CN113289731B - 一种多种分散速度的研磨系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多种分散速度的研磨系统及方法，研磨系统包括研磨筒和分散轮，以及通过转轴与分散轮连接的驱动装置，该分散轮沿分散轮圆周方向均匀设置第一径向加速孔，相邻的两个第一径向加速孔之间设有相互独立的第二径向加速孔和第三径向加速孔，所述分散轮还设有与第一径向加速孔、第二径向加速孔和第三径向加速孔分别连通的进料孔，该进料孔使第一径向加速孔、第二径向加速孔和第三径向加速孔分别形成长度不同的加速路径。工作时，分散轮加速路径产生不同的分散速度，在分散轮径向形成多个不同速度的混合物相互交织，增加混合物的接触机会，同时相邻的分散速度不同，增加混合物间接触时的作用力，在此共同作用下，具有更好的研磨效果。

Description

一种多种分散速度的研磨系统及方法

技术领域

本发明涉及一种研磨技术领域，特别涉及一种多种分散速度的研磨系统及方法。

背景技术

现有的湿法研磨设备在进行研磨时，通过分散轮能输出高速转动，从而带物料（待研磨物料）和研磨介质（如锆球），运动，在运动过程中物料与物料、研磨介质之间能输出作用，从而实现研磨。但现的研磨分散装置在研磨过程中，使物料、研磨介质等之间运动时，速度无差别，这样虽然在运动中增加了接触机会，部分促进了研磨效率，但由于物料、研磨介质运动速度差别不大，这样就造成了即使增加了接触机会，但它们之间的之间运动速度基本一致，从而导致能输出接触时之间的作用较小，影响研磨效果。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种多种分散速度的研磨系统及方法，其中该多种分散速度的研磨系统可提高接触机会和接触速度。

为了解决上述问题，本发明提供一种多种分散速度的研磨系统，该多种分散速度的研磨系统，包括设有研磨腔的研磨筒和设于研磨筒的研磨装置，研磨筒和分散轮，以及通过转轴与分散轮连接的驱动装置，该分散轮沿分散轮圆周方向均匀设置第一径向加速孔，相邻的两个第一径向加速孔之间设有相互独立的第二径向加速孔和第三径向加速孔，所述分散轮还设有与第一径向加速孔、第二径向加速孔和第三径向加速孔分别连通的进料孔，该进料孔到分散轮转轴中心的距离不同，该进料孔使第一径向加速孔、第二径向加速孔和第三径向加速孔分别形成长度不同的加速路径。

进一步地说，所述第一径向加速孔、第二径向加速孔和第三径向加速孔上的进料孔的进料到分散轮转轴中心的距离不同。

进一步地说，每个第一径向加速孔、第二径向加速孔和第三径向加速孔上的进料孔分别位于以分散轮转轴为圆心的不同半径的圆上。

进一步地说，所述第一径向加速孔上的进料孔所在的圆半径分别大于第二径向加速孔上的进料孔和第三径向加速孔上的进料孔所在的圆半径。

进一步地说，所述第二径向加速孔和第三径向加速孔包括沿分散轮径向设置的通孔或盲孔。

进一步地说，所述第一径向加速孔上的进料孔、第二径向加速孔上的进料孔和第三径向加速孔上的进料孔设于分散轮一侧或两侧。

进一步地说，所述分散轮还包括与分散轮转轴同轴心的中心孔，该中心孔通过分离孔与第一径向加速孔连通。

进一步地说，所述第一径向加速孔、第二径向加速孔和第三径向加速孔均匀分布于中心孔周围。

进一步地说，所述第一径向加速孔在分散轮圆周方向上宽度大于所述第二径向加速孔和第三径向加速孔在分散轮圆周方向上宽度。

本发明还提供一种多种分散速度的研磨方法，该多种分散速度的研磨方法包括，

将研磨介质和物料的混合物进行加速，产生间隔分布的多种分散速度，并由多种分散速度形成多种研磨流路，每种研磨流路包括产生不同分散速度的加速区、将间隔分布的多种分散速度的混合物交织混合的研磨区和将研磨区交织后的混合物引入加速区的回流区。

