JPS6022974A - 種々の密度の粉末を精製分離するための分級装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、種々の密度の粉末を精製分離するためのエル
トリエータ（Ｒ温式分離）装置に係る。

このような装置は、断面積の異なる２つのゾーンをもつ
少くとも２つの分離塔と、キャリヤ流体の流入ポートと
、分粒すべき粉末の導入手段と１．塔の上部に設けられ
たキャリヤ流体の流出デートと、塔から導出されるキャ
リヤ流体が通過する回収フィルタとを含む。

金属粉末の焼結を用いる特殊合金部材の製造によって、
これら合金の機械的特性を改良し且つコストを下げるこ
とに成功した。しかし乍ら製造ノロセス後に高い機械的
品質が常に得られるようにするためには、高純度の粉末
を使用するととが必要であシ、また、高温下の疲労に対
する抵抗に関しては、化学的純度特に非金属不純物が混
在しないことが重要である。

これらの粉末の重要な用途は、高い応力を受けるシェツ
トエンシン用のタービン及び圧縮機の回転部の製造であ
る。所定の粒径分布スペクトルを有する高純度粉末が要
求される場合、複雑で難しい製造装置が必要になる。

Ｐｏｗｅｒ　ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ　５ｕｐｅｒａｌｌ
ｏｙｓ、　１９８０年１１月１８−２０日、の会議録釦
収載された論文″５ｕｐｅｒｃｌｅａｎ　５ｕｐｅｒａ
ｌｌｏｙｓ　ｐｏｗｄｅｒｓ”に於いてＰａｕｌ　ＬＯ
呪叩Ｎ８ＴＥＩＮは、粉末金属中の介在物の濃度を測定
し得る装置を記載している。また、Ｎｕｃｌｅａｒ　ｍ
ｅｔａｌｓ　Ｉｕａ、（ＮＭＩ）によって開発された方
法は、水簸法を利用したものである。所定量の粉末をガ
ラスの塔に入れる。こげガラス塔の下部には粉末をせき
止め得るフルイが備えられている。粉末全体が流動層型
ミストを形成するように、塔の底部から脱イオン及び脱
気した水を導入する。

水け、塔上部の流動ミストよ）上方でオーバーフロー管
から流出し、フィルタを通過する。非金属粒子はこのフ
ィルタにせき止められる。回収された粒子の数と性質と
を顕＠鏡で測定する。

この装置では高純ヌ粒子を連続的又は半連続的に製造す
ることができない。装置Ｋの目的は、被検粉末の純度を
コントロールすることである。

米国特許第３４５７３３６号はキャリヤ流体として空気
を用いる流体分粒方法を開示しておシ、２この方法の目
的は、溶融液滴から肥料粒子を形成することである。分
粒用の空気は塔の下部に導入される。粉末は吸気ポート
近傍のノズルから供給され得る。空気とこの空気によっ
て運ばれる粉末とは塔の上部から出てフィルタを通過す
る。場合によっては、せき止められた粉末が供給源に再
循環される。溶融物質の液滴は塔の上部に誘導され、粉
末ダクト中に落下して冷却される。これら液滴は塔の下
部から連続的に排出される。空気と粉末との流れは液滴
を冷却し液滴の凝集を阻止する機能を果す。液滴のサイ
ズが粉末のサイズに比較して極めて大きいので、この装
置の目的は、種々の粒度の粉末を分離することではなく
、凝集しない粒子を液滴から分離して出口で精製粒子を
得ることである。

更にフランス特許公開第２３１８６８１号によって、種
々の密度の樹脂を分離し得る装置が知られている。この
分離を行なう塔は、異なる直径の２つのゾーン、即ち直
径の小さい下部ゾーンと、下部ゾーンよシ大きい直径を
有しでおり下部ゾーンの上端周囲にトーラスを形成して
いる上部ゾーンとを有する。混合樹脂は、装置底部の近
傍に維持されたフルイ上に配置される。キャリヤたる水
は底部から導入されて樹脂を運ぶ。樹脂ｆ−ｒミストを
形成し、最も軽い粒子が塔の上部に存在する。水は、ミ
ストの上端よシ高い位置まで流れる。樹脂は分離され軽
い方の分級物は上部トーラスに存在し重い方の分級物は
塔の底部に存在する。

この装置では粉末の粒子を少くとも半連続的忙亦粒する
こともできない。

前記の如き種々の理由から、これらの種々の公知方法は
粉末を簡単に分粒することができない。

また、流体として液体が使用される場合には、樹脂の場
合以外は分離後の粉末を乾燥させる必要がちシ、とのた
め汚染の恐れが増すことを無視することはできない。

本発明の目的は、種々の密度の粉末を分離するために半
連続的に作動することができ分粒用流体として気体を使
用するエルトリエータ装置を提供することである。

種々の密度の粉末を流体分粒するために提案された本発
明の装置は、連続する少くとも２つの分離塔を含む。こ
の分離塔の各々は断面積の異なる２つのゾーンを有して
おシ、下部シー／の断面積は上部ゾーンの断面積よシ小
さい。装置は更に上部に、分粒すべき粉末とキャリヤ流
体との導入手段を含む。この手段は、塔の軸線内に配置
されておシ下部ゾーンの底部でデフレクタに向き合う開
口を備えた配給管から成る。装置は更に、上部にキャリ
ヤ流体の流出ポートを含んでおシ、下部に粒度の大きい
粉末分級物を受容する粒子溝とこれらの粒子の排出デバ
イスとを備える。

