[发明专利]基于可控磁场力的微细颗粒精确分级装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于可控磁场力的微细颗粒精确分级装置及方法。包括压缩空气输入模块、微颗粒储存及进料模块和微颗粒分级模块；压缩空气源依次经节流阀和流量计与压缩空气初级通道相连，压缩空气初级通道经压缩空气二级通道与压缩空气三级通道相连；微颗粒料箱分别经微颗粒进料通道与压缩空气二级通道与压缩空气三级通道相连；微颗粒分级腔体中的微细颗粒在磁场作用下经微颗粒回收通道落入微颗粒回收料箱。本发明利用磁场力作为微细颗粒分级的驱动力，可控性好，可以通过调整压缩空气气流速度定量化的控制磁场力的大小，分级精度高，不会对分级装置内壁产生磨损，从而保证微细颗粒分级后的清洁度。

技术领域

本发明涉及一种微细颗粒分级装置及方法，尤其涉及一种基于可控磁场力的微细颗粒精确分级装置及方法。

背景技术

目前，对于微细颗粒物料的分离和分级，通常采用气流离心力筛选的方法、筛网筛选法以及在气体或液体介质中的重力沉降法等。气流离心力筛选方法依靠高速旋转产生的离心力对不同粒径的微粒进行分级，夹杂微细颗粒的气流在高速运动时，颗粒会对装置内壁产生磨损，从而对颗粒造成污染，影响颗粒的清洁度。因此，此种分级方法不适合于一些对颗粒清洁度要求较高场合的应用。筛网筛选法是一种传统的分级方法，可以采用不同目数的筛网完成微粒的分级工作，虽然筛网分级原理和结构最为简单，但是微细筛网网孔的制作难度较大，网孔越细筛网的制作成本越高，而且对于小颗粒而言，微细筛网网孔容易堵塞，影响到分级效果，不适合普及应用。重力沉降法属于湿式分级方法，微粒在流体中的粘滞阻力、表面性质以及微粒的质量给分级带来极大的影响，随着粒径的减小，1微米的微粒在空气或水中的沉降末速已接近布朗运动的速度，与此同时，有些微粒在液体中会溶解，导致液体沉降法存在局限性，所以直接利用重力场的沉降速度差进行分级精度较低，且适用范围有限。为了改善重力沉将法的效果，有学者提出在重力方向上施加电场使微粒之间的沉将速度差增大，然而此种方法需要先将微颗粒置于分散液中，对于微粒分散液的后续处理也是一大问题，不利于微粒分级过程中节能减排的实施。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种基于可控磁场力的微细颗粒精确分级装置及方法，利用磁场对带电颗粒所产生的磁场力，通过控制磁场力的大小使不同粒径的微细颗粒以不同的轨迹沉降到不同的微粒收集通道中，实现微细颗粒的精确分级，同时在分级装置外壁上加载超声振动机构，利用高频振动防止微细颗粒粘附在装置内壁上，实现清洁化分级。

本发明采用的技术方案如下：

一、一种基于可控磁场力的微细颗粒精确分级装置

本发明包括压缩空气输入模块、微颗粒储存及进料模块和微颗粒分级模块。

所述空气输入模块包括压缩空气源、压缩空气初级通道、压缩空气二级通道、压缩空气三级通道、节流阀和流量计，压缩空气源依次经节流阀和流量计与压缩空气初级通道相连，压缩空气初级通道经压缩空气二级通道与压缩空气三级通道相连。

所述微颗粒储存及进料模块包括微颗粒料箱和微颗粒进料通道，微颗粒进料通道开有一个进口和两个出口，一个进口与微颗粒料箱连接相通，两个出口分别与空气二级通道、压缩空气三级通道连接相通。

所述微颗粒分级模块包括微颗粒荷电腔体、微颗粒分级腔体、微颗粒回收料箱Ⅰ、微颗粒回收通道Ⅰ、微颗粒回收料箱Ⅱ、微颗粒回收通道Ⅱ、微颗粒回收料箱Ⅲ、微颗粒回收通道Ⅲ、高压直流电源、永磁体Ⅰ、永磁体Ⅱ，压缩空气三级通道经微颗粒荷电腔体与微颗粒分级腔体连接相通，微颗粒荷电腔体与高压直流电源相连；微颗粒分级腔体底部沿微颗粒分级腔体开口方向依次设置有微颗粒回收通道Ⅰ、微颗粒回收通道Ⅱ、微颗粒回收通道Ⅲ，微颗粒回收通道Ⅰ、微颗粒回收通道Ⅱ、微颗粒回收通道Ⅲ出口分别连通至微颗粒回收料箱Ⅰ、微颗粒回收料箱Ⅱ、微颗粒回收料箱Ⅲ；微颗粒分级腔体两侧外壁分别安装有永磁体Ⅰ和永磁体Ⅱ。

每个微颗粒回收通道出口处均安装有静电消除器，用于消除微细颗粒所携带电荷，便于其后续的使用。