CN112808393A - 一种立式连续搅拌球磨设备及其工作方法 - Google Patents

一种立式连续搅拌球磨设备及其工作方法 Download PDF

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马兵
赵泽华
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Abstract

本发明公开了一种立式连续搅拌球磨设备，包括筒体、若干磨球、筒盖、搅拌器和进出气控制系统；所述筒体竖直设置；若干磨球设于筒体内；所述筒盖密封盖在筒体的顶部开口上；所述搅拌器穿过筒盖伸入筒体内，且可以转动；放入筒体内的物料在搅拌器的转动下被磨球研磨；所述进出气控制系统包括进气通道和出气口；进气通道的一端开设在筒体底面、与筒体内相通，另一端与筒体外加压气罐或气泵相通；所述出气口开设在筒盖上；进出气控制系统还包括球冠型盖板，球冠型盖板设在筒体内，盖在其进气通道的端口上，通过弹性件与筒体的底面连接；所述筒盖上设有贯穿筒体内外的进料口。本发明具有可以连续加工、产品粒径控制精确、高效节能等优点。

Description

一种立式连续搅拌球磨设备及其工作方法
技术领域
本发明属于粉末加工机械设备技术领域，涉及一种球磨设备，尤其涉及一种立式连续搅拌球磨设备及其工作方法。
背景技术
搅拌球磨机是电子原料和纳米材料制作领域的关键设备，同时也是一种广泛用于生物、食品、化妆品、医药、材料、采矿、冶金等行业的常用粉体加工设备，通过搅拌器的运动，使钢球或者陶瓷球与原料间产生剪切与碰撞，实现材料的破碎与研磨。但是现有的搅拌球磨机一方面无法连续生产，另一方面材料加工参数均为经验参数，产品粒径分布宽，影响质量。现有的球磨机出料均需暂停球磨，开盖，将物料倾倒出来，无法实现连续生产。高级的粉体产品要求具有较窄的粒径分布，即颗粒均一性要好，但在现有的球磨加工过程，对产品粒径的控制主要通过研磨时间控制，针对矿石等材料，原料中大颗粒或硬质颗粒所需研磨时间与小颗粒或软质颗粒所需的研磨时间往往并不相同，仅控制研磨时间造成部分颗粒过度研磨，形成较宽的粒径分布，颗粒均一性不好，且产品质量容易受到原料质量波动的影响。
发明专利CN108371995B公布了一种自动开盖装料的装置，可以实现自动化的生产，但是并未改变传统的间歇性的加工方式和产品质量控制方式。实用新型专利CN209680239U在罐体下部增加了出料口，并在罐体中间设置了筛板，理论上可以在连续生产的同时，让细颗粒快速通过筛板，避免过度研磨，但在实际使用中，筛板位于粉体和磨球下方，在被磨耗的同时，容易被粉体堵塞，无法起到筛分粉体的作用。实用新型专利CN2341714使用了在旁路通气的方法，用气体将扬尘向上携带，利用粗细粉体不同的比表面积，使大颗粒通过重力回落，进行筛分，但旁路通气只能作为一种对出料的筛分手段，气体无法触及筒体中下部的物料，无法避免软质颗粒或细颗粒被过度研磨。要实现高质量的窄粒径分布的粉体的连续生产，需要创新性的技术路线。
发明内容
针对现有的立式搅拌球磨技术与装备无法实现连续化生产，部分物料被过度研磨，造成能耗高，加工效率低下，产品质量不高的问题，本发明提供了一种立式连续搅拌球磨的技术与装置，利用气体将符合产品要求的粉体及时带出球磨筒，避免过度研磨，提高了产品粒径的均一性，提升了产品的价值，并结合进料系统，实现了连续生产。
为实现上述目的，本发明提供一种立式连续搅拌球磨设备，具有这样的特征：包括筒体、若干磨球、筒盖、搅拌器和进出气控制系统；所述筒体竖直设置；若干磨球设于筒体内；所述筒盖密封盖在筒体的顶部开口上；所述搅拌器穿过筒盖伸入筒体内，且可以转动；放入筒体内的物料在搅拌器的转动下被磨球研磨；所述进出气控制系统包括进气通道和出气口；进气通道的一端开设在筒体底面、与筒体内相通，另一端与筒体外加压气罐或气泵相通；所述出气口开设在筒盖上；进出气控制系统还包括球冠型盖板，球冠型盖板设在筒体内，盖在其进气通道的端口上，通过弹性件与筒体的底面连接，实现常闭；当进气压力大于筒体内压力时，球冠型盖板被气压顶开；当进气压力小于筒体内压力时，球冠型盖板通过弹性件的恢复力自动关闭；所述筒盖上设有贯穿筒体内外的进料口。
进一步，本发明提供一种立式连续搅拌球磨设备，还可以具有这样的特征：其中，出气口设有筛网。
进一步，本发明提供一种立式连续搅拌球磨设备，还可以具有这样的特征：其中，所述进气通道和出气口上均设有气体阀门。
进一步，本发明提供一种立式连续搅拌球磨设备，还可以具有这样的特征：其中，所述进料口上设有进料阀门。
进一步，本发明提供一种立式连续搅拌球磨设备，还可以具有这样的特征：其中，所述搅拌器与筒盖通过气密轴承连接。
进一步，本发明提供一种立式连续搅拌球磨设备，还可以具有这样的特征：还包括电机，设置在搅拌器的上方，电机输出轴与搅拌器连接，驱动搅拌器转动。
进一步，本发明提供一种立式连续搅拌球磨设备，还可以具有这样的特征：其中，所述筒盖与筒体通过螺栓紧固。
进一步，本发明提供一种立式连续搅拌球磨设备，还可以具有这样的特征：其中，所述筒盖和筒体之间还设有密封结构。
进一步，本发明提供一种立式连续搅拌球磨设备，还可以具有这样的特征：其中，所述筛网固定在出气口位于筒盖底面的端口处，且可根据需要拆卸更换。
