球形颗粒成型装置

摘要

用于熔融物料的球形颗粒成型装置，包括加压装置和喷头，以及连接两者的管道，熔融物料被加压装置加压后，通过管道从喷头喷出，所述喷头的喷射面朝上，且喷射面中部凸起，所述喷射面四周比中部渐变增厚，或者喷射面具有包括外孔和内孔两部分的喷孔，所述外孔直径相同，所述内孔直径相同，内孔直径大于外孔直径，喷射面中部内孔深度渐变大于四周内孔深度。喷射面中部喷出的物料受到较小的阻力，因此喷射较远，喷射面四周喷出的物料受到较大的阻力，因此喷射较近，所以不同层次的喷孔喷出的球形颗粒不会发生碰撞和粘合，此装置构造简单、成本较低，而且成型效果非常好，生产效率高。

权利要求

1.用于熔融物料的球形颗粒成型装置，包括加压装置和喷头，熔融物料被加压装置加压后从喷头喷出，特征是：所述喷头的喷射面朝上，所述喷射面四周比中部渐变增厚。

2.如权利要求1所述的球形颗粒成型装置，特征是：所述喷射面位于喷头外的凸面为圆锥面或球面。

3.如权利要求1的球形颗粒成型装置，特征是：所述加压装置为计量齿轮泵。

4.如权利要求1的球形颗粒成型装置，特征是：还包括设置于加压装置之前的调节熔融物料温度的温控装置，包围于喷头的冷却塔，接收球形颗粒的隧道冷却器和设置于温控装置之前的物料容器；所述冷却塔具有通风口；所述隧道冷却器具有通风口，还具有将球形颗粒进一步冷却的搅拌浆。

5.如权利要求1的球形颗粒成型装置，特征是：所述喷头的进料头开在喷头的喷射面、喷头的侧面或喷头的背面。

6.如权利要求1的球形颗粒成型装置，特征是：所述喷头为塑料、金属或陶瓷制成。

说明书

球形颗粒成型装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种球形颗粒成型的装置，尤其是用于熔融状态的物料凝固成球型颗粒的装置。

背景技术

[0002] 球形颗粒的成型工艺一般采用喷头喷出熔融状态的物料，物料通过喷头的喷孔后形成一条细线，在重力作用下的自由落体过程中断裂收缩成单个的球形颗粒，下落的过程中也是冷却凝固的过程，落地前即成为固态球形颗粒。

[0003] 为使颗粒成型具有可控性，有一些技术手段对此进行改进，比如喷头在物料喷出的方向上进行周期性的来回运动，或者喷头在垂直于物料喷出的方向上进行周期性的来回运动，或者喷头进行一定速度的旋转，这都使物料在喷出时受到额外的作用力，使物料有控制地破碎为颗粒。

[0004] 但是以上各种方法都需要对成型装置进行额外的改进，生产成本较高，装置比较复杂。而且，由于额外的作用力的存在，导致球形颗粒喷出时的速度不均匀，因此球形颗粒之间很容易发生碰撞，没有完全凝固的颗粒的碰撞会影响到颗粒成型直径的均匀性，甚至多个颗粒粘合于一起，产生一定数量的废品。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种球形颗粒成型装置，在相对简单的构造下熔融物料产生的颗粒在本发明的球形颗粒成型装置喷出后，互不碰撞。

[0006] 为达到上述目的，提供如下技术方案。

[0007] 用于熔融物料的球形颗粒成型装置，包括加压装置和喷头，以及连接两者的管道，熔融物料被加压装置加压后，通过管道从喷头的喷出，所述喷头的喷射面朝上。喷射面中部凸起。

[0008] 熔融物料在管道中的流动速度，靠近管壁的速度慢，位于管道中心的速度快，因此在喷射面喷出时，且喷射面中部凸起，因此喷出的物料向四周扩散，喷射面中部喷出的熔融物料速度更快，中部喷出的熔融物料喷射距离更远，不会与喷射面四周喷出的熔融物料发生碰撞。加压装置给熔融物料的压力使喷出的熔融物料速度更快，喷射距离更远，喷出的熔融颗粒更不容易发生碰撞粘合。此外，若喷射面朝下需要更高的冷却高度，喷出后的物料需要在空气中经历较长高度差才能凝固，而本发明喷头的喷射面朝上，喷出的物料的轨迹为抛物线，先向上运动，然后再落下，因此冷却高度差较低，节省空间，只需相对较低的冷却设备。

[0009] 为了达到更好的效果，对喷头进行了改进设计。

[0010] 所述喷射面上的喷孔直径均相同，而喷射面四周比喷射面中部渐变增厚。这也就意味着喷射面四周喷出的熔融物料在经过喷头时将受到比喷射面中部喷出的熔融物料更大的阻力，所以四周喷出的熔融物料喷射距离较近，而喷射面中部喷出的熔融物料喷得更远，所以喷出的熔融颗粒更不容易发生碰撞粘合。

