[发明专利]一种气体冲击耦合多孔顶板冲压的装置

说明书

本发明涉及一种气体冲击耦合多孔顶板冲压的装置，用于实现粒子堆积致密化，其包括空气压缩机、气体稳压储罐、筒体、上封头、活动多孔顶板、支腿和气压传感器；其中，空气压缩机与气体稳压储罐连接，气体稳压储罐与筒体连通，活动多孔顶板可活动性放入筒体的内部，筒体的上端通与上封头密封连接，上封头的顶部设有进气口，气体稳压储罐通过管道连接进气口；筒体的侧壁上设有带有刻度的透视窗；筒体的下端设有支腿，所述筒体的下底面设有多个开孔。该装置实现了粒子的致密堆积，消除了单纯压制过程或气体冲击过程中所造成的料柱轴向堆积存在的密度梯度缺陷，实现了快速高效的粒子堆积致密化过程，且堆积结构均匀致密，具有良好的工作效益。

技术领域

本发明涉及一种气体冲击耦合多孔顶板冲压的装置，属于物理实验设备技术领域。

背景技术

粒子堆积致密化一直以来在能源、化工、冶金、建筑等行业中广泛存在。实现快速高效的粒子堆积致密化，对于粒子堆积密度以及排列方式提出了更为严苛的要求。目前，实现粒子堆积致密化主要通过以下三种方式：振动、压制和气体冲击。然而，振动产生的噪音大，对于多元颗粒容易出现偏析，且达到致密化的振动时间长；压制过程中由于力主要集中在压板附近，容易造成粒子的堆积密度分布不均匀，而形成顶部密度较大的缺陷；气体冲击过程中，由于粒子在堆积料柱不同高度处的自由度存在差异，故容易形成料柱底部密度大于顶部密度的梯度差，并且在气冲过程中顶部颗粒层，因受到初始瞬时气体冲击，而形成不平整料层面甚至出现部分颗粒飞溅，造成浪费及产品质量受到较大的影响。

为了平衡压制过程以及气体冲击过程中所造成的堆积密度缺陷，本发明是在本发明人之前申请的专利201810714120.6(一种高效实现粒子堆积致密化的气冲设备)的基础上进行了进一步的改进，得到更为均匀的堆积致密化产品。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种气体冲击耦合多孔顶板冲压的装置，是用于实现粒子堆积致密化的装置，该装置能够有效消除堆积料柱密度轴向梯度差，可以方便地测量气体冲击以及压制过程中的各种参数，包括气体冲压、多孔顶板受力、粒子内部受力变化以及堆积密度分布。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种气体冲击耦合多孔顶板冲压的装置，用于实现粒子堆积致密化，其包括空气压缩机、气体稳压储罐、筒体、上封头、活动多孔顶板、支腿和气压传感器；其中，所述空气压缩机与气体稳压储罐通过管道连接，所述气体稳压储罐与筒体通过管道连通，所述活动多孔顶板可活动性放入筒体的内部，所述筒体的上端通过法兰与所述上封头密封连接，所述上封头的顶部设有进气口，所述气体稳压储罐通过管道连接进气口，所述泄压阀和气压传感器分别设在上封头的进气口的两侧；所述筒体的侧壁上设有带有刻度的透视窗；所述筒体的下端设有支腿，用于支撑筒体，使得筒体的下底面与安置筒体的地面或安放面具有一定的距离，所述筒体的下底面设有多个开孔。

如上所述的气体冲击耦合多孔顶板冲压的装置，优选地，所述活动多孔顶板的大小与筒体内部的横截面积等大，活动多孔顶板上设有多个等径的通孔，所述活动多孔顶板为柔性橡胶制作。

如上所述的气体冲击耦合多孔顶板冲压的装置，在使用时，当筒内填充一定量的粒子颗粒时，所述活动多孔顶板将水平放置于料层顶部，顶板上均匀布置有等径的多孔，起到气体分流的作用以利于高压气体均匀流通，且其孔径应小于颗粒直径。

如上所述的气体冲击耦合多孔顶板冲压的装置，优选地，所述活动多孔顶板设有至少两个，多个所述多个活动多孔顶板叠加使用。

当使用两个或两个以上的活动多孔顶板时，叠加放置时的位置不同，微微错位，可形成不同孔径的通孔，可用于多不同粒径大量的粒子进行致密化，一方面可不用加工不同孔径的活动多孔顶板，便于加工，另一方面叠加使用时，增加了压力，不用制备很厚重的顶板即可，节省用料。