CN1042670A - 搅拌球磨机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种搅拌球磨机，包括一个磨碎容器和安于其内的至少一个搅拌器，所述搅拌器与磨碎容器的旋转轴线平行，二者均能旋转。所述磨碎容器所包含的磨碎室部分地充有辅助磨碎体，并具有物料添加装置以及排放装置，后者还包含有一个物料与磨碎体的分离器。由于搅拌轴对磨碎容器的中心轴线偏离一个偏心距，故本球磨机适用于干法和湿法破碎，另于磨碎室内设有导板，使物料与磨碎体混合物能向正确方向流动。

Description

本发明涉及一种搅拌球磨机，特别是一种至少具有一个搅拌器，并且磨碎室中部分地充有辅助磨碎体的搅拌球磨机。
用来破碎固体物质的搅拌球磨机，已久为人们所熟知。实际上，这种球磨机是专门适用于所谓湿法破碎的，亦即，要磨碎的固体物质是在一种液体内悬浮或分散而进行破碎的，所述液体可以为水、溶剂、粘合剂溶液等等，因而固体物质在破碎的同时，亦被分散于液体内。搅拌球磨机用于所谓乾法破碎，亦即在无液体存在情况下对固体物质进行破碎，也是众所周知的。但实际上这种破碎法的效果并不理想。
美国专利3    311    310中揭示了一种搅拌球磨机，它具有一个基本上垂直配置的圆柱形磨碎容器，其中配置着一个高速旋转的同心搅拌器。所述搅拌器包括一个搅拌轴，以及固定于轴上的、基本上沿径向向外延伸的搅拌工具，所述工具可以为环形碟状，或呈臂状等等。这种搅拌球磨机的磨碎容器中，可以充加例如砂粒作为辅助磨碎体，亦可加入其它相应辅助磨碎体，比如玻璃、钢或其它任何适用的硬质材料的磨碎体，充填容积占容器净容积之75%。磨碎物料悬浮液用一个泵从磨碎容器底部压入磨碎室内，并在顶端经过一个磨碎物料/辅助磨碎体分离器之后，离开磨碎室。分离器包括一个固定于磨碎容器的顶盖上的环圈以及一个和搅拌轴一起旋转的圆盘。在所述环圈及圆盘之间，形成有一个分离槽，所述分离槽的宽度小于所用辅助磨碎体中的最小直径，并从磨碎室向外逐渐变宽，呈锥体状。圆盘可沿轴向相对于环圈而作位移调整，使得分离槽的宽度为可调。和采用简单的筛冈之类器件作为分离器的场合相对比，上述结构的分离器，适用于磨碎具有高粘度的磨碎物料的场合，例如高粘度印刷油墨、巧克力糊等等。这种搅拌球磨机，亦可水平配置，或呈介於垂直和水平之间的任一倾斜配置，但这种球磨机不能用于所谓固体物质的乾法破碎。通常，这种搅拌球磨机的周围设有一个调温夹套，所述夹套包围住磨碎室的外壁，通常用于冷却，亦即用来带走在磨碎过程中所产生的转变为热能的能量。但正是在高粘度磨碎物料的场合下，当温度下将时，物料的粘度显著地增加。所造成的结果是，由于磨碎室外壁近处冷却得厉害，在壁上会逐渐形成一层特高粘度的物料边界层，而由于这一边界层具有绝热作用，又反过来阻碍热量由位于磨碎室内部深处的物料传递至磨碎室的外壁，或者甚至使得这样的热量传递成为不可能。这就限制了这种球磨搅拌器的运用范围。
用乾法破碎固体物质的搅拌球磨机，已是众所周知。这里保留了搅拌球磨机的一些基本结钩，比如磨碎容器基本上垂直配置，而在其中同心地配置着一个能高速旋转的搅拌器以及部分地充有辅助磨碎体的磨碎室。要破碎的固体物质，藉气流从下方输入磨碎室，并利用气流的传带作用，由顶部离开磨碎室。实际试验表明，要破碎的固体物质颗粒在磨碎室中的停留时间长短，相差很大，使得磨碎效果十分不佳，因为得不到大小均匀的固体物质颗粒。另外，磨碎物料会沉积在磨碎室的内壁，形成相当厚的沉积层，使得搅拌机不能正常工作。
在美国专利4    304    362中，揭示了一种以间隙型空间作为磨碎室的搅拌球磨机，其中在一个转子和一个定子之间，形成一个间隙，而磨碎室的纵截面则呈锥形。在该球磨机中，辅助磨碎体和转子或磨碎容器的表面之间是一种滚动接触，因而它们不具有自由的流动性。由于这一原因，不能用这种球磨机进行乾法磨碎。
另外在德国公开专利DE-OS35    36    454中，揭示了一种用来对硬质矿物质进行精细磨碎的、具有环形通道的搅拌球磨机，其中在一个封闭的磨碎容器中配置着一个转子，所述转子外表面和磨碎容器内壁之间确定了一个磨碎间隙。辅助磨碎体配置于所述磨碎间隙内。转子的顶部和底部向相反方向倾斜。这一球磨机中，不仅转子，连磨碎容器亦配备有旋转驱动装置。为了改变磨碎间隙的宽度，转子或磨碎室可以相对于转子或磨碎室的中心轴线而作横向位移调整，使得转子和磨碎室之间的偏心距为可变的。在这种球磨机中，亦不能保证辅助磨碎体具有自由流动性。
德国公开专利DE-AS    12    23    236中，揭示了一种通用的搅拌球磨机，其中磨碎容器能围绕其纵向中心轴线而旋转，所述纵向中心轴线是和搅拌器的轴线同心的，藉以防止辅助磨碎体在离心力作用下飞向沿径向配置于内部的磨碎物料排出口。由于其中辅助磨碎体受搅拌工具的影响很小，因此该搅拌球磨机的磨碎效果很弱。在乾法破碎的场合下，磨碎物料及辅助磨碎体会积聚在磨碎容器的旋转的内表面上，以致所述磨碎物料和辅助磨碎体相互之间不再会有任何相对运动产生。
