CN112536108A - 一种全方位振动超声高效球磨机 - Google Patents

Abstract

一种全方位振动超声高效球磨机，其装置由机架、电机、同步皮带轮、同步皮带、偏心主轴、轴承、偏心轮架、球磨罐、球磨罐连接轴、气体输送管、超声波发生器、气体压力传感器、温度传感器、操作与控制器系统组成；偏心轮架一端与偏心主轴采用轴承连接，偏心轮架另一端与球磨罐连接轴之间采用铰链连接，从而偏心轮架在偏心主轴的带动下，推动球磨罐连接轴绕支点来回摆动；球磨罐连接轴为两段式结构，与偏心轮架相连段为实心杆件，与球磨罐相连段为弹性大的空心杆件，球磨罐内所装传感器与超声波发生器与操作与控制系统之间所有连线与气体输送管均经该段空心杆件从球磨罐内引出。

Description

一种全方位振动超声高效球磨机

技术领域

本发明涉及到一种粉末球磨破碎设备，尤其涉及到一种全方位振动超声高效球磨机。

背景技术

行星式球磨机一般在同一转盘上装有四个球磨罐，当转盘转动时，球磨罐在绕转盘轴公转的同时又围绕自身轴心自转，罐中磨球在高速运动中相互碰撞，研磨和混合样品。行星式球磨机是针对粉碎、研磨、分散金属、非金属、有机、中草药等粉体进行设计，特别适合实验室研究使用，其工作原理是利用磨料与试料在研磨罐内高速翻滚，对物料产生强力剪切、冲击、碾压达到粉碎、研磨、分散、乳化物料的目的。行星式球磨机可采用干、湿两种方法研磨和混合不同粒度、材料各异的粉末，研磨粉末最小粒度可至0.1微米，能很好的实现各种工艺参数要求，同时由于其小批量、低功耗、低价位的优点，是学校、研究单位、公司是进行粉碎工艺、新材料、涂料研究的首选设备。但行星球磨机由于重力和离心力的原因，粉末容易堆积在筒底圆周角部，粉末在球磨罐中的分散性较差，从而影响了粉末的球磨效率以及粒度大小的一致性。

球磨是机械合金化工艺实现的主要方法，而温度是球磨过程中重要的影响因素，磨球的冲击动能和物料的反应发热将引起温度升高。因此，充分利用球磨罐壁以及降低罐内磨球运动屋规律性，提高球磨效率以及粒度大小的一致性，让粉末产生较小的温升，更有利于物料和微观组织的细化，有利于球磨物料亚稳态结构的稳定。

发明内容

针对行星球磨机球磨罐罐壁的利用效率以及振动方式的单一性，本发明提供一种全方位振动超声高效球磨机，其装置由机架、电机、同步皮带轮、同步皮带、偏心主轴、轴承、旋转支座、偏心轮架、球磨罐、球磨罐连接轴、气体输送管、超声波发生器、气体压力传感器、温度传感器、连接线、气体输送管、阀门、操作与控制器系统组成。

上述电机采用变频电机或伺服电机，电机固定于机架，偏心主轴通过旋转支座和轴承固定于机架，电机与偏心主轴之间采用同步皮带轮传动、从而偏心主轴实现绕O点转动，电机与偏心主轴的转速之比为1:1-3:1。

所述偏心轮架在水平面内布置，偏心轮架与偏心主轴的偏心段之间采用轴承连接，偏心轮架与球磨罐连接轴之间则采用铰链连接，从而偏心轮架在偏心主轴的带动下，推动球磨罐连接轴绕固定支点在水平面内来回摆动。

球磨罐连接轴为一绕固定支点摆动的杆件，杆件一端与球磨罐相连，另一端与偏心轮架之间采用铰链相连。

上述球磨罐连接轴为两段结构，其包含水平段与倾斜段，两段之间采用刚性连接，水平段即与偏心轮架相连段，其处于水平位置，固定支点两侧水平段的长度之比为1.5:1-4:1，与球磨罐相连端这侧的长度相对较大；倾斜段加工有中心通孔，其相对球磨罐连接轴的水平段来说，倾斜方向为外斜向下，倾斜段轴线与垂直方向的夹角为30-70゜。

所述球磨罐包括球磨罐筒体和球磨罐盖。

上述球磨罐盖包含内盖和外盖两部分，首先，外盖与球磨罐筒体之间采用螺栓或螺钉连接，其次，外盖通过轴承与球磨罐连接轴的倾斜段相连；同时，球磨罐连接轴的倾斜段内凸入球磨罐内与内盖之间采用机械连接方式，内盖与外盖之间的轴向间距不小于2mm，同时，在内盖圆周与球磨罐筒体之间采用动压密封圈。

上述凸入球磨罐内的球磨罐连接轴倾斜段的末端采用挡板封闭其中心通孔，挡板加工有连接线和气体输送管的安装孔，连接线和气体输送管和挡板之间采用胶接方式密封。

气体输送管、超声波发生器、压力传感器、温度传感器均固定于球磨罐内盖或挡板；超声波发生器、压力传感器、温度传感器分别与操作与控制器系统组成之间的连接线和气体输送管均通过挡板和球磨罐连接轴倾斜段的中心通孔从从球磨罐内引出，再采用柔性连接线或柔性管与操作与控制系统连接；因此，气体输送管、超声波发生器、压力传感器和温度传感器在球磨罐内均不会参与球磨罐的自转，只会跟随球磨罐连接轴在水平面内作反复的摆动。

