CN103480463B - 一种离心式无隔网料珠分离介质搅拌磨 - Google Patents

Abstract

一种离心式无隔网料珠分离介质搅拌磨，含有：旋转接头1、空心内轴2、外轴3、外轴轴封4、内轴轴封5、分离涡轮6、转子7、内定子8。内轴带动分离涡轮，磨珠及颗粒较粗的物料被涡轮产生的离心力甩出，细颗粒物料在给料泵压力作用下克服涡轮离心力进入内轴出料孔被排出，外轴带动转子转动起搅拌研磨作用，转子的若干条涡流槽产生的离心力驱使流体在缸内作径向、轴向及圆周循环流动，螺旋排列销钉的定子有搅拌研磨作用，并驱使同转子带动作圆周运动的流体呈螺旋向上移动流入转子涡轮内腔，进入下一个研磨循环。这种介质搅拌磨研磨效率大幅提高，不受磨珠珠径大小的影响，一次研磨产品粒径明显减小，与传统磨机相比，产量可增加50~100%。

Description

一种离心式无隔网料珠分离介质搅拌磨

技术领域

本发明属于介质搅拌研磨设备领域，具体涉及一种离心式无隔网料珠分离介质搅拌磨。 

背景技术

目前常规的介质搅拌磨料珠分离装置主要有动、静环式缝隙分离方式、隔网式静态分离和叠片缝隙分离方式三大类，广泛应用在涂料、油墨、染料、矿业、生物、医药、电子材料的超细研磨领域中。动静环缝隙分离方式只在动环与静隔网环间形成一个环形出料间隙，由于出料空间有限，在给料泵的作用下，很多磨珠积聚在隔网分离器周围相互摩擦产生大量的热量使被研磨料浆温度升高，同时又阻塞物料的排出，致使研磨效率降低。虽然隔网式静态分离方式叠片缝分离方式可根据要增大隔网的直径或其长度来增加出料空间，但由于静态出料方式在遇到粘度高或稠度高的浆料时，粘稠的物料会因粘结而堵塞隔网孔，使分离装置失效。原有的三种均采用隔网或间隙分离磨珠和物料的方式, 致使出料效率偏低、滞留在研磨腔内的物料被反复研磨致使磨腔内料浆温度过高，可使得一些材料(如热敏性材料)的研磨受到限制。此外，分离间隙的大小与珠径的大小必须相当匹配才有效，当磨珠小到一定程度（如小于0.2mm），就难以采用隔网或间隙式方式实现磨珠与物料分离。在超细研磨过程中，采用隔网或间隙使磨珠与物料分离方式限制了对超细颗粒(尤其是纳米粒级)物料的研磨和分散。因此，发明一种无隔网、并不受磨珠直径大小影响的动态离心式料珠分离装置对制造和使用超细研磨和分散设备的企业都有非常重要的实际意义和应用价值。 

发明内容

本发明目的在于提供一种离心式无隔网料珠分离介质搅拌磨(如图1所示), 包括出料旋转接头(1)、空心内轴(2)、外轴轴封(4)、内轴轴封(5)、分离涡轮(6)、搅拌转子(7)、内定子(8)。 

所述空心内轴上端与出料旋转接头，轴转接头不转保证定向出料。内外轴分别由两个不同转速的皮带轮带动,不同的珠径及工艺调节不同的速度，内轴下端安装料珠分离涡轮，外轴下端安装搅拌转子，内外轴由两组轴承相互固定，外轴固定在传动座上。所述转子有若干条涡流槽形成涡轮结构，当主轴转动时，转子上的涡流槽产生强大的离心力驱使流体作径向循环运动并驱使流体沿缸壁向下流动，由于离心力的作用，磨珠大多分布在直径较大的流场区域作圆周循环高速运动而起剪切和挤压作用。转子上的销钉转动时产生强大而均匀的搅拌作用，使得磨珠与磨珠之间、磨珠与缸壁之间、磨珠与转子之间产生很强大的剪切力和挤压力使物料颗粒得以有效的粉碎。 

所述料珠分离涡轮有若干条渐开线涡流槽，旋转时产生强大的离心力，把磨珠及较粗颗粒的物料向外抛甩使其进入转子的循环研磨区域，避免磨珠进入内轴出料孔。细小颗粒的物料在给料泵的压力作用下可以克服离心力进入分离涡轮内腔流向内轴出料孔并被排出。调节合适的速度可防止磨珠被排出。 

所述内定子其圆周分布螺旋排列的销钉，螺旋排列的销钉驱使由转子带动的流体呈螺旋循环向上流动进入转子涡轮内腔，细小颗粒的物料在给料泵的压力作用下克服分离涡轮的离心力进入内轴出料孔被排出，大颗粒物料及磨珠在转子涡槽的作用下向外抛甩，进入下一个研磨循环。内定子的销钉有搅拌剪切的作用，使物料颗粒研磨得更细。内定子有内冷结构，防止料浆升温过高。 

本发明与现有技术相比具有以下优点和效果： 

1）由于带涡轮的转子，料珠分离涡轮旋转时都产生强大的离心力，磨珠及较粗颗粒的物料被向外抛甩而不能进入内轴出料通道，从而实现无滤网、无隔片无叠片的料珠分离，而且不受磨珠珠径大小的影响。可使用最小陶瓷（如氧化锆）磨珠珠径可达到0. 2mm。