德国专利DE-PS    28    06    315（相应于美国专利4    243    183）中，揭示了一种破碎处理机，这种破碎处理机包括一个内部配置有一些转子的转鼓。这种破碎处理机用来处理、制备、混和及破碎体积庞大的硬质粗料。为此，所述转子配备有开口形搅拌工具，所述搅拌工具对要破碎的物料进行冲击破碎处理。脆质的易碎物料，绝大部分受冲击而产生应变，而粘性的物料则被撕裂。此外，还可向该处理机内置入磨碎球体，此时开口形搅拌工具起到了弹射作用。这种处理机内，球体对破碎过程仅起到了很小的作用，仅仅是对要破碎的物料进行表面冲击而已。一般搅拌球磨机的精细破碎处理，在本处理机中是无法实现的。
本发明的目的，是开发一种通用的搅拌球磨机，这种球磨机既适用于湿法破碎，又适用于乾法破碎。
本发明的目的，可以这样实现。在具有圆柱形磨碎室的磨碎容器中，至少配置一个搅拌器，所述搅拌器上设有向外凸出的搅拌工具，搅拌器的转轴中心线和磨碎室的旋转中心线平行。搅拌器和磨碎容器均能围绕自己的旋转中心线而旋转，所述磨碎室中部分地充有辅助磨碎体，所述辅助磨碎体能在磨碎体和物料的混合物中自由地流动，磨碎室配备有物料输入及排出装置。这样，搅拌器中心轴线和磨碎室中心轴线之间存在有一个偏心距。另外，在靠近磨碎室壁处，至少配备有一个静止不动的导板，所述导板由磨碎室壁指向磨碎室内部，且其纵向延伸长度基本上和磨碎室壁高度相同，而导板的导向面朝向磨碎室的纵向中心轴线。
这样一种搅拌球磨机，对搅拌球磨机通常进行的湿法破碎及所谓乾法破碎，具有惊人的适用性。由于搅拌器相对于磨碎室的偏心配置，一方面保证了辅助磨碎体的自由流动，另一方面形成了挤压区和分散区，改善了热量传递的效果，并且能防止磨碎室内壁上形成沉积层。这种球磨机中，搅拌器相对于磨碎室的偏心配置所产生的共同效果，以及磨碎室的独立旋转，均起到了重要作用。其中磨碎室壁的旋转速度或者其圆周速度，对磨碎物料的每一个颗粒的应变频度，具有重要的作用，而搅拌器的旋转速度，则对磨碎处理的强度起到了重要作用。因此，为了达到最佳磨碎效果，磨碎容器的转速和搅拌器转速之间必须有适当的协调。
由于磨碎容器的旋转运动，以及搅拌器轴相对于磨碎室的偏心配置，物料和辅助磨碎体的混合物，就自然被传递至一个横截面缩小的最高磨碎应力区域内。如果磨碎室壁的圆周速度保持不变，而搅拌器的转速增加，就会产生更大的剪切力，在要求较大剪切应力的物料的场合下，破碎效果必然相应地提高。如果增大磨碎室壁的圆周速度，就产生较高的离心加速度，这种离心加速度作用于辅助磨碎体上，使得辅助磨碎体和物料的较粗颗粒在靠近磨碎室壁区域中的密度增加，其结果是，要求较强程度的破碎的物料的较粗颗粒，得以受到特别强烈的破碎处理。另外，搅拌器相对于磨碎室的偏心配置，对磨碎过程亦具有很大意义。如果偏心度增大，亦即搅拌器外周和磨碎室壁之间的径向间隔减小，则由磨碎容器和搅拌器的旋转所产生的剪切力就在一个较小的空间内施加于物料上。自然，磨碎室内由间隙空间所构成的镰刀形部分的磨碎强度亦增加，间隙空间即是指磨碎室中截面积缩小的那一部分，由于旋转的磨碎容器所产生的传带作用，磨碎物料是一定要通过这一部分的。磨碎物料在通过最大应力区後，到达了仍位于横截面缩小部分的一个所谓分散区内。在分散区内，被碾碎的物料颗粒上所形成的新的表面，被液体浸湿，这不仅防止了结块现象的再次发生，并且保证了稳定的物料悬浮或分散。这一破碎过程以及随後发生的分散过程是不断重复的。即使在乾法破碎情况下，亦能防止结块现象在磨碎室横截面缩小的部分发生，这里所指的是在紧接着搅拌器和磨碎室壁之间最小横截面区後面的那一区域。
和磨碎室相配合的导板，能对物料和辅助磨碎体产生导向作用，把它们引入最佳磨碎应力区，同时，它还起到了刮削作用。因此，导板的作用使得效果更趋最佳化。导板和磨碎室壁的一条切线之间形成的夹角还可以设计成可调的。导板的宽度以及搅拌轴的偏心距，均有一定取值范围。当磨碎容器和搅拌器反向旋转时，导板位于前述截面收缩区之起始端;当磨碎容器和搅拌器同向旋转时，导板位于收缩区之末端。这样，可以获得不同流谱的强烈流动。
在卧式搅拌球磨机中，磨碎容器水平配置，搅拌轴的中心轴线和磨碎容器的中心轴线基本上水平延伸，而导板配置于磨碎室顶部，亦即辅助磨碎体密度较小之处。
采用中空的导板，亦即在导板内设置一个或多个馈料管，在多个馈料管场合下保持各物料出口之间一定间隔，可以将物料的不同组分引入磨碎室的不同部位，进行磨碎，因而各组分的磨碎时间亦不同。
另外，在立式球磨机中，可在搅拌器上方的磨碎室中留出一定的自由空间，所述自由空间内不存在物料和磨碎体的混合物，并配置能让已磨碎的细粒物料通过的吸管，以及除垢吹管，这样的装置特别适用于乾法破碎。通过控制调节搅拌器和磨碎容器的转速，可以使物料和辅助磨碎体的混合物在所述自由空间处形成一个特别有利的漏斗形表面。此外，由于磨碎容器的旋转运动，在一定程度上产生了一种筛分作用，使得较粗颗粒的物料沿径向移动到磨碎室中靠外侧的部位。而由于在这一部位辅助磨碎体的密度较大，故使得总的磨碎效果得以改善。其中除垢吹管所提供的空气，有助于上述筛分过程。
