CN101385989A - 搅拌式球磨机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了搅拌式球磨机，具体而言，本发明涉及带有圆柱形研磨容器(26)的搅拌式球磨机，该研磨容器具有至少一个研磨物料入口(24)和至少一个研磨物料出口(34)，同时在研磨容器(26)中安装有与驱动装置(12)相连的搅拌轴(20)，该搅拌轴将一部分驱动能量传导至研磨介质(54)上，研磨介质在研磨容器(26)中松散排列。该搅拌式球磨机还带有安装在研磨物料出口(34)前部的分离装置(30)。

Description

搅拌式球磨机
技术领域
本发明所涉及的是具有圆柱形研磨容器的搅拌式球磨机，该研磨容器具有至少一个研磨物料入口和至少一个研磨物料出口，研磨容器内安装有与驱动装置相连的搅拌轴，搅拌轴将一部分驱动能量传导至研磨介质上，这些研磨介质松散地排列在研磨容器内。球磨机还具有安装在研磨物料出口前部的分离装置。
背景技术
这种搅拌式球磨机出自EP 1 468 739 A1。在这台水平安装的搅拌式研磨机中，研磨容器与研磨物料入口和研磨物料出口相连。在研磨容器本身当中，存在与驱动装置相连的搅拌轴。被填装入研磨腔内的研磨介质，通过搅拌机构而得以加速，从而使位于研磨介质之间的研磨物料被粉碎或分散。在这种搅拌式球磨机中生产出的产物，其精细度在很大程度上取决于所使用的研磨介质的大小。为了将研磨介质从研磨物料中分离出来，在研磨容器的末端安排有与研磨物料出口相连的分离装置。这台分离装置具有多个弧形的输送元件或叶片状元件，它们被安装在两个圆盘之间。叶片状元件从圆盘的外部边缘出发，向圆盘的中心延伸；其中，部分叶片状元件在距离研磨物料出口不同的位置上终止。
由于研磨介质在叶片状元件之间所运动经过的那段距离必定极小，从而无法避免研磨介质在分离装置停止运行期间渗入研磨出口。
因此，本发明的任务在于：对分离装置进一步加以改进，使其亦可适合最小的研磨介质，即使在搅拌式球磨机在初启动和停机阶段内亦可防止研磨介质渗入研磨物料出口。
发明内容
这一任务由本发明的优选实施例而解决。本发明还列出了其他实施形式。
本发明由此提供了一种搅拌式球磨机，它具有圆柱形研磨容器，该容器具有至少一个研磨物料入口和一个研磨物料出口，如实施例中所示，水平安装的研磨容器具有与驱动装置相连的搅拌轴，该搅拌轴将一部分驱动能量传导至研磨介质上。为了将研磨介质从研磨物料中分离出来，使用了至少具有一个螺旋的分离装置。
在一个用于最小研磨介质的优选设计方案中，分离装置由两个螺旋组成。
在另一个优选的设计方案中做有如下安排：所安装的螺旋相互之间的距离恒定。
在使用最小的研磨介质的情况下，将螺旋以相互间不同的间距安装是有利的方式。
本发明的另一个优选设计方案安排如下：在分离装置停止运行时研磨介质相互间会实现自行制动。此时，螺旋在径向上处于内部的末端部分直接伸至研磨物料出口。
为了提高搅拌式球磨机内的生产能力，可以将研磨物料出口设计为在螺旋纵向中部的两侧延伸。
实践证明，当(一个或多个)螺旋围绕搅拌轴纵轴所延伸出的圆周范围至少为360°时，研磨介质将更为可靠地从研磨物料分离出来。
根据研磨机运行时的不同生产能力，当(一个或多个)螺旋的宽度至少等于其直径的三分之一时可能具有一定益处。
当(一个或多个)螺旋即使在较低转数时也可保证将研磨介质从研磨物料分离出来之后，通过独立的驱动装置驱动螺旋旋转可能是有益的方式。
根据一种可以保护螺旋的外部末端不受过度磨损的有利结构，螺旋位于搅拌轴表面和搅拌轴的纵轴之间，处在搅拌轴的一段笼形的内部，搅拌轴在这一范围内具有径向开口。
为了促使这个笼形区域内的研磨介质流走，缝隙状的开口倾斜，与搅拌轴的旋转方向相迎。
