CN104307645B - 一种分级轮叶片倾角可调节离心式分级机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种分级轮叶片倾角可调节离心式分级机，包括分级轮，其包括平行设置的叶片上端板和叶片下端板，在叶片上端板和叶片下端板之间设有至少两个倾角可调的叶片，该叶片与使其倾角可变的调节机构传动连接。通过上滑移齿轮的内齿与主轴上的齿轮分离，下滑移齿轮与叶片端齿轮啮合来对叶片的倾角进行调节形成特定夹角，可以在不增加转速的情况下，通过改变分级轮叶片的倾角也能实现对不同分级粒径进行分级，降低分离相同粒径时的能量输入。同时分级轮叶片倾角可调节与通过转速分级结合可以以更少的能量输入实现对不同粒径进行分离，降低分级时壳体内的压力，效率高、出料不易堵塞和易维护，在材料制备领域中具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及超细粉体材料制备中的分级技术领域，特别涉及一种分级轮叶片倾角可以调节的离心式分级机。
背景技术
在实际生产中，经常会遇到按照不同的粒度区间将粉体分离、将混合在粉体中的不同成分的物质分离以及将固体颗粒从液体或气体中分离出来。分级就是根据不同粒度、形状、密度的物料在液体或是气体介质中运动的差异来实现颗粒粗细粉的分离。分级一般分为粒度分级和形状分级，由于颗粒形状具有复杂多样性，应用形状进行分级设备较少，同时形状分级耗费人力物力较大，因此，实际生产中颗粒粒度分级应用较广。粒度分级是指不同粒度颗粒在介质中，受到一种或是多种力场的作用，而产生不同的运动轨迹，从而彼此分离出来，进入到各自的收集装置中。超细粉体因为具有大的比表面积和较高的表面活性以及独特的磁性、电性等优点而被广泛应用在工业生产和实验研究中。机械粉碎是超细粉体制备的重要方法之一，但如何通过分级技术从粉体物质中分离出超细粉体，已经成为超细粉体制备的难点和研究热点。
粉体分级技术中的核心是分级设备。分级设备一般根据粉体颗粒所处的流体介质不同，分级可分为：干法分级(介质为空气)、湿法分级(介质为水或是其他液体)和超临界分级。干法分级根据分级原理可分为重力式、惯性式和离心式等，常见的有锥形离心气流分级机、MS叶轮分级机、ATP型分级机、惯性分级机、KSF型新型超细分级机、LHB型涡轮式超细分级机、DS型分级机、ACUCUT型分级机、O-Sepa分级机等。湿法分级根据分级原理可分为依靠重力进行分级的重力沉降式分级机和依靠离心力进行分级的离心式水力分级机。常见的重力沉降式分级机有机械分级机、圆锥分级机、箱式和槽式水力分级机、重力-湿式分级机和错流式分级机等。离心式水力分级机分为水力旋流器和离心 分级机。常见的离心分级机有卧式螺旋离心分级机、叶轮式水力分级机、TUclausthal式离心分级机、固定碗式(solid-bowl)离心分级机和碟式离心分级机等。相比于干法分级设备，湿法分级为超细粉的精确分级提供可能性，能够解决超细粉分级最难以解决的问题——分散。并且从制备的产品的粒度上来说，由于干法超细粉制备系统受粉磨极限的影响较大，难以得到1μm以下的颗粒，湿法粉碎及分级易于得到1μm以下的颗粒。不同类型的离心分级机虽然有各自的优点，但存在一些共同不足，如只能通过改变变频电机转速实现不同的分级粒径；电机转轴通常通过皮带轮与分级机主轴连接，转速不宜太高，不能形成强有力的离心力场，分级粒径较大(微米量级)；而且出料经常阻塞，导致分级效率低。
发明内容
本发明的主要解决的技术问题是提供一种分级轮叶片倾角可调节离心式分级机。该分级机可以避免在分级时仅能通过单一的电机转速来实现对不同分级粒径进行分级，通过改变分级轮叶片倾角来实现不同粒径的分级，降低分级时壳体内的压力，效率高、结构紧凑、出料不易堵塞和易维护。
