專利名稱：球形顆粒成型裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種球形顆粒成型的裝置，尤其是用于熔融狀態(tài)的物 料凝固成球型顆粒的裝置。
背景技術(shù)：
球形顆粒的成型工藝 一 般采用噴頭噴出熔融狀態(tài)的物料，物料通 過(guò)噴頭的噴孔后形成一條細(xì)線，在重力作用下的自由落體過(guò)程中斷裂 收縮成單個(gè)的球形顆粒，下落的過(guò)程中也是冷卻凝固的過(guò)程，落地前 即成為固態(tài)球形顆粒。
為使顆粒成型具有可控性，有一些技術(shù)手段對(duì)此進(jìn)行改進(jìn)，比如 噴頭在物料噴出的方向上進(jìn)行周期性的來(lái)回運(yùn)動(dòng)，或者噴頭在垂直于 物料噴出的方向上進(jìn)行周期性的來(lái)回運(yùn)動(dòng)，或者噴頭進(jìn)行一定速度的 旋轉(zhuǎn)，這都使物料在噴出時(shí)受到額外的作用力，使物料有控制地破碎 為顆粒。
但是以上各種方法都需要對(duì)成型裝置進(jìn)行額外的改進(jìn)，生產(chǎn)成本 較高，裝置比較復(fù)雜。而且，由于額外的作用力的存在，導(dǎo)致球形顆 粒噴出時(shí)的速度不均勻，因此球形顆粒之間很容易發(fā)生碰撞，沒(méi)有完 全凝固的顆粒的碰撞會(huì)影響到顆粒成型直徑的均勻性，甚至多個(gè)顆粒 粘合于一起，產(chǎn)生一定數(shù)量的廢品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種球形顆粒成型裝置，在相對(duì)簡(jiǎn)單的構(gòu)造 下熔融物料產(chǎn)生的顆粒在本發(fā)明的球形顆粒成型裝置噴出后，互不碰 撞。
為達(dá)到上述目的，提供如下技術(shù)方案。
用于熔融物料的球形顆粒成型裝置，包括加壓裝置和噴頭，以及 連接兩者的管道，熔融物料被加壓裝置加壓后，通過(guò)管道從噴頭的噴 出，所述噴頭的噴射面朝上。噴射面中部凸起。
熔融物料在管道中的流動(dòng)速度，靠近管壁的速度慢，位于管道中 心的速度快，因此在噴射面噴出時(shí)，且噴射面中部凸起，因此噴出的 物料向四周擴(kuò)散，噴射面中部噴出的熔融物料速度更快，中部噴出的 熔融物料噴射距離更遠(yuǎn)，不會(huì)與噴射面四周噴出的熔融物料發(fā)生碰撞。 加壓裝置給熔融物料的壓力使噴出的熔融物料速度更快，噴射距離更 遠(yuǎn)，噴出的熔融顆粒更不容易發(fā)生碰撞粘合。此外，若噴射面朝下需 要更高的冷卻高度，噴出后的物料需要在空氣中經(jīng)歷較長(zhǎng)高度差才能 凝固，而本發(fā)明噴頭的噴射面朝上，噴出的物料的軌跡為拋物線，先 向上運(yùn)動(dòng)，然后再落下，因此冷卻高度差較低，節(jié)省空間，只需相對(duì) 較低的冷卻設(shè)備。
為了達(dá)到更好的效果，對(duì)噴頭進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。
所述噴射面上的噴孔直徑均相同，而噴射面四周比噴射面中部漸 變?cè)龊瘛＿@也就意味著噴射面四周噴出的熔融物料在經(jīng)過(guò)噴頭時(shí)將受 到比噴射面中部噴出的熔融物料更大的阻力，所以四周噴出的熔融物 料噴射距離較近，而噴射面中部噴出的熔融物料噴得更遠(yuǎn)，所以噴出 的熔融顆粒更不容易發(fā)生碰撞粘合。