进一步地说，所述研磨流路在加速区相互独立。

进一步地说，所述研磨流路包括三种或三种以上。

本发明公开一种多种分散速度的研磨系统及方法，其中所述研磨系统包括设有研磨腔的研磨筒和设于研磨筒的研磨装置，以及通过转轴与研磨装置连接的驱动装置，该研磨装置包括分散轮，该分散轮沿分散轮圆周方向均匀设置第一径向加速孔，相邻的两个第一径向加速孔之间设有相互独立的第二径向加速孔和第三径向加速孔，所述分散轮还设有与第一径向加速孔、第二径向加速孔和第三径向加速孔分别连通距离分散轮转轴中心不同的进料孔，该进料孔使第一径向加速孔、第二径向加速孔和第三径向加速孔分别形成长度不同的加速路径。工作时，在分散轮内部形成多种加速路径，分别产生不同的分散速度，并在分散轮径向周围形成多个不同分散速度的混合物相互交织，增加混合物之间的接触机会，同时相邻的分散速度不同，在存较大的速度差情况下，可以增加混合物在发生接触时的作用力，两者共同作用下，具有更好的研磨效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，描述中的附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是多种分散速度的研磨系统实施例视结构示意图。

图2是分散轮第一实施例视结构示意图。

图3是第一实施例沿与分散轮转轴垂直方向剖视结构示意图。

图4为图2中沿A-A方向剖视结构示意图。

图5为图2中沿B-B方向剖视结构示意图。

图6为图2中沿C-C方向剖视结构示意图。

图7为工作时研磨介质和物料混合物在分散轮上的运动方向示意图。

图8为工作时研磨介质和物料混合物在分散轮内外的运动方向示意图。

图9a为分散轮第一实例A面结构示意图。

图9b为分散轮第一实例B面结构示意图。

图10a为分散轮第二实例A面结构示意图。

图10b为分散轮第二实例B面结构示意图。

图11是研磨分散装置第二实施例视结构示意图。

图12是第二实施例沿与分散轮转轴垂直方向剖视结构示意图。

图13为图11中沿A-A方向剖视结构示意图。

图14为图11中沿B-B方向剖视结构示意图。

图15为图11中沿C-C方向剖视结构示意图。

图16为工作时研磨介质运动方向示意图。

图17为与分离器配合时研磨混合物运动研磨时物料运动示意图。

图18为与分离器配合时研磨混合物运动和分离时分离和研磨运动示意图。

下面结合实施例，并参照附图，对本发明目的的实现、功能特点及优点作进一步说明。

实施方式

下面结合具体实施例及附图对本发明的权利要求做进一步的详细说明，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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作出创造性劳动前提出所获得的所有其他实施例，也都属于本发明保护的范围。

需要理解的是，在本发明实施例中描述，所有方向性指示的术语，如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系基于附图所示的方位、位置关系或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述本发明，而不是明示或暗示所指的装置、元件或部件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造，不应理解为对本发明的限制。仅用于解释在附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，当该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也可能随之改变。

