CN104492552B - 低温行星式高能球磨机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低温行星式高能球磨机，它包括底座、球磨筒，底座上安装有公转主轴和变频电机，冷却液总输入管出口对准多口分流头顶部的储液罐，多口分流头底部的其它通口分别连接分流输入管；所述球磨筒由保温罐、球磨罐和拉马桶构成，球磨罐置于保温罐内，保温罐置于拉马桶内，保温罐顶盖设有排气孔，顶盖上方有顶盖压环，拉马桶的顶部连接横梁，套接分流输入管的压紧螺杆依次穿过横梁、顶盖压环、顶盖进入保温罐中，压紧螺杆的底部设有泄流口；变频电机通过传动装置带动球磨罐作行星式运动。本发明的冷却效果很好，能够精确、高效、便捷和节约地制备更小、钝化的纳米颗粒或是非晶合金粉末。

Description

低温行星式高能球磨机
技术领域
本发明涉及球磨机技术领域，尤其涉及一种低温行星式高能球磨机。
背景技术
行星式高能球磨机可以对物料进行粉碎、研磨，广泛用于冶金、矿产、化工、医药、地质等领域。行星式球磨机在同一主轴转盘上安装有四个球磨罐，每个球磨罐除了绕主轴公转的同时还要做自转，也就是行星式运动。相对其他球磨机具有更高的撞击力和撞击频率，能更好的对粉体实现破碎和焊接，是材料制备中机械合金化法的重要设备，其材料制备过程属于非平衡态下粉末合金化，利用物料、磨球和球磨罐之间长时间的高能量撞击、碾压，使物料反复发生变形、冷焊、破碎、细化，不断暴露出新鲜表面，使各元素原子相互扩散或发生固态反应，从而实现元素原子级合金化的复杂物理化学过程。
传统的行星式高能球磨机一般在室温下工作，随着机械合金化过程的进行，物料、磨球和球磨罐的反复撞击会导致整个球磨罐及内部的温度不断上升，这对于某些元素的合金化过程是极其不利的。通常的解决方法是通过对球磨机添加保温罩、密封箱等密闭装置，利用低温气体或液态冷却工质来维持机械合金化过程中的低温状态，此法实施简单，达到了一定的冷却效果，但是密封装置容积太大，导致冷却材料的大量浪费，且对众多的机械部件在低温下的长时间工作带来了巨大考验；另一种方法是在球磨罐周围包裹冷却管，通过在管路中循环流过冷却液将热量带走，从而降低球磨罐温度，此法在立式搅拌球磨机中可以较好实现，但是在行星式球磨机中安装冷却管及冷却液循环装置很难操作。所以，从事机械合金化制备材料的科技人员急需一种能在低温下工作的行星式高能球磨机，以解决低温研磨、节约材料这一实际问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低温行星式高能球磨机，该机能够在低温下对不同材料的粉末进行球磨细化或是合金化，而且能够制备更小、钝化的纳米颗粒或是非晶合金粉末，具有精确、高效、便捷和节约耗材的优点。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：
本发明低温行星式高能球磨机，包括底座5、球磨筒6，底座5上安装有公转主轴9和变频电机4，变频电机4通过传动装置带动球磨筒6作行星式运动，与液化气体瓶1连接的冷却液总输入管3伸到多口分流头8上部的储液罐开口处，多口分流头8的其它通口分别连接分流输入管7，多口分流头8的底部与公转主轴99固定连接，使多口分流头8及分流输入管7绕公转主轴99旋转；所述球磨筒6由保温罐21、球磨罐22和拉马桶17构成，球磨罐22置于保温罐21内，保温罐21置于拉马桶17内，保温罐21的顶盖18设有排气孔20，顶盖18上方有顶盖压环16，拉马桶17的顶部连接横梁15，套接分流输入管7的压紧螺杆13依次穿过横梁15、顶盖压环16、顶盖18进入保温罐21中顶压球磨罐22的顶部，压紧螺杆13的底部设有连通分流输入管7和保温罐21内腔的泄流口19，在横梁15的上方设有将压紧螺杆13固定的锁紧螺帽14；拉马桶17固定装配在与公转主轴9固接的托盘23上，托盘23的下方有与公转主轴9同轴固定的行星轮12以及驱动拉马桶17旋转的行星轮，公转主轴9的行星轮12通过皮带与其他行星轮连接形成行星式运动。