2）由于不受磨珠珠径及滤网间隙大小的影响，可以实现出料流量大、生产效率大幅度高。 

3）由于出料通畅无阻，防止粘稠物料长时间滞留在腔体内研磨而出现超温、变色、乳化等问题，尤其对热敏材料的研磨和分散效果更佳。 

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明 

图中（1）是本发明的离心式无隔网料珠分离介质搅拌磨的结构示意图，图中：1-出料旋转接头、2-空心内轴、3-外轴、4-外轴轴封、5-内轴轴封、6-分离涡轮、7-搅拌转子、8-内定子。

具体实施方式

 为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步的描述。如图1所示，本发明的离心式无隔网料珠分离搅拌介质搅拌磨，所述空心内轴（2）上端安装出料旋转接头（1）、下端安装分离涡轮（6），外轴（3）下端安装搅拌转子（7），空心内轴（2）、外轴（3）的上端分别由两个不同速度的皮带轮带动。外轴（3）驱使搅拌转子（7）转动，转子涡轮产生的离心力驱使流体作径向及圆周循环流动；同时，内定子（8）螺旋排列的销钉驱使由转子带动的流体呈螺旋循环向上流动进入搅拌转子（7）涡轮内腔，因此实现了高效循环研磨。高速转动的空心内轴（2）驱使分离涡轮（6）转动时产生强大的离心力，使得大颗粒的物料及磨珠沿搅拌转子（7）涡轮槽甩向研磨腔内，小颗粒的物料克服离心力从空心内轴（2）流出；而这些大颗粒的物料继续被研磨，直到被研磨到颗粒足够小，能克服离心力从空心内轴（2）流出为止。空心内轴（2）和外轴（3）的转速根据磨珠大小及工艺要求调节，实现在无隔网的情形下料珠的有效分离。磨珠在流场的分布是离轴心越远密度越高。流场的速度及能量分布是离轴心越远速度越高，能量越高。 

粒径越大的物料受离心力越大、越易被抛甩到离轴心越远的高能量密度区被磨珠研磨和分散。粒径越小的物料受到的离心越小，在给料泵的压力作用下越易克服涡轮的离心力进入出料管被排出。细小粒径物料被排出，而中、大粒径物料被驱入中、高能量密度区进行循环研磨，这种粒径大小与能量密度高低相对应的合理匹配的模式使其研磨和分散效果达到最佳，效率更高，粒径分布范围更窄、颗粒更均匀、可实现产出纳米级颗粒产品的超细研磨。 

根据上述机理，发明人制造了一台容积为20升功率为45千瓦的离心式无隔网料珠分离介质搅拌磨。与传统式型号近似的棒销式转子动静环隔网分离介质搅拌磨进行硫酸钡研磨的对比试验结果表明，这种离心式分离介质搅拌磨比静态管网分离装置的介质搅拌磨在如下几方面的研磨效果有明显的改善： 

1）研磨效率大幅度提高，原有同型号介质搅拌磨的产量是480公斤/小时，而这种离心式分离介质搅拌磨的产量是910公斤/小时，产量提高了90%。

2)单次研磨浆料中的粒径更细。传统棒销机单次研磨物料粒径由原始的20微米下降到12微米；而本发明的离心式分离介质搅拌磨单次研磨由原始的20微米下降到9微米。 

3）出料温度明显降低，在相同条件，传统棒销搅拌磨的出料温度为51℃。而本发明的离心式分离介质搅拌磨的出料温度为45℃。 

 4）产品粒径分布更窄。在相同工况条件下，经5次研磨生产的产品经激光粒度仪分析表明，这种离心式分离介质搅拌磨的产品粒径分布为：0.1~0.5微米占9%、0.5~1微米占82%、1~3微米占9%；而原有介质搅拌磨生产的产品粒径分布为：0.1~0.5微米占3%、0.5~1微米占62%、1~5微米占23%、5~10微米占12%。 

5）循环多次研磨，可达到更细的粒径。在同等工况的生产条件下，这种离心式分离介质搅拌磨经4小时循环研磨的产品粒度可达到中位径D50≦210纳米，经8小时循环研磨达到中位径D50≦58纳米。而原有的介质搅拌磨经4小时循环研磨，产品粒径达到950纳米，经8小时循环研磨，产品粒度达到中位径D50≦750纳米。 

本发明的离心式无隔网料珠分离介质搅拌磨生产效率高, 适应于制备黏度较低的浆料。这可使用很细的磨珠实现超细研磨，可广泛地在所有立式介质搅拌磨上推广使用。本发明若在有物料分散研磨的各个行业中及以广泛应用，在高效、节能减排方面，将产生巨大的经济效益。这有着很大的推广价值及应用前景，可广泛地用于不同物料的超细研磨及分散领域。 

Claims (1)

1.一种离心式无隔网料珠分离介质搅拌磨, 包括有：出料旋转接头(1)、空心内轴(2)、外轴轴封(4)、内轴轴封(5)、分离涡轮(6)、搅拌转子(7)、内定子(8)；所述空心内轴（2）上端安装出料旋转接头（1）、下端安装分离涡轮（6），外轴（3）下端安装搅拌转子（7），空心内轴（2）、外轴（3）的上端分别由两个不同速度的皮带轮带动，外轴（3）驱使搅拌转子（7）转动，转子涡轮产生的离心力驱使流体作径向及圆周循环流动；同时，内定子（8）螺旋排列的销钉驱使由转子带动的流体呈螺旋循环向上流动进入搅拌转子（7）内腔；高速转动的空心内轴（2）驱使分离涡轮（6）转动时产生强大的离心力，使得大颗粒的物料及磨珠沿搅拌转子（7）涡轮槽甩向研磨腔内，小颗粒的物料在给料泵的压力作用下克服离心力从空心内轴（2）流出；空心内轴（2）和外轴（3）的转速根据磨珠大小及工艺要求调节，实现在无隔网的情形下料珠的有效分离。