噴頭的一種改進(jìn)方式，所述噴射面四周的噴孔比中部的噴孔的直 徑漸變減小。直徑較大的噴孔阻力較小，所以噴出的物料速度較快， 不同層次的噴孔噴出的物料也不會(huì)發(fā)生碰撞粘合。從同一個(gè)噴孔先后 噴出的物料，如果噴出速度較快，則先后噴出的物料之間的距離會(huì)更 長(zhǎng)，拉開的距離更大，所以也就會(huì)更細(xì)，所以按照一定的規(guī)則精心設(shè) 計(jì)噴孔的不同直徑大小能夠使四周噴出的物料和中心噴出的物料形成
直徑相同的球形顆粒。
噴頭的另一種改進(jìn)方式。噴射面厚度均勻，但所述噴射面具有包 括外孔和內(nèi)孔兩部分的噴孔，所述外孔直徑相同，所述內(nèi)孔直徑相同， 內(nèi)孔直徑大于外孔直徑，噴射面中部?jī)?nèi)孔深度漸變大于四周內(nèi)孔深度。 即噴射面的每個(gè)噴孔分成了位于外側(cè)的外孔和位于內(nèi)側(cè)的內(nèi)孔，熔融 物料先經(jīng)過(guò)內(nèi)孔，然后再經(jīng)過(guò)外孔噴出。各個(gè)噴孔的外孔直徑都是相 同的，各個(gè)噴孔的內(nèi)孔直徑也是相同的，內(nèi)孔直徑大于外孔直徑，而 噴射面中部?jī)?nèi)孔深度漸變大于四周內(nèi)孔深度，導(dǎo)致從噴射面中部噴出 的熔融物料經(jīng)過(guò)的內(nèi)孔較長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)的外孔較短，從噴射面四周噴出的 熔融物料經(jīng)過(guò)的內(nèi)孔較短，經(jīng)過(guò)的外孔較長(zhǎng)。因?yàn)閮?nèi)孔直徑大于外孔 直徑，所以中部噴出的物料將經(jīng)受較少的阻力，噴出后的速度更快， 所以噴射距離更遠(yuǎn)，同樣道理四周噴出的物料經(jīng)受了較大的阻力，噴 出后速度較慢，所以噴射距離較近。故噴出的熔融顆粒更不容易發(fā)生 碰撞粘合。
對(duì)于具有內(nèi)孔和外孔的噴頭還有改進(jìn)的設(shè)計(jì)方式。噴射面厚度均 勻，但所述噴射面具有包括外孔和內(nèi)孔兩部分的噴孔，所述外孔直徑 相同，內(nèi)孔直徑大于外孔直徑，噴孔的內(nèi)孔和外孔的長(zhǎng)度都是相同的， 但噴射面中部?jī)?nèi)孔直徑漸變大于四周內(nèi)孔直徑。熔融物料先經(jīng)過(guò)內(nèi)孔， 再經(jīng)過(guò)外孔被噴出，雖然內(nèi)孔和外孔長(zhǎng)度相同，但是因?yàn)橹胁績(jī)?nèi)孔直 徑大，四周內(nèi)孔直徑小，所以從中部噴出的熔融物料經(jīng)受較小的阻力， 噴出后速度更快，所以噴射距離遠(yuǎn)，同樣道理四周噴出的熔融物料經(jīng) 受較大的阻力，噴出后速度較慢，所以噴射距離較近。故噴出的熔融 顆粒更不容易發(fā)生碰撞粘合。
所述球形顆粒成型裝置的噴頭還可以設(shè)計(jì)成，所述噴射面位于噴 頭外的凸面和位于噴頭內(nèi)的凹面均為圓錐面，或所述凸面為球面。圓 錐面造型簡(jiǎn)單，容易加工，而且球形顆粒成型效果更好。
所述噴頭的進(jìn)料頭可開在噴射面中部。
所述噴頭為塑料、金屬或陶瓷制成。塑料噴頭加工容易，成本低。 金屬噴頭耐用。陶瓷噴頭耐高溫，可用于凝固點(diǎn)很高的熔融物料，比
如金屬球形顆粒；還耐腐蝕，比如用于尿素顆粒的成型。
所述加壓裝置可為計(jì)量齒輪泵，其加壓穩(wěn)定，而且可以測(cè)量熔融
