CN106391219B - 一种干式球磨分级装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及干式球磨系统，具体说是一种干式球磨分级装置，包括中空筒体，进入该筒体内腔的物料在气体的作用下，质量较重的物料流至筒体底端出料口，质量较轻的物料流至筒体顶端出料口，所述底端出料口连接有出料机构，流至所述底端出料口的物料经该出料机构后流出，所述顶端出料口连接有分级机构，流至所述顶端出料口的物料经分级机构分级后输出质量相对较轻的物料。本发明采用负压装置将外界气体吸入分级筒内，该气体可对分级筒内质量较轻的物料与质量较重的物料进行初步分级处理，而质量较轻的物料再经分级机构二次分级处理后输出质量相对较轻的物料，达到提高成品的质量均匀性的目的。

Description

一种干式球磨分级装置

技术领域

本发明涉及先进材料的研磨细化设备技术领域和超细粉体的分级设备工业设计领域，特别涉及一种干式球磨高效超细多重连续分级装置。

背景技术

随着经济的发展和人们生活水平的不断提高，粉体超细化需求日益增长，先进材料在整个纳米材料中占有越来越重的比例。微粉在军工、航天、化工、冶金、建材等领域被广泛的应用，市场需求量很大，市场前景也十分广阔，因此越来越多的工程技术人员关注超微粉的生产，研发出的超细微粉的制粉工艺也越来越多，制粉设备多种多样，制粉效率也越来越高。而球磨机、珠磨机、粉碎机等自问世以来由于性能优异，在材料超细化和分级领域中赢得了科研者、企业主的美誉。随着新能源、新材料产业异军突起，市场对上述机器的需求量的急速加大，而其性能和品质的要求也日趋严格，特别是欧美等发达国家有着更严格的要求。现有的球磨设备多为湿法球磨机，其可通过物料泵直接送料；而对于现有的干法球磨机，其进料方式要么利用重力自然进料，要么利用负压进料，进料后在采用球磨机进行几次球磨后，得到成品。这种方式由于没有对球磨后的物料没有分级处理，造成产品的粒径不够均匀；且现有的干法球磨机是直接从出料口出料，这对于负压进料时的气密性有影响。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可对球磨后的物料进行分级且采用出料机构出料的干式球磨分级装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种干式球磨分级装置，包括中空筒体，进入该筒体内腔的物料在气体的作用下，质量较重的物料流至筒体底端出料口，质量较轻的物料流至筒体顶端出料口，所述底端出料口连接有出料机构，流至所述底端出料口的物料经该出料机构后流出，所述顶端出料口连接有分级机构，流至所述顶端出料口的物料经分级机构分级后输出质量相对较轻的物料，可提高分级精度，降低磨矿循环量，改善分级效果和效率。

作为优选，所述出料机构包括与所述底端出料口密封连接的座体和设置在该座体内可旋转的出料轮，从所述底端出料口流入座体内的物料通过所述出料轮旋转带动流出。

作为优选，所述座体上开设有与所述底端出料口连通的出料通孔，在该座体上开设有从所述出料通孔轴向中部穿过的安装孔，所述出料轮配合安装在该安装孔内；所述出料轮上沿其周壁间隔设置有数个凹槽，每一个凹槽可携带上半个出料通孔内的物料，每一个凹槽通过出料轮的旋转使其内携带的物料从下半个出料通孔流出。

作为优选，所述分级机构包括与所述顶端出料口连通的腔体和设置在该腔体内可旋转的分级轮，从所述顶端出料口流入腔体内的物料通过旋转的分级轮分级后输出质量相对较轻的物料。

作为优选，所述分级轮包括一端密封另一端开口的中空轮体，该轮体周壁沿轴向开设有数个均与轮体内腔连通的条形过料孔，分级轮所述一端通过驱动轴带动旋转，所述另一端开口连接有过料管，过料管上安装有负压装置，该负压装置使腔体内质量相对较轻的物料通过旋转的轮体的所述过料孔进入轮体内腔，然后从轮体内腔经过料管输出。

作为优选，所述筒体上部设有供物料进入该筒体内腔的进料管，筒体下部设有供气体进入该筒体内腔的进气管，所述负压装置使外界气体从所述进气管进入筒体内腔，进入筒体内腔的气体将该内腔质量较轻的物料由下向上吹送至该筒体顶端出料口流入所述腔体，质量较重的物料由上向下从所述底端出料口流入所述出料机构后流出。

