CN106391228B - 一种纳米颗粒生产用粉碎机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米颗粒生产用粉碎机，包括由粉碎腔和水平设置在粉碎腔内的粉碎盘，所述的粉碎腔的顶壁设有进料口，所述的粉碎腔的底板上设有出料口，所述的粉碎腔的侧壁的内表面设有由多个第一齿条依次排列形成的第一齿圈，所述的粉碎盘的边缘设有多个刀具，所述的刀具靠近粉碎腔的一侧设有多个第一刀头，所述的第一齿条和第一刀头相互垂直布置。本发明的目的在于提供一种纳米颗粒生产用粉碎机，该粉碎机能够将颗粒粉碎至纳米级别。

Description

一种纳米颗粒生产用粉碎机

技术领域

本发明涉及纳米材料生产设备领域，具体地说是一种纳米颗粒生产用粉碎机。

背景技术

中国专利CN201210249109.X公开了一种超微粉碎机，包括上箱体、下箱体，上箱体和下箱体上分别设有出料口和进风口，下箱体连接主轴，主轴上端连接粉碎盘，主轴下端连接主机皮带轮，上箱体连接分级轴和导流环，分级轴上端连接分级皮带轮，分级轴下端连接分级轮，分级轮设置在导流环内，上箱体上端面设有若干和上箱体内腔连通的吹气孔，上箱体上固定连接储气缸，储气缸上连出若干根出气管，出气管连接吹气孔，出气管上连接控制气体通断的控制阀，控制阀电连接控制器；上箱体和下箱体之间连接中间箱体，中间箱体的侧壁上设有若干和中间箱体内腔连通的清理口，清理口的外端边缘活动连接盖板，中间箱体和下箱体连接位置连接进料装置。其在说明书第23段记载：在粉碎盘和出料口之间的粉碎机内壁上设有环形齿圈，粉碎盘和齿圈的共同作用将物料粉碎。通过该专利文件的说明书第22段最后一句话记载，在粉碎盘和出料口之间的粉碎机内壁上设有环形齿圈，粉碎盘和齿圈的共同作用将物料粉碎。

中国专利CN201310404322.8公开了一种无筛超微粉碎机，其包括有主轴、端板、齿圈、转子和主电机，齿圈和固接于齿圈两侧的粉碎机端板构成粉碎室，螺旋喂料器的出料口与斜槽一端连通，斜槽另一端伸入所述粉碎室内；进风管一端与所述粉碎室连通，进风管另一端与所述粉碎机外部空间连通。根据该专利的说明书第11段记载无筛粉碎机，通过含锤片的转子和转子外侧的齿圈配合，有效避免粉碎过程中物料环流层的形成，提高产量，降低使用成本；进风管的设计，使粉碎机外的环境空气能进入粉碎室，提高粉碎效果。

如何进一步提高粉碎机的粉碎效果是本领域技术人员一直寻求攻克的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米颗粒生产用粉碎机，该粉碎机能够将颗粒粉碎至纳米级别。

本发明的具体的技术方案为：一种纳米颗粒生产用粉碎机，包括由粉碎腔和水平设置在粉碎腔内的粉碎盘，所述的粉碎腔的顶壁设有进料口，所述的粉碎腔的底板上设有出料口，所述的粉碎腔的侧壁的内表面设有由多个第一齿条依次排列形成的第一齿圈，所述的粉碎盘的边缘设有多个刀具，所述的刀具靠近粉碎腔的一侧设有多个第一刀头，所述的第一齿条和第一刀头相互垂直布置。

在上述的纳米颗粒生产用粉碎机中，所述的第一刀头为水平布置，所述的第一齿条垂直于水平面布置。

在上述的纳米颗粒生产用粉碎机中，所述的进料口设置在顶壁的中心，所述的出料口设置在底板的中心。

在上述的纳米颗粒生产用粉碎机中，所述的粉碎腔为圆柱形。

在上述的纳米颗粒生产用粉碎机中，所述的第一齿条的高度为10-12cm，垂直于第一齿条的长度方向的剖面为三角形。

在上述的纳米颗粒生产用粉碎机中，多个第一刀头依次连接形成波浪形结构，设置第一刀头的表面的弧度为2.5-5°，以利于和粉碎腔的侧面配合。

在上述的纳米颗粒生产用粉碎机中，所述的刀具的高度为35-50mm，刀具上下交替的分布在粉碎盘的上下表面。

在上述的纳米颗粒生产用粉碎机中，所述的粉碎盘包括盘体，所述的刀具设置在盘体的边缘，所述的盘体的上表面均匀分布有多个呈环形布置的第一叶片；所述的盘体下表面均匀分布有多个呈环形布置的第二叶片，所述的第一叶片和第二叶片均为弧形。