物料流量，且計(jì)量穩(wěn)定準(zhǔn)確。
本發(fā)明的球形顆粒成型裝置還可包括以下設(shè)備
設(shè)置于加壓裝置之前的調(diào)節(jié)熔融物料溫度的溫控裝置。當(dāng)熔融物 料當(dāng)熔融物料溫度太高時(shí)，溫控裝置可對(duì)物料進(jìn)行冷卻；溫度不夠高 時(shí)，溫控裝置可對(duì)物料進(jìn)行加熱。調(diào)節(jié)熔融物料的溫度對(duì)于球形顆粒 成型的生產(chǎn)效率和質(zhì)量是非常重要的，因?yàn)閺膰婎^噴出的物料必須在 自由落體下落的過(guò)程中完成冷凝，如果沒(méi)有冷凝就落入容器會(huì)粘結(jié)起 來(lái)，不能形成球形顆粒。如果到達(dá)噴頭時(shí)溫度太低，則無(wú)法從噴頭噴 出，而且還會(huì)堵塞噴孔。所以，要對(duì)熔融物料進(jìn)入加壓裝置時(shí)的溫度 進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)，使熔融物料的溫度高于其凝固點(diǎn)溫度，但是又不能 太高。
包圍于噴頭的冷卻塔，冷卻塔具有通風(fēng)口。熔融物料從噴頭噴出 后，在重力作用下做自由落體的運(yùn)動(dòng)，冷卻塔從通風(fēng)口中灌入干凈的 冷空氣，對(duì)噴出的物料進(jìn)行風(fēng)冷，加快熔融物料冷凝速度，提高生產(chǎn) 效率。此外，因?yàn)閲婎^的噴射面向上，使噴出的物料向上運(yùn)動(dòng)，然后 再落下，形成一個(gè)拋物線形狀的運(yùn)動(dòng)曲線，因此冷卻塔不需要做得太 高。與噴頭的噴射面向下設(shè)置相比，熔融物料只需要更短的冷卻塔就 能夠完成空氣冷卻過(guò)程。
接收成型后的球形顆粒的隧道冷卻器，所述隧道冷卻器具有通風(fēng) 口，還具有將球形顆粒進(jìn)一步冷卻的攪拌漿。落下的球形顆粒進(jìn)入隧 道冷卻器之后，經(jīng)過(guò)攪拌漿的進(jìn)一步吹風(fēng)和/或攪拌，以及隧道冷卻器
的通風(fēng)孔進(jìn)入的潔凈冷空氣冷卻之后，固化得更為徹底，提高了生產(chǎn) 效率。
設(shè)置于溫控裝置之前的物料容器，物料可以在物料容器內(nèi)被假如， 變成熔融狀態(tài)，然后再進(jìn)入加壓裝置。
本發(fā)明得球形顆粒成型裝置，流程簡(jiǎn)單，而且成本低廉，噴出的 熔融顆粒不易發(fā)生碰撞粘合，顆粒成型效果好，生產(chǎn)效率高，可廣泛 適用于各種熱熔狀態(tài)物料通過(guò)噴頭后凝固形成球形顆粒的情況，例如 硬脂酸、硬化油、石蠟、單酐酯和尿素等。


圖l為本發(fā)明的球形顆粒成型裝置的一種實(shí)施例的系統(tǒng)圖2為本發(fā)明的球形顆粒成型裝置的噴頭的第一個(gè)實(shí)施例的截面
圖3為本發(fā)明的球形顆粒成型裝置的噴頭的第二個(gè)實(shí)施例的截面
圖4為本發(fā)明的球形顆粒成型裝置的噴頭的第三個(gè)實(shí)施例的截面
圖5為本發(fā)明的球形顆粒成型裝置的噴頭的第四個(gè)實(shí)施例的截面
圖6為本發(fā)明的球形顆粒成型裝置的另一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)圖； 圖7為本發(fā)明的球形顆粒成型裝置的噴頭管道內(nèi)速度曲線示意圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