根据产品所具有的粘度值的不同，将搅拌轴的开口设计为与搅拌轴纵轴相切或对称的方案可能会有益。
为了使出口范围内的研磨介质包能够松散，为处于(一个或多个)螺旋范围内的搅拌轴装配搅拌元件可能为有利方式，这些搅拌元件由搅拌棒或凸轮构成，相互之间形成45°角。
与标准的实施方案中(一个或多个)螺旋由板材构成的这种设计相反的是，在另外一个优先选择的设计方案中，(一个或多个)螺旋由少数几个相互隔开的棒和隔片构成。这些棒和隔片可以相互以接触方式连接，但并非必须如此。
此外，应优先选择(一个或多个)螺旋的直径至少等于研磨腔直径30％的这种方案。
在另外一个子方案中，(一个或多个)螺旋的直径至少等于搅拌轴中空部分直径的30％。
当所使用的分离装置安装有相对于搅拌轴而独立的驱动系统时，将螺旋安置在两个邻近的端面之间可能具有一定益处。
为了改善研磨介质的回流，可以采用以下有益的设计方式，即：位于螺旋侧部的端面具有若干开口，研磨物料可通过开口重新流回研磨腔。
为了对出口区域内的流动方向施加影响，将安装于侧向的压头置入(一个或多个)螺旋内可能具有一定益处。
附图说明
以下将结合若干与图纸中的标号相对应的实施例对本发明做进一步阐释，在此所列的实例仅供展示。图纸内容如下：
图1：搅拌式球磨机的简略侧视图
图2：搅拌式研磨机的简略侧视图
图3：螺旋排布结构的垂直断面
图4：螺旋传输机的垂直断面
图5：带有螺旋片段的搅拌轴的局部视图
图6：搅拌轴的垂直断面
图7：搅拌式球磨机的简略侧视图
图8：搅拌式球磨机的简略侧视图
图9：搅拌轴的垂直断面
图10：搅拌轴的垂直断面
图11：研磨容器的简略侧视图
图12：搅拌轴的垂直断面
图13：分离装置的垂直断面
图14：研磨容器的简略侧视图
图15：分离装置的局部视图
图16：搅拌轴的垂直断面
图17：研磨腔的简略侧视图
图18：搅拌轴的垂直断面
图19：搅拌轴的垂直断面
图20：搅拌轴的垂直断面
图21：研磨容器的简略侧视图
图22：搅拌轴的垂直断面
图23：研磨容器的简略侧视图
部件列表
10       外壳
12       驱动装置
14       传动带
16    传动轴
18    轴承轴
20    搅拌轴
22    轴承箱
24    研磨物料入口
26    研磨容器
28    研磨容器底面
30    分离装置
32    外包层
34    研磨物料出口
36    螺旋
38    搅拌棒
40    管道
42    输送管
44    螺纹导程
46    通道
48    研磨腔
50    平面
52    驱动装置
54    研磨介质
56    张紧元件
58    入口
60    压头
62    凸轮
64    空腔
66    环
68    缝隙
70    浸入式管道
具体实施方式
本发明搅拌式球磨机由外壳10组成，外壳中安置有电动机形式的驱动装置12。该驱动装置通过传动带14而与传动轴16相连。该传动轴过渡为轴承轴18，该轴承轴18又与搅拌轴20相连。研磨物料入口24位于轴承箱22的上侧面。研磨腔48由研磨容器26包围形成，该研磨容器包围搅拌轴20以及研磨容器底面28；分离装置30的作用为将研磨介质54从研磨物料分离，该装置位于搅拌轴20内部。为了对研磨容器进行冷却或加热，研磨容器被可冷却或加热的外包层32包围，形成双层结构。研磨物料通过中心出口离开研磨容器，该出口始于搅拌轴，经轴承轴直至到达传动轴。图2所示为螺旋36的排布，该螺旋位于搅拌轴20内部，在搅拌轴表面上装有搅拌棒38；研磨物料由此中心处通过过渡为输送管42的管道40流出研磨容器26.
