粉末燒結(jié)多孔過濾元件的制備方法、設(shè)備及產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能夠利用粉末原料中顆粒物粒徑不均勻的客觀現(xiàn)象并由此提高粉末燒結(jié)多孔過濾元件過濾性能的粉末燒結(jié)多孔過濾元件的制備方法，由該方法得到的產(chǎn)品以及為實(shí)施該方法而設(shè)計(jì)的設(shè)備。該方法的步驟包括：a.將該等靜壓成型模具安裝到一旋轉(zhuǎn)注料裝置上；b.通過旋轉(zhuǎn)注料裝置向模具型腔內(nèi)充填粉末原料并驅(qū)動(dòng)等靜壓成型模具以其模具型腔的中心軸線為旋轉(zhuǎn)軸按最高不低于50轉(zhuǎn)/分的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；c.將填注好粉末原料的等靜壓成型模具進(jìn)行封裝后投入等靜壓成型機(jī)中進(jìn)行成型，成型后從等靜壓成型模具中取出壓制成型的過濾元件中間管坯；d.將過濾元件中間管坯置于燒結(jié)爐內(nèi)，通過燒結(jié)使過濾元件中間管坯轉(zhuǎn)變得到所述粉末燒結(jié)多孔過濾元件。
【專利說明】粉末燒結(jié)多孔過濾元件的制備方法、設(shè)備及產(chǎn)品
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及粉末燒結(jié)多孔過濾元件的制備方法，由該方法得到的產(chǎn)品以及為實(shí)施該方法而設(shè)計(jì)的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前使用十分普遍的粉末燒結(jié)多孔過濾元件是一種至少一端開口的管狀過濾元件，其管壁的外側(cè)面為過濾面，過濾時(shí)，待過濾介質(zhì)(氣體或液體)在壓力作用下從管壁的外側(cè)面向管壁的內(nèi)側(cè)面滲透，被過濾凈化下來的已過濾介質(zhì)進(jìn)入過濾元件的管腔內(nèi)并從此管腔流出，而截留下來的雜質(zhì)大多附著在過濾面上，后續(xù)再通過在過濾元件上施加流向與上述過濾方向相反的反沖介質(zhì)等方式將雜質(zhì)從過濾面上除去，從而使過濾元件得以重復(fù)利用。上述這種管狀過濾元件的現(xiàn)有制備方法一般包括備料、成型、燒結(jié)等幾個(gè)主要步驟。所謂備料是指根據(jù)粉末燒結(jié)多孔過濾元件的材料要求準(zhǔn)備一種以上的物質(zhì)經(jīng)過必要處理后形成粉末原料的步驟；成型是指將該粉末原料充填在一個(gè)用于制造過濾元件中間管坯的等靜壓成型模具中，然后將填注好粉末原料的等靜壓成型模具進(jìn)行封裝后投入等靜壓成型機(jī)中進(jìn)行成型，最后從等靜壓成型模具中取出壓制成型的過濾元件中間管坯的步驟；燒結(jié)是指將過濾元件中間管坯置于燒結(jié)爐內(nèi)，通過燒結(jié)使過濾元件中間管坯轉(zhuǎn)變得到所述粉末燒結(jié)多孔過濾元件的步驟。上述方法中涉及的等靜壓成型模具已在 申請(qǐng)人:申請(qǐng)的CN103009055A、CN201784027U、CN202200576U等多篇專利文件中公開，該模具的外形為一個(gè)長筒體，內(nèi)部有一個(gè)用于填注粉末原料的模具型腔，等靜壓成型時(shí)該模具型腔在壓力下發(fā)生收縮從而將粉末原料壓制成過濾元件中間管坯。
[0003]在向模具型腔內(nèi)填注粉末原料時(shí)，要求模具型腔中各處粉末原料的化學(xué)成分盡可能均勻，否則燒結(jié)反應(yīng)后制造出來的粉末燒結(jié)多孔過濾元件不同部位的物理化學(xué)性質(zhì)就會(huì)有較大差異，從而影響后續(xù)使用。為了確保進(jìn)入模具型腔中各處粉末原料的化學(xué)成分的均勻性，通常采取對(duì)粉末原料進(jìn)行造粒，使造粒形成的顆粒物中包含盡可能一致的化學(xué)物質(zhì)。但是，造粒難以確保顆粒物粒徑十分的均勻。