此外，本发明中序数词，如“第一”、“第二”等描述仅用于区分目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或隐含指示所指示的技术特征的数量。由此限定“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含和至少一个该技术特征。在本发明描述中，“多个”的含义是至少两个，即两个或两个以上，除非另有明确体的限定外；“至少一个”的含义是一个或一个以及上。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，既可以是部件之间的位置关系相对固定，也可以是部件之间所在物理上固定连接，既可以是可拆卸连接，或成一体结构；既可以是机械连接，也可以是电信号连接；既可以是直接相连，也可以通过中间媒介或部件间接相连；既可以是两个元件内部的连通，也可以是两个元件的相互作用关系，除非说明书另有明确的限定，可作其他理解时不能实现相应的功能或效果外，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明如有涉及的控制模块、控制器、控制电路是本领域技术人员常规的控制技术或单元，如控制器的控制电路可以由本领域普通的技术人员采用现有，如简单编程即可实现。涉及与硬件配合实现控制结果的软件或程序，如说明未作详细说明表示涉及的软件或程序控制过程，则属于采用现有技术或本领域普通的技术人员常规技术。电源也采用所述属本领域现有技术，并且本发明主要发明技术点在于对机械装置改进，所以本发明不再详细说明具体的电路控制关系和电路连接。

如图1－图8所示，本发明提供一种多种分散速度的研磨系统实施例。

该多种分散速度的研磨系统，包括设有研磨腔B2的研磨筒B1和设于研磨筒B2的分散轮1，以及通过转轴20与分散轮1连接的驱动装置A1，该分散轮1沿分散轮圆周方向均匀设置第一径向加速孔15，相邻的两个第一径向加速孔15之间设有相互独立的第二径向加速孔13和第三径向加速孔11，所述分散轮1还设有与第一径向加速孔15、第二径向加速孔13和第三径向加速孔11分别连通的进料孔，该进料孔使第一径向加速孔15、第二径向加速孔13和第三径向加速孔11分别形成长度不同的加速路径。

具体地说，所述分散轮1圆周方向均匀设置连通中心孔10与分散轮1径向外侧能输出第一径向速度的第一径向加速孔15，相邻的两个第一径向加速孔15之间设有相互独立的能输出第二径向速度的第二径向加速孔13和能输出第三径向速度的第三径向加速孔11，第一径向加速孔15设有与分散轮转轴方向一致的第一进料孔16连通；第二径向加速孔13设有与分散轮转轴方向一致的第二进料孔14连通；第三径向加速孔11设有与分散轮轮转轴方向一致的第三进料孔12连通。第一径向加速孔15、第二径向加速孔13和第三径向加速孔11分别形成的加速路径长度各不相同，在分散轮1高速旋转时，从第一径向加速孔15、第二径向加速孔13和第三径向加速孔11出来的研磨介质和物料的混合物分散速度各不相同。所述分散速度是指经过加速孔加速后离开分散轮时的速度。

所述分散轮1上的第一径向加速孔15、第二径向加速孔13和第三径向加速孔11间隔设置，如顺序间隔设置，最好使第一径向加速孔15、第二径向加速孔13和第三径向加速孔11数量相同，保证在制作分散轮1时，更容易使其质量分布均匀，降低制造难度，同时保证旋转时的动平衡，延长使用寿命。每个第一径向加速孔15、第二径向加速孔13和第三径向加速孔11之间为相互独立，即在分散轮1上第一径向加速孔15、第二径向加速孔13和第三径向加速孔11不能相互联通,可以保证加速时在分散轮内部不会产生相互干扰，影响离开分散轮时分散速度之间的速度差，对研磨效率产生影响。

所述第一进料孔16、第二进料孔14和第三进料孔12与分散轮转轴中心距离不同，可以使第一径向加速孔15、第二径向加速孔13和第三径向加速孔11形成的加速路径的长度不相同，如图３所示，第一径向加速孔15形成的加速路径长度为L1，第二径向加速孔12形成的加速路径长度为L2，第三径向加速孔13形成的加速路径长度为L3，其中L1>L2>L3。由于每个加速孔的加速径路长度不同，当分散轮1高速旋转时，每个加速孔的转动角速度相同，加速路径越长，形成的分散速度也就越大，其加速过程是通过分散轮高速转动时，由每个加速孔的侧壁推动混合物运动，实现加速。

所述第二进料孔14位于以分散轮转轴为圆心的同一个圆上；第一进料孔16位于以分散轮转轴为圆心的同一个圆上；所述第三进料孔12位于以分散轮转轴为圆心的同一个圆上，这样可以保证分散轮质量均匀，满足高带转动时动平衡要求，提高使用寿命。

