覆干燥解聚部分由粉體推進(jìn)螺旋、攪拌葉、蒸發(fā)干燥塔構(gòu)成，粉體推進(jìn)螺旋的進(jìn)料口與霧化包覆部分的霧化室的下部出料口連通，粉體推進(jìn)螺旋的出料口與蒸發(fā)干燥塔的進(jìn)料口連通，攪拌葉位于蒸發(fā)干燥塔的下部，在蒸發(fā)干燥塔安裝攪拌葉之處的側(cè)面設(shè)有熱風(fēng)進(jìn)口 ；粉體從霧化室由推進(jìn)螺旋給入到蒸發(fā)干燥塔內(nèi)，蒸發(fā)干燥塔底部有攪拌漿葉可以將團(tuán)聚的粉體解聚。燃燒爐提供的熱空氣以切線方向進(jìn)入到圓柱形蒸發(fā)干燥塔，粉體顆粒隨旋轉(zhuǎn)氣流上升到蒸發(fā)干燥塔頂部，干燥完全的顆粒隨氣流進(jìn)入收料部分。
[0013]所述的收料部分由管道、布袋收集器、關(guān)風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)連接構(gòu)成，管道的進(jìn)口與蒸發(fā)干燥塔的上部出料口相連，管道的出口與布袋收集器相連。引風(fēng)機(jī)可以保證整個(gè)系統(tǒng)處于微負(fù)壓狀態(tài)，蒸發(fā)干燥塔內(nèi)干燥粉體隨氣流進(jìn)入布袋收集器進(jìn)行收集，然后由關(guān)風(fēng)機(jī)完成連續(xù)出料。
[0014]所述PLC控制系統(tǒng)可以完成粉體和藥劑的精確配比，控制各單元工藝溫度，調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)的負(fù)壓大小，減少表面改性的操作誤差，并達(dá)到對粉體表面水分進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)溝通。
[0015]所述的霧化室的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為:它是由上部錐體、下部錐體組合構(gòu)成，粉體分流錐位于霧化室的上部錐體的中心處，霧化室的進(jìn)料口為霧化室的上部錐體與粉體分流錐之間的通道。
[0016]本發(fā)明一種適于對輕質(zhì)無機(jī)粉體進(jìn)行連續(xù)作業(yè)的表面改性機(jī)采用以上技術(shù)方案后，具有以下積極效果:
(I)本發(fā)明采用的技術(shù)方案是通過對粉體預(yù)處理提高粉體單體顆粒度，采用噴霧的方式使藥劑與單體粉體進(jìn)行充分接觸，以達(dá)到包覆均勻、減少藥劑用量的目的。
[0017](2)本發(fā)明采用蒸發(fā)干燥塔底部攪拌的方式使藥劑與粉體顆粒再次充分包覆，對藥劑包覆的濕粉體進(jìn)行解聚以防其干燥架橋。
[0018](3)通過控制蒸發(fā)干燥塔內(nèi)負(fù)壓氣流的速度和溫度，可以有效地控制粉體的含水量，達(dá)到改性工藝要求的數(shù)值。
[0019](4)本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，操作準(zhǔn)確、方便，對環(huán)境友好，數(shù)據(jù)顯示直觀詳盡，可以消除不同操作人員之間造成的數(shù)據(jù)差異。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明一種適于對輕質(zhì)無機(jī)粉體進(jìn)行連續(xù)作業(yè)的表面改性機(jī)斷面圖；
圖2是本發(fā)明采用的霧化包覆部分的斷面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]為進(jìn)一步描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明一種適于對輕質(zhì)無機(jī)粉體進(jìn)行連續(xù)作業(yè)的表面改性機(jī)作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0022]由圖1所示的本發(fā)明一種適于對輕質(zhì)無機(jī)粉體進(jìn)行連續(xù)作業(yè)的表面改性機(jī)斷面圖并結(jié)合圖2看出，它是由粉體給料計(jì)量部分、粉體預(yù)處理部分、霧化包覆部分、包覆干燥解聚部分、收料部分、PLC控制系統(tǒng)組成構(gòu)成。
