CN102189031B - 浆体颗粒破碎装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对浆体中的颗粒进行破碎的装置。高压均质机、射流粉碎机和搅拌磨是几种比较有代表性的超微细湿式破碎装置，但分别存在工作压力高，破碎作用时间短，破碎不均匀，体积大，能量利用率低等缺点。本发明公开了一种综合利用以上设备的破碎原理的破碎装置，使得浆体颗粒破碎更精细，设备的能量利用率更高。该装置包括回转环状破碎腔，至少一套喷射口与高压喷嘴的组合和排料口；喷射口位于破碎腔的外侧壁，其中心线与破碎腔中心线相切或斜交，其中安装容纳高压喷嘴，排料口位于破碎腔的内侧，并与之连通，所述的破碎腔和排料口的截面积均远大于所有喷嘴的截面积之和。

Description

浆体颗粒破碎装置

技术领域

本发明涉及一种破碎装置，进一步涉及一种对浆体中的颗粒进行破碎的装置。

背景技术

高压均质机、射流粉碎机和搅拌磨是几种比较有代表性的超微细湿式破碎装置。高压均质机的原理是要处理物料在通过工作阀狭缝的过程中，在高压下产生强烈的剪切和空穴作用，从而使液态物质或以液体为载体的固体颗粒得到超微细化。均质机的缺点是工作压力高，耗能较大，易损件较多，维护工作量较大。射流粉碎机包括前混合物料射流粉碎机和后混合物料射流粉碎机，其原理是混合了物料的水流高速撞击靶体，产生粉碎效果。射流粉碎机的缺点是破碎作用时间短，破碎不均匀，能量利用率低。搅拌磨的原理是在搅拌轴的带动下混有或不混有固体磨媒的湿态物料在搅拌桶内旋转，由于各层次部位的运动速度不同，使得物料颗粒与固体磨媒之间以及物料颗粒之间发生摩擦、剪切，从而达到破碎物料颗粒的目的。搅拌磨的缺点是体积大，作用时间长，能量利用率低。

发明内容

本发明公开了一种综合利用高压均质机、射流粉碎机和搅拌磨的破碎原理，使得颗粒破碎更精细，颗粒外形更理想，设备的能量利用率更高。具体技术方案是让经高压泵加压得物料浆体通过喷嘴切向或斜向喷入一个回转环状破碎腔，物料在破碎腔内以湍流形式高速旋转，逐渐减速后从破碎腔内测的排料口排出。回转环状破碎腔的截面积和排料口的截面积均应远大于所有喷嘴的截面积相加之和，比如分别是10000倍和200倍，以使得物料在破碎腔内的压力足够低，喷嘴前后有足够的压力差，物料的运动速度在破碎腔内充分减慢。物料颗粒从喷嘴喷出时产生强烈的剪切和空穴作用，在破碎腔内物料颗粒与破碎腔壁、物料颗粒之间发生剧烈碰撞、摩擦、剪切，以上作用均可导致物料颗粒的不断破碎，并使得颗粒外形趋于呈球形。用该装置对煤基浆体燃料进行精细破碎时表现为产物颗粒更精细，在同等浓度下流动性更好和综合能耗更低。本发明还进一步公开了对浆体颗粒分级循环再破碎的破碎装置。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

附图1.浆体颗粒破碎装置主要结构外观立体图

附图2.浆体颗粒破碎装置主要结构俯视透视图

附图3.浆体颗粒破碎装置主要结构正面透视图

附图4.浆体颗粒破碎装置主要结构剖面立体图，沿附图2中折线A-A₁-A₁′-A′剖开腔体并去除前半部分

附图5.破碎腔内设置了突起的浆体颗粒破碎装置剖面立体图，正面所见，沿附图2中折线A-A₁-A₁′-A′剖开腔体并去除前半部分

附图6.破碎腔内设置了突起的浆体颗粒破碎装置剖面立体图，沿附图3中直线B-B′剖开并去除上半部分

附图7.设置了分级部的浆体颗粒破碎装置剖面立体图，沿附图2中折线A-A₁-A₁′-A′剖开并去除前半部分，另剖开并去除引流口前面部分破碎腔壁，显示引流口与喷射口的关系

