CN107206387A - 真空研磨系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空研磨系统（1），其具有串联连接的多个元件，所述多个元件包括：输入室（2），其邻近系统入口，该室可以流体连接的方式连接到真空泵（20）；研磨室（3），其布置在输入室的下游并且可以流体连接的方式连接到真空泵（20）；以及输出室（4），其在研磨室（3）的下游并且邻近系统出口，该输出室还可以流体连接的方式连接到真空泵（20）。

Description

真空研磨系统和方法

技术领域

本发明涉及一种直列式的真空研磨系统，其包括串联连接的多个元件，其中：输入室，其邻近该系统入口；研磨室，其布置在输入室的下游；以及输出室，其在研磨室的下游；每个元件能够以流体连接的方式连接至真空泵。本发明还涉及一种相应的研磨方法。

本发明更具体地涉及适用于粉末转化过程的真空研磨系统和方法。

背景技术

专利申请WO 08/001854提出了一种研磨装置，其具有通过减少由滚动本体的旋转所引起的空气流来实现的改进的研磨效率。该装置通过使用滚动本体来压缩物体以压碎该物体，并且在该装置中，真空泵连接在研磨空间上以压碎物体，物体在真空环境中被研磨。

文献JP 6198211公开一种使用真空泵以进行真空研磨的压碎机。真空泵连接到主体以便于进行研磨。不需要用于分离空气和细颗粒的过滤袋。当空气被适当地排空时，原始物料整体上被精细地研磨。

文献FR 2628007涉及一种真空冲击式压碎机。该压碎机包括：罐，其限定降压室，其设有与抽吸装置连接的连接器；具有竖直轴线的轮，其用于通过离心力来以高速喷洒物料，其放置在室中并设有旋转驱动马达；用于向室提供待研磨物料的碎片的装置，其通向轮的上方；靶标，旨在接收物料碎片的冲击；以及用于排出累积在外壳底部的研磨物料的装置。靶标包括待研磨物料的碎片。该研磨器特别适用于加工低品位矿石。

文献EP0218790涉及一种用于连续真空研磨的方法和装置。它包括：至少一个本体，该本体能够被移动以在所述泵装置的内部形成室，该室相对于环境空气能够是封闭的；用于填充肉室的装置；机械装置，其用于使填充有肉的室相对于环境空气封闭并且用于隔离所述室与所述研磨板；以及用于移除填充有肉的封闭室内的所局限的空气的装置。

所有这些装置允许连续真空研磨或高真空研磨，然而，它们都不允许两者的叠加。真空是确保研磨质量、遵循待研磨物料的完整性（特别是在食品和制药领域）的先决条件。在上述装置中建立的真空条件，在不能实现连续真空和高真空的叠加的情况下，导致了待研磨物料的（有限但有效的）氧化，并因此改变待研磨物料的基本品质。

为了克服这些各种缺点，本发明提供各种技术手段。

发明内容

本发明的第一个目的是，提供一种研磨系统，其中待研磨物料在整个研磨操作期间都被置于连续的高真空条件下。

本发明的另一个目的是，提供一种连续且高真空的研磨系统，即，使得氧浓度等于或小于10％，例如在1％和10％之间的真空。

为此，本发明提供了一种具有串联连接的多个元件的真空（直列式）研磨系统，所述多个元件包括：

输入室，其邻近系统入口，所述输入室能够以流体连接的方式连接至真空泵；

研磨室，其布置在输入室的下游，所述研磨室能够以流体连接的方式连接至真空泵；以及

输出室，其在研磨室的下游且邻近系统出口，所述输出室能够以流体连接的方式连接至真空泵。

根据这种串联结构，研磨器允许在高度且连续的真空条件下进行研磨，这是由于各个室的气密隔离以及可能在若干位置且由此在研磨过程的不同阶段与真空泵的连接。由此保留原始物料的品质。本发明的研磨系统还确保在爆炸性产品的情况下遵循人员（操作者）和设备的完整性。事实上，真空研磨使得能够研磨潜在的爆炸性产品，其具有的风险远低于在氧存在下研磨这些产品时的风险。在这种情况下，不需要使用惰性气体。与在通常大气条件下进行的常规研磨相比，本发明的研磨系统还使得能够最小化研磨期间的加热，并且还可以允许降低噪音。

根据有利的实施例，输入室可以与系统入口隔离，或与研磨室隔离，或者同时与这两者隔离。研磨室本身可以与输入室隔离，或与输出室隔离，或者同时与这两者隔离。另一方面，输出室可以与研磨室隔离，或与系统出口隔离，或者同时与这两者隔离。