另一种实施例中，磨碎容器底部装有一个能沿轴向位移的底板，所述底板的位置确定了磨碎室的大小。这样，可以改变磨碎室中辅助磨碎体的相对充填量，从而改变破碎效果;另一方面，在具有上述安设于自由空间中的物料吸入装置的场合下，可以调节物料和辅助磨碎体混合物的漏斗形表面至所述吸入装置的距离。
此外，为了加强破碎效果，可以采用多个搅拌器，每一搅拌器的搅拌轴相对于磨碎室纵向中心轴线的偏心距均不同，相邻两个搅拌器的搅拌工具可设置成为互相错开且重叠，但留有适当的间隔，搅拌器的直径可以设计成为不同尺寸。
立式搅拌球磨机中，物料输入口亦可开设于磨碎容器之顶盖，而在底部设置物料与辅助磨碎体的分离装置。所述分离装置可以包括一个固定于磨碎容器底部的圆环，所述圆环中间的开孔具有一定锥度，以及一个侧壁具有相同锥度的圆盘，所述圆盘与圆环同心安装，且能沿轴向作位移调整，以便调整分离槽沟的宽度。这种结构特别适用于乾法或湿法破碎极高粘度的物料。其中圆盘不仅可以作轴向位移调整，而且亦可作相对于圆环的旋转运动，以便于将辅助磨碎体从磨碎室中排出。
分离装置的另一种形式是直接在磨碎容器底部开设一些直径比最大辅助磨碎体大的通孔，所述通孔具有锥度，向下逐渐扩大，而在这些通孔下方安设有一个能沿轴向自由地作位移调整且能自由地旋转的圆盘，所述圆盘上面设有一些和所述通孔具有相同形状及横截面的封塞，在通孔和封塞之间的间隙可调，这使得磨碎体从磨碎室内排出更为便利。
在磨碎过程中，物料颗粒在磨碎室内的停留时间各不相同。为了使每一颗粒的停留时间尽量接近，亦即为了获得尽可能窄的停留时间分布曲线，可以藉一个称量装置把磨碎容器支承于机架上，所述称量装置和一调节器连接，而後者又控制磨碎室分离装置的分离槽沟的开度，调节物料的排放量，使得充有物料和磨碎体的磨碎容器的总重量保持为一常数，亦即使得供料量总是等于排料量。这样配置的搅拌球磨机，具有破碎效力高以及破碎状态均匀等特点。
本发明所述搅拌球磨机的各种配置，既适用于连续加料连续排料的情况，亦适用于批作业情况。当然，上述各形式的配置无疑更适用于连续工作情况。
本发明所述球磨搅拌机，即适用于湿法破碎，又运用于乾法破碎。由于搅拌器相对于磨碎室的偏心配置，一方面保证了辅助磨碎体的自由流动，另一方面改善了热量传递的效果，并能防止破碎室内壁上形成沉积层。适当地调节搅拌器和磨碎容器的旋转速度，能达到最佳磨碎效果。又由于物料和磨碎体混合物在磨碎过程中要通过一个横截面变窄的间隙部分，因此要求高强度破碎的粗粒物料亦能得以完全的破碎。另外，导板的采用，保证将混合物引导入最佳的磨碎应力区。在本发明的其它实施例中所提到的各种不同配置，亦分别具有不同的显著的优点。
附图说明如下：
图1是按照本发明的搅拌球磨机的一种立式配置的全剖正视图;
图2是图1所示搅拌球磨机的磨碎容器和搅拌器反方向旋转情况下的横剖顶视图;
图3为图1所示搅拌球磨机的磨碎容器和搅拌器同方向旋转情况下的横剖顶视图;
图4是按照本发明的搅拌球磨机的另一种立式配置实施例的全剖正视图;
图5是按照本发明的搅拌球磨机的第三种立式配置实施例的全剖正视图;
图6是按照本发明的搅拌球磨机的第四种立式配置实施例的全剖正视图;
图7是按照本发明的搅拌球磨机的第五种立式配置实施例的全剖正视图;
图8是按照本发明的搅拌球磨机的第六种立式配置实施例的全剖正视图;
图9是按照本发明的搅拌球磨机的第七种卧式配置实施例的全剖正视图;
图10是图9所示卧式搅拌球磨机的磨碎容器和搅拌器反方向旋转情况下的纵剖侧视图;
图11是图9所示卧式搅拌球磨机的磨碎容器和搅拌器同方向旋转情况下的纵剖侧视图;
图12是按照本发明的搅拌球磨机的另一种立式配置实施例全剖正视图，其中磨碎容器内配备有两个搅拌器;而
图13是图12所示搅拌球磨机的横剖顶视图。
以下结合诸附图，详细说明本发明所述搅拌球磨机的各种实施例。
图1所示搅拌球磨机包括一个带有调温夹套（2）的磨碎容器（1），所述磨碎容器基本上呈圆柱形。入口管道（3）以及出口管道（4）和所述夹套（2）相连通，使得某种用于冷却或加热的调温介质按图中箭头（5）的方向而流动。圆柱形磨碎容器（1）具有一根垂直延伸的纵向中心轴线（6），亦即，磨碎容器（1）为垂直立式的。容器（1）具有一个封闭的底部（7），所述底部（7）和中心轴线（6）垂直。磨碎容器（1）由一枢轴承（8）支承在机架（9）上（图中仅示意地画出），所述枢轴承（8）围绕中心轴线（6）同心地配置，并设计成止推型滚珠轴承，因而磨碎容器（1）可以围绕轴线（6）而自由地旋转。支承於机架（9）上的马达（10），用作为磨碎容器（1）的旋转驱动机构，马达的转轴（11）和中心轴线（6）平行地配置，并通过摩擦轮机构（12）而驱动容器（1）。为此，在转轴（11）上安装有一个摩擦轮（13），而在磨碎容器（1）下端外周安有一个环柱形摩擦环（14），摩擦轮（13）正好抵住摩擦环（14）。由于摩擦轮（13）和摩擦环（14）的直径相差很大，因此磨碎容器（1）是以一个较慢的速度旋转的。
