CN108620213A - 一种单机循环砂磨机及研磨方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种单机循环砂磨机及研磨方法，所述单机循环砂磨机包括研磨机、储料罐、进料管路、出料管路及设于进料管路上的输料泵。储料罐内设有搅拌结构。所述研磨方法包括将经预粉碎的浆料投入储料罐；通过储料罐内的搅拌结构对所述浆料进行充分混合；通过输料泵和进料管路将所述储料罐排出的所述浆料送入研磨机进行研磨；在所述输料泵的压力作用下通过出料管路将研磨后的浆料重新送入所述储料罐内，通过所述储料罐内的搅拌结构对研磨前后的浆料进行充分混合，循环直至所述浆料达到目标粒度。如此，占地面积小且适用于大规模生产。

Description

一种单机循环砂磨机及研磨方法
技术领域
本发明涉及粉碎、研磨技术领域，尤其涉及一种单机循环砂磨机及研磨方法。
背景技术
砂磨技术应用于涂料、油墨、农药、陶瓷、电池等多个行业。随着新能源、纳米新材料的广泛应用，对高效节能的砂磨技术提出了更高的需求。
现有的产业化生产普遍采用多台机串联式砂磨和单机双桶切换式砂磨的方式进行研磨。但是，多台机串联式砂磨需要多台砂磨机串联研磨，占地面积大，成本高。而单机双桶切换式砂磨为了控制产品品质，单台砂磨机需要配备两个储料罐以实现浆料的切换，经由砂磨机研磨前后的浆料分别存储于不同的储料罐内，使得送进研磨机的浆料粒度维持在一定范围内，提高研磨效率，保证产品品质，但是，也同样存在占地面积大、成本高等缺陷。
发明内容
鉴于上述状况，本发明提供一种适用于大规模生产且占地面积小的单机循环砂磨机及研磨方法。
一种单机循环砂磨机，包括：
研磨机；
储料罐，所述储料罐上设有搅拌结构；
连通所述研磨机与所述储料罐的进料管路；
连通所述研磨机与所述储料罐的出料管路；及
设置在所述进料管路上的输料泵。
所述搅拌结构包括变频电机及与所述变频电机连接的搅拌桨。
所述搅拌桨包括搅拌轴及沿所述搅拌轴的轴向分层设置的桨叶。
所述桨叶包括上桨叶及位于最底层的底端桨叶，所述底端桨叶为锚式或螺旋桨式，所述上桨叶为螺旋桨式、平直涡轮式或折叶涡轮式。
所述储料罐内设有挡板、导流筒或盘管。
所述储料罐上设有换热结构。
所述换热结构包括设置在所述储料罐外侧的循环夹套。
所述循环夹套的介质入口设于所述储料罐的底部，所述循环夹套的介质出口设于所述储料罐的侧面。
所述出料管路上设有换热器。
所述进料管路和/或所述出料管路设有永磁过滤器或电磁除铁器。
一种单机循环研磨方法，包括：
a.将经预混的浆料投入储料罐；
b.通过所述储料罐上的搅拌结构对所述储料罐内的浆料进行充分混合；
c.通过输料泵和进料管路将所述储料罐排出的所述浆料送入研磨机进行研磨；
d.在所述输料泵的压力作用下通过出料管路将研磨后的浆料重新送入所述储料罐内；
循环执行b-d步骤，直至所述浆料达到目标粒度。
通过所述储料罐上的换热结构对所述浆料进行换热。
通过所述出料管路上的换热器对经过所述出料管路的所述浆料进行换热。
本发明的优点在于：一方面，由于采用单台研磨机与单个储料罐的循环方式进行研磨，如此，占地面积小；另一方面，通过在储料罐上设置搅拌结构实现研磨前后的浆料的充分混合，输料泵使得浆料能快速循环，如此，保证在大规模生产中所有的浆料都能得到均匀、有效的研磨，使得本发明的单机循环砂磨机及研磨方法适用于大规模生产。
附图说明
图1为本发明实施例的单机循环砂磨机的结构示意图。
图2为本发明实施例的单机循环研磨方法的流程示意图。
图3为采用本发明实施例的单机循环研磨方法和采用双台机串联研磨方法达到目标粒度为0.55～0.50μm的粒度分布曲线对比图。
图4为采用本发明实施例的单机循环研磨方法和采用三台机串联研磨方法达到目标粒度为0.45～0.40μm的粒度分布曲线对比图。
