КЛАССИФИКАТОР МЕЛКОДИСПЕРСНОГО ПОРОШКА В ГАЗОВОЙ СРЕДЕ Российский патент 2009 года по МПК B07B7/00 

Предлагаемое изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано для разделения на фракции металлических порошков при изготовлении изделий из них, а также для разделения на фракции других сыпучих материалов.

Известен классификатор порошка в среде инертного газа, состоящий из ситового полотна, вибропривода и обечайки, в котором рассев ведут путем создания колебательно-вращательного движения надрешеточного продукта, периодически останавливая рассев для очистки ситового полотна от крупных гранул («Вибрационный рассев гранул жаропрочных никелевых сплавов на установке КРП-3», авторы: Кошелев В.Я., Голубева Е.А., Дурманова Г.Я., Технология легких сплавов, №1, 1996 г.).

Недостатком этого устройства является низкая эффективность классификации мелкодисперсного порошка размером менее 100 мкм, связанная с тем, что на мелкий порошок начинает оказывать заметное влияние сила аэродинамического сопротивления, обусловленная вязкостью газовой среды, вследствие чего понижается энергия частицы при прохождении ее через ситовое полотно, что снижает выход годного.

Известен также классификатор мелкодисперсного порошка в газовой среде, включающий вибропривод, обечайку со сплошной металлической панелью, жестко закрепленной на нижней ее кромке и выполненной с круговыми ребрами разной высоты, образующими каналы, и центрально расположенной емкостью питателя с прорезью для подачи порошка, в котором разделение порошка ведут путем создания колебательно-вращательного движения порошка вдоль ребер и сообщения (придания) частицам порошка скорости, направленной вверх в направлении уменьшающейся при движении частицы в газовой среде в зависимости от размера ее, в результате чего крупные частицы преодолевают ребро, а мелкие не преодолевают (Патент РФ №2300428, МПК В07В 4/08, В07В 7/00), прототип.

Недостатком этого устройства является невозможность получить фракции порошка с частицами одного размера и, как следствие, получать изделия высокого качества из-за неоднородности структуры.

Предлагаемый классификатор для разделения мелкодисперсного порошка в газовой среде включает вибропривод, панели с круговыми ребрами разной высоты, каждая из которых одинаково разделена круговыми и/или радиальными перегородками, по меньшей мере, на две секции с ребрами разной высоты, определяемой из соотношения:

где h - высота ребра, см;

f - частота колебаний панели в зоне ребра, 1/с;

А - амплитуда колебаний панели в зоне ребра, см;

- ускорение силы тяжести, см/с²;

ρ - плотность материала частицы, г/см³;

ξ - вязкость газовой среды, г/с·см;

D - диаметр частицы порошка, равный граничному значению фракции, см,

при этом каждая секция снабжена питателем для подачи порошка, и в каждой секции в панели выполнены отверстия для отвода фракций порошка.

Предлагаемый классификатор отличается от прототипа тем, что он снабжен, по крайней мере, одной дополнительной панелью, каждая панель разделена круговыми и/или радиальными перегородками, по меньшей мере, на две секции с ребрами разной высоты, определяемой из соотношения:

где h - высота ребра, см;

f - частота колебаний панели в зоне ребра, 1/с;

А - амплитуда колебаний панели в зоне ребра, см;

- ускорение силы тяжести, см/с²;

ρ - плотность материала частицы, г/см³;

ξ - вязкость газовой среды, г/с·см;

D - диаметр частицы порошка, равный граничному значению фракции, см,

при этом каждая секция снабжена питателем для подачи порошка, и в каждой секции в панели выполнены отверстия для отвода фракций порошка.

Технический результат - получение однородной по размеру массы порошка, что обуславливает высокое качество изделий, изготовленных из порошка, повышает выход годного продукта.