在磨碎容器（1）内配置有一个搅拌器（15），所述搅拌器（15）实际上包括一根搅拌轴（16）以及一些配置于其上的搅拌工具（17）。搅拌工具（17）可以是具有开孔（18）的碟形搅拌工具。在和底部（7）相反的一侧亦即在上方，搅拌轴（16）安设于轴承（19）内。该轴承（19）固定在端盖（20）上，端盖（20）不可旋转，是以图中未画出的某种方式固定在机架（9）上的。一个和纵向中心轴线（6）同心的密封圈（22），安设在所述端盖（20）和磨碎容器上盖（21）之间。
搅拌器（15）由搅拌驱动马达（23）驱动，马达（23）以图中未显示的方法固定在机架（9）上，马达转轴（24）和搅拌器中心线（25）平行。旋转驱动力是通过传动皮带（26）而传递到搅拌轴（16）的。搅拌轴的中心线（25）和纵向中心轴线（6）平行，二者之间距即为偏心距e。
在磨碎容器（1）的不可旋转的端盖（20）上，配置有用以将各种组分混合在一起并送入磨碎容器（1）进行加工的加料装置。在本实施例中，这一加料装置包括一个馈料螺杆（27），要加以破碎的固体物料，经由输入漏斗（28）而加入馈料螺杆（27），然后经由加料管（29）而进入位于磨碎容器（1）内的磨碎室（30）中。另有一根输入管道（31），穿过端盖（20）而通入磨碎室（30），泵（32）用来将液体经由所述管道（31）而压入磨碎室内。磨碎室（30）内至少充加占50%容积的辅助磨碎体（33），这里所指的是辅助磨碎体（33）的松装容积占磨碎室（30）的净容积的百分比。所谓磨碎室净容积，等于磨碎容器（1）的容积和位于其中的搅拌器（15）所占容积之差。
磨碎物料向下流动，并由物料排放管（34）从磨碎室（30）内排出。为了要把辅助磨碎体（33）从在磨碎室（30）内加工处理毕的物料中分离出来，设有一个环状通道的分离装置（35），该装置包括一个圆环（36）和一个圆盘（37），所述圆环（36）安装于磨碎容器（1）的底部（7），与容器（1）的中心轴线（6）同心且随容器（1）一起旋转。在圆环（36）和圆盘（37）之间，形成有分离槽沟（38），所述分离槽沟的宽度a远小于最小辅助磨碎体（33）的直径b。圆盘（37）由一个图中未画出的驱动机构来驱动，围绕中心轴线（6）而旋转。此外，它还能沿轴线（6）的方向而位移，使得分离槽沟（38）的宽度a改变，宽度a之所述会改变，是由于槽沟（38）是由两个截头锥体的侧面所构成的。这样的环状通道分离装置（35），在搅拌球磨机中是周知的。
让调温介质由输入管道（3）进入，从出口管道（4）出来，是通过一个旋转联接管（39）来实现的，该联接管（39）和机架（9）之间设有密封圈（40）。
在磨碎室30内，配置有一块导板（41），所述导板设于确定圆柱形磨碎室的范围的外壁（42）之附近或设于外壁上。该导板之长度基本上相当于磨碎室外壁（42）的轴向长度。导板和不可旋转的端盖（20）连接在一起，实际上是通过一个基本上沿径向向内延伸的支臂（43）而固定在轴承（19）上，而轴承（19）则是牢固地固定在端盖（20）上的。
由图2和图3可以看出，导板（41）的配置方向既非径向，亦非切向，而是和圆柱形磨碎室的外壁（42）的一根切线（45）（所述切线通过导板与外壁的接触点）构成一个角度C，角C的值介于10°和50°之间，导板（41）具有一个导向面（44），所述导向面可为平面，亦可选为拱形面，导向面朝向中心轴线（6）。导板的配置方位，总要保证有一股物料和辅助磨碎体的混合物的冲击性液流沿径向向内流动。为此，导板必须具有足够的硬度及刚性。导板的一端（46）朝向磨碎室外壁（42），故亦可用作剥离器具。从横截面来说，导板（41）的宽度f，约为磨碎室（30）的直径D的5%-20%。偏心距e，则约为磨碎室直径D的2.5%-40%，或者最好为2.5%-15%。搅拌器（15）的直径d的大小，则符合於不等式D＞d+e。导板（41）具有一个从上向下宽度变小的锥度，亦即，宽度f在靠近底部（7）处要比顶部窄。这样设计的目的，是为了防止辅助磨碎体受压缩，尤其是刚起动搅拌机时。上述导板宽度f，其范围是介于宽端宽度和窄端宽度之间。至于搅拌器（15）的旋转方向（47），通常是和磨碎容器（1）的旋转方向（48）相反的，见图2所示。一般说来，搅拌器（15）的圆周速度应当大於磨碎室壁（42）的圆周速度，以便使物料在搅拌器（15）的区域内，尤其是搅拌工具（17）之间的区域内具有较高的流速，因为物料在该区域内的净流通截面积由于搅拌工具（17）的存在而减小了。不过，搅拌器（15）的旋转方向，亦可选为与磨碎容器（1）的旋转方向（48）相同，如图3中所示的47′。磨碎容器（1）和搅拌器（15）同向旋转，适用于不易自由流动的物料，以防止它仅在某些区域内打转。不易自由流动的物料原地打转，易在两股反向的流动物体相遇时发生，亦即在磨碎容器（1）和搅拌器（15）反向旋转的场合下发生。在同向旋转的场合下，由于搅拌器（15）相对于磨碎容器（1）的偏心配置，在搅拌器（15）和磨碎室外壁（42）之间的流通截面收缩的区域内，会产生一种泵效应，这种泵效应能防止物料在原地打转。
正如图2所示那样，在反向旋转的情况下，导板（41）被配置在介于磨碎室壁（42）和搅拌器（15）之间的流通截面积收缩区（49）的起始部分。所述流通截面积收缩区（49）即是磨碎室包含有搅拌器（15）的那一半，它的边界由通过中心轴线（6）且与包含轴线（6）和（25）在内的平面垂直的一个假设的纵向平面所确定。同向旋转的情况，如图3所示，其中导板（41）配置在收缩区（49）之末端。物料流动方向，由箭头（50）（图2）及50′（图3）表示。