本発明装置の特徴は、各基のゾーンの２つの断面積の比
がどの塔についても一定であること、及０”、（ｎ＋１
　）番目の塔の下部ゾーンの断面積は該ゾーンでの流速
が１つ前Ｏｎ番目の塔の上部ゾーンでの流速に等しくな
るように選択されていることである。

好ましくは、各基のキャリヤ流体の流出ポートにフルイ
が備えられてお）、このフルイのサイズは、同じ塔の底
部に配置された溜に保留される重い粒子の最小直径に等
しい最小直径の軽い粒子がフルイでせき止められるよう
に選択されている。

非限定例として与えられた図面に尤く以下の記載よシ本
発明が更に十分に理解されよう。

第１図は、連続的分別を用いる連続的粉末処理ラインの
概略説明図である。このラインは、所望の分級物の数に
対応する数の装置１，２．・・・・・・ｎを含んでおシ
、これらの装置は直列配置されている。各装置は分離塔
３から形成されておシ、分離各３は、下部に粒子排出デ
バイス４を備えておシ、上部には全体が符号５で示され
た粉末とキヤ７′リヤ流体との導入手段を備える。各基
の上部にはまた、粉末の嘔い方の分級物を含んだヤヤリ
ャ流体の流出、Ｊ？−＝）６が備えられている。粉末の
軽い方の分級物とは即ち、１つ前の装置に残留した粒子
に比べて粒径が同じで密度が小さい粒子、又は、密、度
が同じで粒径が小さい粒子を意味する。

アセ７　ｆ　リ５は、分離塔３の軸線内に固定された配
給管７を含んでおシ、配給管７は分離塔内を下降して、
粒子溝８を形成しておシ最も大きい粒径の粒子の分級物
を回収する塔部分で終結している。少くとも部分的に開
口した配給管の底部から少しだけ離間してデフレクタ９
が備えられている。

デフレクタの形状は、キャリヤ流体に塔内を上向きに流
れる方向を与えるような形状である。配給管７の上端は
粉末導入手段、よシ詳細には振動フルイ１０の下部室に
接続されておシ、フルイ１０の上部室は分粒すべき粉末
とキャリヤ流体とを受容スル。フルイのメツシュのサイ
ズは、連続処理ライン内の位置によって決定される。フ
ルイの機能は、流体中に粉末を均質に懸濁させること、
及び、一般には金属から生じたものではない密度の小さ
い粒子をせき止めることである。ラインの最初のフルイ
以外のフルイは、粉末を含むキャリヤ流体を上部人口１
１から受容する。゛入口１１は通常、上部室の軸線内に
配置されている。ラインの最初のフルイは、図示の具体
例の場合粉末とキャリヤ流体とを別々に受容する。粉末
はタンク１２に収容されておシ、タンク１２は好ましく
は、汚染を完全に阻止するためにキャリヤ流体と同じ中
性気体下に維持されている。

図示の具体例ではニッケル合金の粉末をアルボ／流中で
分粒する。。

ラインの最終装置ｎ内のキャリヤ流体と懸濁粉末との流
出ポート６は回収室１３に接続されている。室１３の上
部にフィルタ１４が備えられておシ、フィルタ１４は粉
塵と非金属粒子とをせき止める。従って、フィルタ通過
後の流体から懸濁物質が実質的に除去されてお）、この
流体を装置で再利用し得る。

第１図の具体例に於ける分離塔３は、定直径の円筒状ケ
ーシングの形状を有しておシ、配給貢７は塔の軸線内に
固定されている。配給管７は２つの部、即ち、塔のほぼ
上半部分を通る直径の小さい部１５と塔のほぼ下半部分
を通る直径のよシ大きい部１６とから成る。部１６の底
部に少くとも１つの出口１７が設けられている。部１６
の底部に固定されたデフレクタ９は上向きに凹状に彎曲
した形状を有しておシ、キャリヤ流体と該流体に運ばれ
る粉末とを、部１６と塔の側壁との間の環状スペースに
均等に分散する。従って配給管は定直径の塔の内部に２
つの環状ゾーンを形成しておシ、２つのゾーンの断面積
の比は、部１５と１６との直径によって選択決定され得
る。

第２図に示す分離塔の別の具体例によれば、分離塔が異
なる直径の２つの部１Ｂ、１９から成夛、上部１８の直
径がよシ大き′＜、下部１９の直径がよシ小さい。この
場合配給管２ｏは、端から端まで等しい直径を有する。

管の底部は閉鎖されていないか又はキャリヤ流体とこの
流体に運ばれる粉末とを通すための少くとも１つの開口
を有しており、また、開口から少し離間してデフレクタ
が備えられている。このデフレクタは上向きに凹状に彎
曲している。