在上述的纳米颗粒生产用粉碎机中，第一叶片的长度约为150-170mm，整个盘体的直径约为45-55cm。

在上述的纳米颗粒生产用粉碎机中，相邻的两个第一叶片之间设置一个刀具，设置位置优选设置在两个第一叶片之间，同理，在两个第二叶片之间设置一个刀具，设置位置优选设置在两个第二叶片之间。

在上述的纳米颗粒生产用粉碎机中，所述的底板的上表面的边缘设有由多个第二齿条构成的第二齿圈；所述的顶壁的下表面的边缘设有由多个第三齿条围成的第三齿圈；所述的第二齿条沿底板的上表面的径向方向延伸；所述的第三齿条沿顶壁的下表面的径向方向延伸；所述的刀具的上表面和下表面上均设有多条第二刀头；所述的第二刀头分别和第二齿条以及第三齿条垂直。

在上述的纳米颗粒生产用粉碎机中，所述的刀具远离粉碎腔的侧壁的面上设有多个第三刀头。

在上述的纳米颗粒生产用粉碎机中，所述的第一刀头和第一齿条之间的间距为0.5-1cm。

在上述的纳米颗粒生产用粉碎机中，所述的多个第一叶片在盘体中心位置围成一个进料空间，所述的多个第二叶片在盘体中心位置围成一个出料空间，所述的进料口上连接有向粉碎腔内延伸的上导流圈，所述的出料口上连接有向粉碎腔内延伸的下导流圈，所述的上导流圈延伸至进料空间内，所述的下导流圈延伸至出料空间内。

在上述的纳米颗粒生产用粉碎机中，所述的盘体上还连接有转轴，所述的转轴的外侧设有轴套，所述的转轴穿过出料口延伸至粉碎腔外侧。

在上述的纳米颗粒生产用粉碎机中，轴套的上端设置第一限位凸圈和设置在第一限位凸圈外侧的第二限位凸圈，对应的盘体的下表面设置与第一限位凸圈配合的第一限位凹槽，以及与第二限位凸圈配合的第二限位凹槽。

在上述的纳米颗粒生产用粉碎机中，所述的第一叶片和第二叶片的延长线均与转轴的表面相切。

在上述的纳米颗粒生产用粉碎机中，所述的第一叶片和第二叶片上下交替布置。

在上述的纳米颗粒生产用粉碎机中，所述的第一叶片和第二叶片的数量相等，第一叶片的数量为5-8片，优选为6片。

在上述的纳米颗粒生产用粉碎机中，所述的第一叶片的高度为25-40mm，所述的第一叶片和第二叶片的厚度均为20-40mm。

在上述的纳米颗粒生产用粉碎机中，所述的第二叶片的长度比第一叶片长度长10-20mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明的粉碎腔将进料口和出料口分别设置在顶壁和底板上，这样当粉碎盘安装到本粉碎腔内后，粉末气体混合流体会经过进料口，流经粉碎盘表面到达侧壁的内表面然后下降到达底板位置，最后到达出料口，这样可以延长物料的流动路径，且各方向的路径长度一致，非常重要的是，第二齿圈可以将经过第一齿圈粉碎的颗粒再次进行粉碎，该粉碎的原理在于第二齿圈和外设的粉碎盘边缘的刀具，提高粉碎效果，但是该第二齿圈只能设置在底板上表面的边缘，因为如果分布在底板的整个表面，则腔室内的气体阻力位显著增大，使驱动转轴转动的电机的负荷显著增加，不具有实现的意义。因此本方案能够进一步提高粉末粉碎效果。

作为本方案的进一步改进，在顶壁的下表面的边缘设置第三齿圈，其原理同第二齿圈，在此不做阐述。

作为本方案的进一步改进，本方案改变了传统的转轴为水平伸入粉碎腔的设置，将转轴设置在出料口的中心，用于与外设的粉碎盘传动连接，这样的好处在于，外设的粉碎盘可以水平布置使粉体在各个方向流动的路径一致，避免了传统的粉碎腔的转轴水平设置导致的物料受重力影响在各个不同位置的粉碎力度不一致的问题。

作为本方案的进一步改进，上导流圈和下导流圈起到了非常重要的作用，其意义在于，将粉体直接输送到外设的粉碎盘的表面，使粉体气体混合流体经过粉碎盘导流到粉碎腔的侧壁位置，下导流圈的作用在于，阻挡过重的粉体排出，优先共较轻的粉体从出料口排出，较重的粉体在粉碎盘的导流的作用下回到粉碎腔的边缘。