另外，在某些情況下，粉末原料只含有一種物質(zhì)(例如某種合金粉)，此時(shí)，由于沒有必要對(duì)其進(jìn)行造粒的，因此粉末原料中的顆粒粒徑往往分布范圍較寬。根據(jù)粉末燒結(jié)多孔材料的燒結(jié)成孔機(jī)理，粉末原料中的顆粒粒徑大小與燒結(jié)形成的多孔材料孔道的孔徑大小存在正相關(guān)。而當(dāng)粉末原料中的顆粒粒徑不均勻性較大時(shí)，粉末燒結(jié)多孔過濾元件上不同部位的孔徑差異也會(huì)較大，這時(shí)，粉末燒結(jié)多孔過濾元件上不同部位的過濾性能(主要是過濾精度)就會(huì)不一致，從而影響過濾元件的使用。目前，在面對(duì)粉末原料中顆粒物粒徑不均勻的問題時(shí)，本領(lǐng)域往往采取加強(qiáng)原料選購限制或增加顆粒物篩分等方式，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)造成了一定影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠利用粉末原料中顆粒物粒徑不均勻的客觀現(xiàn)象并由此提高粉末燒結(jié)多孔過濾元件過濾性能的粉末燒結(jié)多孔過濾元件的制備方法，由該方法得到的產(chǎn)品以及為實(shí)施該方法而設(shè)計(jì)的設(shè)備。
[0005]本發(fā)明的粉末燒結(jié)多孔過濾元件的制備方法，由該方法制備得到的過濾元件是一個(gè)至少一端開口的管狀結(jié)構(gòu)，其管壁的外側(cè)面為過濾面，該方法的步驟包括:a.組裝一個(gè)用于制造過濾元件中間管坯的等靜壓成型模具，然后將該等靜壓成型模具安裝到一旋轉(zhuǎn)注料裝置上；b.通過旋轉(zhuǎn)注料裝置向模具型腔內(nèi)充填粉末原料并驅(qū)動(dòng)等靜壓成型模具以其模具型腔的中心軸線為旋轉(zhuǎn)軸按最高不低于50轉(zhuǎn)/分的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；c.將填注好粉末原料的等靜壓成型模具進(jìn)行封裝后投入等靜壓成型機(jī)中進(jìn)行成型，成型后從等靜壓成型模具中取出壓制成型的過濾元件中間管坯；d.將過濾元件中間管坯置于燒結(jié)爐內(nèi)，通過燒結(jié)使過濾元件中間管坯轉(zhuǎn)變得到所述粉末燒結(jié)多孔過濾元件。由于本發(fā)明的上述制備方法中采取了驅(qū)動(dòng)充填有粉末原料的等靜壓成型模具以其模具型腔的中心軸線為旋轉(zhuǎn)軸按最高不低于50轉(zhuǎn)/分的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的技術(shù)手段，在模具旋轉(zhuǎn)過程中，充填于模具型腔內(nèi)的粉末顆粒受到向外運(yùn)動(dòng)的離心力，這時(shí)，粒徑越小的顆粒越容易通過粉末原料堆積的縫隙而向外擴(kuò)散，因此，旋轉(zhuǎn)后充填于模具型腔內(nèi)的粉末顆粒中位于模具型腔外層的顆粒物粒徑較小，位于模具型腔內(nèi)層的顆粒物粒徑較大，壓制成型的過濾元件中間管坯保持了這樣的顆粒物粒徑分布方式，即構(gòu)成該中間管坯管壁的粉末顆粒的平均粒徑在其壁厚方向上由外向內(nèi)變大，最終也就使得燒結(jié)得到的粉末燒結(jié)多孔過濾元件中構(gòu)成其管壁的多孔材料的平均孔徑在所述壁厚方向上由外向內(nèi)增大，形成了材料孔徑內(nèi)外“非對(duì)稱”的結(jié)構(gòu)形態(tài)，利用平均孔徑相對(duì)較小一側(cè)(即管壁外側(cè)的過濾面)來實(shí)現(xiàn)待過濾介質(zhì)的分離而提高了過濾精度，隨后已過濾介質(zhì)進(jìn)入平均孔徑相對(duì)較大的孔道而提高了其滲透能力，后續(xù)反沖時(shí)也能夠提高反沖凈化效果。