附图8.附图7下部结构局部放大

附图9.附图7左上部结构局部放大

具体实施方式

实施例1

参见附图1-6。该浆体颗粒破碎装置包括一个破碎部，所述的破碎部包括一个回转环状破碎腔11，至少一个喷射口12位于破碎腔的外侧壁，喷射口的中心线121与破碎腔中心线111相切或斜交，本实施例采用相切，其中安装容纳高压喷嘴122。每个喷射口与安装于其内部的高压喷嘴组成一套喷嘴组合，可以有多套喷射口及高压喷嘴组合，如2-20套，本实施例为6套，沿破碎腔外侧壁圆周均匀分布。破碎部还包括位于破碎腔的内侧与环状空腔连通的排料口13。所述的回转环状是指一个截面形状绕一条与其处于同一平面的不相交的轴线回转一周形成的几何体，该中轴线称为回转环的中轴线。所述的破碎腔的中心线是指其截面的几何中心点或近似中心点沿破碎腔中轴线回转形成的圆周线。

破碎腔以高强度的硬质材料如硬合金材料制成的一体结构，也可以用抗高压的高强度材料如尼龙内衬高硬度耐磨材料如陶瓷、刚玉或人造钻石复合而成。为了增强破碎效果可以在破碎腔的外侧壁和顶测、底侧壁设置多数突起112。突起的高度和密度分布规律可以按照外侧壁——顶侧和底侧壁外侧——顶侧和底侧壁内侧，以低而稀疏——高而密集——低而密集的规律分布。所述的突起可以为锥状、台状或柱状，或几种形状组合设置，本实施例采用柱状。

破碎腔的环体截面可以为圆形、椭圆形、尖端指向内侧的水滴形或带有长尾的悬滴形，以带有长尾的悬滴形最符合破碎腔内浆体逐渐减速并排出的工作原理，本实施例采用了这种形状。

该破碎装置工作时，先把破碎到规定粒度以下的原料浆或混合物用往复泵加压到10-40MP的压力，经高压喷嘴高速喷入破碎腔。在喷射过程中产生强烈的剪切、摩擦和空穴作用，使以液体为载体的固体颗粒得到破碎。经初步破碎的浆体仍以极高的速度在破碎腔内以湍流形式流动，浆体颗粒与破碎腔侧壁上的突起以及浆体颗粒之间产生强烈的撞击、摩擦、剪切等破碎作用，使得浆体颗粒得到进一步的破碎。浆体颗粒的棱角在流动中被磨蚀因而其外形趋向于球形，这会改善浆体的流动性。经过以上作用的浆体在从破碎腔外侧旋转到内侧的过程中，动能逐渐减小，速度逐渐降低最后经排料口排出破碎部。

如果经过一次破碎，浆体的粒度总体上不能达到破碎要求，则从破碎部排料口直接进入下一级破碎的加压泵，重复同样的破碎过程。

实施例2

参见附图7-9。在实施例1的基础上，该浆体颗粒破碎装置还可以包括一个分级部，与前述的排料口连通。

所述的分级部包括外壳21，分级筛22，粗料排出通道23和细料排出通道24。所述的外壳可以为圆柱状、圆台状，或圆锥状。所述的分级筛为孔径为粉碎要求上限的圆管状、锥管状或圆锥状环形筛。所述的分级筛上可以连接驱动其往复震动的动力装置如震动器221。破碎部的排料口与粗料排出通道在分级筛的一侧，细料排出通道在分级筛的另一侧。优选排料口与粗料排出通道在分级筛内侧，细料排出通道在分级筛的外侧，以避免由于旋流分级作用使得小尺寸的高密度颗粒随粗料排出，循环重复破碎。设置分级部的目的是充分利用由破碎部排料口流出的浆体的残余动能，在回转空腔内形成浆体的旋转流，提高分级滤过效率。该设置可以简化整个浆体颗粒的破碎流程并减少系统设备。