作为本方案的进一步改进，冷却水夹层可以降低流体的温度同时降低第一齿圈、第二齿圈、第三齿圈的表面温度。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1的粉碎腔的结构示意图；

图3是本发明实施例1的图2的B-B剖视图；

图4是本发明实施例1的图2的A-A剖视图；

图5是本发明实施例1的粉碎盘的结构示意图；

图6是本发明实施例1的粉碎盘的俯视图；

图7是本发明实施例1的粉碎盘的仰视图；

图8是本发明实施例1的转轴的结构示意图；

图9是本发明实施例1的刀具的主视图；

图10是本发明实施例1的刀具的左视图；

图11是本发明实施例1的刀具的后视图；

图12是本发明实施例1粉碎机生产的木屑的电镜图；

图13是本发明实施例1粉碎机生产的氧化铁红的电镜图；

图14是本发明实施例1粉碎机生产的云母的电镜图；

图15是本发明实施例1粉碎机生产的中药混合物的电镜图；

图16是本发明实施例1粉碎机生产的木屑的检测报告扉页；

图17是本发明实施例1粉碎机生产的木屑的检测报告正文。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。

实施例1

如图1至11所示，一种纳米颗粒生产用粉碎机，包括由粉碎腔1和水平设置在粉碎腔1内的粉碎盘2，所述的粉碎腔1的顶壁设有进料口3，所述的粉碎腔1的底板上设有出料口4，所述的粉碎腔1的侧壁的内表面设有由多个第一齿条5依次排列形成的第一齿圈，所述的粉碎盘2的边缘设有多个刀具6，所述的刀具6靠近粉碎腔1的一侧设有多个第一刀头7，所述的第一齿条5和第一刀头7相互垂直布置。

本实施例的优势在于，粉碎的机理在于旋转速度达到5500r/min的粉碎盘2可以和粉碎腔1侧壁的齿圈之间形成相互垂直的旋流，具体来说，第一齿圈周围会形成第一旋流，第一刀头7的位置会形成第二旋流，第一旋流和第二旋流的方向是垂直的，在刀具6和齿条之间的空间中会形成巨大的撕扯力，这样就可以将固体颗粒撕扯成为更小的颗粒。

作为本实施例的进一步改进，所述的第一刀头7为水平布置，所述的第一齿条5垂直于水平面布置。这样设置的好处在于，第一刀头7水平设置可以降低空气阻力，降低对于电机的负荷。

在本实施例中，所述的进料口3设置在顶壁的中心，所述的出料口4设置在底板的中心，所述的粉碎腔1为圆柱形，所述的第一齿条5的高度为11cm，垂直于第一齿条5的长度方向的剖面为三角形。当然在实际应用中，根据设备的尺寸和规模，第一齿条5的高度是可以灵活变动的，对此无需过多限制。具体来说，多个第一刀头7依次连接形成波浪形结构，设置第一刀头7的表面的弧度为2.5-5°，以利于和粉碎腔1的侧面配合，所述的刀具6的高度为40mm，刀具6上下交替的分布在粉碎盘2的上下表面。这样上下布置的刀具6以及粉碎盘2的盘体8的厚度相加略小于第一齿条5的高度，以此为原则，刀具6的高度要和第一齿条5的高度相适应，如果设备进行放大，则相关数据也要做对应的放大。

在本实施例中，所述的粉碎盘2包括盘体8，所述的刀具6设置在盘体8的边缘，所述的盘体8的上表面均匀分布有多个呈环形布置的第一叶片9；所述的盘体8下表面均匀分布有多个呈环形布置的第二叶片10，所述的第一叶片9和第二叶片10均为弧形。

在此，需要强调，第一叶片9将进料口3输入的颗粒迅速的导入到粉碎盘2的边缘位置，同时，颗粒到达粉碎盘2边缘时的速度非常大，可以提高粉碎效果。

第二叶片10主要是用于进行回流，更为合适的，所述的多个第一叶片9在盘体8中心位置围成一个进料空间11，所述的多个第二叶片10在盘体8中心位置围成一个出料空间12，所述的进料口3上连接有向粉碎腔1内延伸的上导流圈13，所述的出料口4上连接有向粉碎腔1内延伸的下导流圈14，所述的上导流圈13延伸至进料空间11内，所述的下导流圈14延伸至出料空间12内。通过这样设置，下导流圈14可以起到阻挡较大颗粒直接经出料口4排出，出料口4只是将颗粒达到纳米级的颗粒随气流排出，需要说明的，在本实施例以及在传统技术中，出料口4都是需要连接负压抽吸的风机的，较大的颗粒在上升过程中，在第二叶片10的带动和离心力的作用下会甩到粉碎盘2的边缘，进行二次粉碎。这样提高粉碎效果。