所述第一进料孔16、第二进料孔14和第三进料孔12可以作以下设置，将第一进料孔16所在的圆半径大于第二进料孔14所在的圆半径，第二进料孔14所在的圆半径大于第三进料孔12所在的圆半径。

在研磨过程中，通过间隔分布于分散轮径向周围多个不同加速孔对研磨介质和物料混合物的加速作用，在分散轮周围形成多个相互交织的多种不同速度的研磨流路，其中每种研磨流路的半径大小和运动的速度与混合物的分散速度大小成正向关系，分散速度越大时，形成的研磨流路半径和运动的速度大，分散速度小时，形成的研磨流路半径和运动的速度小。

每种研磨流路包括三个部分，如图8所示，即由分散轮１上的间隔设置的不同加速孔产生不分散速度的加速区A、分布于分散轮径向周围不同分散速度的混合物交织混合的研磨区B和位于分散轮轴向两侧将研磨区交织后的混合物引入加速区的回流区C，其中研磨区B存在多种不同速度混合物以较大的速度差进行充分接触相互用作。

工作时，通过驱动装置A1如电机带动转轴20，使分散轮1沿F方向高速旋转，带动研磨介质和物料的混合物运动，在第一进料孔16、第二进料孔14、第三进料孔12作用下，使分别将流体状态的混合物吸入分散轮10内，并由对应的第一径向加速孔15、第二径向加速孔13和第三径向加速孔11分别对混合物进行独立加速。由于第一进料孔16、第二进料孔14、第三进料孔12位置不同，形成第一径向加速孔15、第二径向加速孔13和第三径向加速孔11加速的距离，即加速路径长度不同。在相同的转速下，经第一径向加速孔15加速的第一分散速度F3、第二径向加速孔13加速的第二分散速度F2和第三径向加速孔11加速的第三分散速度F1大小完全不同，不同的分散速度形成不同大小的研磨流路，其中研磨流路大小与分散速度正相相关性，如图４-６所示，即第一分散速度F3产生第一研磨流路E3、第二分散速度F2产生第二研磨流路E2、第三分散速度F1产生第三研磨流路E1，当第一分散速度F3大于第二分散速度F2，第二分散速度F2大于第三研磨流路E1时，第一研磨流路E3大于第二研磨流路E2，第二研磨流路E2大于第三研磨流路E3，每个研磨流路大小不同可以将分散轮1周围空间尽可能流动起来，避免出现混合物不流动的区域存在，使研磨更均匀。

在混合物离开分散轮1时，分散轮1径向周围形成间隔分布多种分散速度的混合物相互交织的研磨区A，经过相互作用后，流动至回流区C，在分散轮1高速转动将回流区C区混合物再次进入分散轮1内进行独立加速，使混合物形成多种分散速度，重复上述循环过程，实现研磨。

由于在分散轮1径向周围形成间隔分布多种分散速度的混合物相互交织的研磨区A，一方面在研磨区A内混合物交织能增加接触机会；另一方面不同的速度的混合物在接触时相互作用时，存在着速度差，产生较大的相互作用力，进而提高研磨效率。

根据需要，所述第一进料孔16可以设于分散轮1一侧或两侧，优选设置于两则，在分散时分散轮的两侧受力平衡。所述第二进料孔14和第三进料孔12设于分散轮1位于两侧，如图9a和图9b所示；也可以一侧，如图10a和图10b所示。当所述第二进料孔14和第三进料孔12设于分散轮一侧时，相邻的第二进料孔14和第三进料孔12位于不同侧，优选设置于两则，在分散时分散轮的两侧受力平衡。

