CN105214790B - 智能纳米动态离心旋转分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及研磨设备领域，具体说是智能纳米动态离心旋转分离装置，其包括设置在砂磨机研磨筒内的分离柱体，所述柱体内部形成有空腔，该柱体轴向两端封闭，带动该柱体旋转的空心轴轴向插入所述空腔，该空腔与空心轴的内腔连通，从柱体外壁向内开设有一涡槽，该涡槽与所述空腔连通。本发明的分离装置完全摒弃了现有筛网式分离器的结构，其使物料从涡槽进入空心轴的内腔，完成出料；由于分离装置由空心轴带动旋转，旋转时产生的强大离心力把研磨介质即磨珠及较粗颗粒的物料向外抛甩，避免磨珠从涡槽进入空心轴内腔；而细小颗粒的物料在研磨筒内的压力作用下可以克服离心力从涡槽进入空腔，再流向空心轴的内腔，实现轴出料。

Description

智能纳米动态离心旋转分离装置

技术领域

本发明涉及先进材料及湿法纳米技术研磨时的固液分离技术领域，特别涉及一种采用微型球体进行湿法纳米研磨的动态离心分离装置。

背景技术

我国的燃煤发电、水泥、粉末冶金、石油天然气、化工、食品、钛酸锂、磷酸铁锂、油漆、油墨、阻燃剂、光电业TFTLCD﹑Jet ink﹑磁性材料﹑保健品﹑生物制药和细胞破碎﹑氧化物﹑电子产业﹑光电产业﹑医药生化产业﹑化纤产业﹑建材产业﹑金属产业﹑肥皂、皮革、电子陶瓷、导电浆料、胶印油墨、纺织品、生物制药、喷绘油墨、芯片抛光液、细胞破碎、化妆品、喷墨墨水、陶瓷喷墨、金属纳米材料、塑料材料、特种纳米航空材料、陶瓷材料等粉体行业都采用了大量的分离器技术。分离器是用于气固体系或者液固体或者气液系的分离的一种设备。工作原理为靠气流切向引入造成的旋转运动，使具有较大离心力的固体颗粒或液滴甩向外壁面分开。

然而，由于对分离器的内部流动规律没有正确的认识，使得我国上述这些行业的分离器性能普遍低下，造成了低效、高耗的局面。例如燃煤电厂中的循环流化床锅炉，在我国燃煤电厂中应用得非常普遍，而在干法之流化床气流磨中动态分级轮之分离器和湿法卧式砂磨机中动态分级轮之分离器起着关键性的作用。尤其是在高温、高压、高转速和高流量下运行的分离器，这给分离器的稳定和可能运行带来极大的不利因素。此外，传统分离技术根本不能解决粉体的二次挟带等问题，使得分离效率低下。分离器的性能好坏影响到燃烧效率和煤耗的高低，影响到下游设备的磨损、除尘和节能环保等。因此，提升分离器的性能成为了亟待解决的问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种分离效率高且可使用较小研磨介质的无分离网的动态离心旋转分离装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：智能纳米动态离心旋转分离装置，包括设置在砂磨机研磨筒内的分离柱体，所述柱体内部形成有空腔，该柱体轴向两端封闭，带动该柱体旋转的空心轴轴向插入所述空腔，该空腔与空心轴的内腔连通，从柱体外壁向内开设有一涡槽，该涡槽与所述空腔连通。

作为优选，所述涡槽在径向平面上的投影呈螺旋状。

作为优选，所述涡槽在轴向方向延伸的长度与与所述空腔在轴向方向的长度相等。

作为优选，所述柱体包括两半柱体，两半柱体相邻侧均开设有半涡槽，两半涡槽组成所述涡槽，两半柱体背向侧均封闭。

作为优选，一半柱体的背向侧沿轴向开设有台阶孔，另一半柱体的背向侧沿轴向开设有通孔，所述空心轴依次穿过通孔、空腔，其端部抵靠在所述台阶孔的台阶面上。

作为优选，空心轴所述端部封闭，钉入台阶孔的螺钉将该端部与所述一半柱体的背向侧紧固。

作为优选，在所述另一半柱体的背向侧设置有一套设在所述空心轴上的端盖，该端盖周壁在靠近柱体一侧延伸有凸缘，该凸缘紧套于所述另一半柱体的背向侧的外周壁。

作为优选，所述空心轴通过键带动所述端盖和柱体转动。

作为优选，所述空腔通过设置在空心轴上的数个出料孔与空心轴的内腔连通。

从以上技术方案可知，本发明的分离装置完全摒弃了现有筛网式分离器的结构，其使物料从涡槽进入空心轴的内腔，完成出料；由于分离装置由空心轴带动旋转，旋转时产生的强大离心力把研磨介质即磨珠及较粗颗粒的物料向外抛甩，避免磨珠从涡槽进入空心轴内腔；而细小颗粒的物料在研磨筒内的压力作用下可以克服离心力从涡槽进入空腔，再流向空心轴的内腔，实现轴出料。很显然，本发明实现了无滤网、无隔片、无叠片、无筛网的料珠分离，而且不受磨珠珠径大小的影响，可实现超细微珠研磨，磨珠珠径最小可达到0.015-0.3mm。

附图说明

图1是本发明的结构剖视示意图。

图2是图中A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合图1、图2详细介绍本发明的智能纳米动态离心旋转分离装置，包括设置在砂磨机研磨筒内的分离柱体1，柱体内部形成有空腔11，柱体轴向两端封闭，带动该柱体旋转的空心轴2轴向插入所述空腔，该空腔与空心轴的内腔21连通；作为优选，空腔通过设置在空心轴上的数个出料孔22与空心轴的内腔连通；从柱体外壁向内开设有一涡槽12，该涡槽与所述空腔连通。当物料在研磨筒的研磨区内经研磨介质研磨后，在研磨筒内压力的作用下聚集在分离区，分离区的物料从涡槽进入柱体的空腔，然后从空腔通过出料孔进入空心轴内腔，从而实现动态分离轴出料，提高分离效率和产品质量。