根据另一个有利的实施例，真空研磨系统包括研磨室，该研磨室包括研磨器。

根据另一个有利的实施例，研磨系统包括多个物料流量控制阀，其设置在每个室之间、在系统入口和输入室之间、在输出室和系统出口之间。

有利地，每个室具有用于以流体连接的方式连接至真空泵的抽气出口。

还有利地，抽气出口设置有真空泵送控制阀。

根据又一实施例，输入室或研磨室包括用于计量待研磨物料的量的计量装置。

本发明还提供了一种用于真空研磨系统的真空研磨方法，包括以下步骤：

打开输入物料流量控制阀，以进行使待研磨物料进入输入室中；

在待研磨物料进入输入室中后，关闭输入流量控制阀；

（打开输入室抽气阀），在输入室与真空泵之间建立流体连接并且对输入室进行抽气；

打开研磨前流量控制阀以向研磨室供应待研磨物料；

在待研磨物料进入研磨室后，关闭研磨流量控制阀；

使用研磨器研磨物料；

打开研磨后流量控制阀以确保已研磨物料进入输出室；

关闭研磨后流量控制阀；

减少或停止对输出室的空气抽出；

等待输出室处的压力达到预定的输出阈值；以及

打开输出流量控制阀以将已研磨物料从输出室输送到研磨系统的出口。

根据又一个变型实施例，研磨过程包括在前步骤，该在前步骤在于，在开始打开流量控制阀的步骤之前，关闭所有物料流量阀并且对研磨系统的每个室执行至少部分的抽空。

根据又一个变型实施例，研磨步骤之前是计量待进入研磨器的物料的量的步骤。

附图说明

在通过附图示出的描述中指出了本发明的实施例的示例，其中：

图1是根据本发明的装置整体上的示意图；

图2是示出研磨过程的各个步骤的流程图；

图3包括根据一个实施例的研磨系统的操作的大致工序；

图4示出根据一个实施例的使物料进入研磨室的步骤的工序；

图5示出根据一个实施例的研磨步骤的工序；以及

图6示出根据一个实施例的在研磨步骤之后的步骤的工序。

具体实施方式

图1示出了其中示意性示出研磨系统的实施例。输入室2设有气密性的物料流量控制阀5，从而确保所述室与系统入口的理想的气密性隔离。

该室还可以经由抽气出口9连接到真空泵20，这使得能够使所考虑的室置于真空状态下。研磨室3包括研磨器12。它还设置有用于流体连接到真空泵20的抽气出口10和气密性的研磨流量控制阀6，该研磨流量控制阀使得能够将所述研磨室置于具有与室2的压力基本相似的压力的真空下，从而保证当待研磨物料从一个室输送到另一个室时，待研磨物料保持在连续的高真空条件下。抽气出口10由基于气动、电动、手动或其它类型的致动的阀致动器14所致动。流量调节器（或定量给料器）13可以控制输送到研磨室的物料的量。流量调节器13还可以使待研磨物料流体化，并从而使待研磨物料的流动流入研磨室3。

因此，能够确保只有合理的量的物料被输送到研磨器，从而保证了高质量的研磨，并且避免了研磨器12的任何阻塞。输出室4设置有两个物料流量控制阀，一个是上游物料流量控制阀7以及另一个是下游物料流量控制阀8，以及抽气出口11，该抽气出口用于与真空泵20流体连接以在与研磨室3的真空条件相似的真空条件下接收研磨物料，从而确保系统中的高真空的连续性。抽气出口11也能够由阀致动器14所致动。

该系统还可以减小所述输出室4的空气排出，以便达到适于系统的研磨物料的输出的预定阈值，该输出能够借助于输出控制阀8进行控制。

在一个实施例中，高真空对应于使得氧浓度等于或小于10％，例如在1％至10％之间的真空。相对于海平面（其中在海平面处大气在绝对压力为1.013巴下包括20.8％的氧），需要达到小于或等于7％的值（对应于绝对压力低于或等于0.34巴）。可以通过测量输入室2、研磨室3和输出室4的每个室中的压力（或真空度）来进行氧含量的测量。压力测量与室2、3、4中的氧浓度直接相关，并且对于氧百分比测量允许更短的响应时间，例如相比于基于化学反应的氧浓度的测量。

