CN101557876B - 带有冷却装置的研磨单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于振动磨(1)、尤其是盘式振动磨的研磨单元(2)，其中，在该研磨单元(2)中设计有一研磨腔(3)，该研磨腔在侧面由研磨壁(4)限定边界，并且具有一包围所述研磨壁的冷却装置(38)，并且，为有利地扩展而建议，所述冷却装置(38)具有两个或多个与所述研磨壁(4)邻接的、在周向上沿研磨壁(4)的至少一个公共的周向部段延伸的冷却通道(39)，其中，相邻的冷却通道(39)相互之间至少在周长的一部分上借助于在周向上延伸的支撑凸起(41)间隔，所述研磨壁(4)借助于所述支撑凸起支撑在从外面包围所述研磨壁的壳体(11)。本发明还涉及一种振动磨(1)，尤其是盘式振动磨，其中设置有所述研磨单元。

Description

带有冷却装置的研磨单元

技术领域

本发明涉及一种用于振动磨、尤其是盘式振动磨的研磨单元，其中，在研磨单元中形成有研磨腔，该研磨腔在侧面由研磨壁限定边界，并具有包围研磨壁的冷却装置。

背景技术

这种类型的研磨单元或振动磨例如用于在制备用于所希望的分析(例如借助恰当的设备，例如XRF，对所包含的元素进行的基于X射线的检查)的试样过程中，将由可振动的、颗粒状的研磨物制成的试样碾碎。也可以考虑由液体喷入研磨腔的研磨物。试样(例如可以是岩石试样、矿石、矿渣等等)在振动磨中与辅料混合并被磨碎，然后通过辅助压力提供设备压缩成片剂，为分析成份，将该片剂输送到分析装置。试样必须这样地碾碎，使得所有成份均匀混合，因此，研磨物在振动磨中精细且均匀地碾碎是重要的。常常要求，在研磨过程后一定比例的颗粒(例如90％)必须低于一定的尺寸(例如32μm)。此外，所含物料的定量是重要的，因为分析要以精确确定的试样量为基础。为此，受控制的自动振动磨可以具有以精确确定的量向研磨单元输送研磨物和辅料的定量装置。在可设定的研磨持续时间(所谓的研磨阶段)结束后，已研磨的试样材料在可设定的输出阶段排出到试样接收容器中。研磨物的一些组份尤其在研磨过程结束后在自动输出时会粘附在研磨单元中，尤其是粘结在研磨容器的输出区域，输出区域和出口。这导致，不是所有的试样量都能用于分析，并因此会使分析结果出错。此外存在这样的危险，由于粘结会污染接下来的试样，并使其不可用于分析。业已发现，尤其在振动磨的长时间运行时由于所产生的磨擦热和由此导致的部件和研磨物的温度升高会使粘附的倾向加强。就此而言，温度升高尤其在添加一定的、希望的研磨辅料(如以石蜡为基础的研磨辅料)时，不利地造成粘附加强。尤其是研磨单元中不均匀的温度分布也导致部件不希望的几何变形，也就是说导致形状和位置变化。尤其不利的是，粘附和形状及位置偏差都作用在限定研磨腔的研磨壁上，由此，通过研磨环或磨石形成的研磨间隙会失去其原有的、对于实现精细的研磨物颗粒和均匀的颗粒尺寸重要的平行的边界。为克服受热，开头所述的、用于振动磨的研磨单元具有包围研磨壁的冷却装置。在这种由DE8902514U1公开的振动磨中，研磨腔的研磨壁由环形的流动空间包围，该流动空间通过外壳以及限定流动空间的上端和下端的底壁和顶壁限定边界。尽管这种通过毗邻研磨壁的整个高度的冷却间隙保证了直接且均匀的冷却，但分别根据研磨物实现尤其精细且均匀的研磨颗粒还是困难的。