[0023]所述的粉體給料計(jì)量部分由料斗1、氣動(dòng)插板閥2、失重式喂料機(jī)3構(gòu)成，中間采用管道連接，氣動(dòng)插板閥2位于料斗I與失重式喂料機(jī)3之間，粉體通過失重式給料機(jī)3連續(xù)將粉體物料給入粉體預(yù)處理部分；
所述的粉體預(yù)處理部分由上進(jìn)料口 4、加熱油管5、棒銷輥6、圓筒7、下出料口 8構(gòu)成，所述的圓筒7為雙層筒體結(jié)構(gòu)，加熱油管均勻圍繞在圓筒的雙層筒體結(jié)構(gòu)內(nèi)給圓筒內(nèi)部粉體加熱，棒銷棍安裝在圓筒內(nèi)，圓筒與棒銷棍同心水平安裝，以保證圓筒與棒銷棍之間有一定的距離，可使粉體物料棒銷輥的轉(zhuǎn)動(dòng)下得到很好的流化。上進(jìn)料口 4的上部與失重式喂料機(jī)3的出料口相連通，上進(jìn)料口 4的下部與圓筒7的一側(cè)上部進(jìn)料口相連通，圓筒7的另一側(cè)下部設(shè)有下出料口 8。粉體預(yù)處理部分可以根據(jù)工藝要求對粉體表面水分進(jìn)行控制，粉體經(jīng)過預(yù)處理后進(jìn)入霧化包覆部分。
[0024]所述的霧化包覆部分由粉體分流錐9、藥劑噴嘴10、霧化室11組合構(gòu)成，霧化室11是由上部錐體、下部錐體組合構(gòu)成，粉體分流錐9安裝在霧化室11內(nèi)的上部錐體內(nèi)，藥劑噴嘴10位于霧化室的上部錐體的中心處，霧化室11的進(jìn)料口與粉體預(yù)處理部分的下出料口 8連通，霧化室11的進(jìn)料口為霧化室11的上部錐體與粉體分流錐9之間的通道。在霧化包覆部分，藥劑以霧化液滴的形式與粉體表面進(jìn)行充分的接觸，使粉體表面覆蓋一層液態(tài)的藥劑膜。被覆蓋了液狀藥劑膜的粉體顆粒進(jìn)入到包覆干燥解聚部分。
[0025]所述的包覆干燥解聚部分由粉體推進(jìn)螺旋12、攪拌葉13、蒸發(fā)干燥塔14構(gòu)成，粉體推進(jìn)螺旋12的進(jìn)料口與霧化包覆部分的霧化室11的下部出料口連通，粉體推進(jìn)螺旋12的出料口與蒸發(fā)干燥塔14的進(jìn)料口連通，攪拌葉13位于蒸發(fā)干燥塔14的下部，在蒸發(fā)干燥塔14安裝攪拌葉13之處的側(cè)面設(shè)有熱風(fēng)進(jìn)口 ；在包覆干燥解聚部分，物料在熱風(fēng)和攪拌葉13的作用下進(jìn)行解聚、再包覆、干燥等工藝。改性好的粉體由后面的收料部分進(jìn)行收集。
[0026]所述的收料部分由管道15、布袋收集器18、關(guān)風(fēng)機(jī)16、引風(fēng)機(jī)17連接構(gòu)成，管道15的進(jìn)口與蒸發(fā)干燥塔14的上部出料口相連，管道15的出口與布袋收集器18相連。整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行由PLC進(jìn)行控制，PLC系統(tǒng)可以根據(jù)粉體量、藥劑添加比例進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)藥劑流量，并根據(jù)設(shè)定的工藝溫度、負(fù)壓等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。
[0027]本發(fā)明一種適于對輕質(zhì)無機(jī)粉體進(jìn)行連續(xù)作業(yè)的表面改性機(jī)是由失重式給料機(jī)3控制粉體連續(xù)均勻給入下一工序，粉體通過棒銷輥6的轉(zhuǎn)動(dòng)下得到很好的流化，導(dǎo)熱油管5加熱圓筒7內(nèi)的粉體，在流化狀態(tài)下進(jìn)行顆粒表面水分揮發(fā)，并在微負(fù)壓的情況下均勻的進(jìn)入到霧化室11 ;在霧化室11中，粉體分流錐9使粉體呈360°C均勻下落與藥劑噴嘴10形成的霧化液滴進(jìn)行充分的接觸，使粉體表面覆蓋一層液態(tài)的藥劑膜。被覆蓋了液狀藥劑膜的粉體顆粒在推進(jìn)螺旋12的推力下進(jìn)入到蒸發(fā)干燥塔14進(jìn)行解聚、再包覆、干燥，最后通過布袋收集器18、關(guān)鳳機(jī)16得到表面改性好的粉體。