破碎过程通常情况是，辅助磨碎体（33）分别被搅拌器（15）加速或被磨碎室壁（42）减速，於是物料中所包含的固体物质就被正在运动的辅助磨碎体（33）所挤碎，并被分散于液体内。搅拌器（15）和磨碎室壁（42）之间的最小距离h，亦即搅拌工具（17）的外侧和磨碎室壁（42）之间的距离，约为磨碎室（30）的直径D之3%-15%。由图可见，搅拌器（15）的总容积相对于磨碎室（30）的容积来说，是较小的。在任何情况下，搅拌器所占容积至多为磨碎室容积的20%。通常，搅拌器（15）的容积仅占磨碎室（30）的容积的10%以下。
下面要给出一些其它实施例。这些实施例中，凡是和上述相同的零部件，均采用相同的编号，并将重复的叙述略去。图4所示实施例中，凡是功能相同而仅是结构上略有不同的零部件，除采用相同编号之外，在後面加上一个字母a，重复叙述则被略去。图4所示搅拌球磨机，其中物料是以悬浮液的形式供给的，亦即，由供料泵（51）将悬浮在液体中的固体物质经由供料管（52）而由磨碎容器（1a）之底部（7a）送入容器内。供料是藉助于周知的旋转联接管（39a）进行的，所述联接管（39a）亦同时让调温介质的入口管道（3）以及出口管道（4）通过。物料在磨碎容器（1a）之上部经由一环状通道分离装置（53）而排出。所述分离装置（53）包括一个紧固于磨碎容器（1a）上端的圆环（55），以及一个固定在搅拌轴的轴承（19）上的圆盘（56），所述圆环与圆盘之间形成有一个分离槽沟（54）。至于槽沟在考虑到最小辅助磨碎体（33）时所应具有的宽度，有关图1的说明同样运用。从辅助磨碎体（33）脱离的物料，进入位于分离装置（53）下游的一个环形排料室（57）内，复由排料室一端的排料管（58）排出。在本实施例中，轴承（19）藉一个支架（59）而固定在机架（9）上。导板（41a）固定在圆盘（56）上，因此相对于磨碎容器（1a）和搅拌器（15）来说，导板（41a）也是固定不动的。
图5为另一实施例。凡功能相同而仅为结构略不同的零部件，一例沿用以前的编号，仅于後面加一个字母b，亦不重复叙述。图5所示实施例中，未画调温夹套，只是为了使图简化。该球磨机包括一个紧固于搅拌轴的轴承（19）上的端盖（20b），一个物料添加口（60），物料即是以乾固体形式、予先混和的悬浮液形式，或者以固体物料与液体分开加入的形式，经由所述添加口（60）而进入磨碎室（30）内。轴承（19），从而端盖（20b），是藉图中仅作示意的支架（59）而支承在机架（9b）上的。
在磨碎容器（1b）的底部（7b），配置着一个以中心轴线（6）为同心轴线的物料与辅助磨碎体分离装置（61），所述分离装置（61）包括一个定位于底部（7b）的排料盘（62），所述排料盘上开设有一些送料孔（63），送料孔的直径g远大于辅助磨碎体（33）的直径b。另设有一密封盘（64），位于排料盘（62）下方，密封盘（64）藉一枢轴承（65）而支承于一个肘节杆（66）上。肘节杆（66）藉其中心枢轴承（67）而枢接于机架（9b）上。一个调节驱动机构（68）作用于肘节杆的另一端，所述驱动机构设计成一种汽缸活塞式液动或气动机构，且亦支承于机架（9b）上。排料盘（62）上的送料孔（63）呈截头锥形状，孔径向下扩大。和所述送料孔配合的是一些配置于密封盘（64）上的封塞（69），通过调节驱动机构（68）的合适的移动，使得密封盘（64）达到最接近排料盘（62）的位置时，则每一个封塞（69）均将排料盘（62）上的相应的送料孔（63）堵死。若驱动机构（68）向相反方向移动，使得密封盘（64）向下移动到远离排料盘（62）的全开位置，则可将辅助磨碎体（33）从送料孔（63）中排出。如果密封盘（64）略微向下移动一距离，在排料盘（62）和封塞（69）之间就形成分离槽沟（70），并且凭藉于驱动机构（68）的相应控制，使所述分离槽沟（70）的尺寸正好适中，使得辅助磨碎体（33）留在磨碎室（30）内，而物料则向下流出。因此依靠驱动机构（68）的控制，可以调节分离槽沟（70）的宽度a，因而调节了物料的排放速度。
导板（41b）是藉其支臂（43b）而枢接于端盖（20b）上的。导板（41b）的旋转是由旋转驱动器（71）来控制的，驱动器（71）设计成气动或液动汽缸活塞式，并固定於机架（9b）上。不旋转的端盖（20b）和旋转的磨碎室（1b）之间的密封，可如图5右侧所示用密封圈（72）来实现，或者采用图5左侧所示的密封唇（73）来实现密封。
图5所示实施例中，枢轴承（8）不直接支承在机架（9b）上，而是支承在一个称量台（74）上。称量台一侧藉一铰承座（75）（比如所谓刀口承座）而支承在机架（9b）上，其另一侧则通过一个称量器（76）（例如一个测力计）而支承于机架（9b）上。所述称量器（76）经由一调节器（77）去控制调节驱动器（68），使得搅拌球磨机自重和其中所装填的物料及辅助磨碎体重量之总和保持为一个常数，亦即保持磨碎室（30）中的物料装填高度（78）为一定。换言之，上述机构控制了物料的排放量，使得单位时间内所排出物料量等于单位时间内所添加的组分量。
