CN101185909A - 内外双重冷却的搅拌式低温球磨机 - Google Patents

Abstract

一种材料加工技术领域的内外双重冷却的搅拌式低温球磨机，包括外筒体、中筒体、传动盘、搅拌臂、磨球、传动轴、轴承、端盖和内筒体，外筒体中套有中筒体，中筒体中套有内筒体，外筒体、中筒体、内筒体共同组成搅拌桶，外筒体与中筒体之间形成冷却夹层，内筒体内部设有内腔，内筒体的空腔与冷却夹层相通，中筒体与内筒体之间形成球磨机的工作空间，磨球置于工作空间，工作空间沿圆周方向分布着若干组搅拌臂，搅拌臂固定于传动盘上，传动盘的中心设有传动轴，外筒体上方设有端盖，传动轴穿过端盖与外界的动力装置相连，传动轴与端盖之间设有轴承。本发明球磨机提高了能量利用率和球磨效率。

Description

内外双重冷却的搅拌式低温球磨机

技术领域

本发明涉及一种材料加工技术领域的装置，具体是一种内外双重冷却的搅拌式低温球磨机。

技术背景

球磨机是现代粉体加工技术领域中必不可少的机械设备，不仅适用于一般的物料粉碎，还可用于纳米粉末等高新材料的制备。球磨机的工作原理是，通过磨球在球磨容器内的碰撞和摩擦，强制机械力作用于物料并促使其实现粉碎。根据磨球运动方式的不同，球磨机可划分为多种类型，如：滚筒式球磨机、行星式球磨机、搅拌式球磨机、振动式球磨机等。其中，搅拌式球磨机结构简单、能量利用率高，具备超细粉碎能力，而且易于从实验室到工业化生产的逐级放大，因而近年来得到了长足的发展。搅拌式球磨机的主要部件包括：容纳磨球和物料的搅拌桶，及带动磨球和物料运动的搅拌臂。根据搅拌臂垂直或是水平放置，搅拌式球磨机又可进一步分为立式搅拌磨和卧式搅拌磨。搅拌桶和搅拌臂的结构形式和匹配关系是决定粉碎效率的关键因素，此外，温度也是球磨过程中重要的影响因素。由磨球和搅拌臂的动能转化的热能，以及物料自身反应放出的热能，都将引起温度升高。某些情况下，球磨过程中的温度升高对于被加工的物料来说是难以接受的，因此需要采取冷却措施控制球磨过程中的温升。现有的搅拌磨设计中，搅拌桶通常采用具有冷却夹层的双层结构，借助流经冷却夹层的冷却工质，从外部对搅拌桶内部的磨球和物料进行冷却。

经对现有技术的文献检索发现，美国专利号No.4174074，专利名称为：“BallMill”(球磨机)，该专利为搅拌轴设置了冷却夹层，流经其中的冷却工质可以从搅拌桶的内部对磨球和物料进行冷却，从而与搅拌桶外部的冷却夹层一起，起到内外双重冷却的效果。然而该专利的不足之处在于，作为旋转的传动部件，搅拌轴的直径通常不宜太粗，因此其换热面积非常有限，内部冷却的效果差强人意；其次，搅拌轴的冷却夹层由多个环状组件堆叠而成，结构较为复杂，制造和维护成本较高。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足之处，提供了一种内外双重冷却的搅拌式低温球磨机，使其具有简单的结构和强化的搅拌桶内部冷却能力，以便实现对物料的低温球磨加工。

本发明是通过如下技术方案实现的，本发明包括：外筒体、中筒体、内筒体、传动盘、搅拌臂、磨球、传动轴和端盖，其中：外简体中套有中筒体，中筒体中套有内简体，外简体、中简体、内简体共同组成搅拌桶，外筒体与中简体之间形成冷却夹层，内筒体内部设有空腔，内筒体的空腔与冷却夹层相通，中筒体与内筒体之间形成球磨机的工作空间，磨球置于工作空间，工作空间沿圆周方向分布着若干组搅拌臂，搅拌臂固定于传动盘上，传动盘的中心设有传动轴，所述的外简体上方设有端盖，传动轴穿过端盖与外界的动力装置相连。

传动轴与端盖之间设有轴承。

所述的外筒体、中筒体、内简体，相互之间为永久性的固定连接或可拆卸的活动连接。

所述内简体的空腔内、以及外简体与中筒体之间的冷却夹层内均注有冷却工质。

所述外筒体，其上端设置冷却工质进口，冷却工质进口与冷却夹层相连，外简体的下端设置冷却工质出口，冷却工质出口通过导管与内筒体的内部空腔相连。

所述冷却工质，为液体或气体。

本发明工作时，磨球和被加工的物料装入中筒体和内筒体之间的工作空间，在搅拌臂及传动轴、传动盘的驱动下高速运动，产生大量热量，冷却工质流经外筒体与中筒体之间的冷却夹层和内筒体的内腔，对磨球和物料起到内外双重冷却的作用，实现对物料的低温球磨加工。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明以静止的内筒体取代现有设计中的搅拌轴及其冷却夹层，不仅结构简单，而且排除了搅拌桶中心的低效研磨空间，提高了能量利用率，为达到大致相同的粉末出料粒度，本发明球磨机所用时间比传统搅拌磨缩短20％以上；

(2)内筒体减小了球磨机的装球量，并将磨球局限在环形的高速运动空间，而周向分布的多组搅拌臂则强化了高速搅拌能力，因此本发明球磨机的球磨效率明显提高，所得粉末中亚微米颗粒的含量比传统搅拌磨增加30％以上；

(3)内简体减小了球磨机的装球量而增大了换热面积，因此本发明球磨机显著强化了搅拌桶内部的冷却能力，借助内外双重冷却较好地解决了搅拌磨的散热问题，搅拌桶内的温度比传统搅拌磨至少降低了30℃。