图3设计方案中展示了一个用于将研磨介质从研磨物料上分离的螺旋。此方案中的螺旋36延伸范围为720°；流入螺旋内的研磨物料通过管道40抵达研磨物料出口。为了达到为分离装置减负的效果，研磨介质在侵入螺纹导程44之前便通过搅拌轴内的通道46而重新被运回研磨腔48内。
在图4和图5所示的螺旋排列结构实施例中，螺旋36分别延伸出360°。在图4中，螺旋由若干棒构成；图6中螺旋由三角形型材构成。通过这些在广义上可被称为粗糙的螺旋内表面，加强了在搅拌轴停止运行时会出现的自行制动效应。为了提高这种自行制动效应，可以通过加长螺旋而对图4和图6所示的螺旋设计方案进行改进。
图5显示了通道46的设计，通道的侧平面50的朝向与搅拌轴的中轴相切。图7显示了分离装置30，它具有或多个螺旋36。单个的研磨介质进入螺旋中的行程越长，独立的驱动装置52要实现使研磨介质进入研磨物料出口而须完成的转数则越少。
图8中，分离装置30同样由与搅拌轴20相分离的驱动装置52驱动，做旋转运动。此外，分离装置30位于搅拌轴20内部的空腔内，可以最大程度地保护其不受由搅拌轴20激发的研磨介质54所引起的过度磨损。研磨介质的浓度如何从研磨腔48开始朝研磨介质出口34的方向降低，该实施例中对此同样做有概略的展示。
从图9和图10中可以看出，分离装置凭借左旋和右旋的螺旋进行工作。在最终效应中，螺旋采用与搅拌轴相反的旋转方向这一点并不重要。螺旋的功能并不依赖于搅拌轴的旋转方向。
在图11所示的搅拌式球磨机中，分离装置30与搅拌轴20同步旋转。分离装置的螺旋36的左侧面与搅拌轴相接触，其右侧面通过张紧元件56而与搅拌轴夹紧。螺旋的纵向中部的中心位置上，在搅拌轴20的纵轴范围内存在研磨物料出口34的入口58。图12显示了该例当中螺旋36的长度，螺旋在此环绕的范围为630°。
图13、图14和图15中所示的分离装置专为高粘度材料而设计。由于在高粘度材料中，产品和研磨介质之间的附着力非常大，因此需要较长的路径来分离研磨介质，这构成了图13中为何安排了两个螺旋36的原因。直至另外一个螺旋开始，螺旋的外表面分别可起到转向器的作用。这即意味着，平面60可产生朝向研磨腔方向的脉冲效应，从而在分离装置的外围上引起研磨介质向研磨腔的转向。除此以外，在延伸范围为1080°的螺纹导程走向上，通过与螺旋壁的摩擦力以及反转的运输方向，研磨介质始终被迫使重新回到研磨腔。
图14展示了对图13中所示螺旋36的应用。在此图中，分离装置直接位于被悬置的搅拌轴20的端面上。产品在中心通过搅拌轴20和轴承轴18而流走。
在图15中，研磨容器底面28具有突起60。在这一范围内，螺旋36朝突起的方向敞开，因此研磨介质可以经过短的行程流回研磨腔48。螺旋36的外部区域由环62围合而成。
图16和图17展示了带有两个螺旋的分离装置，这两个螺旋的延展范围分别为500°和560°。两个螺旋的螺纹导程具有始终恒定的壁面间距A。分离装置30与搅拌轴20一同旋转，产品出口通过搅拌轴20和轴承轴18而实现。为了避免出现其中未产生研磨介质流的死区，分离装置上被设计有突起60，它的作用是促使形成流动。在该实施例当中，搅拌轴上不具有研磨棒31，而是装有凸轮62。
图18、图19、图20和图21显示了带有螺旋的分离装置的位置和结构设计，其间距在图18中为恒定，图19中的间距为渐缩形式，图20中的间距则表现为渐宽的形式。图18与图16相符，在两个螺旋36的整个排布范围内，间距A保持恒定不变。图19中，螺旋36为如下结构安排：即间距B从研磨腔向出口方向逐渐减缩。在采用了低粘度材料、必须预计到搅拌式球磨机会短时停运的情况下，该子方案尤其具有适用性。通过两个螺旋之间渐缩的间距，使螺旋壁与研磨介质之间的自行制动效应得以加强。通过图20中所示的两个螺旋的排布结构，可以实现产品与研磨介质分离后更为迅速的流出。图中所示两个螺旋36的几何形状显示出：间距C在从研磨腔到研磨物料出口的方向上逐渐加大。
图23中展示了将从分离装置区域内出来的研磨介质由侧向从螺纹导程重新运回研磨腔的另一种方案。此方案中，分离装置30定位于处在搅拌轴内部的、单侧开口的空腔64中。螺旋36由搅拌轴20固定。螺旋36的端面与研磨容器底面28相对，端面上有环66，它使每一个螺纹导程与空腔64相连，因此为研磨介质提供了从螺旋出发经空腔流回研磨腔48的可能性。该环具有缝隙68，研磨介质可以通过这条缝隙经空腔64重新流回研磨腔。被加工的研磨物料从螺旋36内的中心区域通过浸入式管道70而离开研磨腔。如图22所示，该分离装置仅装有一个螺旋36。

Claims (29)