作为优选，所述筒体包括上下设置的两锥形筒体，上下锥形筒体均为上端直径大、下端直径小，上锥形筒体下端内腔与下锥形筒体上端内腔形成台阶孔。

作为优选，所述上锥形筒体与下锥形筒体活动连接。

作为优选，所述上下锥形筒体顶端和底端均延伸有一截柱体；所述进气管沿下锥形筒体顶端柱体的切线方向设置在该柱体上，所述进料管沿上锥形筒体顶端柱体的切线方向设置在该柱体上。

作为优选，所述出料机构采用电动或气动阀门。

从以上技术方案可知，本发明采用负压装置将外界气体吸入分级筒内，该气体可对分级筒内质量较轻的物料与质量较重的物料进行初步分级处理，而质量较轻的物料再经分级机构二次分级处理后输出质量相对较轻的物料，达到提高成品的质量均匀性的目的；同时在底端出料口设置出料机构，不仅可实现连续出料，而且在采用负压进料时，可对底端出料口进行密封，保证负压状态的气密性。

附图说明

图1是本发明一种优选方式的结构示意图。

图2是图1的剖视示意图。

图3是出料机构中出料轮的立体结构示意图。

图4是分级机构中分级轮的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1、图2、图3和图4详细介绍本发明：

在研磨分级循环体系中，分级部分的能耗随着产品细度的提高而增加。因此对于D50<1um的产品而言，低能耗分级机的市场需求就会日益增加。新一代涡轮气流分级机根据全新的分级原理来操作。该原理基于固体床流动（流化床）概念，取代了传统的流动概念。这种新概念使得显著降低压降和分级能耗成为可能。另外，现存的分级机可以很容易地升级到新一代分级机系统。相比标准分级轮，新一代分级轮可以减少压降大约60%。

本发明的干式球磨分级装置，包括中空筒体3，进入该筒体内腔的物料在气体的作用下，质量较重的物料流至筒体底端出料口34，质量较轻的物料流至筒体顶端出料口33，从而对物料进行初步分级；所述底端出料口连接有出料机构4，流至所述底端出料口的物料经该出料机构后流出，所述顶端出料口连接有分级机构5，流至所述顶端出料口的物料经分级机构分级后输出质量相对较轻的物料，而质量相对较重的物料则克服气体冲击力流至底端出料口，从而实现二次分级。在本发明中所述质量较轻的物料中的颗粒仍然存在轻重之分，所述质量相对较轻的物料是指质量较轻的物料中颗粒质量较轻的那一部分，而质量较轻的物料中颗粒质量较重的另一部分则称之为所述质量相对较重的物料。本发明的出料机构可采用间隔式出料机构，如气动阀或电动阀等，具体如设置1个或2个气动蝶阀控制出料，通过间隔开启和关闭蝶阀实现间隔式出料，不仅密封性能好、出料快，而且易于控制。

本发明的出料机构4包括与所述底端出料口34密封连接的座体41和设置在该座体内可旋转的出料轮42，从所述底端出料口流入座体内的物料通过所述出料轮旋转带动流出；具体地，所述座体41上开设有与所述底端出料口34连通的出料通孔43，在该座体上开设有从所述出料通孔轴向中部穿过的安装孔44，所述出料轮配合安装在该安装孔内，该出料轮将出料通孔分隔成上下两半，并将出料通孔封闭，防止气体在负压装置作用下从出料通孔进入底端出料口；所述出料轮42上沿其周壁间隔设置有数个凹槽45，每一个凹槽通过旋转可位于出料通孔内，每一个凹槽可携带上半个出料通孔内的物料，每一个凹槽通过出料轮的旋转使其内携带的物料从下半个出料通孔流出；在实施过程中，流至底端出料口的物料经上半个出料通孔进入位于其内的凹槽内，然后随着出料轮带动凹槽旋转，该凹槽逐渐进入下半个出料通孔内，进入下半个出料通孔后，凹槽开口逐渐朝下，从而使得其内的物料进入下半个出料通孔，然后流出。由于采用数个凹槽的设置，随着出料轮的旋转可实现连续出料。

本发明的分级机构5包括与所述顶端出料口33连通的腔体51和设置在该腔体内可旋转的分级轮52，从所述顶端出料口流入腔体内的物料通过旋转的分级轮分级后输出质量相对较轻的物料；在本发明中，流入腔体内的物料是经初步分级后的质量较轻的物料。具体地，所述分级轮52包括一端密封另一端开口的中空轮体53，该轮体周壁沿轴向开设有数个均与轮体内腔连通的条形过料孔54，分级轮所述一端可安装电机或减速机构的驱动轴，驱动轴带动分级轮旋转，分级轮所述另一端开口连接有过料管55，过料管上安装有负压装置，该负压装置使腔体内质量相对较轻的物料通过旋转的轮体的所述过料孔进入轮体内腔，然后从轮体内腔经过料管输出。