種々の分離塔内のキャリヤ流体の速度は、各塔毎に塔の
直径対配給管の直径の比によって調整され、分離すべき
粒子の密度と直径との関数である。

注目すべきは、ｎ番目の装ｆｆ１ｅ（ｎ番目の塔の上部
）内の流体の最小速度が、下流側の（ｎ＋１　）番目の
装置［（ｎ＋１）番目の塔の下部］内の最大速度に等し
いことである。

フルイのサイズに関しては、（ｎ＋１）番目のフルイ、
即ちｎ番目の塔と（ｎ＋１）番目の椅との間に配置され
たフルイが、ｎ番目の塔の部内に保留された重い粒子の
最小直径に等しい最小直径の軽い粒子を保持するように
選択されている。

流体分粒による粉末の精製はストークスの法則を利用す
るものである。最も粗い粒子を除去するために粗くフル
イ分けした粗製造粉末は、ニッケル合金の場合、密度８
（金属合金に対応する）から密度５．５未満（非金属粒
子に対応する）の種々の粒子から成る。

ストークスの法則によれば、このような粒子を分離し得
るＫは２つの条件が揃わなければならない。即ち、粒子
の最大直径対最小直径の比が＜１．２５であること、及
び、分粒塔部ち分離塔が２種類の断面を有し、これらの
断面の直径の比が１．２５に等しく、断面積の比が（１
，２５）２になシ従って流速の比が（１，２５）・　に
なる３とである・図示の具体例の連続処理ラインの作動
モードを以下に説明する。

粉末は最初から空気を存在させずに処理され、以後の処
理は全て調整雰囲気（アルゴン）下で行なわれる。共通
タンク１２から導出された粉末はアルゴン流中で半連続
的に選別分離される。アルゴンの供給を定期的（例えば
に時間毎）に中断し、分離された粉末を溜２１に落下さ
せる。溜２１の各々は、夫々異なる粒径に対応している
。また、異物粒子は夫々の粒度に対応するフルイの上に
残る。

直列配置される装置の数は初期粒径分布スペクトルの関
数である。従って、例えば、ｎ個の装置を使用すると、
粒子の最大直径φと最小直径４と可能である。

分離された粉末を次に合一し得る。この合一は、（唯１
つの溜を配設することによって）初期粒径分布スペクト
ルを復元してもよく、又は、（全ての溜２１について各
溜の粒度と割合とを選択することによって）別のスペク
トルが得られるように行なってもよい。

所望の用途のために極めて狭い粒径分布スペクトルを有
する粉末が必要な場合は、異なる密度の粒子の除去の観
点からは予め「精製済の」粉末についてよシ精密なフル
イ分は処理を前記方法によって更に実施する。

種々の分離塔内でのキャリヤ流体の速度は、塔の直径対
配給管の直径の比によって各塔毎に調整され、且つ、分
離すべき粒子の密度と直径との関数である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のエルトリエータ装置を含む連続処理ラ
インの概略説明図、第２図は本発明装置で使用される塔
の別の具体例の概略図である。 １．２．−・・・・・・・ｎ・・・装置、３・・・分離
塔、４・・・粒子排出デバイス、５・・・導入手段、６
・・・キャリヤ流体流出、！？−）、７・・・配給管、
８・・・粒子溜、９・・・デフレクタ、１０・・・フル
イ、１２・・・タンク、１３・・・回収室、１４・・・
フィルタ、２０・・・配給管、２１・・・溜。 代理人ブ［理士今　村　元

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）種々の密度の粉末を精製分離するために１連続す
   る少くとも２つの分離塔と、分粒すべき粉末とキャリヤ
   流体との導入手段と、キャリヤ流体の流出／−）と、粒
   度の大きい粉末分級物を受容する粒子溜と、これらの粒
   子の排出デバイスとを備えておシ、前記分離塔の各々は
   断面積の異なる２つのゾーンを有してｉ−Ｂ下部ゾーン
   は上部ゾーンよシ小さい断面積を有しており、前記導入
   手段と前記流出？−トとは装置上部に備えられておυ、
   前記導入手段は塔の軸線内に配置され小さい方の断面積
   を有するシー／の底部に開口する配給管から構成されて
   おシ、前記配給管の開口はデフレクタに向き合って位置
   しており、前記粒子溜と粒子排出デバイスとは装置下部
   に備えられている型の装置でう）、各基のゾーンの２９
   の断面積の比がどの塔に於いても一定であること、及び
   ％　（ｎ　＋　１　）番目の塔の下部ゾーンの断面積は
   、該ゾーンでの流速が１つ前のｎ番目の塔の上部ゾーン
   での流速に等しくなるように選択されていることを特徴
   とするエルミリエータ装置。
2. （２）各基の中ヤリャ流体の流出ポートにフルイが配置
   されてお少、前記フルイのサイズは、同じ塔の下部に配
   置された部内に保留される重い粒子の最小直径に等しい
   最小直径の軽い粒子をせき止めるように選択されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のエルト
   リエータ装置。