图5为采用本发明实施例的单机循环研磨方法和采用五台机串联研磨方法达到目标粒度为0.35～0.30μm的粒度分布曲线对比图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，是本发明实施例的单机循环砂磨机的结构示意图。本发明的单机循环砂磨机主要应用于产业化生产中。
在本发明的一个实施例中，单机循环砂磨机包括研磨机20、储料罐21、进料管路22、出料管路23及输料泵24。
其中，该储料罐21上设有搅拌结构213，该搅拌结构213在整个循环研磨过程中始终保持高速搅拌，使得储料罐21内已经研磨的浆料与待研磨的浆料能充分混合均匀。
具体地，本发明的单机循环砂磨机主要用于大规模生产，为了保证产量，储料罐21的有效容积为≤5000L。为保证浆料能够快速的进行循环，实现储料罐21内所有浆料得到均匀、有效研磨，输料泵24的浆料输送能力≥5L/min。研磨机20内腔收容有研磨介质，当研磨机20工作时，浆料与研磨介质发生高效相对运动，浆料被有效研磨，研磨介质可为氧化锆珠，玻璃珠或硅酸锆珠等，但不限于所列举的物质。
在一些实施方式中，该搅拌结构213包括变频电机215和搅拌桨216。变频电机215固定在储料罐21的顶部，搅拌桨216收容于储料罐21内。搅拌桨216包括搅拌轴21a和固定在搅拌轴21a上的桨叶21b，搅拌轴21a自储料罐21顶部中心伸入储料罐21内，搅拌轴21a与变频电机215的电机轴连接，变频电机215带动搅拌轴21a高速转动。其中，变频电机215的转速在5～400rpm之间连续可调。如此，搅拌结构213能保证浆料均匀混合。
在一些实施方式中，该搅拌桨216的桨叶21b沿搅拌轴21a的轴向分层设置。可选地，桨叶21b的层数为2～4层。优选地，桨叶21b的层数为3层。如此，搅拌桨216能较好地使浆料混合均匀。
在一些实施方式中，靠近储料罐21底部的最底层的桨叶21b为底端桨叶21c，其它桨叶21b为上桨叶21d，底端桨叶21c为锚式或螺旋桨式，上桨叶21d为螺旋桨式、平直涡轮式或折叶涡轮式。如此，搅拌桨216能更好地使浆料混合均匀。
在本实施方式中，该搅拌桨216的桨叶21b沿搅拌轴21a三层分布，其中，底端桨叶21c为锚式，另外两层上桨叶21d为螺旋桨式。
在一些实施方式中，该储料罐21内设有挡板217、导流筒或盘管。或者，储料罐21内设有挡板217、导流筒和盘管。如此，挡板217、导流筒或盘管均能起到导流作用，能加强浆料的循环流，保证已研磨浆料与待研磨浆料充分混合均匀。
在本实施方式中，该储料罐21内设有挡板217，挡板217固定在储料罐21的内侧壁上。储料罐21基本呈圆筒状，挡板217沿轴向设置，优选地，挡板217的数目在2～6块，多个挡板217间隔设置。如此，使得浆料能上下轴向流动，充分均匀混合。
该储料罐21上还设有换热结构214，由于浆料的粘度跟浆料的温度直接相关，而研磨过程中浆料粘度上升将直接降低研磨效率，如此，根据浆料的特性，换热结构214对储料罐21内的浆料进行加热或冷却，从而达到降低浆料粘度，提升研磨效率的目的。
在一些实施方式中，该换热结构214包括设置在储料罐21外侧的循环夹套。循环夹套的介质入口218设于储料罐21的底部，循环夹套的介质出口219设于储料罐21的侧面。根据浆料的特性，向循环夹套内通入蒸汽、冷却水等载热介质对储料罐21内的浆料进行加热或冷却，以降低浆料粘度，提升研磨效率。其中，介质出口219靠近储料罐21的顶部，如此，载热介质基本完全包裹储料罐21，能更好地与储料罐21内的浆料进行热交换。
在一些实施方式中，所述出料管路23上设有换热器25。如此，可对经过出料管路23的浆料进行加热或冷却，以降低浆料粘度，提升研磨效率。