这里需要着重强调的是，所述的第二叶片10的长度比第一叶片9长度长10-20mm，第二叶片10长度大致为170mm，比第一叶片9长约10mm。这样的好处是为了提高颗粒在粉碎腔1中的滞留时间。

具体来说，第一叶片9可以将流体迅速分散到盘体8边缘，第二叶片10可以将流体循环回盘体8边缘，由于出料空间12位于盘体8的下表面，一般情况下，出料都是通过能够产生负压的风机提供流体流动动力。在不开风机的情况下，转动粉碎盘2我们可以发现气体是从下流到上面去的，这和正常生产中流体从上流到下的方向不同，这样我们可以得出结论，较长的第二叶片10可以产生相对大的气压。这个现象应用到实际生产中就会产生比较奇特的效果，即风机产生负压，粉碎盘2下表面的流体有向下流动的趋势，同时第二叶片10比较长，流体又同时具备向上流动的趋势，在这种情况下，较轻的颗粒随着负压流体进入到风机中，较重的颗粒由于流动性比较差，会在第二叶片10的机械作用力情况下顺利的回到粉碎盘2的边缘，这样就提高了大颗粒物料的回流效果。这样可以有效改善二次粉碎的效果，防止过多的大粒径颗粒从出料口4逃逸。

为了提高上述的二次粉碎的效果，所述的底板的上表面的边缘设有由多个第二齿条15构成的第二齿圈；所述的顶壁的下表面的边缘设有由多个第三齿条16围成的第三齿圈；最为优选地，第一齿条5、第二齿条15、第三齿条16相互对应相连形成一个完成的齿条结构，所述的第二齿条15沿底板的上表面的径向方向延伸；所述的第三齿条16沿顶壁的下表面的径向方向延伸；所述的刀具6的上表面和下表面上均设有多条第二刀头17；所述的第二刀头17分别和第二齿条15以及第三齿条16垂直。这样回流的较大的颗粒可以在第二刀头17和第三齿条16相互配合产生的撕扯力的作用下以及在第一齿条5和第一刀头7的作用下进行二次粉碎，这样从出料口4排出的物料就基本上都达到了纳米级。

在本实施例中，第二刀头17和第二齿条15的配合主要是将进料口3导入的气体流体中的部分颗粒进行预先粉碎，提高第一刀头7和第一齿条5的粉碎效果。

进一步优选地，整个盘体8的直径约为50cm，相邻的两个第一叶片9之间设置一个刀具6，设置位置优选设置在两个第一叶片9中间，同理，在两个第二叶片10之间设置一个刀具6，设置位置优选设置在两个第二叶片10中间。

在本实施例中，所述的刀具6远离粉碎腔1的侧壁的面上设有多个第三刀头18，这样做的目的在于对于在刀具6背面的颗粒进行粉碎，因为毕竟在夹杂颗粒的气体流体中并不会全部经过第一刀头7粉碎，依然有少量的流体会在刀具6阻力作用下到达刀具6的背面，这样第三刀头18就可以非常及时的将其粉碎，提高粉碎效果。

最为合适的，所述的第一刀头7和第一齿条5之间的间距为0.8cm，一般情况下，第一刀头7和第一齿条5不宜过宽，过宽则产生不了相互交汇撕扯的旋流，过窄则不利于颗粒进入和停留，粉碎效果太低。同样第二刀头17和对应的第二齿条15以及第二刀头17和对应的第三齿条16之间的间距符合上述要求。

同样，为了提高导流和回流效果，所述的盘体8上还连接有转轴19，所述的第一叶片9和第二叶片10的延长线均与转轴19的表面相切；为了改善盘体8转动时候的稳定性，所述的第一叶片9和第二叶片10上下交替布置，所述的第一叶片9和第二叶片10的数量均为6片，对应的刀具6数量为12个，所述的第一叶片9的高度为30mm，所述的第一叶片9和第二叶片10的厚度均为30mm。

在本实施例中，所述的转轴19的外侧设有轴套20，所述的转轴19穿过出料口4延伸至粉碎腔1外侧。转轴19是提供盘体8旋转所需动力的装置，其与外设的电机相连。

在本实施例中，轴套20的上端设置第一限位凸圈21和设置在第一限位凸圈21外侧的第二限位凸圈22，对应的盘体8的下表面设置与第一限位凸圈21配合的第一限位凹槽，以及与第二限位凸圈22配合的第二限位凹槽，这样可以使盘体8在旋转过程中保持较好的稳定性。