在一个变型中，真空研磨系统1包括放置在输出室4中或之后的第二流量调节器13'，并且该第二流量调节器13'使得能够控制离开输出室4的研磨物料的量。第二流量调节器13'也能够连接到输出流量控制阀8，以便计量研磨物料的确定的量。在又一个变型中，第二流量调节器13'和/或输出流量控制阀8可以连接到秤（未示出），以便根据设定点重量值来计量待研磨物料。

图2示出了根据本发明的真空研磨系统1的研磨过程的主要步骤。在步骤100中，系统的各个室2、3、4被抽空。

在步骤101中，输入物料流量控制阀5被打开，以容纳在输入室2中的待研磨物料。步骤102包括，一旦物料进入输入室2中，则关闭输入物料流量控制阀5。

在步骤103中，从输入室2抽空空气。这种抽空使得能够去除在待研磨物料进入输入室2时进入的空气。该阶段对于确保研磨室3的真空不受影响是重要的。

在步骤104中，供给研磨室3的阀6打开，以便允许待研磨物料从输入室2输送到研磨器12。步骤105在于，在物料输送之后关闭供给研磨室3的所述阀6。

在步骤106中，在研磨器12中进行物料的研磨。步骤107在于，打开研磨之后的阀7，以允许研磨物料从研磨室3输送到输出室4中。

步骤108在于，关闭研磨之后的阀7。在步骤109中，对输出室4的抽气减少，以防止压差干扰物料从输出室4到系统出口的流动，或者以防止回流发生。

最后，步骤110的特征在于，打开出口流量阀8以允许由该过程产生的研磨物料离开。

在供给研磨室3的阀6的打开期间（步骤4），待研磨物料从输入室2输送到研磨室3的入口3'。在研磨步骤（步骤106）期间，在研磨器12中研磨物料，并且已研磨物料流到研磨室3的出口3''。

可以重复研磨过程的步骤100至110，以便提供连续的研磨物料。

根据一个实施例，研磨过程包括重复以下步骤：

打开输入物料流量控制阀5，以便于在输入室2中接收待研磨物料（步骤101）；

在物料已进入输入室2之后，关闭输入物料流量​​控制阀5（步骤102）；

从输入室2抽空空气（步骤103）；

打开供给研磨室3的阀6（步骤104）；

以及，关闭所述阀6（步骤105）；

在先前被引入研磨室3中的待研磨物料已经被完全研磨之前（步骤106）。

在该实施例中，待研磨的新物料由此在先前被引入研磨室3中的待研磨物料已经被完全研磨之前从输入室2被输送到研磨室3。输入室2（即，包括在输入物料流量控制阀5与供给研磨室的阀6之间的空间）然后用作待接收在研磨室3中的新物料的缓冲区。出口3''（即，研磨器12与研磨后流量控制阀7之间的空间）也用作已研磨物料的缓冲区。

能够调节物料流量和研磨流量（或研磨速度）以及接收在输入室2中的待研磨物料的量，使得研磨过程连续地操作，即真空研磨系统1能够连续地供应研磨物料。

上文给出的附图及其描述说明了本发明，而不是限制本发明。具体地，已经结合包括基本上直列式的研磨系统的具体示例描述了本发明及其各种变型。

然而，对于本领域技术人员清楚的是，本发明能够扩展到其中在变型中设置成“U”、“L”等形式的研磨系统的其它实施例。

在一个变型中，研磨系统1包括两个串联的研磨室3，以便于确保基本上恒定且持久的品质。

在另一个实施例中，研磨系统1包括一个或若干个物位传感器，其目的是指示在室2、3、4中的一个中待研磨物料或已研磨物料的存在与否。为此，传感器可以是雷达式、超声波式、电容式或辐射测量式物位传感器。

在研磨系统1的一种构造中，在输入室2与研磨室3之间包括第一物位传感器31，并且在研磨室3与输出室4之间包括第二物位传感器32。在物料不存在的情况下，来自第一物位传感器31的信号使得（通过致动供给研磨室的阀6）在输入室2和研磨室3之间建立流体连接。在物料存在的情况下，来自第一物位传感器31的信号使得（通过停止供给研磨室的阀6）中断在输入室2和研磨室3之间的流体连接。类似地，分别在物料不存在和存在的情况下，来自第二物位传感器32的信号使得（通过致动研磨后流量控制阀7）在研磨室3和室4之间建立流体连接，并且使得（通过停止研磨后流量控制阀7）中断在研磨室3和室4之间的流体连接。以这种方式，研磨系统1能够是完全自动化的。