发明内容

以此为基础，本发明所要解决的技术问题是有利地扩展开头所述类型的研磨单元或振动磨，使得尤其在颗粒大小尽可能均匀的情况下改善产生小的研磨物颗粒的能力。

按照本发明，该技术问题首先并主要结合如下特征解决，即，冷却装置具有两个或多个从外部与研磨壁相邻接的、在周向上沿研磨壁的至少一个公共的周向部段延伸的冷却通道，其中，相邻的冷却通道相互之间至少在周长的一部分上借助于在周向上延伸的支撑突起间隔，研磨壁通过该支撑突起支撑在从外部包围该研磨壁的壳体上。出乎意料的是，这种在外部在冷却通道之间支撑研磨壁的、外壳的支撑突起有利地对经研磨的颗粒可达到的精细度和均匀度起作用。这归结为，冷却效果，也与冷却通道的截面形状和大小相关，实际上良好地保持不变，而附加的冷却是多余的，尽管如此还是克服了研磨壁重大的变形倾向。此外，按本发明的研磨壁的背侧支撑件可以作用在相邻的冷却通道之间，其优选作用在研磨壁的大约一半高度处，相对较短的研磨运行也可以不冷却，其中，在没有支撑件的情况下研磨壁由于受热而通常迅速出现大致桶状的向外弯曲。优选的是，冷却通道作为冷却槽设置在研磨单元的壳体部分的与研磨壁外部相邻的内壁表面中，并且以其自由端从外面邻接于研磨壁的支撑凸起是壳体部件的组成部分。这种实施形式使得研磨壁可由耐磨的、硬且脆的材料制成，而外壳体部分可由易于加工并且对缺口不敏感的材料(例如钢和轻金属)制成。一种适宜的构造可以是将研磨壁设计为缸筒状并且冷却槽设置在与其外部相邻的、研磨单元的壳体环的缸筒状壁表面内。也优选的是，壳体环热压套装在研磨壁上。外壳体部分优选可以在装配之前被加热，然后将研磨壁插入壳体部分中的为其设计的孔中。在接下来的冷却中，壳体部件收缩，由此在壁表面的相隔布置的部段(冷却槽设置在其中)和研磨壁的外侧之间造成过盈配合。替代或组合地存在这样的可能性，即，研磨壁粘结在外壳体部件中。为实现沿轴向尽可能均匀的冷却效果优选的是，冷却通道延伸经过主要的周向部段，优选延伸经过约350度的圆周角。冷却槽例如可以从公共的输入部段出发延伸至一与输入部段以适于流体流过的方式、优选借助包围研磨壁的壳体部分的径向壁凸起分开的公共的输出部段。如果通过输入部段输入冷却流体，例如水，该流体沿明确的方向通过冷却通道流向输出部段。在输入和输出部段上可以优选连接一冷却组件，该冷却组件在冷却剂温度受调节的情况下实现冷却剂的循环。为实现有利的流动特性，支撑凸起可以在输入部段和/或输出部段的区域内中断。适宜的扩展由此实现，在壳体部分的从外部与垂直的研磨壁相邻接的壁表面，在上面与最上面的冷却槽相隔地并且在下面与最下面的冷却槽相隔地分别设置有带有环形密封件，例如O形圈的环形槽。如果冷却槽设置在其中的壳体部分在最上面的冷却槽上方和最下面的冷却槽下方，优选在环形密封件的两侧具有边缘区域，该边缘区域从外面支撑地邻接于研磨壁，那么实现了对研磨壁尤其均匀的支撑。按照在本发明框架内的另一方面也具有独立意义的是，存在这样的可能性，设置一优选环形地环绕研磨底部延伸的排出通道，用于从振动磨中排出已研磨的研磨物，并且冷却槽设置在研磨单元的壳体部分上，优选设置在壳体环上，所述壳体部分邻接于排出通道。通过这种方法抵抗了经研磨的研磨物的粘附和温度造成的排出通道中的形状和位置变化。按照另一种观点，这种可能性同样具有独立的意义，即，研磨单元具有用于待清洁的排出通道的吹洗的吹洗介质，优选是用于压缩空气的接口，该接口为分配而连接在环形通道中，该环形通道由冷却槽设置在其中的壳体部分和相邻接的壳体部段限定边界，使得保留窄的环形间隙作为排出通道的通道。该窄的环形间隙可以在横向于周向定向的截面内具有优选若干或几分之一毫米至几毫米的宽度。如果在环形通道中吹入压缩气体，该压缩气体流经窄的环形间隙，其中，由于排出通道中确定的间隙宽度形成了希望的特殊空气流动，这对于研磨物残余的吹洗是有利的。如果小的间隙宽度由于热变形而减小，那么将使吹洗变得困难或者可能停止，另一方面，在间隙扩张时不能达到有利于吹洗的流动性能。研磨单元可以配备温度传感器，该温度传感器优选可以设置在研磨壁的区域内。该传感器可以将测量信号发送至相连的冷却组件的控制器，以便在调节过程中通过按需地匹配输入温度使研磨壁的温度保持尽可能恒定。本发明也包括一种振动磨，尤其是盘式振动磨，具有可借助于振动驱动器激励产生振动的研磨单元，其中，研磨单元实现了一个或多个前述的按照本发明的特征。