所述气体输送管管路上分别安装有流量调节和开断功能的阀门，再与真空泵或保护性气源相连。

所述操作与控制系统包括超声波控制器、与温度传感器联动的电机转速控制、与气体压力传感器联动的流量控制、电机转速调节及显示部分、以及电源控制开关、球磨机状态参数显示。

本发明优点在于，

1.）由于球磨罐连接轴在偏心轮架的带动下，水平面内来回摆动，与行星球磨相比，球磨罐内粉末以及磨球的速度变化大，不规则运动增强，提高球磨罐罐壁面积的利用以及粉末球磨的均匀性，球磨罐倾斜布置，既无立式球磨物料堆积，也增加了物料在球磨罐内轴向不规则的运动，球磨罐内壁利用率大大提高；

2.）球磨罐内增设了超声波发生器，因此在湿磨状态下，大大提高球磨效率以及降低粉末团聚以及粘壁、粘球等现象的发生；

3.）球磨罐增设有气体输送管和气体压力传感器，通过调节供气速度，可保证在球磨工作时罐内保护性气体压力为正，提高保护效率，提高粉末质量；

4.）球磨罐内增加了温度传感器，测量温度更为精准，可更精准控制粉体物性以及粉体结构等；

5.）球磨罐自转轴与球磨罐之间采用轴承实现过渡连接，超声波发生器固定于球磨罐内盖和挡板，超声波发生器与控制器之间连接线则内置于球磨罐连接轴的中心孔引出球磨罐在与固定于机架的超声波控制器，因此其连接导线只是随球磨罐连接轴参与来回摆动，不存在缠绕打结问题，降低了电路设计难度以及维修保养难度，相比采用电刷等连接设计而言，其费用降低程度以及电路可靠性大大提高，其连接更为可靠；

6）与行星球磨机相比，本发明球磨罐的运动主要为水平面的摆动运动，同时由于球磨罐能绕自己中心轴自由旋转，其粉末不会在罐内某处堆积球磨罐罐壁利用更为高效，其球磨后粉体的一致性更高；

7）.与传统卧式球磨机相比，其球磨罐同时参与了水平面内的往复摆动、绕自转轴的转动，球磨效率大大提高。

附图说明

图1为本发明的运动机构示意图，图中（1）为偏心主轴，可绕O点旋转，采用铝合金、或铸铁、或钢铁制成，（2）为轴承，（3）为偏心轮架，采用金属结构材料制成，（4）为铰链，实现偏心轮架与球磨罐连接轴连接作用；（5）为球磨罐连接轴的固定支点；（6）为球磨罐连接轴，采用结构材料制成；（7）为球磨罐。

图2为球磨罐结构示意图，

（1）为气体压力传感器；（2）为内盖，采用金属结构材料制成，内盖与球磨罐连接轴采用机械连接方式；（3）为连接线，即压力传感器、温度传感器、超声波发生器与操作与控制系统之间的电源与控制连接线；（4）为气体输送管，采用柔性管；（5）为球磨罐连接轴，采用金属结构材料制成；（6）为轴承，采用深沟球轴承；（7）为外盖，采用金属结构材料制成；（8）为动压密封圈；（9）为球磨罐筒体，采用耐磨金属材料制成；（10）为挡板，采用结构材料制成；（11）为超声波产生器；（12）为温度传感器。

具体实施

例1：一种全方位振动超声球磨机，

球磨机装置由机架、电机、同步皮带轮、同步皮带、偏心主轴、轴承、旋转支座、偏心轮架、球磨罐、球磨罐连接轴、气体输送管、超声波发生器、气体压力传感器、温度传感器、阀门、操作与控制器系统组成。

电机采用直流无刷伺服电机，电机功率为300W，电机、固定支点、偏心主轴的旋转支座、操作与控制系统均固定于机架，电机与偏心主轴之间采用同步皮带轮传动、传动比为2:1。

偏心轮架采用铝合金所制，偏心轮架在水平面内布置；偏心主轴与偏心轮架之间采用轴承连接，偏心主轴的偏心量为35mm，偏心轮架另一端与球磨罐连接轴之间采用铰链连接，从而偏心轮架在偏心主轴的带动下，推动球磨罐连接轴绕固定支点来回在水平面内摆动。

球磨罐连接轴为一绕固定支点摆动的杆件，杆件一端与球磨罐相连，另一端与偏心轮架采用铰链连接形式相连，固定支点两侧水平段的长度之比为2.5:1。

所述球磨罐连接轴包含水平段与倾斜段，两段之间采用刚性连接，倾斜段加工有中心通孔，其相对球磨罐连接轴的水平段来说，倾斜方向为外斜向下，倾斜段杆件轴线与垂直方向的夹角为50゜，球磨罐内所装传感器与超声波发生器与操作与控制系统之间所有连接线均经挡板和球磨罐连接轴倾斜段从球磨罐内引出。