1.一种带有圆柱形研磨容器(26)的搅拌式球磨机，所述研磨容器具有至少一个研磨物料入口(24)和至少一个研磨物料出口(34)，同时在所述研磨容器(26)中安装有与驱动装置(12)相连的搅拌轴(20)，该搅拌轴将一部分驱动能量传导至研磨介质(54)上，研磨介质在所述研磨容器(26)中松散排列；所述搅拌式球磨机还带有安装在研磨物料出口(34)前部的分离装置(30)，其中，所述分离装置(30)由至少一个螺旋(36)构成。
2.根据权利要求1所述的搅拌式球磨机，其特征在于，所述分离装置(30)由两个螺旋(36)构成。
3.根据权利要求1所述的搅拌式球磨机，其特征在于，所述螺旋(36)以恒定的间距相互排列。
4.根据权利要求1所述的搅拌式球磨机，其特征在于，所述螺旋(36)以不等的间距相互排列。
5.根据权利要求1所述的搅拌式球磨机，其特征在于，一个或多个所述螺旋(36)的径向内部末端直接终止于研磨物料出口(34)处。
6.根据权利要求1所述的搅拌式球磨机，其特征在于，所述研磨物料出口(34)分两侧从一个或多个所述螺旋(36)的纵向中心出发延伸开来。
7.根据权利要求1所述的搅拌式球磨机，其特征在于，一个或多个所述螺旋(36)所延伸的圆周范围至少为180°。
8.根据权利要求7所述的搅拌式球磨机，其特征在于，一个或多个所述螺旋(36)所延伸的圆周范围至少为360°。
9.根据权利要求1所述的搅拌式球磨机，其特征在于，一个或多个所述螺旋(36)的宽度至少等于螺旋直径的1/3。
10.根据权利要求1所述的搅拌式球磨机，其特征在于，一个或多个所述螺旋(36)由独立于所述搅拌轴(20)的驱动装置(52)驱动，做旋转运动。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的搅拌式球磨机，其特征在于，由至少一个所述螺旋(36)形成的所述分离装置(30)被安装在搅拌轴的表面和搅拌轴(20)的纵轴之间。
12.根据权利要求11所述的搅拌式球磨机，其特征在于，所述搅拌轴(20)处在一个或多个所述螺旋(36)范围内的部分为中空结构，且具有若干开口。
13.根据权利要求12所述的搅拌式球磨机，其特征在于，通道(46)被设计为平行的缝隙，其朝向倾斜，与所述搅拌轴(20)的旋转方向相迎。
14.根据权利要求13所述的搅拌式球磨机，其特征在于，通道(46)在所述搅拌轴(20)内的走向与搅拌轴的纵轴相切或者对称。
15.根据权利要求11所述的搅拌式球磨机，其特征在于，所述搅拌轴(20)位于一个或多个所述螺旋(36)范围内的部分具有搅拌棒(38)。
16.根据权利要求15所述的搅拌式球磨机，其特征在于，所述搅拌棒(38)或凸轮(62)相互错致，构成45°夹角。
17.根据权利要求11所述的搅拌式球磨机，其特征在于，一个或多个所述螺旋(36)与所述搅拌轴(20)相连。
18.根据权利要求1所述的搅拌式球磨机，其特征在于，所述研磨物料出口(34)通过所述搅拌轴(20)来实现。
19.根据权利要求1所述的搅拌式球磨机，其特征在于，所述研磨物料出口(34)通过被安装在所述螺旋(36)中心的静态浸入式管道(70)来实现。
20.根据以上权利要求中任一项所述的搅拌式球磨机，其特征在于，一个或多个所述螺旋(36)由少数几个相互间隔的棒组成。
21.根据以上权利要求中任一项所述的搅拌式球磨机，其特征在于，所述螺旋(36)的直径至少等于研磨腔直径的30％。
22.根据以上权利要求中任一项所述的搅拌式球磨机，其特征在于，一个或多个所述螺旋(36)的直径至少等于搅拌式球磨机内空腔直径的30％。
23.根据以上权利要求中任一项所述的搅拌式球磨机，其特征在于，一个或多个所述螺旋(36)从侧向被置入两个相邻的端面之间。
24.根据以上权利要求中任一项所述的搅拌式球磨机，其特征在于，一个或多个所述螺旋(36)在一侧或两侧具有装配了端面的若干开口。
25.根据以上权利要求中任一项所述的搅拌式球磨机，其特征在于，压头(60)从侧向嵌入一个或多个所述螺旋(36)。
26.根据以上权利要求中任一项所述的搅拌式球磨机，其特征在于，所述研磨容器(26)为水平方向安装。
27.根据以上权利要求中任一项所述的搅拌式球磨机，其特征在于，至少有一个位于所述螺旋(36)上的侧向支座配有缝隙(68)，且缝隙在一处或多处与所述研磨物料出口(34)间隔一个半径的距离。
28.根据以上权利要求中任一项所述的搅拌式球磨机，其特征在于，一个或多个所述螺旋(36)至少有一个内表面或外表面具有经过结构化处理的表面纹理。
29.根据权利要求1所述的搅拌式球磨机，其特征在于，多个所述螺旋(36)的径向外部末端相互间分别形成至少90°的夹角。
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