附图说明

接下来参照示出了优选实施形式的附图详细说明本发明。图中：

图1是按本发明的振动磨的研磨单元的一种优选的实施形式的剖视图，该研磨单元处于用于研磨过程的第一运行位置；

图2是图1所示的研磨单元，其处于用于输出过程的第二运行位置；

图3是带有图1和图2所示的振动磨的侧视图；

图4是在安装状态下包围研磨壁的壳体环的单个部件的透视图，在该壳体环中设置有若干带支撑凸起的冷却通道，和

图5是图1中的局部剖面V的放大图。

具体实施方式

图1示出了按本发明的振动磨1或按本发明的研磨单元2的一种优选的实施形式的上部区域的截面图。图3部分示意地示出了振动磨的整体视图。在此，涉及所谓的盘式振动磨。在图1示出的研磨单元2是可由连接在研磨单元上的特殊振动驱动器激励产生振动的组件，该组件围成一研磨腔3，该研磨腔在外面由缸筒状的研磨壁4限定边界。在研磨过程中在研磨壁的底侧连接有基本上圆形的研磨底部5。在图示的实施形式中，一研磨环6和研磨石7位于该研磨底部上，其中研磨石是圆的、在图中未剖开的实心体。研磨环6的外径小于研磨壁4的内径，而研磨石7的外径小于研磨环6的内径。如此在研磨壁4和研磨环6之间形成的研磨间隙8和在研磨环6和研磨石7之间形成研磨间隙9使研磨环6和研磨石7能够侧向地相对运动以及相对研磨壁4侧向地相对运动。在研磨壁的上侧密封地连接有研磨盖10。在图1中，研磨底部5在所谓的研磨阶段中处于其上部的可能位置上，研磨底部5和研磨盖10之间的垂直间距仅略大于研磨环6和研磨石7的高度，使得刚好为侧向运动形成希望的间隙。在研磨壁4的径向外侧连接有壳体环11，其在底侧与壳体基座12螺纹连接，并因此与驱动器凸缘13连接。壳体环11在上侧与壳体盖14螺纹连接。其底侧具有凹槽15，在凹槽中在边缘侧安置有密封件16，在所选的例子中是O形圈，并且在该凹槽中置入研磨盖17。壳体盖14、密封件16和研磨盖17的底侧通过沿周向分布的盖螺栓18的夹紧力压在研磨壁4的上端侧。壳体盖14和研磨盖17在外侧中间具有用于形成输入孔19的若干通孔。待粉碎的研磨物(未示出)可通过所述通孔从上面填充入研磨腔3，研磨物在此分布在研磨间隙8，9中。如果研磨元件6，7如下所述地相对于彼此或相对研磨壁4发生侧向振动运动，研磨间隙8，9局部连续地改变其宽度，因此研磨元件6，7和研磨壁4之间的研磨物被粉碎。研磨壁4，研磨环6和研磨石7可以由一种尤其适用于此的、尤其是由耐磨的硬材料制成，而壳体环11和其它壳体部件也可以使用传统的结构材料，例如钢或轻金属。在壳体基座12的底侧螺纹连接有支架20，该支架以其自由端支撑简化示出的缸筒21，其上侧突出的活塞22借助于螺纹连接固定在研磨底部5的底侧。缸筒21具有两个用于输送压力下的流体(如空气或液压流体)的接口23，24。在图1所示的运行状态下，通过下面的接口24输送压力介质，该压力介质在缸筒21的内部从下侧加载活塞22的未示出的压力面，并将活塞以及研磨底部5向上压，直至研磨底部5以凸肩25按照限定的形状配合与研磨壁4相接触。通过在图1中所示的运行状态，凸肩25与研磨壁4的下倒角26相接触，而研磨底部5在凸肩5上部的邻接的区域相配地接触在由研磨壁4包围的截面上，研磨腔3在研磨运行过程中沿着其研磨底部的外圆周密封。