在一些实施方式中，所述进料管路22和/或所述出料管路23设有永磁过滤器或电磁除铁器。如此，可去除浆料中的磁性杂质，保证产品品质，能更好满足如锂电材料等对磁性杂质有严格控制的行业的需求。
具体地，所述进料管路22的一端连接所述储料罐21底部的出料口211，进料管路22的另一端连接研磨机20的入口，进料管路22上设置有输料泵24，储料罐21内的浆料通过输料泵24和进料管路22输送到研磨机20内进行研磨。出料管路23的一端连接研磨机20的出口，出料管路23的另一端连接储料罐21顶部的进料口212，经研磨机20研磨后的浆料在输料泵24的压力作用下通过出料管路23重新输送到储料罐21内，进行循环研磨，直至浆料达到目标粒度。在整个循环研磨过程中，储料罐21上的搅拌结构213始终保持高速转动以将浆料充分混合均匀。
综上所述，本发明实施例的单机循环砂磨机的优点在于：既占地面积小，又适用于大规模生产。
由于采用单台研磨机20与单个储料罐21的循环方式进行研磨，如此，占地面积小，投资成本低。另外，通过在储料罐21上设置搅拌结构213实现研磨前后的浆料的充分混合，输料泵24使得浆料能快速循环，如此，保证在大规模生产中所有的浆料都能得到均匀、有效的研磨，使得本发明的单机循环砂磨机适用于大规模生产。
还有，一方面在储料罐21上设置换热结构214，另一方面在出料管路23上设置换热器25，如此，可以根据浆料的特性，使用载热体对浆料进行加热或冷却以降低浆料粘度，从而进一步提升研磨效率，保证大规模生产。
请结合参阅图2，图2是本发明实施例的单机循环研磨方法的流程示意图。本发明的单机循环研磨方法主要应用于产业化生产中。
在本发明的一个实施例中，单机循环研磨方法包括：
S10：将经预粉碎的浆料投入储料罐21；
S11：通过储料罐21上的搅拌结构213对所述储料罐21内的浆料进行充分混合；
S12：将浆料从储料罐21底部的出料口211排出，经输料泵24和进料管路22送入研磨机20进行研磨；
S13：研磨后的浆料在输料泵24的压力作用下从研磨机20排出并经出料管路23送入储料罐21顶部进料口212，循环执行步骤S11-S13，直至所述浆料达到目标粒度，实现循环研磨。具体的，储料罐21上的搅拌结构213持续高速搅拌，使得浆料高速分散，保证研磨后的浆料与研磨前的浆料充分混合均匀。
具体地，预粉碎是指浆料中固体颗粒经初步粉碎至粒度小于或等于4.0μm，再投入储料罐21中。本发明的单机循环研磨方法能满足不同粘度浆料从纳米级至微米级(0.1～4.0μm)各粒度区间要求，可根据原料粒度、硬度的不同，灵活的调整研磨时间以得到浆料研磨后的目标粒度。该方法研磨效率高，粒度随研磨时间可控，操作简便，且产品粒度分布集中，能够降低生产成本。
在一些实施方式中，单机循环研磨方法还包括：所述储料罐21上的换热结构214对所述储料罐21内的所述浆料进行换热。换热结构214，可以根据浆料特性，使用载热体对浆料进行加热或冷却，以降低浆料粘度，提升研磨效率。
在一些实施方式中，单机循环研磨方法还包括：所述出料管路23上的换热器25对经过所述出料管路23的所述浆料进行换热。换热器25可以根据浆料特性，使用载热体对浆料进行加热或冷却，以降低浆料粘度，进一步提升研磨效率。
如图3所示，是采用本发明实施例的单机循环研磨方法和采用双台机串联研磨方法达到目标粒度为0.55～0.50μm的粒度分布曲线对比图。表1为单机循环和双台机串联达到目标粒度为0.55～0.50μm的技术参数对比表格。从图3和表1可以看出，预期目标粒度为0.55～0.50μm，浆料原始粒度一样，单机循环及双台机串联方法得到的浆料的粒度均达标，单机循环研磨方法仅比双台机串联多花费10分钟。单机循环研磨与双台机串联研磨相比，粒度分布无明显差别，研磨效果均匀，粒度分布集中，相对来说单机循环研磨方法节省了生产成本，更为经济。