【權(quán)利要求】
1.一種適于對輕質(zhì)無機(jī)粉體進(jìn)行連續(xù)作業(yè)的表面改性機(jī)，其特征在于是由粉體給料計(jì)量部分、粉體預(yù)處理部分、霧化包覆部分、包覆干燥解聚部分、收料部分、PLC控制系統(tǒng)組成構(gòu)成: 所述的粉體給料計(jì)量部分由料斗(1)、氣動(dòng)插板閥(2)、失重式喂料機(jī)(3)構(gòu)成，中間采用管道連接，氣動(dòng)插板閥(2)位于料斗(1)與失重式喂料機(jī)(3)之間； 所述的粉體預(yù)處理部分由上進(jìn)料口(4)、加熱油管(5)、棒銷輥(6)、圓筒(7)、下出料口(8)構(gòu)成，所述的圓筒(7)為雙層筒體結(jié)構(gòu)，加熱油管(5)均勻圍繞在圓筒(7)的雙層筒體結(jié)構(gòu)內(nèi)給圓筒(7)內(nèi)部粉體加熱，棒銷輥(6)安裝在圓筒(7)內(nèi)，圓筒(7)與棒銷輥(6)同心水平安裝；上進(jìn)料口(4)的上部與失重式喂料機(jī)(3)的出料口相連通，上進(jìn)料口(4)的下部與圓筒(7)的一側(cè)上部進(jìn)料口相連通，圓筒(7)的另一側(cè)下部設(shè)有下出料口(8)； 所述的霧化包覆部分由粉體分流錐(9)、藥劑噴嘴(10)、霧化室(11)組合構(gòu)成，粉體分流錐(9)位于霧化室(11)內(nèi)的上部，藥劑噴嘴(10)安裝在粉體分流錐(9)的中心；霧化室(11)的進(jìn)料口與粉體預(yù)處理部分的下出料口(8)連通；粉體分流錐(9)使粉體呈360°C均勻下落與藥劑噴嘴(10)形成的霧化液滴進(jìn)行充分的接觸，使粉體表面覆蓋一層液態(tài)的藥劑膜； 所述的包覆干燥解聚部分由粉體推進(jìn)螺旋(12)、攪拌葉(13)、蒸發(fā)干燥塔(14)構(gòu)成，粉體推進(jìn)螺旋(12)的進(jìn)料口與霧化包覆部分的霧化室(11)的下部出料口連通，粉體推進(jìn)螺旋(12)的出料口與蒸發(fā)干燥塔(14)的進(jìn)料口連通，攪拌葉(13)位于蒸發(fā)干燥塔(14)的下部，在蒸發(fā)干燥塔(14)安裝攪拌葉(13)之處的側(cè)面設(shè)有熱風(fēng)進(jìn)口 ；燃燒爐提供的熱空氣以切線方向進(jìn)入到圓柱形蒸發(fā)干燥塔(14)，粉體顆粒隨旋轉(zhuǎn)氣流上升到蒸發(fā)干燥塔(14)頂部，干燥完全的顆粒隨氣流進(jìn)入收料部分； 所述的收料部分由管道(15)、布袋收集器(18)、關(guān)風(fēng)機(jī)(16)、引風(fēng)機(jī)(17)連接構(gòu)成，管道(15)的進(jìn)口與蒸發(fā)干燥塔(14)的上部出料口相連，管道(15)的出口與布袋收集器(18)相連； PLC控制系統(tǒng)用以控制和調(diào)整粉體和藥劑的精確配比、各單元工藝溫度、系統(tǒng)內(nèi)的負(fù)壓大小，并達(dá)到對粉體表面水分進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)人機(jī)溝通。
2.如權(quán)利要求1所述的一種適于對輕質(zhì)無機(jī)粉體進(jìn)行連續(xù)作業(yè)的表面改性機(jī)，其特征在于:所述的霧化室(11)由上部錐體、下部錐體組合構(gòu)成，粉體分流錐(9)位于霧化室(11)上部錐體的中心處，霧化室(11)的進(jìn)料口為霧化室(11)的上部錐體與粉體分流錐(9 )之間的通道。
【文檔編號】B65G53/34GK104444378SQ201410520026
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】劉亞輝, 許傳華 申請人:中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司, 中鋼集團(tuán)馬鞍山礦院新材料科技有限公司