在实施过程中，所述出料轮和分级轮分别由电机46带动旋转，为了便于控制速度还可设置减速机构47。所述负压装置可采用抽风机等，且可通过调节负压装置抽吸力的大小改变吸入筒体内的气体流速，由于不同气体流速可由下向上吹送不同质量的颗粒，因此这种方式可达到从筒体顶端出料口收集指定粒径大小的初步分级产品。由上可知，本发明的负压装置可将轮体外的物料经过料孔吸入轮体内腔，而轮体旋转时过料孔处于动态，进入腔体的质量较轻的物料的位置的相对固定，随着轮体旋转速度的增大，从过料孔进入轮体内腔的物料会变少，只有一部分质量相对较轻的物料可克服轮体旋转的离心力进入轮体内腔，而另一部分质量相对较重的物料则无法克服离心力而返回筒体内再次参与初步分级。因此，经过分级轮进行二次分级可获得质量更轻的物料，且通过调节分级轮的旋转速度和负压装置的抽吸力可精确控制二次分级的产品粒度。

在实施过程中，可以调节分级轮的转速来分级物料颗粒大小。分级轮工作时,气粉在离心力的作用下,大或重的颗粒受离心作用力大,故被甩至分级轮外围至分级区边壁,并不再受离心力的影响,自然下落到筒体内;小或轻的物料受离心力作用小,随气流进入分级轮,顺管道流动至下一设备单元。同时也可通过调节分级轮的转速调节颗粒分级时离心力的大小,达到分出指定粒度的物料的目的。在运行过程中，分级轮边缘速率可以达到120米/秒，进料靠重力或者气动驱动。这样能够增加分级轮总强度,提高分级细度,有效消除涡流、降低风阻,降低能耗,提高分级效率。

本发明的筒体上部设有供物料进入该筒体内腔的进料管31，物料不限于球磨后的物料，原料也可以；筒体下部设有供气体进入该筒体内腔的进气管32，所述负压装置使外界气体从所述进气管32进入筒体内腔，进入筒体内腔的气体将该内腔质量较轻的物料由下向上吹送至顶端出料口33，质量较重的物料由上向下流至底端出料口34。本发明的进气管上还可设置空气滤清器，保证吸入筒体内的空气较为干净，避免影响物料的品质。由于本发明采用负压装置从进气管吸入气体，如果质量较重的物料直接从底端出料口流出，则在负压装置的作用下可能有一部分气体从底端出料口进入筒体内腔，一方面不利于出料，另一方面影响吸入气体对内腔物料的冲击力，导致能耗较高，分级困难；为了解决上述问题，本发明在出料口设置的出料机构，一方面可实现连续出料，另一方面可封闭出料口，防止气体从出料口进入筒体内腔。

本发明中，所述筒体3包括上下设置的两锥形筒体，上下锥形筒体均为上端直径大、下端直径小，上锥形筒体35下端内腔与下锥形筒体36上端内腔形成台阶孔37，该台阶孔上端直径小，下端直径大。由于进气管设置在筒体下部，外界气体通过负压装置从进气管吸入以后，会从下向上通过台阶孔，即从大直径孔进入小直径内，这样使得气体类似喷射状进入上锥形筒体内腔，从而提高气体的流速；同时，由于球磨后的物料从上锥形筒体的进料管进入后，其由上向下流动过程中均会汇聚在筒体的中心线附近，而此时小直径孔刚好可对准汇聚的物料，从而使得穿过小直径孔的气体极大范围内冲击到汇聚的物料，避免出现物料分级盲区。

在本发明中，所述上锥形筒体与下锥形筒体活动连接；活动连接方式如：所述上锥形筒体底端周壁向外延伸有延伸板38，该延伸板作为台阶孔的台阶面，所述下锥形筒体顶端周壁固设有凸耳39，所述延伸板与凸耳通过螺栓310活动连接，螺栓如蝶形螺栓等，便于拆卸和安装，且活动连接的方式便于上下锥形筒体的分离，方便维护和清洗筒体。本发明并不限于螺栓活动连接的方式，还可采用卡扣等进行活动连接。