在优选的构造中，第一物位传感器包括在输入室2与研磨室3之间的积聚区的顶部和底部处的传感器31。第二物位传感器包括在研磨室3与输出室4之间的积聚区的顶部和底部处的传感器32。例如，第一传感器31可以被放置在输入室2的出口（图1中的下方）处、在研磨流量控制阀6之后，并且可以被放置在研磨室3的入口处、在流量调节器13之前。第二传感器32能够被放置在研磨室3的出口处，并且能够被放置在输出室4的入口处、在研磨后流量控制阀7之前。

图3至图6示出了包括根据一个实施例的研磨系统1的自动操作步骤的工序的算法。具体地，图3包括研磨系统1的操作的大致工序。通过打开供给研磨室的阀6（研磨器抽气阀，S101），然后通过启动真空泵20（S102）并通过授权进行操作（S103）来启动初始闲置的研磨系统（S100）。

图4示出了从物料进入研磨室的步骤的工序。也就是说，在闲置（S200）之后，步骤包括打开输入物料流量控制阀（输入阀闸1，S201）并在将物料填充到输入室2中之后，将其关闭（S202）；将输入室2的空气抽空（抽气闸1，S203）；在清空输入室2的物料（排出阀闸1，S206）一定时间（等待生产请求，S204）之后，打开供给研磨室的阀6（输出阀闸1，S205）；并且关闭供给研磨室的阀6（输出阀闸1，S207）。一旦输入室2的物料被清空，则步骤S208对应于该工序的结束。

图5示出了研磨步骤的工序，并且具体地：在闲置步骤（S300）之后，启动研磨器（启动研磨器马达，S301）；启动定量给料装置13（S302）；研磨步骤（S303）；停止定量给料装置13（S304）；停止研磨器（S305）；并且关闭研磨后流量控制阀7（研磨器出口阀）且停止真空泵20（S306）。

图6示出了闲置（S400）之后的随后步骤的工序：抽空输出室4（抽气闸3，S401）；在已研磨物料从研磨室3离开之前的等待步骤（等待排出请求，S402）；打开研磨后流量控制阀7（输入阀闸3，S403）；从研磨室3中提取已研磨物料（排出闸3，S405）；打开输出流量控制阀8（打开输出阀闸3，S406）；从输出室4提取已研磨物料（缓冲排出3，S407）；并且关闭输出流量控制阀8（关闭输出阀闸3，S408）。

权利要求中的参考标记不是限制性的。动词“包括”和“包括了”不排除除了权利要求中列出的元件之外的元件的存在。元件之前的单词“一”/“一个”不排除存在多个此类元件。

附图中使用的附图标记

1 真空研磨系统

2 输入室

3 研磨室

3' 研磨室入口

3'' 研磨室出口

4 输出室

5 输入物料流量控制阀

6 供给研磨室的阀

7 研磨后流量控制阀

8 输出流量控制阀

9、10、11 抽气出口

12 研磨器

13 流量调节器，定量给料器

13' 第二流量调节器，第二定量给料器

14 阀致动器

20 真空泵

31 第一物位传感器

32 第二物位传感器

Claims (23)

1.一种真空研磨系统（1），其具有串联连接的多个元件，所述多个元件包括：

输入室（2），其邻近系统入口，所述输入室能够以流体连接的方式连接至真空泵（20）；

研磨室（3），其设置在所述输入室的下游，所述研磨室能够以流体连接的方式连接至真空泵（20）；以及

输出室（4），其在所述研磨室的下游且邻近系统出口，所述输入室也能够以流体连接的方式连接至真空泵（20）。

2.根据权利要求1所述的真空研磨系统，其中：

所述输入室（2）能够与所述系统入口隔离，或与所述研磨室（3）隔离，或者同时与这两者隔离；

所述研磨室（3）能够与所述输入室（2）隔离，或与所述输出室（4）隔离，或者同时与这两者隔离；

所述输出室（4）能够与所述研磨室（3）隔离，或与所述系统出口隔离，或者同时与这两者隔离。

3.根据权利要求1或2所述的真空研磨系统，其中，所述研磨室（3）包括研磨器（12）。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的研磨系统，其包括多个物料流量控制阀（5、6、7、8），所述多个物料流量控制阀设置在每个室（2、3、4）之间、在所述系统入口与所述输入室（2）之间、在所述输出室（4）与所述系统出口之间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的研磨系统，其中，每个室（2、3、4）具有用于流体连接到所述真空泵（20）的抽气出口（9、10、11）。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的研磨系统，其中，所述抽气出口设有真空泵送控制阀。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的研磨系统，其中，所述输入室或所述研磨室具有用于调节待研磨物料的量的流量调节器（13）。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的研磨系统，其还包括用于控制离开所述输出室（4）的已研磨物料的量的第二流量调节器（13'）。