为了解决上述技术问题，本发明提出一种分级轮叶片倾角可调节离心式分级机，该分级机包括壳体和一端与电机传动连接的主轴，该主轴另一端位于壳体内并贯穿地与分级轮固定，所述壳体设有进料口和出料口，所述分级轮包括平行设置的叶片上端板和叶片下端板，在叶片上端板和叶片下端板之间设有至少两个倾角可调的叶片，该叶片与使其倾角可变的调节机构传动连接，所述叶片上端板和叶片下端板与主轴固定。
进一步说，至少两个转动的叶片均匀分在叶片上端板和叶片下端板之间。
进一步说，所述调节机构包括同轴顺序设于主轴的上滑移齿轮、套筒和下滑移齿轮，所述上滑移齿轮包括与主轴上的齿轮啮合的内齿和与每个叶片转轴同侧的叶片端齿轮啮合的外齿，在叶片下端板与上滑移齿轮之间的主轴上套有弹簧，所述下滑移齿轮与沿主轴轴向延伸至外壳外的调节杆一端连接固定；调节时，弹簧处于被压缩状态，上滑移齿轮的内齿与主轴上的齿轮分离，下滑移齿轮与叶片端齿轮啮合；正常时，上滑移齿轮的内齿和外齿分别与主轴上的齿 轮和叶片端齿轮啮合。
进一步说，所述主轴与下滑移齿轮配合端设有挡部。
进一步说，所述盖板与外壳，外壳与内壳接触处分别设有密封圈，盖板与主轴接触位置设有密封件，所述调节杆与外壳之间设手柄密封件。
进一步说，所述壳体包括外壳、内壳和盖板，其中外壳与内壳之间设有冷却液的空隙，在外壳上设有供冷却液进出的进水口和出水口。
进一步说，位于分级轮内至外壳外侧的主轴设有作为出料通道的中心孔，位于分级轮内的中心孔与连通分级轮的径向通孔连通。
进一步说，位于径向通孔的主轴外侧设有环形槽。
进一步说，所述调节杆与下滑移齿轮固定端为中空结构。
本发明分级轮叶片倾角可调节离心式分级机，包括壳和一端与电机传动连接的主轴，该主轴另一端位于壳体内并贯穿地与分级轮固定，所述壳体设有进料口和出料口，所述分级轮包括平行设置的叶片上端板和叶片下端板，在叶片上端板和叶片下端板之间设有至少两个倾角可调的叶片，该叶片与使其倾角可变的调节机构传动连接，所述叶片上端板和叶片下端板与主轴固定。当原料从进料口进入到壳体内，通过电机使分级轮高速旋，在壳体内形成强有力的离心力场，原料中粗颗粒受离心力作用较大，运动到壳体边缘，并经出料口排出；原料中细颗粒受离心力作用较小，运动到分级轮内部，经主轴上的通孔和中心孔另一料出口排出。与现有通过转速来进行分级相比，通过上滑移齿轮的内齿与主轴上的齿轮分离，下滑移齿轮与叶片端齿轮啮合来对叶片的倾角进行调节形成特定夹角，高速旋转时可在腔液体中形成强有力的离心力场，可以在不增加转速的情况下，通过改变分级轮叶片的倾角也能实现对不同分级粒径进行分级，降低分离相同粒径时的能量输入。同时分级轮叶片倾角可调节与通过转速分级结合可以以更少的能量输入实现对不同粒径进行分离，降低分级时壳体内的压力，效率高、出料不易堵塞和易维护，在工业自动化领域和材料制备领域中具有广泛的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，而描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本实施例分级轮叶片倾角可调节离心式分级机结构示意图；
图2为本实施例分级轮叶片倾角可调节离心式分级机分级轮图。
图3为本实施例分级轮叶片倾角调节装置图。
图4为电机旁置式分级轮叶片倾角可调节离心式分级机结构示意图。
下面结合实施例，并参照附图，对本发明目的的实现、功能特点及优点作进一步说明。
具体实施方式
本发明分级轮叶片倾角可调节离心式分级机，当原料从进料口进入到工作腔内，由于分级轮高速旋转下在工作腔内形成强有力的离心力场，原料中粗颗粒受离心力作用较大，运动到工作腔外围，经粗料出口排出；原料中细颗粒受离心力作用较小，运动到工作腔内部，经分级机主轴中心孔和变频电机通孔由细料出口排出。特别的，可通过改变电机转速和改变分级轮叶片倾角两种方法实现不同的分级粒径。上述分级轮叶片倾角可调节离心式分级机原理性区别及结构特点，使得本发明不但具有结构紧凑、工作可靠、易维护等优点，而且具有分级粒度小，效率高、出料不易堵塞、工作压力低等优点。特别的，可通过改变电机转速和叶片倾角两种方法实现不同的分级粒径，在工业自动化领域和材料领域中具有广泛的应用前景。下面结合附图对本发明的具体原理、具体结构和工作过程作进一步的说明。