图2类似地示出了第二种运行状态，其中上面的接口23用压力流体加载。由此在缸筒21的内部以没有详细示出的方式从上面加载活塞22的压力作用面，使得活塞22将研磨底部5向下拉，直至研磨底部按照确定的形状配合挡在壳体基座12的凸台27上。在所示的降下的运行位置，在研磨底部5和研磨壁4之间形成沿周向延伸的间隙28，在研磨中粉碎的研磨物由于在继续振动激励时出现的离心力而通过该间隙进入环形的排出通道29，并在排出通道由于振动激励一直到达通往排出部31的排放口30。在横截面中，排出通道29径向内部通过研磨底部5，在底侧通过弹性支撑在其上的密封件32和壳体基座12以及在径向外部由壳体基座12限定边界，而在上面连接有壳体环11和研磨壁4。排出通道29如此构造的截面关于研磨腔斜向下/径向向外侧错移。

图3示意示出了在图1和图2所示的研磨单元2在驱动器凸缘13的底侧借助于弹簧缓冲元件33支撑在固定的地面上。在上侧过渡到套筒13′的凸缘13的底侧借助于螺纹连接与振动驱动器34凸缘连接。在所选的实施例中，振动驱动器具有驱动电机35，在此是电机，其轴36在位于其上方的壳体37中使相对轴36偏心的、公知的并因此未示出的不平衡体或偏心轮转动。通过这种方式产生的转动振动通过驱动器凸缘13传递到相连接的整个研磨单元2上，最后传递到所有参与研磨物的研磨过程和排出过程的壁上。

由图1和图2还可得知，振动磨1或其研磨单元2配备有冷却装置38，用于在背侧或外侧冷却研磨壁4。在本实施例中，冷却装置具有两个在外侧直接邻接研磨壁4的、相互平行的冷却通道39。如图4也透视地示出的是，在此冷却通道置于在外侧邻接研磨壁4的、研磨单元2的壳体环11的壁面40中。然而，在所选的例子中，相互平行地延伸经过约350度的圆周角(尽管这并不是必须的)的冷却槽39借助于同样周向延伸的支撑突起41(设计为肋状)相互隔开。如图1，图2所示，这些环段状的支撑凸起41在组装状态下在支承止挡处与外壁4的外侧相接触。在此，支撑凸起41是壳体环11的集成的、也即一体的组成部分。图4也示出了，冷却通道39从公共的输入部段42出发延伸至同样公共的、通流适宜地借助于壳体环11的径向壁凸起43分隔的输出部段44。由此，输入口和输出口通流适宜地分隔，从而可以强制冷却剂有针对性地循环，所述冷却剂例如由配备有控制器或调节器的冷却组件提供。图1还示出了，在输入部段42(以及在图1中被覆盖的输出部段)中设置有径向通孔，在其螺纹中可拧紧用于流体导管或闭锁元件45(如图所示)的接口。图4还示出了，支撑凸起41在输入和输出部段42，44的区域内中断，或者被这些部段终止。由图1和图2可知，在壳体环11的从外侧与垂直的研磨壁4相邻接的壁面40中，在上面的冷却槽39的上面和下面的冷却槽39的下面各设置一个带有环形密封件47的周向槽46。冷却槽39设置于其中的壳体环11在上冷却槽39的上面在环形密封件47的两侧分别还具有壁区域，该壁区域从外部支撑地邻接研磨壁4。此外图1和图2还示出了，冷却槽39置于其中的壳体环11直接与环绕研磨底部5的排出通道29相邻接。结合图5可明确获知，振动磨1具有用于吹洗介质的接口48，吹洗介质在本实施形式中是压缩空气，该接口连通至环形通道49，该环形通道由冷却槽39置于其中的壳体环11以及相邻接的壳体基座12这样地限定边界，使得形成比排出通道29的出口更窄的环形间隙50。

所有公开的特征都是本发明的重点。因此，在本申请的公开文本中也吸纳了所属/所附的优先权文件(在先申请的副本)的全部公开内容，也出于该目的，将这些文件的特征合并到本申请的权利要求中。