表1：
如图4所示，是采用本发明实施例的单机循环研磨方法和采用三台机串联研磨方法达到目标粒度为0.45～0.40μm的粒度分布曲线对比图。表2为单机循环和三台机串联达到目标粒度为0.45～0.40μm的技术参数对比表格。从图4和表2可以看出，单机循环研磨与三台机串联研磨相比，均能达到目标粒度，单机循环研磨的达标时间仅比三台机串联研磨多花费10分钟，而单机循环研磨与三台机串联研磨相比，粒度分布无明显差别，研磨效果均匀，粒度分布集中。相对来说单机循环研磨方法节省了生产成本，更为经济。
表3：
如图5所示，是采用本发明实施例的单机循环研磨方法和采用五台机串联研磨方法达到目标粒度为0.35～0.30μm的粒度分布曲线对比图。表3为单机循环和五台机串联达到目标粒度为0.35～0.30μm的技术参数对比表格。从图5和表3可以看出，单机循环研磨与五台机串联研磨相比，均能达到目标粒度，单机循环研磨的达标时间仅比五台机串联研磨多花费15分钟，而单机循环研磨与五台机串联研磨相比，粒度分布无明显差别，研磨效果均匀，粒度分布集中，相对来说单机循环研磨方法节省了生产成本，更为经济。
表3：
综上所述，单机循环研磨方法与多机串联研磨方法相比，粒度分布无明显差别，研磨效果均匀，粒度分布集中。单机循环研磨方法相对来说较为高效、经济，产品一致性好，粒度分布集中。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种单机循环砂磨机，其特征在于，包括：
研磨机；
储料罐，所述储料罐上设有搅拌结构；
连通所述研磨机与所述储料罐的进料管路；
连通所述研磨机与所述储料罐的出料管路；及
设置在所述进料管路上的输料泵。
2.如权利要求1所述的单机循环砂磨机，其特征在于，所述搅拌结构包括变频电机及与所述变频电机连接的搅拌桨。
3.如权利要求2所述的单机循环砂磨机，其特征在于，所述搅拌桨包括搅拌轴及沿所述搅拌轴的轴向分层设置的桨叶。
4.如权利要求3所述的单机循环砂磨机，其特征在于，所述桨叶包括上桨叶及位于最底层的底端桨叶，所述底端桨叶为锚式或螺旋桨式，所述上桨叶为螺旋桨式、平直涡轮式或折叶涡轮式。
5.如权利要求1所述的单机循环砂磨机，其特征在于，所述储料罐内设有挡板、导流筒或盘管。
6.如权利要求1所述的单机循环砂磨机，其特征在于，所述储料罐上设有换热结构。
7.如权利要求6所述的单机循环砂磨机，其特征在于，所述换热结构包括设置在所述储料罐外侧的循环夹套。
8.如权利要求7所述的单机循环砂磨机，其特征在于，所述循环夹套的介质入口设于所述储料罐的底部，所述循环夹套的介质出口设于所述储料罐的侧面。
9.如权利要求1所述的单机循环砂磨机，其特征在于，所述出料管路上设有换热器。
10.如权利要求1所述的单机循环砂磨机，其特征在于，所述进料管路和/或所述出料管路设有永磁过滤器或电磁除铁器。
11.一种单机循环研磨方法，其特征在于，包括：
a.将经预粉碎的浆料投入储料罐；
b.通过所述储料罐上的搅拌结构对所述储料罐内的浆料进行充分混合；
c.通过输料泵和进料管路将所述储料罐排出的所述浆料送入研磨机进行研磨；
d.在所述输料泵的压力作用下通过出料管路将研磨后的浆料重新送入所述储料罐内；
循环执行b-d步骤，直至所述浆料达到目标粒度。
12.如权利要求11所述的单机循环研磨方法，其特征在于，通过所述储料罐上的换热结构对所述储料罐内的所述浆料进行换热。
13.如权利要求11所述的单机循环研磨方法，其特征在于，通过所述出料管路上的换热器对经过所述出料管路的所述浆料进行换热。
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