本发明还提供该立式连续搅拌球磨设备的工作方法，具有这样的特征：包括以下步骤：步骤一、待加工原料与若干磨球预先置于筒体内：步骤二、驱动搅拌器转动，带动原料与磨球运动，使原料得到研磨；同时气体通过进出气控制系统进入筒内，磨细的粉体由于其较轻的质量被气体携带由出气口带出筒体，未研磨完全的物料留在筒内继续研磨；物料通过进料口补充，实现连续生产。
本发明的有益效果在于：
一、在生产过程中，一方面成品由气体吹出筒体，另一方面可以通过筒盖上的进料口补充原料甚至磨球，无需开盖或暂停球磨，可以实现不间断连续生产，比现有的间歇式、分批次的生产方式更加经济、高效、便捷，同时有利于保障产品质量稳定。
二、已磨细的粉体被气体从出气口及时带出筒体，避免过度研磨，在节省能量的同时，实现粉体产品的粒径分布更窄，粉体颗粒均一性更好，提高产品质量。
三、气体自下而上通过物料层，辅助物料的搅动，同事有利于将处于各个位置的细小粉体带出，有效避免过度研磨。
四、进气口内侧使用球冠型盖板，气体并非从一点逸出，而是沿盖板外沿与筒体内部底板间形成的环形狭缝喷出，与材料接触范围更大，效果更好；
五、球冠型盖板只在进气压力充足时才能开启，一旦进气压力不足则会因弹力自动关闭进气口，防止物料进入甚至堵塞进气通道。
六、出气口筛网可更换，通过使用不同网眼大小的滤网控制产品细度，比传统上根据经验，通过研磨时间控制产品粒径更为方便和准确。
七、筛分过程是气体带着粉体从下而上冲击筛网，比传统的物料在上，筛网在下的筛分方式能更有效地避免筛孔的堵塞，提高筛分效率和物料通量。
八、将研磨与分筛工序集成在同一个筒内，实现了设备的集约化，减小设备占地，且设备紧凑有利于气密性控制。
附图说明
图1是立式连续搅拌球磨设备的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明提供一种立式连续搅拌球磨设备，包括筒体1、若干磨球2、筒盖3、搅拌器4和进出气控制系统。
筒体1竖直设置。
若干磨球2设于筒体1内。
筒盖3密封盖在筒体1的顶部开口上，与筒体共同构成生产所需的密闭空间。具体的，筒盖3与筒体1通过螺栓31紧固。筒盖3和筒体1之间还设有密封结构32，保障系统的气密性。
搅拌器4穿过筒盖3伸入筒体1内，且可以转动；放入筒体内的物料在搅拌器的转动下被磨球研磨。具体的，搅拌器4是由搅拌杆和若干叶片构成。设备还包括电机6，设置在搅拌器4的上方，电机6输出轴与搅拌器4连接，驱动搅拌器4转动。
其中，搅拌器4与筒盖3通过气密轴承41连接，在搅拌器4旋转的过程中保障系统的气密性。
进出气控制系统控制气体进出筒体1，根据需求气体可以为反应气体。其中，进出气控制系统的出气部分兼具出料控制的作用。
进出气控制系统包括进气通道51和出气口52。进气通道51的一端开设在筒体1底面、与筒体1内相通，另一端与筒体1外加压气罐或气泵相通。出气口52开设在筒盖3上。
根据进气压力与筒体1内气压的相对大小控制球冠型盖板53的开合。当进气压力大于筒体1内压力时，球冠型盖板53被气压顶开，气体通过球冠型盖板53边缘和筒体1底部之间形成的环形狭缝进入筒体1内，由下至上通过物料层，形成筒体1内的保护气氛或与物料反应。当进气压力小于筒体1内压力时，球冠型盖板53通过弹性件的恢复力自动关闭，阻止物料进入进气通道51，防止进气通道51堵塞。
其中，进气通道51和出气口52上均设有气体阀门54。关闭进气通道51上的气体阀门可以使进气压力减小，关闭出气口52上的气体阀门可以造成筒体1内气压上升。
筒盖3上设有贯穿筒体1内外的进料口7。进料口7上设有进料阀门71。
进一步优选的，出气口52设有筛网55。具体的，筛网55固定在出气口52位于筒盖3底面的端口处。在生产过程中，间歇性地提高进气压力，使气流携带粉体物料冲击筛网，磨细合格达到目标细度的粉体通过滤网随气体经由出气通道吹出；过大的、未达到目标细度的粉体颗粒无法通过滤网，因重力回落，被继续研磨。筛网可更换，可根据产品目标细度选择筛孔大小。
本发明的立式连续搅拌球磨设备的工作方法，包括以下步骤：
步骤一、待加工原料A与若干磨球2预先置于筒体1内，可以直接打开筒盖3直接放入筒体1或通过进料口7添加入筒体1：
步骤二、驱动搅拌器4转动，带动原料A与磨球2运动，使原料A得到研磨。
同时气体通过进出气控制系统进入筒内，磨细的粉体由于其较轻的质量被气体携带由出气口52带出筒体1，未研磨完全的物料留在筒内继续研磨。
优选的，对于在出气口52设有筛网55的设备，粉末可经过筛网55的筛选再被气体带出而分离，即满足研磨要求的磨细粉体被气体携带由出气口52带出筒体1，尚未达到粒径要求(即未研磨完全)的物料被筛网55阻隔，落回筒内继续研磨，从而更精准地实现产物的排出和分离。
物料通过进料口7补充，实现连续生产。
气体携带已磨细的粉体吹出筒体后，经过气固分离，固体即为目标产品；气体通过增压后可以重复使用。若为反应气体，应在增压装置前端设置气体浓度传感器，避免因反应气体浓度过低影响产品质量。
在生产的过程中，新的物料，甚至磨球可以通过筒盖上的进料口和进料阀门进行补充，无需开盖或暂停球磨，可以实现不间断连续生产，比现有的间歇式、分批次的生产方式更加经济、高效、便捷，同时有利于保障产品质量稳定。

