[实用新型]磨料微粉超声溢流法分级装置

说明书

技术领域

本实用新型属于磨料微粉加工设备技术领域，尤其涉及一种磨料微粉分级装置。

背景技术

分级是磨料微粉加工的重要作业之一，溢流法是磨料微粉分级方法中的一种。溢流分级法是根据磨料微粉颗粒密度、大小的不同，在介质中的沉降速度差异进行粗细分离的一种方法。

目前国内在微粉生产中广泛使用的现有的溢流法分级装置如图1所示。它的特点是结构简单、制造方便；其缺点是料浆浓度低(因而分级效率低)、大粒不易控制。本实用新型就是专门针对现有的溢流法分级装置的上述缺点所作的改进。

现有的溢流法分级装置包括有：溢流槽1和溢流筒2，所述溢流筒2呈细长的漏斗形状，其中心线位于垂直于水平面的直线上；溢流槽1位于溢流筒2的顶部，所述溢流筒2的顶部开口位于溢流槽1内；溢流筒2的底部设置有进水口4和粗料排放口5，流筒2的中部设置有料浆进口3。

现有的溢流法分级装置的工作原理是：

水经过流量控制后从溢流筒底部进入，并从溢流筒顶部溢出。待分级的料浆从溢流筒中部注入。料浆中的颗粒在溢流筒中主要受到重力、水流的冲力作用。由于磨料微粉颗粒的密度大于水的密度，因此颗粒相对于水总是在下沉。当颗粒浓度足够低，以致于下沉中相邻颗粒不会相互干扰时，下沉的速度V1由Stokes定律确定：

V=(ρs-ρf)g18ηD2]]>

(ρ_s-样品密度(对同一磨料基本为常数)，ρ_f-介质密度，η-介质粘度系数，

D-样品粒径(对同一磨料为常数)。)

根据此定律，下沉速度与粒径D的平方成正比。假设水流上升速度为V2，当V1＞＝V2时颗粒相对溢流筒下沉，当V1＜V2时颗粒上浮溢出。水流速度V2由流量控制器控制，理论上在溢流筒的上沿处，如果V2小于目标大粒的下沉速度V1，则粗颗粒不会溢出筒口，较小颗粒则从溢流筒顶部溢出，以此来进行分级。

从以上的工作原理不难看出，现有的溢流法分级装置要想实现精密分级，就得克服以下几个方面的影响：

1)料浆浓度的影响

料浆浓度必须足够稀(例如2％)，以保证能够满足Stokes公式的条件。

2)流速不均的影响

如果溢流筒内各处截面上的水流流速不均或流速不平稳，导致局部流速快或慢，则会出现跑粗粒和颗粒在筒内翻涌的现象。

3)温度的影响

由以上Stokes定律可以看到，颗粒的沉降速度与介质密度和介质粘度系数有关，而介质密度和介质粘度系数又随温度的变化而变化。也就是说不同的温度下颗粒的沉降速度都不同。所以在精密分级时，水的流速要即时的随温度的变化而变化。

4)颗粒形状的影响

在显微镜下，可以看到微粉颗粒的形状都是不规则的，有的是片状、有的是针状等等。这些不规则的颗粒在溢流介质中的所处的状态不一样其沉降速度也是不一样的。比如说片状的颗粒在平躺着时的沉降速度，与其竖直时的沉降速度有很大的差异。在精密分级时，水的流速也要根据颗粒形状和其在水中的状态来随时调整。

现有的溢流法分级装置其工作原理决定浓度很低(例如2％)的颗粒必须在匀速上升的水流中进行分级，它首先要保证溢流筒分级段的水流是匀速上升的。水从底部注入溢流筒后，经过溢流筒内的“V”型段后，水流速才会均匀，所以料浆在中部注入才满足其分级的条件。而溢流筒底部有截面变化，水的流速不均匀，所以料浆进口不能设在底部。

以上几个方面的影响，决定了现有的溢流法分级装置必然是低效、分级精度难以控制的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种磨料微粉超声溢流法分级装置，不仅分级效率高，而且结构简单、控制简单、制造方便。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：