如圖1所示，本發(fā)明的球形顆粒成型裝置，包括加壓裝置3和噴 頭4，以及連接兩者的管道，熔融物料被加壓裝置3加壓后，通過(guò)管
道從噴頭4的噴出。
圖1,本發(fā)明的球形顆粒成型裝置的一種實(shí)施例，具體實(shí)施還可 以具有如下設(shè)備，物料容器1、溫控裝置2、冷卻塔5和隧道冷卻器6。 物料在物料容器1中被加熱，通過(guò)溫控裝置2控制熔融物料的溫度， 再經(jīng)過(guò)加壓裝置3加壓之后通過(guò)噴頭4噴出，噴出的熔融顆粒在冷卻 塔5內(nèi)進(jìn)行自由落體運(yùn)動(dòng)，被冷卻塔5的通風(fēng)口 51吹入的潔凈冷空氣 冷卻，落入隧道冷卻器6，經(jīng)攪拌漿62攪拌以及隧道冷卻器6的通風(fēng) 口 61吹入的潔凈冷空氣進(jìn)一步冷卻，成為成品的球形顆粒。
圖1，本發(fā)明的噴頭4的噴射面41朝上，且噴射面41中部凸起。 所述噴射面41即是噴頭4具有噴孔413的那一面。
圖7是熔融物料在管道中的流動(dòng)速度示意圖，較長(zhǎng)的箭頭表示更 快的速度，可見靠近管壁的速度慢，位于管道中心的速度快。參照?qǐng)D 2-圖4，在噴射面41噴出熔融物料時(shí)，因噴射面41中部4111凸起， 噴出的物料向四周4112擴(kuò)散，噴射面41中部噴出的熔融物料速度更 快，中部4111噴出的熔融物料噴射距離更遠(yuǎn)，不會(huì)與噴射面41四周 4112噴出的熔融物料發(fā)生碰撞。加壓裝置3給熔融物料的壓力使噴出 的熔融物料速度更快，噴射距離更遠(yuǎn)，噴出的熔融顆粒更不容易發(fā)生 碰撞粘合。
圖2，本發(fā)明的球形顆粒成型裝置的另一種實(shí)施例中，所述噴頭4 的噴射面41四周4112比中部4111漸變?cè)龊?，噴?13則直徑均相同。
圖3，本發(fā)明的球形顆粒成型裝置的又一種實(shí)施例中，所述噴頭4 噴射面41具有包括外孔4131和內(nèi)孔4132兩部分的噴孔413,所述外 孔4131直徑相同，所述內(nèi)孔4132直徑相同，內(nèi)孔4132直徑大于外孔 4131直徑，噴射面41接近中部4111的內(nèi)孔4132的深度漸變大于接 近四周4112的內(nèi)孔4132的深度。
圖4，作為上一種實(shí)施例的變形，所述噴射面41具有包括外孔4131
和內(nèi)孔4132兩部分的噴孔413，所述外孔4131直徑相同，內(nèi)孔4132 直徑大于外孔4131直徑，接近噴射面41中部4111的內(nèi)孔4132的直 徑漸變大于接近四周4112的內(nèi)孔4132的直徑。
圖2-圖4均可見，所述噴射面41位于噴頭外的凸面411和位于噴 頭內(nèi)的凹面412均為圓錐面。
另一種實(shí)施例中，如圖5，所述噴頭4的進(jìn)料頭開在噴射面41中 部4111的位置。圖6為采用此種噴頭4的球形顆粒成型裝置系統(tǒng)圖， 熔融物料從上往下輸送進(jìn)入噴頭4，能夠借助重力增加物料的流動(dòng)速 度，節(jié)省動(dòng)力。
當(dāng)然，噴頭4的進(jìn)料口還可以開在噴頭4的側(cè)面，也可以開設(shè)在 噴射面41的其他位置，也可以開設(shè)在噴頭4背面的任意位置，可以為 不同情況下進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)。同時(shí)，針對(duì)不同情況還可以在噴射面41 的某些位置不開設(shè)噴孔413,以免噴出的物料堆積在送料管道上。所 述背面指的是相對(duì)于噴射面的另 一側(cè)。