根据需要，所述第一径向加速孔15在分散轮圆周方向上宽度大于所述第二径向加速孔13和第三径向加速孔11在分散轮圆周方向上宽度。由于第一径向加速孔15在分散轮边缘宽度大于第二径向加速孔13和第三径向加速孔11在分散轮圆周方向上宽度，其形成的空间较大，在高速旋转时，第一径向加速孔15产生的负压较大，更容易使更多的混合物进行加速，在研磨时能有更多高速运动混合物与较低运动混合物发生接触，从而提高效果研磨效率。同时由于第一进料孔16远离分散轮边缘，而第二进料孔14靠近分散轮边缘，这样可以避免混合物较多地进入第二径向加速孔13而产生较多的运动速度较小混合物，从而影响研磨效率。

根据需要，所述分散轮还设有第四径向加速孔等，对应设有进料孔，其原因与上述相同。根据分散轮的结构强度及加工工艺等，最好设置产生三种或四种分散速度的径向加速孔。

如图11－18所示，本发明在上述实离施例的基础上还提供第二实施例。

所述分散轮1中心设有中心孔10，该中心孔10通过分离孔17与第一径向加速孔15连接，其他结构与相这实施例。

具体地说，所述分散轮1设有分散轮转轴方向一致的中心孔10，沿分散轮圆周方向均匀设置第一径向加速孔15，该第一径向加速孔15通过连通孔17与中心孔10连通。其他结构与上述实施例相同。即相邻的第一径向加速孔15之间设有相互独立的第二径向加速孔13和第三径向加速孔11，所述第一径向加速孔15、第二径向加速孔13和第三径向加速孔11分别与进料孔连通，即所述第一径向加速孔15设有与转轴方向一致的第一进料孔16、第二径向加速孔13与转轴方向一致的第二进料孔114和第三径向加速孔11与转轴方向一致的第三进料孔12，第一进料孔16使第一径向加速孔15、第二进料孔14使第二径向加速孔13和第三进料孔12使第三径向加速孔11分别能形成长度不同的加速路径。通过第一进料孔16进入的混合物在第一径向加速孔15作用产生的第一分散速度F3与通过第二进料孔14进入的混合物在第二径向加速孔13作用产生的第二分散速度F2、通过第三进料孔12进入的混合物在第三径向加速孔11作用下产生的第三分散速度F1不相同。

所述中心孔10作为完成研磨的物料分离通道一部分，即当所述中心孔10内设有分离器18时，在分离器18与中心孔10之间形成轴向上封闭的分离腔19，与分离器18连接的中空的驱动轴20、分离腔19，以及分离孔17、第一进料孔16形成物料分离通道。所述分离器18采用分离环叠加，且分离环之间设有分离间隔。由于所述分离器18与中心孔10之间形成轴向上封闭的分离腔19，即在径向上通过分离孔17、第一径向加速孔15或第一进料孔16与分散轮1外部连接通，进入分离腔19物料仅能在径向上运动，避免在轴上运运时，对分离器表面产生磨损，延长分离器的使用寿命。

在研磨完成后，混合物通过第一进料孔16进入第一径向加速孔15时，达到研磨要求的物料由于质量小（通常情况下质量与其大小成正相关系），当分散轮1高速转动产生的负压作用力大于离心力时，达到研磨要求的物料通过分离孔17进入分离腔19，并通过与分离腔19连通的分离器18实现分离。当分散轮1产生的负压作用力小于离心力时，未达到研磨要求的物料由于质量大产生较大的离心力，会通过第一径向加速孔15进行加速，再次进行研磨。其研磨过程与上述实施例相同，不再赘述。

本发明还提供一种多种分散速度的研磨方法，该多种分散速度的研磨方法，包括将研磨介质和物料的混合物进行加速，产生间隔分布的多种分散速度，并由多种分散速度形成多种研磨流路，每种研磨流路包括产生不同分散速度的加速区、将间隔分布的多种分散速度的混合物交织混合的研磨区和将研磨区交织后的混合物引入加速区的回流区。