Claims (18)

1.一种用于振动磨的研磨单元，其中，在该研磨单元中设计有一研磨腔，该研磨腔在侧面由研磨壁限定边界并且具有包围所述研磨壁的冷却装置，其中，所述冷却装置(38)具有两个或更多个在外侧与所述研磨壁(4)邻接的、在周向上沿研磨壁(4)的至少一个公共的周向部段延伸的冷却通道(39)，其中，相邻的冷却通道(39)相互之间至少在周长的一部分上借助于在周向上延伸的支撑凸起(41)间隔开，所述研磨壁(4)借助于所述支撑凸起支撑在从外面包围所述研磨壁的壳体(11)上，其特征在于，设置一环形地围绕所述研磨腔底部(5)延伸的排出通道(29)，该排出通道用于从所述振动磨(1)中输出已研磨的研磨物，并且所述冷却通道(39)设置在所述研磨单元(2)的与所述排出通道(29)相邻接的壳体部分中。

2.如权利要求1所述的研磨单元，其特征在于，所述振动磨是盘式振动磨。

3.如权利要求1所述的研磨单元，其特征在于，所述冷却通道(39)设置在环形的壳体(11)中。

4.如权利要求1所述的研磨单元，其特征在于，所述冷却通道(39)作为冷却槽(39)设置在所述研磨单元(2)的壳体部分的在外侧与所述研磨壁(4)相邻接的壁面(40)上，并且，所述支撑凸起(41)以自由端从外部邻接所述研磨壁(4)，是所述壳体部分的集成的组成部分。

5.如权利要求4所述的研磨单元，其特征在于，所述研磨壁(4)构造为缸筒状，并且所述冷却槽(39)设置在所述研磨单元(2)的环形的壳体(11)的在外侧邻接所述研磨壁的缸筒状壁面(40)上。

6.如权利要求5所述的研磨单元，其特征在于，所述环形的壳体(11)热压套装在所述研磨壁(4)上。

7.如权利要求4所述的研磨单元，其特征在于，所述研磨壁(4)粘结在所述环形的壳体(11)中。

8.如权利要求4所述的研磨单元，其特征在于，所述冷却槽(39)沿着主要的周向部段延伸。

9.如权利要求8所述的研磨单元，其特征在于，所述冷却槽(39)延伸经过350度的圆周角。

10.如权利要求4所述的研磨单元，其特征在于，所述冷却槽(39)从一公共的输入部段(42)出发延伸至一与输入部段以适于流体流过的方式分隔的公共的输出部段(44)。

11.如权利要求10所述的研磨单元，其特征在于，所述冷却槽(39)从一公共的输入部段(42)出发延伸至一与输入部段借助包围所述研磨壁(4)的壳体部分的径向壁凸起(43)分隔的公共的输出部段(44)。

12.如权利要求10所述的研磨单元，其特征在于，所述支撑凸起(41)在所述输入部段(42)和/或所述输出部段(44)的范围内中断。

13.如权利要求4所述的研磨单元，其特征在于，在所述壳体部分的从外侧邻接所述研磨壁(4)的壁面(40)中，在最上面的冷却槽(39)的上面和最下面的冷却槽(39)的下面各设有一个带有环形密封件(47)的环形槽(46)。

14.如权利要求4所述的研磨单元，其特征在于，所述冷却槽(39)置于其中的壳体部分在最上面的冷却槽(39)的上面和最下面的冷却槽(39)的下面具有在外侧与所述研磨壁(4)相邻接的壁区域。

15.如权利要求4所述的研磨单元，其特征在于，所述研磨单元(2)具有一用于吹洗排出通道的吹洗介质的接口(48)，该接口连通至环形通道(49)，该环形通道由冷却槽设置于其中的壳体部分以及相邻的壳体部分这样地限定边界，使得留出一比排出通道(29)的出口更窄的环形间隙(50)。

16.如权利要求15所述的研磨单元，其特征在于，所述用于吹洗排出通道的吹洗介质是压缩空气。

17.一种振动磨，具有一可借助于振动驱动器激励产生振动的研磨单元，其特征在于，所述研磨单元如上述各项权利要求中的一项所述。

18.如权利要求17所述的振动磨，其特征在于，所述振动磨是盘式振动磨。

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