附图说明

图1是本发明的纵剖面结构图；

图中：1.传动轴，2.轴承，3.端盖，4.传动盘，5冷却工质进口，6.内简体，7.搅拌臂，8磨球，9.冷却工质，10.外筒体，11.中筒体，12.导管，13.冷却工质出口；

图2是本发明球磨机的搅拌桶的A-A横剖面示意图；

图3是本发明球磨机的传动盘的B-B横剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1、2、3所示，本实施例包括：传动轴1、端盖3、传动盘4、内筒体6、搅拌臂7、磨球8、冷却工质9、外筒体10、中筒体11，其中：外筒体10中套有中筒体11，中筒体11中套有内筒体6，外简体10、中筒体11、内筒体6共同组成搅拌桶，外简体10与中筒体11之间形成冷却夹层，内简体6内部设有空腔，内筒体6的空腔与冷却夹层相通，中简体11与内筒体6之间形成球磨机的工作空间，磨球8置于工作空间，工作空间沿圆周方向分布着若干组搅拌臂7，搅拌臂7固定于传动盘4上，传动盘4的中心设有传动轴1，外简体10上方设有端盖3，传动轴1穿过端盖3并与外界的动力装置相连。

传动轴1与端盖3之间设有轴承2。

所述的外筒体10、中筒体11、内筒体6，相互之间为永久性的固定连接或可拆卸的活动连接。

所述内筒体6的空腔内、以及外筒体10与中筒体11之间的冷却夹层内均注有冷却工质9。

所述外简体10，其上端设置冷却工质进口5，冷却工质进口5与冷却夹层相连，外筒体10的下端设置冷却工质出口13，冷却工质出口13通过导管12与内简体6的内部空腔相连。

所述冷却工质9，为液体或气体。

本实施例工作时，磨球8和被加工的物料装入中简体11和内简体6之间的工作空间，在搅拌臂7在传动轴1、传动盘4的驱动下高速运动，产生大量热量，冷却工质9流经外简体10与中简体11之间的冷却夹层和内简体6的内腔，对磨球8和物料起到内外双重冷却的作用，实现对物料的低温球磨加工。

本实施例采用内简体6不仅增大了搅拌桶内部的换热面积，而且排除了搅拌桶中心的低效研磨空间，将磨球8局限于环形的高速运动空间，而周向分布的多组搅拌臂7则强化了高速搅拌能力。因此，本实施例的球磨机可以进行更高效的粉碎并维持较低的温度。

不采用冷却工质9时，在球料比、填充率、转速相同的条件下，本实施例的球磨机与相同尺寸、但不含内简体6的传统搅拌磨进行对比，达到大致相同的粉末出料粒度，本实施例球磨机所用时间比传统搅拌磨缩短20％以上。

不采用冷却工质9时，在球料比、填充率、转速和时间相同的条件下，本实施例的球磨机与相同尺寸、但不含内简体6的传统搅拌磨进行对比，本实施例球磨机所得粉末中，亚微米颗粒的含量比传统搅拌磨增加30％以上。

采用空气作为冷却工质9，在球料比、填充率、转速、时间和空气流速相同的条件下，通过真空泵或空气压缩机强制空气流经传统搅拌磨的冷却夹层，及流经本实施例球磨机的冷却夹层和内筒体6的内腔，与相同尺寸、但不含内筒体6的传统搅拌磨向相比，本实施例球磨机搅拌桶内的温度较传统搅拌磨至少降低30℃。

采用水作为冷却工质9，在球料比、填充率、转速、时间和冷却水流速相同的条件下，通过水泵或增压泵强制冷却水流经传统搅拌磨的冷却夹层，及流经本实施例球磨机的冷却夹层和内筒体6的内腔，与相同尺寸、但不含内筒体6的传统搅拌磨相比，本实施例球磨机搅拌桶内的温度较传统搅拌磨至少降低50℃。

Claims (6)

1.一种内外双重冷却的搅拌式低温球磨机，包括：外简体、中筒体、传动盘、搅拌臂、磨球、传动轴和端盖，其特征在于，还包括：内筒体，外简体中套有中筒体，中筒体中套有内简体，外简体、中筒体、内简体共同组成搅拌桶，外筒体与中筒体之间形成冷却夹层，内简体内部设有空腔，内筒体的空腔与冷却夹层相通，中筒体与内筒体之间形成球磨机的工作空间，磨球置于工作空间，工作空间沿圆周方向分布着若干组搅拌臂，搅拌臂固定于传动盘上，传动盘的中心设有传动轴，所述的外简体上方设有端盖，传动轴穿过端盖与外界的动力装置相连。

2.根据权利要求1所述的内外双重冷却的搅拌式低温球磨机，其特征是，所述的外简体、中简体、内筒体，相互之间为永久性的固定连接或可拆卸的活动连接。

3.根据权利要求1所述的内外双重冷却的搅拌式低温球磨机，其特征是，所述的传动轴与端盖之间有轴承。

4.根据权利要求1所述的内外双重冷却的搅拌式低温球磨机，其特征是，所述内筒体的空腔内、以及外筒体与中简体之间的冷却夹层内均注有冷却工质。

5.根据权利要求1或2或4所述的内外双重冷却的搅拌式低温球磨机，其特征是，所述外筒体，其上端设置冷却工质进口，冷却工质进口与冷却夹层相连，外筒体的下端设置冷却工质出口，冷却工质出口通过导管与内筒体的内部空腔相连。

6.根据权利要求4所述的内外双重冷却的搅拌式低温球磨机，其特征是，所述冷却工质，为液体或气体。

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