图1-图3所示，本发明提供一种分级轮叶片倾角可调节离心式分级机实施例。
该分级轮叶片倾角可调节离心式分级机包括：壳体和一端与电机15传动连接的主轴13，该主轴13另一端位于壳体内并贯穿地与分级轮固定，所述壳体设有一进料口4和出料口21，所述分级轮包括平行设置的叶片上端板11和 叶片下端板9，在叶片上端板11和叶片下端板9之间设有至少两个倾角可调的叶片23，该叶片23与使其倾角可变的调节机构传动连接，所述叶片上端板和叶片下端板与主轴固定。
具体地说，所述电机15采用变频电机，该电机转轴18为中空结构，其通过联轴器14与主轴13连通且传动连接，所述主轴13通过轴承19与盖板10连接固定，在轴承19与盖板10之间可以设有主轴密封件12。所述壳体包括外壳2、内壳3和盖板10形成密闭的空腔，其中外壳2与内壳3之间设有冷却液的空隙，在外壳2上设有供冷却液进出的进水口30和出水口6，通过该空隙、进水口和出水口可以使得冷却液将分级时内壳3热量散出，降低其工作时的温度。
所述叶片上端板11和叶片下端板9通过两个卡环20和键与主轴13固定。所述叶片23的形状和数量不作特别限，其中形状根据实际空间和位置进行设置，叶片23的数量最好是两个及以上，这样就可以使叶片均匀分在叶片上端板11和叶片下端板9之间，使得分级轮的重力与主轴13在同一垂直线上，使主轴13转动时受力平衡，避免出现受力不均导致主轴13的使用寿命。
位于分级轮内至外壳外侧的主轴13设有作为出料通道的中心孔31，该中心孔31与径向通孔33构成另一出料通道。位于分级轮内的中心孔31与连通分级轮的径向通孔连通，便于分级的物料能进入能主轴13的中心孔31进行出料。在位于径向通孔的主轴13外侧设有环形槽，该环形槽便于分级的物料更好地进入中心孔，进而实现快速出料。
所述调节机构包括同轴顺序套设于主轴13的上滑移齿轮25、套筒27和下滑移齿轮28，所述上滑移齿轮25包括与主轴13上的齿轮啮合的内齿和与每个叶片23转轴同侧的叶片端齿轮26啮合的外齿，在叶片下端板9与上滑移齿轮25之间的主轴13上套弹簧22，所述下滑移齿轮28与沿主轴13轴向延伸至外壳2外的调节杆29一端连接固定。
调节时，将调节杆29向上推移，调节杆29推动下滑移齿轮28和套筒27使上滑移齿轮25沿主轴13方向向上移动，直到上滑移齿轮25的内齿与主轴13上的齿轮分离，此时弹簧22处于被压缩状态。通过适当设置，上滑移齿轮25的内齿与主轴13上的齿轮分离时，下滑移齿轮28能与叶片端齿轮26恰好 能啮合，下滑移齿轮28与主轴13上的齿轮也不相互干涉，此时转动调节杆29时，下滑移齿轮28带动与之啮合的叶片端齿轮26转动，进而实现对与叶片端齿轮26固定的叶片23倾角进行调节。
正常状态时，好调节完成，在弹簧22的作用下使上滑移齿轮25向下移动，上滑移齿轮25的内齿轮与主轴13的齿轮啮合，同时通过套筒27使下滑移齿轮28与叶片端齿轮26分离，此时调节杆29无法控制叶片端齿轮26和叶片23转动。
由于正常分级时，上滑移齿轮25的内齿与主轴13上的齿轮啮合，上滑移齿轮25的外齿与叶片端齿轮26啮合，使得分级轮在高速转动时叶片23的角度不会出现自行变动，保证叶片23倾角的稳定性，可以实现用一个分级轮对不同粒径的粉体进行分级控制。
当原料从进料口3进入到壳体内，通过电机15使分级轮高速旋，在壳体内形成强有力的离心力场，原料中粗颗粒受离心力作用较大，运动到壳体边缘，并经出料口21排出；原料中细颗粒受离心力作用较小，运动到分级轮内部，经主轴13上的径向通孔33和中心孔31形成的料出通道排出。与现有通过转速来进行分级相比，通过上滑移齿轮的内齿与主轴上的齿轮分离，下滑移齿轮与叶片端齿轮啮合来对叶片的倾角进行调节形成特定夹角，高速旋转时可在腔液体中形成强有力的离心力场，可以在不增加转速的情况下，通过改变分级轮叶片的倾角也能实现对不同分级粒径进行分级，降低分离相同粒径时的能量输入。同时分级轮叶片倾角可调节与通过转速分级结合可以以更少的能量输入实现对不同粒径进行分离，降低分级时壳体内的压力，效率高、出料不易堵塞和易维护，在工业自动化领域和材料制备领域中具有广泛的应用前景。