图6为另一实施例，其中功能相同而结构不同的零部件，采用同一编号後面加一个英文字母c，并略去重复叙述。
本实施例中，磨碎容器（1c）的底部（7c）是与容器成为一体的。物料的排放方法和图4所示实施例相同。为了供给物料，在导板（41c）的内部设有供料管（80），所述供料管（80）和由外面穿过上盖（56）而引入的进料管道（81）相联接，而供料管（80）的供料口（82）则位于容器底部（7c）的附近。亦可在导板（41c）内部增设另一根供料管（83），该供料管和由外界引入的进料管道（84）联接，且其供料口（85）位于远离容器底部（7c）的上方，比如位于整个磨碎室的轴向中心位置。如果必须在物料由第一个供料管（80）加入至容器底部（7c）附近之处，并已经受了若干时间的磨碎处理之後，才加入另一种组分，就可以由供料管（83）加入。
图7为又一实施例。同样，功能相同而结构不同的零部件，用相同编号後加d表示。在磨碎容器（1d）的端盖（20d）上，设有物料添加口（60d）。容器的底部（7d）与容器连成一体。导板（41d）设计成中空的，中空部分形成排料管道（86），而其排料口（87）则位于容器底部（7d）的近处。排料口（87）设有分离器（88），所述分离器可以是一种筛状结构，许可物料通过而不让磨碎室（30）内的辅助磨碎体（33）流过。物料由排料管道（86），复流入一外部排管（89）。排料管道（86）可以和图6所示实施例中的供料管（80）、（83）一样，宽度仅为数毫米，因此，和其它实施例中的非中空的导板相比较，本实施例中的中空导板（41d）以及前一实施例中的导板（41c）的外形轮廓，均无须改变。
图8又是另一实施例，其中功能相同而结构不同的零部件，用相同编号加e表示。该实施例中，磨碎容器（1e）具有与之连成一体的封闭的底部（7e），在所述底部（7e）中心，设有与中心轴线（6）同心的导孔（90），导孔中安有导杆（91），导杆（91）可以沿轴线（6）作轴向位移，在导杆一端固定有一块磨碎室底板（92），所述底板确定了磨碎室（30e）的边界。藉助于图中未示出的某种驱动机构使导杆（91）作适当的位移，就可对底板（92）的位置沿轴线（6）方向作调整，使得磨碎室（30e）的容积增加或减少。图中搅拌器（15e）的搅拌工具（17）仅作示意性表示。搅拌轴（16e）设计成中空，中空部分形成物料供料管（93），供料管在搅拌轴（16e）的自由端，亦即在磨碎室底板（92）的附近，形成一供料口（94），所述供料口（94）通入磨碎室（30e）内。由于供料口（94）近侧即为旋转的搅拌工具（17），使得由供料管（93）进来的物料即刻被送入辅助磨碎体（33）的装填层，在那里发生激烈的碰撞。
由于磨碎容器（1e）和搅拌器（15e）的旋转运动，物料和辅助磨碎体的混合物的表面（95）形成为漏斗状，或者说表面（95）大致上呈喇叭口状。于是，在表面（95）和顶盖（20e）之间，形成了一个没有物料及辅助磨碎体混合物的自由空间（96）。在不能旋转的顶盖（20e）上，设有一吸管（97），所述吸管（97）穿过顶盖，伸入所述自由空间（96），且于吸管朝向表面（95）的底部设有筛冈状开孔（98），所述开孔（98）不许可辅助磨碎体（33）通过。吸管（97）的吸力使得已磨细了的物料从其中排出。另外在顶盖（20e）上还设有一除垢吹管（99），所述除垢吹管（99）指向所述自由空间（98），除垢气由此喷入自由空间（96），以吹净任何可能堵塞开孔（98）的污物。
磨碎室底板（92）可以作升降调整，底板（92）的高度调整，不仅起到了调整辅助磨碎体（33）在磨碎室（30e）中的装填密度的作用，使该密度能变化，亦起到了调整物料及辅助磨碎体混合物的表面（95）和吸管（97）的开孔（98）之间的距离的作用。图8中，导板未画出。导板可以设计成和图4所示导板相同的形状。
图9至11所示实施例中，功能相同而结构不同的零部件用相同编号加字母f来表示。和以前的实施例中的立式球磨机不同，本实施例是一种卧式球磨机，磨碎容器（1f）的中心轴线（6f）是水平方向延伸的。搅拌器（15f）的搅拌轴中心线（25f）亦为水平方向。同样，搅拌轴（16）安装在一个轴承（19f）上，所述轴承（19f）藉一个支架（59f）而支承在机架（9f）上。在本实施例中，搅拌工具设计成臂状。
在与搅拌轴轴承（19f）相应的同一部位，磨碎容器（1f）藉滚柱（100）而支承于机架（9f）上。在磨碎容器（1f）的另一端，即在底部（7f）处，形成有一个中空的轴颈（101），所述轴颈与中心轴线（6f）同心配置，并藉一个轴承（102）而支承于机架（9f）。轴颈（101）的中空部分形成物料供料管（52f），物料由此经所述中空轴颈（101）而进入磨碎室（30f）内。已磨碎的物料由分离装置的环形分离槽沟（53f）排出，所述槽沟（53f）是由圆盘（56f）和圆环（55f）的间隙所形成的。在本实施例中，磨碎容器（1f）的旋转亦是通过马达（10）和摩擦轮（12）来实现的。在磨碎容器（1f）和搅拌器（15f）反向旋转（见图10）抑或同向旋转（见图11）的不同场合下，导板（41）均配置于顶部范围，亦即在容器（1f）内侧的至高部位。由于作用于辅助磨碎体（33）上的重力的影响，使得在上述至高部位内磨碎体（33）具有最小的密度。其它部分以及导板（41）的配置，和图1至3的实施例相同。
