CN106140407B - 一种立式封闭无机械密封介质搅拌磨 - Google Patents

Abstract

本发明的一种立式封闭无机械密封介质搅拌磨，包括:出料旋转接头、传动轴、供料斗、进料涡轮、分离涡轮、搅拌转子、内定子、筒形磨腔、端盖。出料旋转接头不转动实现定向出料。传动轴上端安装出料旋转接头、下端安装进料涡轮，搅拌转子和分离涡轮。供料斗的颈部内孔与进料涡轮的环形槽开口接连，物料直接进入环形槽。分离涡轮，涡轮上有若干条涡槽，实现料珠分离。搅拌转子，上部分有若干条涡槽，外径装有若干排起搅拌作用的销钉。内定子，装有若干排起搅拌研作用磨的销钉，与搅拌转子形成一个内部环形研磨区。由于传动轴、供料斗、分离涡轮、搅拌转子和内定子的巧妙配合，可实现无机械密封封闭研磨，也可使用超细珠实现分级分离、分级研磨。

Description

一种立式封闭无机械密封介质搅拌磨

技术领域

本发明属于介质搅拌研磨设备领域，具体涉及一种立式封闭无机械密封介质搅拌磨。

背景技术

目前常规的介质搅拌磨分立式及卧式两大类，卧式机全为封闭型，立式机有敞开式及封闭式两种机型。封闭型的介质搅拌磨不管是立式或卧式，在轴承与磨腔封盖之间设置一个机械密封，既实现动力传动，又保证轴孔不渗漏浆料。传统敞开型立式介质搅拌磨从研磨腔底部入料，从敞开式的研磨腔上部溢出，此类介质搅拌磨的搅拌速度很低，料珠分离靠磨珠向下沉降，物料向上溢流实现。由于搅拌速度低能量密度也低，搅拌产生的剪切力也小，所以生产效率很低。同时，较大的磨珠才可以实现磨珠沉降分离，因为太小的磨珠在浆料中难以沉降分离，所以无法实现用超细珠（φ0.5mm以下）的超细研磨，还易造成磨机底部和搅拌叶轮或棒销磨损严重而污染被研磨物料。而封闭式搅拌磨虽然可以实现高速搅拌研磨，能量密度较高、剪切力强，但由于其机械密封造价高昂，而且在研磨的浆料中有单一或多种粉体颗粒，细小的粉体颗粒极易进入机械密封动静密封的环间研磨而磨损动静环的两个光滑密封面，致使机械密封的动静环被磨损而泄漏或破裂。机械密封的泄漏及损坏是封闭式介质搅拌磨中最难以解决的问题，也是需经常维修和维护，维修及使用成本高的关键部件，给维护及生产带来了诸多的困扰。因此，发明一种不受机械密封泄漏及损坏困扰的立式封闭无机械密封介质搅拌磨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立式封闭无机械密封介质搅拌磨, 包括出料旋转接头(1)、传动轴(2)、供料斗(3)、进料涡轮(4)、分离涡轮(5)、搅拌转子(6)、内定子(7)、筒形磨腔(8)。

所述传动轴是空心结构，其上端安装一个出料旋转接头，传动轴旋转时，出料旋转接头不转动保证定向出料，出料旋转接头出料口与吸料泵连接。出料旋转接头是一种随处可以买到的标准五金配件。

所述供料斗上有两个液位传感器、一个入料口和一个V形密封胶圈，当供料斗液位过高时，上液位传感器发出信号加料泵自动地停止加料；当供料斗液位过低时，下液位传感器发生信号，供料泵自动地供料加料，以保证供料斗的贮量在设定的两个液位之间。V形密胶封圈防止液位传感器失灵时液位过高而溢漏。

所述进料涡轮装在搅拌转子的顶端，涡轮有若干条涡槽，环形槽开口向上与供料斗连接，随轴转动时，涡轮产生强大的离心力，使浆料从环形开口槽吸入通过涡槽甩压进研磨腔内。

所述分离涡轮，涡轮上有若干条涡槽，装在传动轴末端，转动时产生强大的离心力，细颗粒的物料由于惯性小，在吸料的吸力作用下可以克服分离涡轮的离心力进入轴孔被排出，粗颗粒物料及研磨珠由于惯性大，受到离心力大而不能通过涡槽进入出料轴孔，留在筒形磨腔内进入下一个研磨循环，从而实现物料和磨珠的有效分离。