本实施例中，所述盖板10与外壳2，外壳2与内壳3接触处分别设有密封圈8，盖板10与主轴13接触位置设有机械密封件12，所述调节杆29与外壳2之间设手柄密封件1，其中调节杆29与外壳2之间设手柄密封件1为机械密封件。
所述调节杆29与下滑移齿轮28固定端为中空结构，其端面能与下滑移齿轮28接触，在操作时使得下滑移齿轮28移动受力均匀。
为了避免在操作过程中出现与主轴分离无法操作情况出现，在所述主轴13与下滑移齿轮28配合端设有挡部5。
如图4所示，本发明还提供一种由电机间接带动主轴转动的实施例，具体地说，变频电机通过传动机构17，如传输带等与主轴形成传动连接，其他分级部分的部件及结构不变，其工作原理和过程与上述实施例相同，不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种分级轮叶片倾角可调节离心式分级机，包括壳体和一端与电机(15)传动连接的主轴(13)，该主轴(13)另一端位于壳体内并贯穿地与分级轮固定，所述壳体设有进料口(4)和出料口(21)，其特征在于：所述分级轮包括平行设置的叶片上端板(11)和叶片下端板(9)，在叶片上端板(11)和叶片下端板(9)之间设有至少两个倾角可调的叶片(23)，该叶片(23)与使其倾角可变的调节机构传动连接，所述叶片上端板(11)和叶片下端板(9)与主轴(13)固定，所述调节机构包括同轴顺序设于主轴(13)的上滑移齿轮(25)、套筒(27)和下滑移齿轮(28)，所述上滑移齿轮(25)包括与主轴(13)上的齿轮啮合的内齿和与每个叶片(23)转轴同侧的叶片端齿轮(26)啮合的外齿，在叶片下端板(9)与上滑移齿轮(25)之间的主轴(13)上套有弹簧(22)，所述下滑移齿轮(28)与沿主轴(13)轴向延伸至外壳(2)外的调节杆(29)一端连接固定；调节时，该弹簧(22)处于被压缩状态，上滑移齿轮(25)的内齿与主轴(13)上的齿轮分离，下滑移齿轮(28)与叶片端齿轮(26)啮合；正常时，上滑移齿轮(25)的内齿和外齿分别与主轴(13)上的齿轮和叶片端齿轮(26)啮合。
2.根据权利要求1所述的分级轮叶片倾角可调节离心式分级机，其特征在于：至少两个转动的叶片(23)均匀分在叶片上端板(11)和叶片下端板(9)之间。
3.根据权利要求1或2所述的分级轮叶片倾角可调节离心式分级机，其特征在于：所述壳体包括外壳(2)、内壳(3)和盖板(10)，其中外壳(2)与内壳(3)之间设有冷却液的空隙，在外壳(2)上设有供冷却液进出的进水口(30)和出水口(7)。
4.根据权利要求3所述的分级轮叶片倾角可调节离心式分级机，其特征在于：所述盖板(10)与外壳(2)，外壳(2)与内壳(3)接触处分别设有密封圈(8)，盖板(10)与主轴(13)接触位置设有密封件(12)，所述调节杆(29)与外壳(2)之间设机械密封件(1)。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的分级轮叶片倾角可调节离心式分级机，其特征在于：所述主轴(13)与下滑移齿轮(28)配合端设有挡部(5)。
6.根据权利要求3所述的分级轮叶片倾角可调节离心式分级机，其特征在于：位于分级轮内至外壳外侧的主轴(13)设有作为出料通道的中心孔(31)，位于分级轮内的中心孔(31)与连通分级轮的径向通孔(33)连通。
7.根据权利要求6所述的分级轮叶片倾角可调节离心式分级机，其特征在于：位于径向通孔的主轴(13)外侧设有环形槽(32)。
8.根据权利要求1所述的分级轮叶片倾角可调节离心式分级机，其特征在于：所述调节杆(29)与下滑移齿轮(28)固定端为中空结构。
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