图12及13又是另一种实施例，功能相同而结构不同的零部件用相同编号加字母g来表示，并不另作说明。本实施例中，在磨碎容器（1g）内，配置有一个搅拌器（15g），所述搅拌器具有一些径向延伸的臂作为搅拌工具（17g）。另外还有第二个搅拌器（104），具有搅拌轴（105）以及搅拌工具（106），同样藉一轴承（103）而固定在端盖（20g）上。所述搅拌工具（106）和搅拌器（15g）的搅拌工具（17g）沿径向重叠，但沿轴向互相隔开，以避免互相碰撞。搅拌器（15g）和（104）各具有不同的直径d和d′。第二个搅拌器（104）是由一图中未画出的马达藉传动皮带（107）而驱动的。第二搅拌器的中心轴线（108）相对于磨碎容器（1g）的中心轴线（6g）的偏心距e′，是和第一搅拌器的偏心距e不同的。由图13可见，磨碎容器（1g）、搅拌器（15g）和搅拌器（104）均同向旋转，其中第二搅拌器的旋转方向用箭头（109）表示。当然，可以采用任何所希望的、可能实现的反向旋转的组合。
两个搅拌器的直径d和d′应符合不等式0.3D≤d及d′≤0.8D。
有关搅拌器（15g）和磨碎室壁的距离的一些说明，同样适用于第二搅拌器起（104）。有关搅拌器容积的说明，同样适用于本实施例，亦即，两个搅拌器（15g）和（104）的总容积至多占磨碎室（30g）容积的20%。

Claims (34)

1、一种搅拌球磨机，包括一个磨碎容器(1)，所述磨碎容器具有一个圆柱形磨碎室(30)，所述磨碎室的范围由一个磨碎室壁(42)确定，以及至少一个搅拌器(15、104)，所述搅拌器配置于所述磨碎室内，并具有向外伸出的搅拌工具(17、106)，其中搅拌轴的轴线(25、108)和磨碎室(30)的纵向中心轴线(6)平行，搅拌器(15、104)和磨碎容器(1)分别由驱动机构驱动而围绕它们各自的轴线(25、108、6)旋转，而所述磨碎室(30)内，则部分地充有辅助磨碎体(33)，所述磨碎体能极自由地在它们和物料的混合物中运动，磨碎室(30)还具备有一个加料装置(29、52、60、80、83、93)以及一个物料排放装置，所述排放装置包括一个物料和辅助磨碎体的分离装置(35、53、61、88、98)，其特征在于，
A)所述搅拌轴的轴线(25、108)相对于磨碎室(30)的纵向中心轴线(6)具有一个偏心距(e、e′)，
B)在磨碎室壁(42)附近的区域内，至少设有一个静止的导板(41)，所述导板
a)由所述磨碎室壁指向磨碎室(30)的内部，且
b)基本上沿轴向延伸至和磨碎室(30)的整个高度相当的长度，并
c)具有一个导向面(44)，所述导向面朝向所述纵向中心轴线(6)。
2、如权利要求1所述搅拌球磨机，其特征在于，所述导板（41）的一端（46）一直伸到磨碎室壁（42）的附近。
3、如权利要求1所述搅拌球磨机，其特征在于，所述导板（41）的导向面（44）和切于磨碎室壁（42）的一条切线（45）之间形成10°-50°的夹角c。
4、如权利要求1所述搅拌球磨机，其特征在于，所述导板（41）和磨碎室壁（42）的一条切线（45）之间形成一个可以调整的角度c。
5、如权利要求4所述搅拌球磨机，其特征在于，所述导板（41）枢接在磨碎室（30）的一个静止的边界壁上。
6、如权利要求1所述搅拌球磨机，其特征在于，导板（41）的宽度f和磨碎室（30）的直径D之比例，大致上符合不等式0.05D≤f≤0.2D。
7、如权利要求1所述搅拌球磨机，其特征在于，搅拌轴轴线（25）的偏心距e和磨碎室（30）的直径D之比例，符合不等式0.1D≤e≤0.4D。
8、如权利要求1所述搅拌球磨机，其特征在于，所述导板（41）的导向面（44），按照磨碎容器（1）的旋转方向（48）来说，是配置于导板（41）的一端（46）的下游。
9、如权利要求8所述搅拌球磨机，其特征在于，所述导板（41）位于通往磨碎室（30）的一个截面收缩区（49）的过渡区域内，所述搅拌轴轴线（25）配置在所述截面收缩区（49）内，所述收缩区由一个通过纵向中心轴线（6）的平面确定界限，所述平面和一个通过轴线（6）以及搅拌轴轴线（25）的平面正交。
10、如权利要求9所述搅拌球磨机，其特征在于，所述磨碎容器（1）的旋转方向（48）和搅拌器（15）的旋转方向（47）相反，且就磨碎容器（1）的旋转方向（48）来说，导板（41）配置在所述截面收缩区（49）的起始端。
11、如权利要求9所述搅拌球磨机，其特征在于，所述磨碎容器（1）的旋转方向（48）和搅拌器（15）的旋转方向（47′）相同，且就磨碎容器（1）的旋转方向（48）来说，导板（41）配置在所述截面收缩区（49）的末端。
12、如权利要求9所述搅拌球磨机，其特征在于，所述搅拌轴轴线（25f）和纵向中心轴线（6f）大致上沿水平方向延伸，且导板（41）配置在磨碎室（30f）的顶部区域内。