以上所揭露的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限 定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的等同變化， 仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1．用于熔融物料的球形顆粒成型裝置，包括加壓裝置和噴頭，熔融物料被加壓裝置加壓后從噴頭噴出，特征是所述噴頭的噴射面朝上。
2. 如權(quán)利要求1的球形顆粒成型裝置，特征是所述噴射面四周 比中部漸變?cè)龊瘛?br> 3. 如權(quán)利要求1的球形顆粒成型裝置，特征是所述噴射面具有 包括外孔和內(nèi)孔兩部分的噴孔，所述內(nèi)孔直徑相同，內(nèi)孔直徑大于外 孔直徑，噴射面中部?jī)?nèi)孔深度漸變大于四周內(nèi)孔深度。
4. 如權(quán)利要求1的球形顆粒成型裝置，特征是所述噴射面具有 包括外孔和內(nèi)孔兩部分的噴孔，內(nèi)孔直徑大于外孔直徑，噴射面中部 內(nèi)孔直徑漸變大于四周內(nèi)孔直徑。
5. 如權(quán)利要求1的球形顆粒成型裝置，特征是所述噴射面四周 的噴孔比中部的噴孔的直徑漸變減小。
6. 如權(quán)利要求2-5任一項(xiàng)的球形顆粒成型裝置，特征是所述噴 射面位于噴頭外的凸面為圓錐面或球面。
7. 如權(quán)利要求1的球形顆粒成型裝置，特征是所述加壓裝置為 計(jì)量齒輪泵。
8. 如權(quán)利要求1的球形顆粒成型裝置，特征是還包括設(shè)置于加 壓裝置之前的調(diào)節(jié)熔融物料溫度的溫控裝置，包圍于噴頭的冷卻塔， 接收球形顆粒的隧道冷卻器和設(shè)置于溫控裝置之前的物料容器；所述 冷卻塔具有通風(fēng)口；所述隧道冷卻器具有通風(fēng)口 ，還具有將球形顆粒 進(jìn)一步冷卻的攪拌漿。
9. 如權(quán)利要求1的球形顆粒成型裝置，特征是所述噴頭的進(jìn)料 頭開在噴頭的噴射面、噴頭的側(cè)面或噴頭的背面。
10. 如權(quán)利要求1的球形顆粒成型裝置，特征是所述噴頭為塑料、 金屬或陶瓷制成。
全文摘要
用于熔融物料的球形顆粒成型裝置，包括加壓裝置和噴頭，以及連接兩者的管道，熔融物料被加壓裝置加壓后，通過(guò)管道從噴頭噴出，所述噴頭的噴射面朝上，且噴射面中部凸起，所述噴射面四周比中部漸變?cè)龊?，或者噴射面具有包括外孔和?nèi)孔兩部分的噴孔，所述外孔直徑相同，所述內(nèi)孔直徑相同，內(nèi)孔直徑大于外孔直徑，噴射面中部?jī)?nèi)孔深度漸變大于四周內(nèi)孔深度。噴射面中部噴出的物料受到較小的阻力，因此噴射較遠(yuǎn)，噴射面四周噴出的物料受到較大的阻力，因此噴射較近，所以不同層次的噴孔噴出的球形顆粒不會(huì)發(fā)生碰撞和粘合，此裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本較低，而且成型效果非常好，生產(chǎn)效率高。
文檔編號(hào)B01J2/04GK101362064SQ200810198518
公開日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者周建業(yè) 申請(qǐng)人:周建業(yè)