本发明所述球磨机包含四个球磨罐、四个保温罐和四个拉马桶，所述多口分流头为四通分流头，顶部设置有窄口储液罐。
本发明所述的压紧螺杆13、锁紧螺帽14、横梁15和顶盖压环16均采用9％Ni钢制作。
本发明所述的保温罐21采用不锈钢、球磨罐22采用不锈钢或氧化锆或氧化铝制作而成。
本发明在保温罐的内壁涂覆隔热涂层。
本发明在保温罐的底部设有凸起，凸起上有通孔，可使冷却液流入孔中，增大散热面积。
本发明低温行星式高能球磨机，将液化气体通过输送管路通入到保温罐中，在驱动装置驱动行星式高能球磨机转动的同时，利用低温冷却液及气化吸热保持保温罐内球磨罐的低温状态，最后冷却液气化后由保温罐顶盖上的排气孔溢出。由于分流头上部的储液罐为窄口，且保温罐空间不大，使得冷却液的使用量小，实现了精确、高效、便捷和节约的制备更小、钝化的纳米颗粒或是非晶合金粉末。
进一步地，本发明在保温罐内壁涂覆隔热涂层，能够更好地实现保温效果，节约冷却液的使用。
进一步地，本发明的保温罐底部凸起，并有通孔，可以使冷却液流入孔中，从而增大球磨罐与冷却液的接触面积，更好的降低球磨罐温度。
进一步地，本发明通过控制器来设置变频电机的工作状态，对于不同物料的混合、研磨适应性强。
附图说明
图1是本发明球磨机的结构示意图。
图2是本发明采用的保温罐的剖面示意图。
图3是本发明的冷却液总输入管、分流头及分流输入管连接的俯视示意图。
图4是本发明的冷却液总输入管、分流头及分流输入管连接的立面剖面示意图。
图中：1液化气体瓶，2可调气阀，3总输入管，4变频电机，5底座，6球磨筒，7分流输入管，8分流头，9公转主轴，10第一带轮，11第二带轮，12行星轮，13压紧螺杆，14锁紧螺帽，15横梁，16顶盖压环，17拉马桶，18顶盖，19泄流口，20排气孔，21保温罐，22球磨罐，23托盘。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明低温行星式高能球磨机包含四个球磨筒6、底座5，每个球磨筒6由保温罐21、球磨罐22和拉马桶17构成，球磨罐22置于保温罐21内，保温罐21置于拉马桶17内，保温罐21的内壁有隔热涂层，球磨罐22与磨球的材质为不锈钢或是氧化锆或是氧化铝；底座5上安装有公转主轴9和变频电机4，变频电机4通过传动装置带动球磨筒6作行星式运动。与液化气体瓶1连接的冷却液总输入管3伸到多口分流头8上部的储液罐开口处，多口分流头8的其它通口分别连接分流输入管7，多口分流头8的底部与公转主轴9固定连接，使多口分流头8及分流输入管7绕公转主轴9旋转，见图3和图4所示。保温罐21的顶盖18设有排气孔20，顶盖18上方有顶盖压环16，拉马桶17的顶部连接横梁15，内套接分流输入管7的压紧螺杆13依次穿过横梁15、顶盖压环16、顶盖18进入保温罐21中顶压球磨罐22的顶部，压紧螺杆13、锁紧螺帽14、横梁15和顶盖压环16相互配合使保温罐顶盖密封，压紧螺杆13的底部设有连通分流输入管7和保温罐21内腔的泄流口19，在横梁15的上方设有将压紧螺杆13固定的锁紧螺帽14；拉马桶17固定装配在与公转主轴固接的托盘23上，托盘23的下方有与公转主轴9同轴固定的行星轮12以及驱动拉马桶17旋转的行星轮，公转主轴9的行星轮12通过皮带与其他行星轮连接形成行星式运动。
本发明所述的压紧螺杆13、锁紧螺帽14、横梁15和顶盖压环16均采用9％Ni钢制作，使在低温运转下保证钢材的强度和韧性，达到完好的紧固效果。
本发明所述的保温罐21、球磨罐22通常采用不锈钢材质，也可根据需要使用氧化锆或是氧化铝材质的球磨罐。
本发明在保温罐的底部设有凸起，凸起上有通孔，可使冷却液流入孔中，增大散热面积。
本发明的工作过程如下：