13、如权利要求1所述搅拌球磨机，其特征在于，所述导板（41c）内部至少设有一个待磨碎物料的供料管（80、83），所述供料管和进料管道（81、84）联接，且具有通入磨碎室（30）的供料口（82、85）。
14、如权利要求13所述搅拌球磨机，其特征在于，所述导板（41c）内设有多个供料管（80、83），且所述供料管通入磨碎室（30）的供料口（82、85），按相互间隔一定距离的方式配置。
15、如权利要求1所述搅拌球磨机，其特征在于，所述导板（41d）内，设有一排料管道（86），所述排料管道藉排料口（87）而与磨碎室（30）连通，所述排料口（87）配备有一个物料与辅助磨碎体的分离器（88）。
16、如权利要求1所述搅拌球磨机，其特征在于，所述搅拌轴轴线（25e）以及磨碎室（30e）的纵向中心轴线（6）基本上垂直地延伸，且在磨碎室（30e）的上部形成有一个不含有物料与辅助磨碎体混合物的自由空间（96），在所述自由空间内，配置有一个用以吸入磨碎了的物料的吸入装置，比如吸管（97）。
17、如权利要求16所述搅拌球磨机，其特征在于，另有一除垢吹管（99），将除垢空气带入所述自由空间（96）。
18、如权利要求1或16所述搅拌球磨机，其特征在于，所述磨碎室（30e）配备有一个磨碎室底板（92），所述底板（92）确定了磨碎室（30e）的边界，且能沿纵向中心轴线（6）的方向作上下位移。
19、如权利要求1或16所述搅拌球磨机，其特征在于，所述搅拌器（15）内部开设有一个供料管（93），所述供料管在确定磨碎室（30e）边界的底板（92）的附近，形成有一个通入磨碎室（30e）内的供料口（94）。
20、如权利要求1所述搅拌球磨机，其特征在于，在所述磨碎室（30g）内，配置有多个搅拌器（15g、104），所述搅拌器的搅拌轴轴线（25、108），相对于磨碎室（30g）的纵向中心轴线（6g）分别具有不同的编心距e、e′。
21、如权利要求20所述搅拌球磨机，其特征在于，所述搅拌器（15g、104）的搅拌工具（17g、106）在径向部分地互相重叠，而在轴向互相隔开。
22、如权利要求20所述搅拌球磨机，其特征在于，所述搅拌器（15g、104）具有不同的直径d、d′。
23、如权利要求1所述搅拌球磨机，其特征在于，所述搅拌轴轴线（25）和磨碎室（30）的纵向中心轴线（6）大致上垂直配置，物料添加装置配置在端盖（20）上，而物料与辅助磨碎体的分离装置（35、61）则配置在相反位置即底部（7）。
24、如权利要求23所述搅拌球磨机，其特征在于，所述分离装置（35）设计成环形通道状，所述环形通道由具有锥度的分离槽沟（38）所形成，所述槽沟介于一个随着磨碎容器（1）一起旋转的圆环（36）和一个圆盘（37）之间，所述圆盘（37）设计成可沿纵向中心轴线（6）而作位移调整，藉以调整所述分离槽沟的宽度a。
25、如权利要求24所述搅拌球磨机，其特征在于，所述圆盘（37）可被驱动而相对于圆环（36）作旋转运动。
26、如权利要求23所述搅拌球磨机，其特征在于，所述物料与辅助磨碎体的分离装置（61），开设有多个送料孔（63），所述送料孔的直径g大于最大辅助磨碎体的直径b，且另有一密封盘（64），所述密封盘可以上下移动，靠近或离开所述送料孔（63）。
27、如权利要求26所述搅拌球磨机，其特征在于，所述密封盘（64）的支承方式使得它能自由地旋转。
28、如权利要求27所述搅拌球磨机，其特征在于，所述送料孔（63）设计成截头锥形状，孔径向下逐渐扩大，且在所述密封盘（64）上设有一些封塞（69），所述封塞的外形和截面形状均与所述送料孔（63）相匹配，通过适当地调整密封盘（64）相对于送料孔（63）的位置，在各送料孔（63）与相应封塞（69）之间形成具有可变宽度a的分离槽沟（70）。
29、如权利要求1所述搅拌球磨机，其特征在于，所述磨碎容器（1b）藉一称量器（76）而支承于机架（9b）上，且所述物料与辅助磨碎体的分离装置（61）可受调节而改变物料的排放量。
30、如权利要求1所述搅拌球磨机，其特征在于，其中搅拌器（15、104）的直径d、d′和磨碎容器（1）的直径D的比例，符合不等式0.3D≤d或d′≤0.8D。
31、如权利要求1所述搅拌球磨机，其特征在于，配备有一个和磨碎容器（1a）的纵向中心轴线（6）同心配置的旋转联接管（39a），用以添加物料。
32、如权利要求1所述搅拌球磨机，其特征在于，所述搅拌器（15）和磨碎室壁（42）之间的最小距离h和磨碎室（30）的直径D之间的比例，符合不等式0.03D≤h≤0.15D。
33、如权利要求1所述搅拌球磨机，其特征在于，所述搅拌器（15）的容积最多为磨碎室（30）的容积的20%。
34、如权利要求1所述搅拌球磨机，特别是如权利要求1所述立式球磨机，其中纵向中心轴线（6）基本上垂直延伸，其特征在于，所述导板（41）具有一个自顶部至底部倾斜变窄的锥度。
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