9.根据权利要求4和8所述的研磨系统，其中所述第二流量调节器（13'）连接到所述输出流量控制阀（8），以便计量已研磨物料的确定的量。

10.根据权利要求1和9中任一项所述的研磨系统，其包括至少一个物位传感器（31、32），其配置来测量以及发送关于待研磨物料在所述室（2、3、4）中的一个中存在或不存在的信号。

11.根据权利要求10所述的研磨系统，其中，第一物位传感器（31）设在所述输入室（2）与所述研磨室（3）之间，并且第二物位传感器（32）包括在所述输入室（3）与所述输出室（4）之间。

12.根据权利要求11所述的研磨系统，其中所述第一物位传感器包括在所述输入室（2）与所述研磨室（3）之间的积聚区的顶部和底部处的传感器（31），并且所述第二物位传感器包括在所述研磨室（3）与所述输出室（4）之间的积聚区的顶部和底部处的传感器（32）。

13.一种用于根据权利要求1至12中任一项所述的真空研磨系统的真空研磨方法，其包括以下步骤：

使待研磨物料进入输入室（2）中；

在待研磨物料进入所述输入室中之后，对所述输入室（2）进行抽气；

在所述输入室（2）和研磨室（3）之间建立流体连接以向所述研磨室（3）供应待研磨物料；

在待研磨物料进入所述研磨室（3）之后，中断所述输入室（2）和所述研磨室（3）之间的流体连接；

使用研磨器（12）研磨物料；

在所述研磨室（3）和输出室（4）之间建立流体连接，以确保已研磨物料进入所述输出室（4）；

中断所述研磨室（3）和所述输出室（4）之间的流体连接；

减少或停止对所述输出室（4）的空气抽出，直到所述输出室（4）的压力达到预定的输出阈值；

将已研磨物料从所述输出室（4）输送到所述研磨系统的出口。

14. 根据权利要求13所述的方法，

其中，所述研磨系统（1）包括输入物料流量控制阀（5）；以及

其中，待研磨物料通过所述阀（5）的打开进入所述输入室（2）中，并且在从所述输入室（2）抽出空气之前关闭所述阀（5）。

15. 根据权利要求13或14所述的方法，

其中，所述研磨系统（1）包括供给研磨室的阀（6）；以及

其中，所述输入室（2）和所述研磨室（3）之间的流体连接通过打开所述阀（6）来建立，并且通过关闭所述阀（6）来中断。

16. 根据权利要求13至15中任一项所述的方法，

其中，所述研磨系统（1）包括研磨后流量控制阀（7）；以及

其中，所述研磨室（3）和所述输出室（4）之间的流体连接通过打开所述阀（7）来建立，并且通过关闭所述阀（7）来中断。

17. 根据权利要求13至16中任一项所述的方法，

其中，所述研磨系统（1）包括输出控制阀（8）；以及

其中，已研磨物料从所述输出室（4）向所述研磨系统的出口的输送通过打开所述阀（8）来进行。

18.根据权利要求17所述的研磨方法，其包括在开始打开输入物料流量控制阀（5）的步骤之前的关闭所有所述物料流量阀（5、6、7、8）并且至少部分抽空所述研磨系统（1）的每个所述室（2、3、4）的初步步骤。

19.根据权利要求13至18中任一项所述的方法，其中，研磨步骤之前是计量待进入研磨器（12）的物料的量的步骤。

20.根据权利要求13至19中任一项所述的方法，其中，已研磨物料从所述输出室（4）输送到所述研磨系统的出口的步骤之前是计量已研磨物料的量的步骤。

21.根据权利要求13至20中任一项所述的方法，其中，重复研磨方法的步骤，使得提供连续的研磨物料。

22.根据权利要求13至21中任一项所述的方法，其中，所述研磨系统（1）包括在所述输入室（2）与所述研磨室（3）之间的第一物位传感器（31），并且其中，分别在存在和不存在物料的情况下，通过第一物位传感器（31）的信号来控制建立或中断在所述输入室（2）和所述研磨室（3）之间的流体连接。

23.根据权利要求13至22中任一项所述的方法，其中所述研磨系统（1）包括在所述研磨室（3）与所述输出室（4）之间的第二物位传感器（32），并且其中，分别在存在和不存在物料的情况下，通过第二物位传感器（32）的信号来控制建立或中断在所述研磨室（3）和所述输出室（4）之间的流体连接。