[0006]上述的粉末燒結(jié)多孔過濾元件的制備方法中，其步驟b中等靜壓成型模具的最高轉(zhuǎn)速最好控制在3000轉(zhuǎn)/分以下，從而控制對(duì)旋轉(zhuǎn)注料裝置設(shè)計(jì)技術(shù)要求；另外從本發(fā)明實(shí)際需要出發(fā)，也沒有將等靜壓成型模具的轉(zhuǎn)速提高到3000轉(zhuǎn)/分以上的必要。此外，步驟b中既可以在完成向模具型腔內(nèi)充填粉末原料后再驅(qū)動(dòng)等靜壓成型模具旋轉(zhuǎn)，也可以在向模具型腔內(nèi)充填粉末原料的同時(shí)即驅(qū)動(dòng)等靜壓成型模具旋轉(zhuǎn)。當(dāng)然，當(dāng)采取向模具型腔內(nèi)充填粉末原料的同時(shí)即驅(qū)動(dòng)等靜壓成型模具旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以利用旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)從而有助于粉末原料充填的均質(zhì)化。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步建議可在向模具型腔內(nèi)充填粉末原料時(shí)先將等靜壓成型模具的轉(zhuǎn)速保持在30 — 80轉(zhuǎn)/分，充填完成后再將等靜壓成型模具的轉(zhuǎn)速調(diào)整至300 - 1000轉(zhuǎn)/分。向模具型腔內(nèi)充填粉末原料時(shí)先將等靜壓成型模具的轉(zhuǎn)速保持在30 — 80轉(zhuǎn)/分，有助于粉末原料充填的均質(zhì)化、致密化(因?yàn)檗D(zhuǎn)速太快會(huì)造成充填不充分)，充填完成后再將等靜壓成型模具的轉(zhuǎn)速調(diào)整至300 - 1000轉(zhuǎn)/分能夠達(dá)到較為理想的分層效果。
[0007]本發(fā)明的粉末燒結(jié)多孔過濾元件，該過濾元件是一個(gè)至少一端開口的管狀結(jié)構(gòu)，其管壁的外側(cè)面為過濾面，管壁的外側(cè)面與內(nèi)側(cè)面之間形成過濾元件的壁厚，該過濾元件中構(gòu)成其管壁的多孔材料的平均孔徑在所述壁厚方向上由外向內(nèi)增大，并且該過濾元件是由上述粉末燒結(jié)多孔過濾元件的制備方法所制備得到的。由于該粉末燒結(jié)多孔過濾元件中構(gòu)成其管壁的多孔材料的平均孔徑在所述壁厚方向上由外向內(nèi)增大，故形成了材料孔徑內(nèi)夕卜“非對(duì)稱”的結(jié)構(gòu)形態(tài)，利用平均孔徑相對(duì)較小一側(cè)(即管壁外側(cè)的過濾面)來實(shí)現(xiàn)待過濾介質(zhì)的分離而提高了過濾精度，隨后已過濾介質(zhì)進(jìn)入平均孔徑相對(duì)較大的孔道而提高了其滲透能力，后續(xù)反沖時(shí)也能夠提高反沖凈化效果。
[0008]本發(fā)明還進(jìn)一步提供了一種過濾元件中間管坯，該過濾元件中間管坯是由上述粉末燒結(jié)多孔過濾元件的制備方法中所得到的過濾元件中間管坯，構(gòu)成該中間管坯管壁的粉末顆粒的平均粒徑在其壁厚方向上由外向內(nèi)變大。由于構(gòu)成該中間管坯管壁的粉末顆粒的平均粒徑在其壁厚方向上由外向內(nèi)變大，從而也就使得燒結(jié)得到的粉末燒結(jié)多孔過濾元件中構(gòu)成其管壁的多孔材料的平均孔徑在所述壁厚方向上由外向內(nèi)增大，從而既能夠確保粉末燒結(jié)多孔過濾元件過濾精度，也能夠保證其滲透能力和對(duì)粉末燒結(jié)多孔過濾元件的反沖凈化效果。
[0009]為實(shí)施上述粉末燒結(jié)多孔過濾元件的制備方法而設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)注料裝置，該裝置包括底部支撐旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、中部定心夾持機(jī)構(gòu)和頂部加料機(jī)構(gòu)，所述底部支撐旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括可旋轉(zhuǎn)的模具安裝座和與該模具安裝座相連接的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，所述