打开球磨罐22顶盖，将需要磨制的物料放入球磨罐，放入磨球并盖好顶盖装入保温罐21中；将保温罐21放入拉马桶17，用压紧螺杆13、锁紧螺帽14将球磨罐锁紧，再用顶杆压环16将保温罐21的顶盖18密封锁紧；此时各球磨罐自转转轴和公转主轴位置已相对固定，此时可以开启液化气体瓶1的可调气阀2，给保温罐进行预冷，同时检查排气口是否有堵塞；在设置好电机的工作状态后即可进行高能球磨。
液化气体瓶1经过可调气阀2调整到合适的压力后通过冷却液总输入管3通入分流头8后再进入分流输入管7向四个保温罐中输入，压紧螺杆13底端设置有泄流口19，冷却液由此处进入保温罐21中，气化后的冷却液可以从排气孔20溢出；变频电机4工作状态控制盒设置在底座5上，与变频电机主轴同轴固定的第一带轮10经皮带连接到与公转主轴9同轴固定的第二带轮11上，再通过与公转主轴9同轴固定的行星轮12经皮带连接到各行星转轴上。当公转主轴9转动时，球磨罐22在绕主轴公转的同时又自转，做行星式运动，磨球在球磨罐中高速撞击、破碎、研磨、碾压物料。
本发明低温行星式高能球磨机具有如下优点：
1.可以制备的材料为金属、金属间化合物及其氧化物、无机非金属材料等。
2.本发明使用内壁涂覆隔热材料的保温罐包裹球磨罐的方式，可以使得保温空间小进而加快冷却速度、节约冷却液、减小机械部件低温苛刻环境运转的压力；在冷却液管路传输液氮进入保温罐的过程中，与压紧螺杆进行嵌套安装，用更小的安装空间使冷却液进入保温罐。
3.本发明能够使球磨罐保持在较低的温度下工作，保温罐具有良好的绝热性能，保温罐与球磨罐的嵌套设计大大减少了冷却液的浪费。

Claims (6)

1.一种低温行星式高能球磨机，包括底座(5)、球磨筒(6)，底座(5)上安装有公转主轴(9)和变频电机(4)，变频电机(4)通过传动装置带动球磨筒(6)作行星式运动，拉马桶(17)固定装配在与公转主轴(9)固接的托盘(23)上，托盘(23)的下方有与公转主轴(9)同轴固定的行星轮(12)以及驱动拉马桶(17)旋转的行星轮，公转主轴(9)的行星轮(12)通过皮带与其他行星轮连接形成行星式运动；其特征在于：与液化气体瓶(1)连接的冷却液总输入管(3)伸到多口分流头(8)上部的储液罐开口处，多口分流头(8)的其它通口分别连接分流输入管(7)，多口分流头(8)的顶部设置有窄口储液罐，多口分流头(8)的底部与公转主轴(9)固定连接，使多口分流头(8)及分流输入管(7)绕公转主轴(9)旋转；所述球磨筒(6)由保温罐(21)、球磨罐(22)和拉马桶(17)构成，球磨罐(22)置于保温罐(21)内，保温罐(21)置于拉马桶(17)内，保温罐(21)的顶盖(18)设有排气孔(20)，顶盖(18)上方有顶盖压环(16)，拉马桶(17)的顶部连接横梁(15)，套接分流输入管(7)的压紧螺杆(13)依次穿过横梁(15)、顶盖压环(16)、顶盖(18)进入保温罐(21)中顶压球磨罐(22)的顶部，压紧螺杆(13)的底部设有连通分流输入管(7)和保温罐(21)内腔的泄流口(19)，在横梁(15)的上方设有将压紧螺杆(13)固定的锁紧螺帽(14)。
2.根据权利要求1所述低温行星式高能球磨机，其特征在于，该球磨机包含四个球磨罐、四个保温罐和四个拉马桶，所述多口分流头为四通分流头。
3.根据权利要求1或2所述的低温行星式高能球磨机，其特征在于：所述压紧螺杆(13)、锁紧螺帽(14)、横梁(15)和顶盖压环(16)均采用9％Ni钢制作。
4.根据权利要求1或2所述的低温行星式高能球磨机，其特征在于：所述保温罐(21)采用不锈钢、球磨罐(22)采用不锈钢或氧化锆或氧化铝制作而成。
5.根据权利要求1或2所述的低温行星式高能球磨机，其特征在于：所述保温罐(21)的内壁涂覆隔热涂层。
6.根据权利要求1或2所述的低温行星式高能球磨机，其特征在于：所述保温罐(21)的底部设有凸起，凸起上有通孔，可使冷却液流入孔中，增大散热面积。
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