[发明专利]一种利用热泳力筛分超细颗粒的方法及装置

说明书

本发明公开了一种利用热泳力筛分超细颗粒的方法及装置，驱动空气以预设流速流过热泳通道，对与固定在热泳通道内的伸缩隔板较远的热泳通道一侧进行加热，使热泳通道中气流两侧具有高低温差，颗粒物料在热泳通道中受到高低温差产生的热泳力作用而发生偏移运动，热泳力的方向与热泳通道中气流方向垂直且由温度高的一侧指向温度低的一侧，粒径不同的颗粒受到的热泳力大小不同，粒径越小的颗粒受到的热泳力越大，偏移程度也越大，使粒径小于或等于预设阈值的细料颗粒和大于预设阈值的粗料颗粒分离在伸缩隔板两侧，且分别从热泳通道的细料出口和粗料出口输出。本发明实现了粒径低于1微米的超细颗粒筛分，解决了传统筛分方式无法筛分超细颗粒的难题。

技术领域

本发明属于颗粒分离技术领域，具体涉及一种利用热泳力筛分超细颗粒的方法及装置。

背景技术

在医疗和制药领域，常要求某些药剂的颗粒粒径低于某个尺度或者在某个范围内，同时一些科研实验和工业工程中，也常需要一些物料足够细腻。而利用机械方法生产的超细粉体颗粒，往往处于一较大的粒度分布范围，粉体颗粒往往只有一部分产品达到了粒度要求，而另一部分产品却未达到粒度要求，如果不将这些已达到要求的产品及时分离出去，而将它们与末达到要求的产品一道再粉碎，则会造成能源浪费和部分产品的过粉碎问题，因此需要对颗粒进行筛选和分离处理。

筛分的应用需求广阔，研究和应用的筛分技术种类繁多，也各有优劣，但往往不适用于筛分粒径低于1微米的超细颗粒。传统的筛分方式是通过筛网来筛分颗粒物，对于大颗粒的筛分简单易实现，而当用精细孔隙的筛网来筛分超细颗粒时则存在粘连吸附、滞留堵塞等情况。此外，一些基于力场的筛分技术得到发展和应用，如利用重力场、离心力场、电场等的筛分技术和装置。重力场筛分方法主要通过不同大小颗粒沉降速度不同的原理来实现，但对于超细颗粒而言，重力影响很小而末速差变化不大，采用这种方法很难达到满意的筛分效果，因此很少采用。工业中常使用的旋流式、叶轮式筛分装置等都是基于离心力场的技术，由于超细颗粒的流动跟随性很好，用于筛分超细颗粒的这类装置都需要极为精密和复杂，且筛分效率较低。电场筛分是利用静电场力对带电大小不同的粒子具有不同的吸引力或排斥力，从而可使粒子在特定的装置中或者离子在溶液中进行筛分处理，但是这种方法仅适用于带电的物料，或者原本不带电但可以添加电荷且电荷不影响产品使用的物料。但是采用添加电荷的方案有很大不足，一是不容易使超细颗粒添加的电荷大小与其粒径大小严格对应起来，二是添加电荷以及后续消除电荷都导致筛分过程和工作装置更复杂。

因此，针对超细颗粒的筛分需要一种新的技术方案，克服或避免上述的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用热泳力筛分超细颗粒的方法及装置，通过在热泳通道中设置高低温差来产生热泳力，粒径不同的颗粒受到的热泳力大小不同，在热泳通道中的运动轨迹不同，从而筛分出粒径较细的颗粒。

本发明一种利用热泳力筛分超细颗粒的方法，具体步骤如下：

步骤一、驱动空气以预设流速V流过热泳通道；对与固定在热泳通道内的伸缩隔板较远的热泳通道一侧进行加热，使热泳通道中气流两侧具有高低温差，且温度梯度的方向与热泳通道中气流方向垂直。

步骤二、根据筛分粒径的预设阈值d_p，调整伸缩隔板与送料管的出口段在沿热泳通道轴向上的距离L。

步骤三、将颗粒物料通过送料管也以流速V吹入热泳通道中，颗粒物料在热泳通道中受到高低温差产生的热泳力作用而发生偏移运动，热泳力的方向与热泳通道中气流方向垂直且由温度高的一侧指向温度低的一侧，粒径不同的颗粒受到的热泳力大小不同，粒径越小的颗粒受到的热泳力越大，偏移程度也越大，使粒径小于或等于预设阈值的细料颗粒和大于预设阈值的粗料颗粒分离在伸缩隔板两侧，且分别从热泳通道的细料出口和粗料出口输出。