所述搅拌转子，上部分有若干条涡槽，外径装有若干排起搅拌作用的销钉，转动时涡槽产生强大的离心力，把转子内部的物料及磨珠甩向外研磨区，外环研磨产生正压，而内环研磨区产生负压，外环研磨区的物料及磨珠又从转子底部的开口被吸入内环研磨区，从而实现内外环形研磨区不断地作轴向及径向的循环研磨，磨细的物料从分离涡轮被吸排出去，粗颗粒的物料在研磨腔内不断循环研磨，从而实现分级研磨、分级分离，大大地提高研磨效率。

所述内定子，装有若干排起搅拌研磨的销钉，内部有冷却水道，装在端盖的中心位置上，与搅拌转子形成一个与外部环成研磨区连通的内部环形研磨区。

本发明与现有技术相比具有以下优点和效果：

1）由于没有机械密封结构，从而避免了机械密封泄漏及损坏的问题，避免了使用过程中经常更换，反复维修机械密封的困扰，大幅度地降低了机器的制造成本及其使用成本，使得机器的使用率及生产效率得到大幅度的提高。

2）由于进料涡轮与供料斗及筒形磨腔的合理配合，物料顺着供料斗颈部进入进料涡轮环形槽，然后被涡槽顺畅地甩压到研磨腔内，而研磨珠不会反冲到供料斗中，实现封闭研磨。

3）由于没有机械密封、避免了机械密封动静环互相摩擦产生的能耗，免去了冷却机械密封的热交换系统，也避免了机械密封摩擦产生的热量传入磨腔致使研磨物料升温的负面作用。机器制造成本低，并节能和环保。

4）由于分离涡轮与搅拌转子及内定子的巧妙配合，形成内、外环形研磨区，使物料得到充分的轴向及径向循环研磨，并实现了分级分离、分级研磨，细颗物料被排出机外循环研磨被磨的次数少，粗颗粒物料在腔内不断被循环研磨，被研磨的次数多，使得细颗粒物料不会过磨（颗粒粒径过小），粗颗粒物料很快地磨细，研磨效率大幅提高，产品粒径分布均匀。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明

图中图1是本发明的立式封闭无机械密封介质搅拌磨的结构示意图，图中：1-出料旋转接头、2-传动轴、3-供料斗、4-进料涡轮、5-分离涡轮、6-搅拌转子、7-内定子、8-筒形磨腔、9-端盖。

图2是本发明中的进料涡轮的零件结构示意图：10-涡槽。

图3是本发明中的分离涡轮的零件结构示意图：11-涡槽。

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，本发明的立式封闭无机械密封介质搅拌磨，所述出料旋转接头（1）固定在机架上，其下端通过螺纹与传动轴（2）连接，传动轴（2）转动，出料旋转接头（1）不转动实现定向出料。出料旋转接头（1）出料口与吸料泵相连接，通过吸料泵把物料从分离涡轮（4）内部把浆料只出。

所述传动轴（2）上安装出料旋转接头（1）、下端安装进料涡轮（4），搅拌转子（6）和分离涡轮（5）。筒形磨腔（8）顶部装有一个供料斗（3）。供料斗（3）的顶部有一个V形密封胶圈防浆料溢漏，斗壁上下各装有一个液位传感品，斗壁上方还有个进料口。

所述供料斗（3）的颈部内孔与进料涡轮（4）的环形槽开口接连，物料直接进入环形槽，转动的进料涡轮（4）产生强大的离心力通过涡槽把物料甩压入研磨腔进行研磨，由于强大离心力的作用，腔内的研磨珠被甩到离进料涡轮外径较远的地方而不会反冲到供料斗（3）里，从而实现封闭研磨。

所述的分离涡轮（5），涡轮上有若干条涡槽，装在传动轴末端，转动时产生强大的离心力，细颗粒的物料由于惯性小，在吸料泵的吸力作用下可以克服分离涡轮（5）的离心力进入轴孔被吸出，粗颗粒物料及研磨珠由于惯性大，受到离心力大而不能通过涡槽进入轴孔，而被甩到分离涡轮（5）的外围，转子涡槽进而将其甩到外部环形研磨区，进入下一个研磨循环，从而实现物料和磨珠的分离。