本分离装置可以使用比较小的研磨介质，不受磨珠珠径及滤网间隙大小的影响，可以达到出料流量大、生产效率高的目的；因此，本发明可再次充分使用传统砂磨机使用后淘汰的小直径的研磨介质，避免了不必要的浪费，达到了节能环保的目的。

本发明中，所述涡槽在径向平面上的投影呈螺旋状，这样可降低分离能耗；具体来说，螺旋状的涡槽使得物料在涡槽内没有脉动性，且分离连续、平稳；同时，旋转的涡槽形成漩涡涡式，可产生强大的离心力，使磨珠及较粗颗粒的物料向外抛甩而不能进入涡槽。在实施过程中，涡槽螺旋方向应与柱体旋转方向一致，这样才能保证分离效率，达到节能的目的。在动态离心的作用下，本来发明的出料通畅无阻，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，本发明尤其对热敏材料的研磨和分散效果更佳。

作为优选，所述涡槽在轴向方向延伸的长度与与所述空腔在轴向方向的长度相等，且涡槽轴向延伸的长度尽可能长，这可使得柱体的绝大部分轴向方向均具有缝隙，以加快出料速度；其中，涡槽周向宽度可根据产品的质量要求及旋转速度范围确定，而涡槽螺旋长度设计可根据流体的力学性能、分离效率等设计。

在本发明中，所述柱体1包括两半柱体，两个半柱体之间可采用螺栓连接，也可采用卡接或其他的连接方式；两半柱体相邻侧均开设有半涡槽，两半涡槽组成所述涡槽；也就是说涡槽可分为对称的两半，每一半柱体上设置一半涡槽，但两半柱体背向侧均封闭，防止空腔内的物料流回研磨桶。本发明的柱体采用分体式结构，不仅方便安装拆卸，而且方便清洗、保养。

作为优选，一半柱体的背向侧沿轴向开设有台阶孔13，另一半柱体的背向侧沿轴向开设有通孔14，所述空心轴依次穿过通孔、空腔，其端部抵靠在所述台阶孔的台阶面上，这样提高空心轴与柱体的安装性能；空心轴所述端部封闭，钉入台阶孔的螺钉3将该端部与所述一半柱体的背向侧紧固；使得传动更加平稳。

作为优选，在所述另一半柱体的背向侧设置有一套设在所述空心轴上的端盖4，该端盖周壁在靠近柱体一侧延伸有凸缘41，该凸缘紧套于所述另一半柱体的背向侧的外周壁，同时将端盖的侧面抵紧柱体的端面，这样不仅使得柱体、端盖、空心轴连接更加稳固，而且使柱体空腔更加密封；在实施过程中所述空心通过键5带动所述端盖和柱体转动，保证两个半柱体的传动更加平衡、平稳。本发明的柱体、端盖、压盖等可采用陶瓷材料制成，加工方面、工艺简单。

本发明通过改变传统涡轮转子的内部构造和旋转方式，增强了分离过程的稳定性，可以加快分离装置内物料的转速，并且使转速趋于稳定，极大地降低了物料漩涡破碎及其磨损问题，可以提升旋转分离装置的性能。同时，涡槽旋转过程产生的离心力驱使物料作径向、轴向及圆周循环流体力学运动，可再次对物料分散。采用这种无筛网式分离装置的纳米砂磨机使研磨效率大幅提高、品质稳定性更强、不受研磨介质直径大小的影响，研磨产品粒径明显减小，与传统磨机相比，产量可增加60—120%；同时针对小锆珠的利用起到了非常大的作用。

上述实施方式仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴。

Claims (7)

1.智能纳米动态离心旋转分离装置，包括设置在砂磨机研磨筒内的分离柱体，其特征在于：所述柱体内部形成有空腔，该柱体轴向两端封闭，带动该柱体旋转的空心轴轴向插入所述空腔，该空腔与空心轴的内腔连通，从柱体外壁向内开设有一涡槽，该涡槽与所述空腔连通；所述柱体包括两半柱体，两半柱体相邻侧均开设有半涡槽，两半涡槽组成所述涡槽，两半柱体背向侧均封闭；所述空腔通过设置在空心轴上的数个出料孔与空心轴的内腔连通。

2.根据权利要求1所述智能纳米动态离心旋转分离装置，其特征在于：所述涡槽在径向平面上的投影呈螺旋状。

3.根据权利要求2所述智能纳米动态离心旋转分离装置，其特征在于：所述涡槽在轴向方向延伸的长度与所述空腔在轴向方向的长度相等。

4.根据权利要求1所述智能纳米动态离心旋转分离装置，其特征在于：一半柱体的背向侧沿轴向开设有台阶孔，另一半柱体的背向侧沿轴向开设有通孔，所述空心轴依次穿过通孔、空腔，其端部抵靠在所述台阶孔的台阶面上。

5.根据权利要求4所述智能纳米动态离心旋转分离装置，其特征在于：空心轴所述端部封闭，钉入台阶孔的螺钉将该端部与所述一半柱体的背向侧紧固。

6.根据权利要求4所述智能纳米动态离心旋转分离装置，其特征在于：在所述另一半柱体的背向侧设置有一套设在所述空心轴上的端盖，该端盖周壁在靠近柱体一侧延伸有凸缘，该凸缘紧套于所述另一半柱体的背向侧的外周壁。

7.根据权利要求6所述智能纳米动态离心旋转分离装置，其特征在于：所述空心轴通过键带动所述端盖和柱体转动。