随着粉体技术的发展,超细粉因其具备多种优良性能开始迅速应用于国民经济的各个行业。相对超细粉飞速发展的制备技术,与其生产相匹配的后道包装产线技术发展相对缓慢。超细粉所具有的区别于普通粉体的物性,也导致了其在传统包装过程中易出现工人作业环境恶劣,包装粉体密实度低,包材耗损率高及运输仓储成本高等问题。包装内的过高含气量亦致使其在包装储运过程中易发生“炸袋”现象,对包装现场,作业环境及其运输空间造成严重污染。本课题基于超细粉的基本物性及其包装中粉体密实度低,包材耗损率高和作业环境污染等问题,对超细粉的自动化清洁包装工艺进行研究,重点研究其充填计量关键技术,并设计与之相匹配的机械装置,为超细粉包装过程的进一步研究提供一定参考。本课题主要研究工作如下:(1)超细粉的包装形式及其相应包装工艺,包装机械调研与分析。通过相关文献与市场调研,了解超细粉行业常见包装形式。针对不同包装形式,调研了解其目前相应包装工艺及其配套使用包装机械。分析不同包装形式下超细粉包装的特点,并确定超细粉的包装形式及基本工艺。(2)基于超细粉基本物性,设计超细粉自动化清洁包装工艺路线及技术方案。通过实验测量得到典型超细粉——钛白粉的基本物性参数,并将其与普通粉体物性进行对比分析,得到超细粉区别于普通粉体的特点,提出其包装要求。再结合超细粉包装形式,为超细粉自动化清洁包装设计合理工艺路线并基于现有包装机械技术选定基本技术方案。(3)基于超细粉自动化包装工艺路线,完成其关键充填计量工艺的机械系统设计。基于其工艺路线与基本技术方案,对充填计量机械装置进行设计。并基于超细粉的固体特性,采用单质点理论的研究方法,对超细粉颗粒充填过程中的运动进行分析,将相关分析结果反馈至零件设计,再结合常用阀口袋阀口尺寸,逐步确定充填计量机械装置中各零部件结构及几何参数,最后合理布局完成超细粉充填计量装置的虚拟样机建模。(4)基于计算机流体力学(CFD)技术,完成对超细粉充填计量过程的仿真模拟,并根据结果反馈优化相关设计。基于超细粉的流体性质,应用FLUENT软件对超细粉的充填流场进行模拟,并分析相关参数对充填效率的影响,再将模拟结果反馈至充填计量机械系统的零件参数设计。结合正交试验与数值模拟试验,对超细粉充填过程中的负压处理系统进行工艺参数设计,并将相关试验结果反馈至充填计量装置,再对机械装置进行优化设计。