所述的搅拌转子（6），上部分有若干条涡槽，外径装有若干排起搅拌作用的销钉，转动时涡槽产生强大的离心力，把转子内部的物料及磨珠甩向外研磨区，外环研磨产生正压，而内环研磨区产生负压，外环研磨区的物料及磨珠又从转子底部的开口被吸入内环研磨区，从而实现内外环形研磨区不断地作轴向及径向的循环研磨，磨细的物料从分离涡轮被吸排出去，减少研磨的次数，避免过磨，粗颗粒的物料在研磨腔内不断被反复多次循环研磨，从而实现分级研磨、分级分离，较大程度上提高了研磨效率。

所述的内定子（7），装有若干排起搅拌研磨的销钉，内部有冷却水道，装在端盖的中心位置上，与搅拌转子形成一个内部环形研磨区，实现内外环形研磨区循环研磨。

根据上述机理，发明人制造了一台容积为1.5升功率为5.5千瓦的立式封闭无机械密封介质搅拌磨。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氧化铝研磨的对比试验结果表明，这种立式封闭无机械密封介质搅拌磨比立式封闭有机械密封的介质搅拌磨在如下几方面的研磨效果有明显的改善：

1）研磨温度明显的降低。在相同产量及研磨时间和研磨效率，产出被研磨的氧化铝物料的中位径D50为220纳米，其产量是1.5公斤/小时的情形时，有机械密封的同类磨机物料工作温度为42℃，而无机械密封的磨机物料工作温度为34℃。

2）能耗明显减少。对于同型号的磨机而言，有机械密封的磨机电机电流为8.3安培，无机械密封磨机的电机电流为6.2安培.用于冷却研磨机10℃的冷水用量减少了三分之一，也就是冷冻机的耗能减少了33%。

3）制造成本明显降低。以机械密封的价格为18730元，冷却机械密封的热交换器及配件的造价为13230元，合计每台机的造价可降低31960元。

4）维修成本及生产成本大幅度降低。由于没有机械密封这部件，避免了反复更换、反复维修的成本及人工支出，也避免了经常停机维修而影响生产。从而明显提高机器的使用率，降低运作成本。

本发明的立式封闭无机械密封介质搅拌磨生产利用率高, 制造成本低、维修成本低、无维修及停产的困扰，适应于制备黏度较低的浆料。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，并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)

1.一种立式封闭无机械密封介质搅拌磨，其特征在于：包括出料旋转接头(1)、传动轴(2)、供料斗(3)、进料涡轮(4)、分离涡轮(5)、搅拌转子(6)、内定子(7)、筒形磨腔(8)、端盖(9)；所述出料旋转接头(1)固定在机架上，其下端通过螺纹与传动轴(2)连接，传动轴(2)转动，出料旋转接头(1)不转动实现定向出料；出料旋转接头(1)出料口与吸料泵相连接，通过吸料泵把物料从分离涡轮(5)内部排出；所述传动轴(2)上端安装出料旋转接头(1)，下端安装进料涡轮(4)、搅拌转子(6)和分离涡轮(5)；筒形磨腔(8)顶部装有一个供料斗(3)；供料斗(3)的顶部有一个V形密封胶圈防浆料溢漏，斗壁上下各装有一个液位传感器，斗壁上方还有个进料口；所述供料斗(3)的颈部内孔与进料涡轮(4)的环形槽开口接连，物料直接进入环形槽；所述的分离涡轮(5)，涡轮上有若干条涡槽，装在传动轴末端，转动时产生强大的离心力，实现物料和磨珠的分离；所述的搅拌转子(6)，上部分有若干条涡槽，外径装有若干排起搅拌作用的销钉，转动时涡槽产生强大的离心力，把转子内部的物料及磨珠甩向外环研磨区，外环研磨区产生正压，而内环研磨区产生负压，外环研磨区的物料及磨珠又从转子底部的开口被吸入内环研磨区；所述的内定子(7)，装有若干排起搅拌研磨的销钉，内部有冷却水道，装在端盖的中心位置上，与搅拌转子形成一个内部环形研磨区。