[0011] 喷头的一种改进方式，所述喷射面四周的喷孔比中部的喷孔的直径渐变减小。直径较大的喷孔阻力较小，所以喷出的物料速度较快，不同层次的喷孔喷出的物料也不会发生碰撞粘合。从同一个喷孔先后喷出的物料，如果喷出速度较快，则先后喷出的物料之间的距离会更长，拉开的距离更大，所以也就会更细，所以按照一定的规则精心设计喷孔的不同直径大小能够使四周喷出的物料和中心喷出的物料形成直径相同的球形颗粒。

[0012] 喷头的另一种改进方式。喷射面厚度均匀，但所述喷射面具有包括外孔和内孔两部分的喷孔，所述外孔直径相同，所述内孔直径相同，内孔直径大于外孔直径，喷射面中部内孔深度渐变大于四周内孔深度。即喷射面的每个喷孔分成了位于外侧的外孔和位于内侧的内孔，熔融物料先经过内孔，然后再经过外孔喷出。各个喷孔的外孔直径都是相同的，各个喷孔的内孔直径也是相同的，内孔直径大于外孔直径，而喷射面中部内孔深度渐变大于四周内孔深度，导致从喷射面中部喷出的熔融物料经过的内孔较长，经过的外孔较短，从喷射面四周喷出的熔融物料经过的内孔较短，经过的外孔较长。因为内孔直径大于外孔直径，所以中部喷出的物料将经受较少的阻力，喷出后的速度更快，所以喷射距离更远，同样道理四周喷出的物料经受了较大的阻力，喷出后速度较慢，所以喷射距离较近。故喷出的熔融颗粒更不容易发生碰撞粘合。

[0013] 对于具有内孔和外孔的喷头还有改进的设计方式。喷射面厚度均匀，但所述喷射面具有包括外孔和内孔两部分的喷孔，所述外孔直径相同，内孔直径大于外孔直径，喷孔的内孔和外孔的长度都是相同的，但喷射面中部内孔直径渐变大于四周内孔直径。熔融物料先经过内孔，再经过外孔被喷出，虽然内孔和外孔长度相同，但是因为中部内孔直径大，四周内孔直径小，所以从中部喷出的熔融物料经受较小的阻力，喷出后速度更快，所以喷射距离远，同样道理四周喷出的熔融物料经受较大的阻力，喷出后速度较慢，所以喷射距离较近。故喷出的熔融颗粒更不容易发生碰撞粘合。

[0014] 所述球形颗粒成型装置的喷头还可以设计成，所述喷射面位于喷头外的凸面和位于喷头内的凹面均为圆锥面，或所述凸面为球面。圆锥面造型简单，容易加工，而且球形颗粒成型效果更好。

[0015] 所述喷头的进料头可开在喷射面中部。

[0016] 所述喷头为塑料、金属或陶瓷制成。塑料喷头加工容易，成本低。金属喷头耐用。陶瓷喷头耐高温，可用于凝固点很高的熔融物料，比如金属球形颗粒；还耐腐蚀，比如用于尿素颗粒的成型。

[0017] 所述加压装置可为计量齿轮泵，其加压稳定，而且可以测量熔融物料流量，且计量稳定准确。

[0018] 本发明的球形颗粒成型装置还可包括以下设备：

[0019] 设置于加压装置之前的调节熔融物料温度的温控装置。当熔融物料当熔融物料温度太高时，温控装置可对物料进行冷却；温度不够高时，温控装置可对物料进行加热。调节熔融物料的温度对于球形颗粒成型的生产效率和质量是非常重要的，因为从喷头喷出的物料必须在自由落体下落的过程中完成冷凝，如果没有冷凝就落入容器会粘结起来，不能形成球形颗粒。如果到达喷头时温度太低，则无法从喷头喷出，而且还会堵塞喷孔。所以，要对熔融物料进入加压装置时的温度进行准确的调节，使熔融物料的温度高于其凝固点温度，但是又不能太高。

[0020] 包围于喷头的冷却塔，冷却塔具有通风口。熔融物料从喷头喷出后，在重力作用下做自由落体的运动，冷却塔从通风口中灌入干净的冷空气，对喷出的物料进行风冷，加快熔融物料冷凝速度，提高生产效率。此外，因为喷头的喷射面向上，使喷出的物料向上运动，然后再落下，形成一个抛物线形状的运动曲线，因此冷却塔不需要做得太高。与喷头的喷射面向下设置相比，熔融物料只需要更短的冷却塔就能够完成空气冷却过程。