中部定心夾持機(jī)構(gòu)包括至少三個(gè)周向均布的定位夾輥，其中至少有一個(gè)定位夾輥是可活動(dòng)的以便當(dāng)該定位夾輥處于非工作位置時(shí)將用于制造過濾元件中間管坯的等靜壓成型模具裝入該旋轉(zhuǎn)注料裝置中，所述頂部加料機(jī)構(gòu)包括加料器，加料器下端設(shè)有加料口，當(dāng)所述等靜壓成型模具正確裝入該旋轉(zhuǎn)注料裝置后，等靜壓成型模具的底部安裝在可旋轉(zhuǎn)模具安裝座上，等靜壓成型模具的筒身則由所述至少三個(gè)均處于工作位置上的定位夾輥所保持，此時(shí)同時(shí)與所述至少三個(gè)定位夾輥的外圓相切而被確定的基準(zhǔn)圓的圓心位于所述模具安裝座的旋轉(zhuǎn)軸線上，所述加料器下端加料口與等靜壓成型模具上端受料口上下對(duì)應(yīng)導(dǎo)通。上述旋轉(zhuǎn)注料裝置能夠?qū)崿F(xiàn)向安裝在該旋轉(zhuǎn)注料裝置中的等靜壓成型模具的模具型腔內(nèi)充填粉末原料并驅(qū)動(dòng)該等靜壓成型模具以其模具型腔的中心軸線為旋轉(zhuǎn)軸按要求的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的目的，且由于底部支撐旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與中部定心夾持機(jī)構(gòu)功能相分離的技術(shù)特點(diǎn)，等靜壓成型模具轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生一定的振動(dòng)，更有利于粉末顆粒的流動(dòng)。
[0010]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明、本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的一種粉末燒結(jié)多孔過濾元件。
[0012]圖2為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中制造圖1所示的粉末燒結(jié)多孔過濾元件的旋轉(zhuǎn)注料
裝直。
[0013]圖3為圖2中A-A向剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示的粉末燒結(jié)多孔過濾元件100，該過濾元件100為一個(gè)一端開口一端封閉的管狀結(jié)構(gòu)，其管壁的外側(cè)面Iio為過濾面，管壁的外側(cè)面110與內(nèi)側(cè)面120之間形成過濾元件的壁厚t。圖1所示的粉末燒結(jié)多孔過濾元件100具體應(yīng)用在氣體過濾器(氣體過濾器的則結(jié)構(gòu)屬于本領(lǐng)域公知常識(shí)，故未在附圖中示出)中，過濾元件100的開口端向上并通過孔板安裝在過濾器筒體內(nèi)，筒體內(nèi)位于孔板的下方為原氣室，筒體內(nèi)位于孔板的上方為凈氣室，使用時(shí)待過濾氣體首先進(jìn)入到原氣室中，然后從過濾元件管壁的外側(cè)面110向其內(nèi)側(cè)面120滲透，經(jīng)過濾后的干凈氣體進(jìn)入過濾元件的管腔，然后再進(jìn)入凈氣室，最后從過濾器排出，待過濾氣體中被過濾下來的粉塵則附著在過濾面上，并逐漸形成濾餅，當(dāng)濾餅層達(dá)到一定厚度時(shí)，啟動(dòng)反沖裝置，反沖氣體從反沖裝置中噴出并從過濾元件100的開口端由上往下進(jìn)入過濾元件100的管腔，然后從管壁的內(nèi)側(cè)面120向外側(cè)面110運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)濾餅層進(jìn)行破壞，實(shí)現(xiàn)過濾元件100的重復(fù)使用。