分级部粗料排出通道排出的粗料可以混入加压泵前的浆体中重新加压破碎。物料经过一次破碎粒度粗细大致可以达到要求，但仍有较多的粗料排出时的情形尤其适合这种流程安排。

实施例3

参见附图8-9。在实施例2的基础上，该浆体颗粒破碎装置还可以在破碎部的喷射口处设置引流口123，并设置一条循环引流管124连通该引流口与分级部的粗料排出通道23，粗料在喷射口的负压吸引作用下再次进入破碎腔进一步破碎，排出的细料进入后续处理工序。

这种带有分级部和引流管的破碎装置，用于在经过一次破碎后浆体粒度总体上基本可以达到破碎要求，只有少量粗料排出的情形，可以进一步简化破碎流程，减少系统设备。

实施例4

参见附图7。在实施例3的基础上，当用于精细煤基燃料的破碎时，使用较高的煤颗粒浓度，如以成品浆的浓度，约为70-80％，有利于提高破碎效率，但过高的浓度不利于分级，可以在破碎部排料口处设置加水通道131。增加的水分可以在后续的工序中脱出并循环使用。

Claims (8)

1.一种浆体颗粒破碎装置，包括一个破碎部，所述的破碎部包括回转环状破碎腔，至少一套喷嘴组合和排料口；喷射口位于破碎腔的外侧壁，喷射口的中心线与破碎腔中心线相切或斜交，喷射口中安装容纳高压喷嘴，每个喷射口与安装于其内部的高压喷嘴组成一套喷嘴组合；排料口位于破碎腔的内侧，与环状空腔连通；所述的回转环形破碎腔的截面积和排料口的截面积均远大于所有喷嘴的截面积相加之和，其特征是所述的回转环状破碎腔的形状是带有长尾的悬滴图形沿中轴线回转一周形成的几何体形状，所述的悬滴图形的中心线与中轴线垂直，悬滴图形的尖端指向中轴线。

2.如权利要求1所述的浆体颗粒破碎装置，其特征是在破碎腔的外侧壁和顶侧、底侧壁设置多个突起。

3.如权利要求2所述的浆体颗粒破碎装置，其特征是所述的突起的高度和密集度按从位于由带有长尾的悬滴图形沿中轴线回转一周形成的回转环状破碎腔的外周呈低而稀疏，到回转环破碎腔的上下两侧与外周相邻的部位呈高而密集，再到回转环状破碎腔的上下两侧靠近中轴线的部分呈低而密集的规律分布。

4.如权利要求1所述的浆体颗粒破碎装置，其特征是还包括一个分级部，位于前述的排料口处，通过位于其外侧的破碎部排料口与破碎部相连通；所述的分级部包括回转空腔，分级筛，粗料排出通道和细料排出通道；所述的分级筛为圆管状或锥管状环形筛；破碎部的排料口与粗料排出通道在分级筛的一侧，细料排出通道在分级筛的另一侧。

5.如权利要求4所述的浆体颗粒破碎装置，其特征是排料口与粗料排出通道在分级筛内侧，细料排出通道在分级筛的外侧。

6.如权利要求4所述的浆体颗粒破碎装置，其特征是所述的分级筛上连接有可驱动其往复震动的动力装置。

7.如权利要求4所述的浆体颗粒破碎装置，其特征是排料口处设置有加水通道。

8.如权利要求4所述的浆体颗粒破碎装置，其特征是在破碎部的喷射口设置引流口，并设置一条循环引流管连通该引流口与分级部的粗料排出通道。

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