为了降低第一齿条5、第二齿条15、第三齿条16以及粉碎腔1内的流体温度，在粉碎腔的顶壁、侧壁、底板内部均设有冷却水夹套(附图中未示出)

在实际应用中，启动电机，转轴19转动，轴套20不动防止对出料口4的流体产生影响。粉碎盘2转动，同时启动与出料口4相连的负压风机，从进料口3注入温度低于-2℃的冷空气流体，该流体中夹杂有待粉碎的颗粒，颗粒粒径一般为微米或者毫米级别。气体流体经过上导流圈13进入到进料空间11，然后如图1的箭头所示，流体中的颗粒迅速的在第一叶片9的作用下分散到盘体8边缘，颗粒在第一叶片9的离心力作用下此时的速度是非常快的，这时，一部分颗粒会在第二刀片和第二齿条15之间进行粉碎，大部分的颗粒会进入到第一刀片和第一齿条5之间的空间中被撕扯称为小颗粒，同样还有少量的颗粒会在第三刀片的位置被粉碎，在第三刀片的位置大多通过机械切割力完成粉碎的。然后粉碎后的颗粒在流体流动力的作用下到达底板上表面并向出料口4流动，由于出料口4设置了下导流圈14，因此会对流程产生阻碍作用，流体有水平移动变成垂直移动，纳米级的颗粒在流体带动下排出，微米级的颗粒流动的活动性会降低，在第二叶片10作用下再次被甩到盘体8边缘，经第一刀片和第一齿条5以及第二刀片和第三齿条16配合作用进行二次粉碎具体如图1的箭头所示，这样就可以非常顺利的生产出纳米级的颗粒。

本实施例所涉及的设备不仅可以粉碎矿物材料，还可以粉碎金属粉末、植物药物干粉，具有非常广泛的应用前景。

如图12-15提供了木屑、矿物质、云母、中药干粉的粉碎效果的电镜图，同时图16-17提供了木屑粉碎后的检测报告。

以上所述的仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种纳米颗粒生产用粉碎机，包括粉碎腔和水平设置在粉碎腔内的粉碎盘，其特征在于，所述的粉碎腔的顶壁设有进料口，所述的粉碎腔的底板上设有出料口，所述的粉碎腔的侧壁的内表面设有由多个第一齿条依次排列形成的第一齿圈，所述的粉碎盘的边缘设有多个刀具，所述的刀具靠近粉碎腔的一侧设有多个第一刀头，所述的第一齿条和第一刀头相互垂直布置，所述的第一刀头为水平布置，所述的第一齿条垂直于水平面布置，所述的粉碎盘包括盘体，所述的刀具设置在盘体的边缘，所述的盘体的上表面均匀分布有多个呈环形布置的第一叶片；所述的盘体下表面均匀分布有多个呈环形布置的第二叶片，所述的第一叶片和第二叶片均为弧形，所述的底板的上表面的边缘设有由多个第二齿条构成的第二齿圈；所述的顶壁的下表面的边缘设有由多个第三齿条围成的第三齿圈；所述的第二齿条沿底板的上表面的径向方向延伸；所述的第三齿条沿顶壁的下表面的径向方向延伸；所述的刀具的上表面和下表面上均设有多条第二刀头；所述的第二刀头分别和第二齿条以及第三齿条垂直。

2.根据权利要求1所述的纳米颗粒生产用粉碎机，其特征在于，所述的刀具远离粉碎腔的侧壁的面上设有多个第三刀头。

3.根据权利要求1-2任一所述的纳米颗粒生产用粉碎机，其特征在于，所述的第一刀头和第一齿条之间的间距为0.5-1cm。

4.根据权利要求1所述的纳米颗粒生产用粉碎机，其特征在于，所述的多个第一叶片在盘体中心位置围成一个进料空间，所述的多个第二叶片在盘体中心位置围成一个出料空间，所述的进料口上连接有向粉碎腔内延伸的上导流圈，所述的出料口上连接有向粉碎腔内延伸的下导流圈，所述的上导流圈延伸至进料空间内，所述的下导流圈延伸至出料空间内。

5.根据权利要求4所述的纳米颗粒生产用粉碎机，其特征在于，所述的盘体上还连接有转轴，所述的转轴的外侧设有轴套，所述的转轴穿过出料口延伸至粉碎腔外侧。

6.根据权利要求1所述的纳米颗粒生产用粉碎机，其特征在于，所述的第一叶片和第二叶片上下交替布置。

7.根据权利要求1所述的纳米颗粒生产用粉碎机，其特征在于，所述的第二叶片的长度比第一叶片长度长10-20mm。