[0015]如圖2和3所示，上述粉末燒結(jié)多孔過濾元件的制備方法所包括的步驟為:a.組裝一個(gè)用于制造過濾元件中間管坯的等靜壓成型模具200，然后將該等靜壓成型模具200安裝到一旋轉(zhuǎn)注料裝置300上；b.通過旋轉(zhuǎn)注料裝置300向模具型腔210內(nèi)充填粉末原料并驅(qū)動(dòng)等靜壓成型模具200以其模具型腔210的中心軸線220為旋轉(zhuǎn)軸且按一定速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，其中在向模具型腔210內(nèi)充填粉末原料時(shí)將等靜壓成型模具200的轉(zhuǎn)速保持在30 -80轉(zhuǎn)/分，充填完成后再將等靜壓成型模具200的轉(zhuǎn)速調(diào)整至300 - 1000轉(zhuǎn)/分；c.將填注好粉末原料的等靜壓成型模具200進(jìn)行封裝后投入等靜壓成型機(jī)中進(jìn)行成型，成型后從等靜壓成型模具200中取出壓制成型的過濾元件中間管坯；d.將過濾元件中間管坯置于燒結(jié)爐內(nèi)，通過燒結(jié)使過濾元件中間管坯轉(zhuǎn)變得到所述粉末燒結(jié)多孔過濾元件100。上述方法中的旋轉(zhuǎn)注料裝置300應(yīng)當(dāng)能夠第一、向模具型腔210內(nèi)充填粉末原料；第二、帶動(dòng)等靜壓成型模具200以其模具型腔210的中心軸線220為旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；第三、轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定的要求并且能夠進(jìn)行調(diào)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)這三點(diǎn)基本要求設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)注料裝置300，因此存在不同結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)注料裝置300的情況是可預(yù)見的。
[0016]而本【具體實(shí)施方式】中，旋轉(zhuǎn)注料裝置的具體結(jié)構(gòu)如圖2和3所示，其包括底部支撐旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)310、中部定心夾持機(jī)構(gòu)320和頂部加料機(jī)構(gòu)330，所述底部支撐旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)310具體包括可旋轉(zhuǎn)的模具安裝座311和與該模具安裝座311相連接的調(diào)頻電機(jī)，所述頂部加料機(jī)構(gòu)330具體包括可上下升降的加料器331，加料器下端設(shè)有加料口，所述中部定心夾持機(jī)構(gòu)320具體包括三個(gè)周向均布的定位夾輥321，其中兩個(gè)定位夾輥321為伸縮式定位夾輥，另一個(gè)定位夾輥321為固定式定位夾輥(即基準(zhǔn)輥)，伸縮式定位夾輥分別由各自的氣缸321a進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，當(dāng)兩個(gè)伸縮式定位夾輥縮回時(shí)，以便將用于制造過濾元件中間管坯的等靜壓成型模具200裝入該旋轉(zhuǎn)注料裝置中，等靜壓成型模具200的底部安裝在可旋轉(zhuǎn)模具安裝座311上，等靜壓成型模具200的筒身先由固定式定位夾輥定位，然后驅(qū)動(dòng)兩個(gè)伸縮式定位夾輥前伸，直至筒身由上述三個(gè)周向均布的定位夾輥321夾持定位，此時(shí)，同時(shí)與所述至少三個(gè)定位夾棍321的外圓相切而被確定的基準(zhǔn)圓的圓心(即相當(dāng)于模具型腔210的中心軸線220)基本上位于所述模具安裝座311的旋轉(zhuǎn)軸線311b上，此后加料器331下降以使該加料器下端加料口 331剛好與等靜壓成型模具200上端受料口上下對(duì)應(yīng)導(dǎo)通。另外，如圖2所示，所述模具安裝座311上設(shè)置有與所述等靜壓成型模具200的下端部相配合的凹槽311a，這樣能夠在等靜壓成型模具200轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)防止其下端移動(dòng)，提高安全性。