在实施过程中，所述上下锥形筒体顶端和底端均延伸有一截柱体311，柱体的设计有利于与其他部件进行连接，如下锥形筒体顶端的柱体设计有利于设置凸耳和进气管等；且所述进气管沿下锥形筒体顶端柱体的切线方向设置在该柱体上，这样可使得气体沿筒体内壁螺旋上升，并经小直径孔提升流速后冲击汇聚的物料，物料被冲击分散后，质量较重的物料克服气体的冲击力从底端出料口流出，而质量较轻的物料则在气体冲击力的作用下沿上锥形筒体的内壁螺旋上升，最终从筒体顶部流出；由于上锥形筒体的上端直径大、下端直径小，因此质量较轻的物料在螺旋上升的过程中会进一步分散，此时可能又有一部分质量较重的物料再次克服气体冲击力从底端出料口流出，这样从顶端出料口流出的物料的质量更轻，从而达到进一步分离较轻物料的目的。

再如，下锥形筒体底端的柱体设计有利于出料，上锥形筒体底端柱体设计不仅有利出料还有利于连接延伸板，而上锥形筒体顶端柱体的设计有利于与密封盖和进料管等进行连接；且所述进料管沿上锥形筒体顶端柱体的切线方向设置在该柱体上，由于物料在气体冲击力的作用下沿筒体内壁螺旋上升，因此切线设置的进料管和切线设置的进气管使得物料与气体充分接触，保证气体最大程度地冲击物料，可进一步避免出现物料分级盲区；在实施过程中，两者的切线方向最好相反设置，冲击效果更好。

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)

1.一种干式球磨分级装置，包括中空筒体，其特征在于：进入该筒体内腔的物料在气体的作用下，质量较重的物料流至筒体底端出料口，质量较轻的物料流至筒体顶端出料口，所述底端出料口连接有出料机构，流至所述底端出料口的物料经该出料机构后流出，所述顶端出料口连接有动态离心分级机构，流至所述顶端出料口的物料经该动态离心分级机构分级后输出质量相对较轻的物料；所述出料机构包括与所述底端出料口密封连接的座体和设置在该座体内可旋转的出料轮，从所述底端出料口流入座体内的物料通过所述出料轮旋转带动流出；所述座体上开设有与所述底端出料口连通的出料通孔，在该座体上开设有从所述出料通孔轴向中部穿过的安装孔，所述出料轮配合安装在该安装孔内；所述出料轮上沿其周壁间隔设置有数个凹槽，每一个凹槽可携带上半个出料通孔内的物料，每一个凹槽通过出料轮的旋转使其内携带的物料从下半个出料通孔流出；所述出料机构采用电动或气动阀门。

2.根据权利要求1所述干式球磨分级装置，其特征在于：所述分级机构包括与所述顶端出料口连通的腔体和设置在该腔体内可旋转的分级轮，从所述顶端出料口流入腔体内的物料通过旋转的分级轮分级后输出质量相对较轻的物料。

3.根据权利要求2所述干式球磨分级装置，其特征在于：所述分级轮包括一端密封另一端开口的中空轮体，该轮体周壁沿轴向开设有数个均与轮体内腔连通的条形过料孔，分级轮所述一端通过驱动轴带动旋转，所述另一端开口连接有过料管，过料管上安装有负压装置，该负压装置使腔体内质量相对较轻的物料通过旋转的轮体的所述过料孔进入轮体内腔，然后从轮体内腔经过料管输出。

4.根据权利要求3所述干式球磨分级装置，其特征在于：所述筒体上部设有供物料进入该筒体内腔的进料管，筒体下部设有供气体进入该筒体内腔的进气管，所述负压装置使外界气体从所述进气管进入筒体内腔，进入筒体内腔的气体将该内腔质量较轻的物料由下向上吹送至该筒体顶端出料口流入所述腔体，质量较重的物料由上向下从所述底端出料口流入所述出料机构后流出。

5.根据权利要求4所述干式球磨分级装置，其特征在于：所述筒体包括上下设置的两锥形筒体，上下锥形筒体均为上端直径大、下端直径小，上锥形筒体下端内腔与下锥形筒体上端内腔形成台阶孔。

6.根据权利要求5所述干式球磨分级装置，其特征在于：所述上锥形筒体与下锥形筒体活动连接。

7.根据权利要求6所述干式球磨分级装置，其特征在于：所述上下锥形筒体顶端和底端均延伸有一截柱体；所述进气管沿下锥形筒体顶端柱体的切线方向设置在该截柱体上，所述进料管沿上锥形筒体顶端柱体的切线方向设置在该截柱体上。