Предлагаемая конструкция позволяет разделять мелкодисперсный порошок на фракции за счет установления на пути движения порошка ребра оптимальной высоты. В условиях вибрации и наличия вязкости газовой среды частицы порошка подскакивают на разную высоту в зависимости от их размера. Крупные частицы порошка перескакивают ребро, а мелкие нет, вследствие чего происходит их разделение на однородные по размеру фракции. В результате этого достигается однородность структуры и стабильность физико-механических свойств материала, полученного из разделенных гранул, и тем самым повышается качество изделий, возрастает выход годного. Кроме того, за счет введения многоярусности и многосекционности классификатор позволяет достичь многократного роста производительности процесса.

Предлагаемый классификатор поясняется чертежами, где:

- на фиг.1 изображены сбоку секционный питатель для подачи порошка и выходные отверстия в панели для отвода фракций порошка;

- на фиг.2 изображен классификатор сверху.

Многоярусный многосекционный аэромеханический классификатор состоит из вибропривода 1, панелей-ярусов 2 с ребрами 3 и каналами 4, круговых перегородок 5, радиальных перегородок 6, секций 7, секционных питателей 8. В панели 2 каждой секции 7 выполнены отверстия для отвода крупной фракции 9 и мелкой фракции 10 порошка.

Предлагаемый классификатор работает следующим образом.

Включается вибропривод 1, исходный порошок через питатель 8 подается одновременно на все секции 7 всех панелей 2 в крайний из каналов 4. В результате вращательно-колебательных движений классификатора порошок движется вдоль ребра 3, частицы его подскакивают на разную высоту в зависимости от своего размера. Мелкие частицы порошка, не перескочив ребро 3, двигаются вдоль него к выходному отверстию 10. Крупные частицы подскакивают на высоту, большую, чем высота ребра 3, преодолевая его, поступают в следующий канал и продолжают движение вдоль более высокого ребра 3. Еще более крупные частицы, перескакивая это ребро, поступают в очередной канал. Самые крупные частицы достигают последнего канала и, двигаясь вдоль круговой перегородки 5, поступают к выходному отверстию 9.

Таким образом в результате классификации мелкодисперсного порошка образуются фракции порошка с максимальным содержанием частиц одного размера в каждой, что позволяет получать изделия с однородной структурой и, как следствие, повысить качество получаемых изделий, повысить малоцикловую усталость примерно в 8-10 раз и выход годного на 1,5-2%.

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано для разделения на фракции металлических порошков при изготовлении изделий из них, а также для разделения других сыпучих материалов. Классификатор мелкодисперсного порошка в газовой среде содержит вибратор, панель с круговыми ребрами разной высоты, образующими каналы. Классификатор снабжен, по крайней мере, одной дополнительной панелью, каждая из панелей разделена круговыми и/или радиальными перегородками, по крайней мере, на две секции с ребрами разной высоты, определяемой из соотношения: h=50·A²·f²/g+180·A·f·ξ/ρ·D², где h - высота ребра, см; f - частота колебаний панели в зоне ребра, 1/с; А - амплитуда колебаний панели в зоне ребра, см; g - ускорение силы тяжести, см/с²; ρ - плотность материала частицы, г/см³; ξ - вязкость газовой среды, г/с·см; D - диаметр частицы порошка, равный граничному значению фракции, см. Каждая секция снабжена питателем для подачи порошка, и в каждой секции в панели выполнены отверстия для отвода фракций порошка. Технический результат - повышение выхода годного продукта, а также повышение качества изделий, получение однородной по размеру массы порошка. 2 ил.

Классификатор мелкодисперсного порошка в газовой среде, включающий вибратор, панель с круговыми ребрами разной высоты, образующими каналы, отличающийся тем, что он снабжен, по крайней мере, одной дополнительной панелью, каждая из панелей разделена круговыми и/или радиальными перегородками, по крайней мере, на две секции с ребрами разной высоты, определяемой из соотношения:

,

где h - высота ребра, см;

f - частота колебаний панели в зоне ребра, 1/с;

А - амплитуда колебаний панели в зоне ребра, см;

g - ускорение силы тяжести, см/с²;

ρ - плотность материала частицы, г/см³;

ξ - вязкость газовой среды, г/с·см;

D - диаметр частицы порошка, равный граничному значению фракции, см,

при этом каждая секция снабжена питателем для подачи порошка, и в каждой секции в панели выполнены отверстия для отвода фракций порошка.