[0021] 接收成型后的球形颗粒的隧道冷却器，所述隧道冷却器具有通风口，还具有将球形颗粒进一步冷却的搅拌浆。落下的球形颗粒进入隧道冷却器之后，经过搅拌浆的进一步吹风和/或搅拌，以及隧道冷却器的通风孔进入的洁净冷空气冷却之后，固化得更为彻底，提高了生产效率。

[0022] 设置于温控装置之前的物料容器，物料可以在物料容器内被假如，变成熔融状态，然后再进入加压装置。

[0023] 本发明得球形颗粒成型装置，流程简单，而且成本低廉，喷出的熔融颗粒不易发生碰撞粘合，颗粒成型效果好，生产效率高，可广泛适用于各种热熔状态物料通过喷头后凝固形成球形颗粒的情况，例如硬脂酸、硬化油、石蜡、单酐酯和尿素等。

附图说明

[0024] 图1为本发明的球形颗粒成型装置的一种实施例的系统图；

[0025] 图2为本发明的球形颗粒成型装置的喷头的第一个实施例的截面图；

[0026] 图3为本发明的球形颗粒成型装置的喷头的第二个实施例的截面图；

[0027] 图4为本发明的球形颗粒成型装置的喷头的第三个实施例的截面图；

[0028] 图5为本发明的球形颗粒成型装置的喷头的第四个实施例的截面图；

[0029] 图6为本发明的球形颗粒成型装置的另一个实施例的系统图；

[0030] 图7为本发明的球形颗粒成型装置的喷头管道内速度曲线示意图。

具体实施方式

[0031] 结合附图说明本发明的具体实施方式。

[0032] 如图1所示，本发明的球形颗粒成型装置，包括加压装置3和喷头4，以及连接两者的管道，熔融物料被加压装置3加压后，通过管道从喷头4的喷出。

[0033] 图1，本发明的球形颗粒成型装置的一种实施例，具体实施还可以具有如下设备，物料容器1、温控装置2、冷却塔5和隧道冷却器6。物料在物料容器1中被加热，通过温控装置2控制熔融物料的温度，再经过加压装置3加压之后通过喷头4喷出，喷出的熔融颗粒在冷却塔5内进行自由落体运动，被冷却塔5的通风口51吹入的洁净冷空气冷却，落入隧道冷却器6，经搅拌浆62搅拌以及隧道冷却器6的通风口61吹入的洁净冷空气进一步冷却，成为成品的球形颗粒。

[0034] 图1，本发明的喷头4的喷射面41朝上，且喷射面41中部凸起。所述喷射面41即是喷头4具有喷孔413的那一面。

[0035] 图7是熔融物料在管道中的流动速度示意图，较长的箭头表示更快的速度，可见靠近管壁的速度慢，位于管道中心的速度快。参照图2-图4，在喷射面41喷出熔融物料时，因喷射面41中部4111凸起，喷出的物料向四周4112扩散，喷射面41中部喷出的熔融物料速度更快，中部4111喷出的熔融物料喷射距离更远，不会与喷射面41四周4112喷出的熔融物料发生碰撞。加压装置3给熔融物料的压力使喷出的熔融物料速度更快，喷射距离更远，喷出的熔融颗粒更不容易发生碰撞粘合。

[0036] 图2，本发明的球形颗粒成型装置的另一种实施例中，所述喷头4的喷射面41四周4112比中部4111渐变增厚，喷孔413则直径均相同。

[0037] 图3，本发明的球形颗粒成型装置的又一种实施例中，所述喷头4喷射面41具有包括外孔4131和内孔4132两部分的喷孔413，所述外孔4131直径相同，所述内孔4132直径相同，内孔4132直径大于外孔4131直径，喷射面41接近中部4111的内孔4132的深度渐变大于接近四周4112的内孔4132的深度。

[0038] 图4，作为上一种实施例的变形，所述喷射面41具有包括外孔4131和内孔4132两部分的喷孔413，所述外孔4131直径相同，内孔4132直径大于外孔4131直径，接近喷射面41中部4111的内孔4132的直径渐变大于接近四周4112的内孔4132的直径。

[0039] 图2-图4均可见，所述喷射面41位于喷头外的凸面411和位于喷头内的凹面412均为圆锥面。

[0040] 另一种实施例中，如图5，所述喷头4的进料头开在喷射面41中部4111的位置。图6为采用此种喷头4的球形颗粒成型装置系统图，熔融物料从上往下输送进入喷头4，能够借助重力增加物料的流动速度，节省动力。

[0041] 当然，喷头4的进料口还可以开在喷头4的侧面，也可以开设在喷射面41的其他位置，也可以开设在喷头4背面的任意位置，可以为不同情况下进行不同的设计。同时，针对不同情况还可以在喷射面41的某些位置不开设喷孔413，以免喷出的物料堆积在送料管道上。所述背面指的是相对于喷射面的另一侧。

[0042] 以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。