Claims (10)

1.一种立式连续搅拌球磨设备，其特征在于：
包括筒体、若干磨球、筒盖、搅拌器和进出气控制系统；
所述筒体竖直设置；
若干磨球设于筒体内；
所述筒盖密封盖在筒体的顶部开口上；
所述搅拌器穿过筒盖伸入筒体内，且可以转动；放入筒体内的物料在搅拌器的转动下被磨球研磨；
所述进出气控制系统包括进气通道和出气口；
进气通道的一端开设在筒体底面、与筒体内相通，另一端与筒体外加压气罐或气泵相通；
所述出气口开设在筒盖上；
进出气控制系统还包括球冠型盖板，球冠型盖板设在筒体内，盖在其进气通道的端口上，通过弹性件与筒体的底面连接；当进气压力大于筒体内压力时，球冠型盖板被气压顶开；当进气压力小于筒体内压力时，球冠型盖板通过弹性件的恢复力自动关闭；
所述筒盖上设有贯穿筒体内外的进料口。
2.根据权利要求1所述的立式连续搅拌球磨设备，其特征在于：
其中，出气口设有筛网。
3.根据权利要求1所述的立式连续搅拌球磨设备，其特征在于：
其中，所述进气通道和出气口上均设有气体阀门。
4.根据权利要求1所述的立式连续搅拌球磨设备，其特征在于：
其中，所述进料口上设有进料阀门。
5.根据权利要求1所述的立式连续搅拌球磨设备，其特征在于：
其中，所述搅拌器与筒盖通过气密轴承连接。
6.根据权利要求1所述的立式连续搅拌球磨设备，其特征在于：
还包括电机，设置在搅拌器的上方，电机输出轴与搅拌器连接，驱动搅拌器转动。
7.根据权利要求1所述的立式连续搅拌球磨设备，其特征在于：
其中，所述筒盖与筒体通过螺栓紧固。
8.根据权利要求1所述的立式连续搅拌球磨设备，其特征在于：
其中，所述筒盖和筒体之间还设有密封结构。
9.根据权利要求2所述的立式连续搅拌球磨设备，其特征在于：
其中，所述筛网固定在出气口位于筒盖底面的端口处，且筛网可拆卸更换。
10.如权利要求1-9任意一项所述的立式连续搅拌球磨设备的工作方法，其特征在于：
包括以下步骤：
步骤一、待加工原料与若干磨球预先置于筒体内：
步骤二、驱动搅拌器转动，带动原料与磨球运动，使原料得到研磨；
同时气体通过进出气控制系统进入筒内，磨细的粉体被气体携带由出气口带出筒体，未研磨完全的物料留在筒内继续研磨；
物料通过进料口补充，实现连续生产。
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