[0017]進(jìn)一步如圖2、3，上述用于制造過濾元件中間管坯的等靜壓成型模具200的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有用于制造同類過濾元件中間管坯(即一端開口一端封閉的管狀結(jié)構(gòu)，其管壁的外側(cè)面為過濾面)的等靜壓成型模具的結(jié)構(gòu)基本無差異(可參見CN103009055A中記載的模具結(jié)構(gòu))，即模具具體為一個(gè)由橡膠材料制成的外成型模套250、鋼制的內(nèi)成型芯棒260、下成型定位件270和上芯棒定位件280所構(gòu)成的長筒體結(jié)構(gòu)，內(nèi)成型芯棒260套置在外成型模套250內(nèi)，下成型定位件270安裝在外成型模套250和內(nèi)成型芯棒260的下端，上芯棒定位件280安裝在外成型模套250和內(nèi)成型芯棒260的上端，外成型模套250、內(nèi)成型芯棒260、下成型定位件270和上芯棒定位件280之間構(gòu)成所述的模具型腔210，上芯棒定位件280上設(shè)有受料口(這樣就不會(huì)影響粉末原料由上至下進(jìn)入模具型腔。另外，當(dāng)對(duì)等靜壓成型模具200進(jìn)行封裝時(shí)通常要取下所述的上芯棒定位件280再安裝一個(gè)下成型定位件，例如可參見CN103009055A記載的相關(guān)內(nèi)容)。上述等靜壓成型模具200中的外成型模套250與內(nèi)成型芯棒260之間由下成型定位件270和上芯棒定位件280定位并保持同軸，因此,所述模具型腔210的中心軸線220也就是外成型模套250或內(nèi)成型芯棒260的中心軸線。
[0018]上面的等靜壓成型模具200中，由于其外成型模套250是橡膠材料制作的(這樣在等靜壓成型時(shí)外成型模套250才能在壓力下向內(nèi)收縮，由此使粉末原料壓制成型)，因此如果讓上述至少三個(gè)定位夾輥321直接夾持在外成型模套250的外表面，不僅定位準(zhǔn)確度不高，引起旋轉(zhuǎn)時(shí)模具振動(dòng)偏大，同時(shí)當(dāng)?shù)褥o壓成型模具200快速旋轉(zhuǎn)時(shí)外成型模套250也容易產(chǎn)生變形。因此，如圖2、3所示，本【具體實(shí)施方式】還進(jìn)行了以下改進(jìn):首先，外成型模套250的表面還套有一層鋼套240，該且鋼套240采取了瓣合式的結(jié)構(gòu)，從而能夠方便的在外成型模套250的外圓柱面上進(jìn)行組裝和拆卸，這樣，通過該鋼套240的支撐強(qiáng)化也就解決了等靜壓成型模具200快速旋轉(zhuǎn)時(shí)外成型模套250容易產(chǎn)生變形的問題。其次，在鋼套240上還固定安裝有一個(gè)剛性錐形環(huán)230，該剛性錐形環(huán)230上套有一剛性包套340，所述剛性包套340的外側(cè)面為圓柱面，內(nèi)側(cè)面為與剛性錐形環(huán)230錐面契合的錐形面，剛性包套340與剛性錐形環(huán)230裝配后剛性包套340的外圓圓心與該等靜壓成型模具200的模具型腔210的中心軸線220重合，處于工作位置上的各定位夾輥321則分別與剛性包套340的外圓接觸相切，而不是直接與外成型模套250的外圓相切，這樣，就很好的解決了定位夾輥321直接夾持在外成型模套250的外表面時(shí)所面臨的定位準(zhǔn)確度不高的問題。
[0019]實(shí)施例