所述球磨罐包括球磨罐筒体和球磨罐盖。

上述球磨罐盖包含内盖和外盖，首先，外盖与球磨罐筒体采用螺栓或螺钉实现连接，其次，外盖通过轴承与球磨罐连接轴倾斜段实现连接，球磨罐连接轴倾斜段深入球磨罐内与内盖采用机械方法实现固定连接，内盖圆周与球磨罐筒体之间采用动压密封圈；

气体输送管、超声波发生器、压力传感器、温度传感器均固定于球磨罐内盖或挡板；超声波发生器、压力传感器、温度传感器分别与操作与控制器系统组成之间的连接线和气体输送管均通过挡板和球磨罐连接轴倾斜段中心通孔从从球磨罐内引出，采用柔性线或柔性管与操作与控制系统连接。

操作与控制系统包括超声波控制器、与温度传感器联动的电机转速控制、与气体压力传感器联动的流量控制、电机转速调节及显示部分。

Claims (4)

1.一种全方位振动超声高效球磨机，其特征在于，装置由机架、电机、同步皮带轮、同步皮带、偏心主轴、轴承、旋转支座、偏心轮架、球磨罐、球磨罐连接轴、连接线、气体输送管、超声波发生器、气体压力传感器、温度传感器、阀门、操作与控制器系统组成；

所述电机采用变频电机或伺服电机，电机和操作与控制器系统固定于机架，偏心主轴通过旋转支座和轴承固定于机架，电机与偏心主轴之间采用同步皮带轮传动、偏心主轴实现绕O点转动，电机与偏心主轴的转速之比为1:1-3:1；

所述偏心轮架在水平面内布置，偏心轮架与偏心主轴的偏心段之间采用轴承连接，偏心轮架另一连接点与球磨罐连接轴之间采用铰链连接，从而偏心轮架在偏心主轴的带动下，推动球磨罐连接轴绕固定支点在水平面内来回摆动；

所述球磨罐连接轴为一绕固定支点摆动的杆件，杆件一端与球磨罐相连，另一端与偏心轮架之间采用铰链相连；

上述球磨罐连接轴为两段结构，其包含水平段与倾斜段，两段之间采用刚性连接，水平段即与偏心轮架相连段，其处于水平位置，固定支点两侧水平段的长度之比为1.5:1-4:1，与球磨罐相连这侧水平长度相对较大；倾斜段加工有中心通孔，其相对球磨罐连接轴的水平段来说，倾斜方向为外斜向下，倾斜段杆件轴线与垂直方向的夹角为30-70゜；

所述球磨罐包括球磨罐筒体和球磨罐盖，球磨罐盖与球磨罐筒体之间采用螺栓或螺钉实现连接；

上述球磨罐盖包含内盖和外盖，首先，外盖与球磨罐筒体之间采用螺栓或螺钉连接，其次，外盖通过轴承与球磨罐连接轴的倾斜段相连；同时，球磨罐连接轴内凸入球磨罐内与内盖之间采用机械连接方式，内盖与外盖之间的轴向间距不小于2mm，同时，在内盖圆周与球磨罐筒体之间采用动压密封圈；

所述气体输送管、超声波发生器、压力传感器、温度传感器均固定于球磨罐内盖或挡板；超声波发生器、压力传感器、温度传感器分别与操作与控制器系统组成之间的连接线和气体输送管均通过挡板和球磨罐连接轴倾斜段的中心通孔从从球磨罐内引出，再采用柔性连接线或柔性管与操作与控制系统连接；

所述操作与控制系统包括超声波控制器、与温度传感器联动的电机转速控制、与气体压力传感器联动的流量控制、电机转速调节及显示部分、以及电源控制开关、球磨机状态参数显示。

2.根据权利要求1所述球磨罐连接轴为两段结构，其包含水平段与倾斜段，两段之间采用刚性连接，水平段即与偏心轮架相连段，其处于水平位置，固定支点两侧水平段的长度之比为1.5:1-4:1，与球磨罐相连这侧水平长度相对较大；倾斜段加工有中心通孔，其相对球磨罐连接轴的水平段来说，倾斜方向为外斜向下，倾斜段杆件轴线与垂直方向的夹角为30-70゜。

3.根据权利要求1所述气体输送管、超声波发生器、压力传感器、温度传感器均固定于球磨罐内盖或挡板；超声波发生器、压力传感器、温度传感器分别与操作与控制器系统组成之间的连接线和气体输送管均通过挡板和球磨罐连接轴倾斜段的中心通孔从从球磨罐内引出，再采用柔性连接线或柔性管与操作与控制系统连接。

4.根据权利要求1所述球磨罐盖包含内盖和外盖，首先，外盖与球磨罐筒体之间采用螺栓或螺钉连接，其次，外盖通过轴承与球磨罐连接轴的倾斜段相连；同时，球磨罐连接轴内凸入球磨罐内与内盖之间采用机械连接方式，内盖与外盖之间的轴向间距不小于2mm，同时，在内盖圆周与球磨罐筒体之间采用动压密封圈。

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