[0020]粉末燒結(jié)多孔過濾元件100的設(shè)計(jì)長度為600毫米，設(shè)計(jì)壁厚t為5毫米。首先，將粒徑為-250?+400目的Cu元素粉、粒徑為-200?+300目的Ni元素粉按制備得到的粉末燒結(jié)多孔過濾元件中Cu的重量百分含量為30%，其余為Ni的配比進(jìn)行混合、造粒并干燥，從而得到粉末原料。按圖2和3所示方式將該粉末原料充填至模具型腔210并驅(qū)動(dòng)等靜壓成型模具200以其模具型腔210的中心軸線220為旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，其中在向模具型腔210內(nèi)充填粉末原料時(shí)將等靜壓成型模具200的轉(zhuǎn)速保持在50轉(zhuǎn)/分，充填完成后再將等靜壓成型模具200的轉(zhuǎn)速調(diào)整至600轉(zhuǎn)/分，并在該轉(zhuǎn)速下持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)3分鐘，然后將填注好粉末原料的等靜壓成型模具200進(jìn)行封裝后投入等靜壓成型機(jī)中進(jìn)行成型，成型后從等靜壓成型模具200中取出壓制成型的過濾元件中間管坯，然后將過濾元件中間管坯置于燒結(jié)爐內(nèi)，通過燒結(jié)使過濾元件中間管坯轉(zhuǎn)變得到粉末燒結(jié)多孔過濾元件100。SEM掃描顯示，構(gòu)成所述中間管坯管壁的粉末顆粒的平均粒徑在其壁厚方向上由外向內(nèi)變大，并且，最終形成的粉末燒結(jié)多孔過濾元件100中構(gòu)成其管壁的多孔材料的平均孔徑在所述壁厚t方向上由外向內(nèi)增大。通過過濾試驗(yàn)證明，該粉末燒結(jié)多孔過濾元件100的過濾精度、滲透性能均優(yōu)于采用相同原料成分和燒結(jié)工藝但使用普通模具填料方式制造的粉末燒結(jié)多孔過濾元件。
【權(quán)利要求】
1.粉末燒結(jié)多孔過濾元件的制備方法，由該方法制備得到的過濾元件是一個(gè)至少一端開口的管狀結(jié)構(gòu)，其管壁的外側(cè)面(Iio)為過濾面，該方法的步驟包括:a.組裝一個(gè)用于制造過濾元件中間管坯的等靜壓成型模具(200)，然后將該等靜壓成型模具(200)安裝到一旋轉(zhuǎn)注料裝置(300)上；b.通過旋轉(zhuǎn)注料裝置(300)向模具型腔(210)內(nèi)充填粉末原料并驅(qū)動(dòng)等靜壓成型模具(200)以其模具型腔(210)的中心軸線(220)為旋轉(zhuǎn)軸按最高不低于50轉(zhuǎn)/分的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；c.將填注好粉末原料的等靜壓成型模具(200)進(jìn)行封裝后投入等靜壓成型機(jī)中進(jìn)行成型，成型后從等靜壓成型模具(200)中取出壓制成型的過濾元件中間管坯；d.將過濾元件中間管坯置于燒結(jié)爐內(nèi)，通過燒結(jié)使過濾元件中間管坯轉(zhuǎn)變得到所述粉末燒結(jié)多孔過濾元件(100)。
2.如權(quán)利要求1所述的粉末燒結(jié)多孔過濾元件的制備方法，其特征在于:步驟b中等靜壓成型模具(200)的最高轉(zhuǎn)速控制在3000轉(zhuǎn)/分以下。
3.如權(quán)利要求1或2所述的粉末燒結(jié)多孔過濾元件的制備方法，其特征在于:步驟b中在完成向模具型腔(210)內(nèi)充填粉末原料后再驅(qū)動(dòng)等靜壓成型模具(200)旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的粉末燒結(jié)多孔過濾元件的制備方法，其特征在于:步驟b中在向模具型腔(210)內(nèi)充填粉末原料的同時(shí)即驅(qū)動(dòng)等靜壓成型模具(200)旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求4所述的粉末燒結(jié)多孔過濾元件的制備方法，其特征在于:步驟b中在向模具型腔(210)內(nèi)充填粉末原料時(shí)將等靜壓成型模具(200)的轉(zhuǎn)速保持在30 — 80轉(zhuǎn)/分，充填完成后再將等靜壓成型模具(200)的轉(zhuǎn)速調(diào)整至300 - 1000轉(zhuǎn)/分。
6.粉末燒結(jié)多孔過濾元件，該過 濾元件是一個(gè)至少一端開口的管狀結(jié)構(gòu)，其管壁的外側(cè)面(110 )為過濾面，管壁的外側(cè)面(110 )與內(nèi)側(cè)面(120 )之間形成過濾元件的壁厚(t)，其特征在于:該過濾元件中構(gòu)成其管壁的多孔材料的平均孔徑在所述壁厚(t)方向上由外向內(nèi)增大，并且該過濾元件是由權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的粉末燒結(jié)多孔過濾元件的制備方法所制備得到的。
7.過濾元件中間管坯，其特征在于:該過濾元件中間管坯是由權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的粉末燒結(jié)多孔過濾元件的制備方法中所得到的過濾元件中間管坯，構(gòu)成該中間管坯管壁的粉末顆粒的平均粒徑在其壁厚方向上由外向內(nèi)變大。
8.為實(shí)施權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的粉末燒結(jié)多孔過濾元件的制備方法而設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)注料裝置，其特征在于:該裝置包括底部支撐旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(310)、中部定心夾持機(jī)構(gòu)(320)和頂部加料機(jī)構(gòu)(330)，所述底部支撐旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(310)包括可旋轉(zhuǎn)的模具安裝座(311)和與該模具安裝座(311)相連接的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(312)，所述中部定心夾持機(jī)構(gòu)(320)包括至少三個(gè)周向均布的定位夾輥(321)，其中至少有一個(gè)定位夾輥(321)是可活動(dòng)的以便當(dāng)該定位夾輥(321)處于非工作位置時(shí)將用于制造過濾元件中間管坯的等靜壓成型模具(200)裝入該旋轉(zhuǎn)注料裝置中，所述頂部加料機(jī)構(gòu)(330)包括加料器(331)，加料器下端設(shè)有加料口，當(dāng)所述等靜壓成型模具(200 )正確裝入該旋轉(zhuǎn)注料裝置后，等靜壓成型模具(200)的底部安裝在可旋轉(zhuǎn)模具安裝座(311)上，等靜壓成型模具(200)的筒身則由所述至少三個(gè)均處于工作位置上的定位夾輥(321)所保持，此時(shí)同時(shí)與所述至少三個(gè)定位夾輥(321)的外圓相切而被確定的基準(zhǔn)圓的圓心位于所述模具安裝座(311)的旋轉(zhuǎn)軸線(311b)上，所述加料器下端加料口( 331)與等靜壓成型模具(200 )上端受料口上下對(duì)應(yīng)導(dǎo)通。
9.如權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)注料裝置，其特征在于:所述等靜壓成型模具(200)的筒身上固定安裝有一個(gè)剛性錐形環(huán)(230)，該剛性錐形環(huán)(230)上設(shè)置有一剛性包套(340)，所述剛性包套(340)的外側(cè)面為圓柱面，內(nèi)側(cè)面為與剛性錐形環(huán)(230)錐面契合的錐形面，剛性包套(340)與剛性錐形環(huán)(230)裝配后剛性包套(340)的外圓圓心與該等靜壓成型模具(200 )的模具型腔(210 )的中心軸線(220 )重合，處于工作位置上的各定位夾輥(321)分別與剛性包套(340)的外圓接觸相切。
10.如權(quán)利要求8或9所述的旋轉(zhuǎn)注料裝置， 其特征在于:模具安裝座(311)上設(shè)置有與所述等靜壓成型模具(200)的下端部相配合的凹槽(311a)。
【文檔編號(hào)】B22F3/04GK103909266SQ201410126230
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】高麟, 汪濤, 曾伍祥 申請(qǐng)人:成都易態(tài)科技有限公司