具体地说，可以采用上述实施例中的分散轮对研磨介质和物料混合物进行加速，在分散轮周围产生多种研磨流路，每种研磨流路包括产生不同分散速度的加速区、不同分散速度的混合物间隔交织混合的研磨区和将研磨区交织后的混合物引入加速区的回流区。所述加速区位于分散轮上，所述研磨区位于分散轮径向周围；所述回流区位于分散轮轴向一侧或两侧。

所述分散轮采用上述施例结构，所述加速区的每种研磨流路相互独立。多种研磨流路包括三种及以三上，每种多种研磨流路之间相互间隔分布。

工作时，在分散轮1高速旋转，带动研磨介质和物料混合物高速运动，在第一进料孔16、第二进料孔14、第三进料孔12作用下，使分别将流体状态的混合物吸入分散轮1内部对应的第一径向加速孔15、第二径向加速孔13和第三径向加速孔11进行加速，由于第一进料孔16、第二进料孔14、第三进料孔12与中心孔10距离不同，形成第一径向加速孔15、第二径向加速孔13和第三径向加速孔11能加速的距离不同，在相同的转速下，经过第一径向加速孔15、第二径向加速孔13和第三径向加速孔11加速后，形成三种不同且相互间隔分布的分散速度，从而在分散轮1周围形成多个不同速度相互交替的研磨流路，从而既增加了接触机会，又增加接触时的速度差，提高物料、研磨介质相互之间有作用，进而提高研磨效率。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并还使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种多种分散速度的研磨系统，包括设有研磨腔的研磨筒和设于研磨筒的研磨装置，以及通过转轴与研磨装置连接的驱动装置，该研磨装置包括分散轮，其特征在于，该分散轮沿分散轮圆周方向均匀设置第一径向加速孔，相邻的两个第一径向加速孔之间设有相互独立的第二径向加速孔和第三径向加速孔，所述分散轮还设有与第一径向加速孔、第二径向加速孔和第三径向加速孔分别连通的进料孔，该进料孔到分散轮转轴中心的距离不同使第一径向加速孔、第二径向加速孔和第三径向加速孔分别形成长度不同的加速路径。

2.根据权利要求1所述的多种分散速度的研磨系统，其特征在于：每个第一径向加速孔、第二径向加速孔和第三径向加速孔上的进料孔分别位于以分散轮转轴为圆心的不同半径的圆上。

3.根据权利要求2所述的多种分散速度的研磨系统，其特征在于：所述第一径向加速孔上的进料孔所在的圆半径分别大于第二径向加速孔上的进料孔和第三径向加速孔上的进料孔所在的圆半径。

4.根据权利要求1所述的多种分散速度的研磨系统，其特征在于：所述第二径向加速孔和第三径向加速孔包括沿分散轮径向设置的通孔或盲孔。

5.根据权利要求1所述的多种分散速度的研磨系统，其特征在于：所述第一径向加速孔上的进料孔、第二径向加速孔上的进料孔和第三径向加速孔上的进料孔设于分散轮一侧或两侧。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的多种分散速度的研磨系统，其特征在于：所述分散轮还包括与分散轮转轴同轴心的中心孔，该中心孔通过分离孔与第一径向加速孔连通。

7.根据权利要求6所述的多种分散速度的研磨系统，其特征在于：所述第一径向加速孔、第二径向加速孔和第三径向加速孔均匀分布于中心孔周围。

8.根据权利要求6所述的多种分散速度的研磨系统，其特征在于：所述研磨系统还包括设于分散轮中心孔的分离器，该分离器与中心孔之间形成轴向封闭的分离腔，该分离腔通过分离器与中空的转轴连通。

9.根据权利要求6所述的多种分散速度的研磨系统，其特征在于：所述第一径向加速孔在分散轮圆周方向上宽度大于所述第二径向加速孔和第三径向加速孔在分散轮圆周方向上宽度。

10.一种多种分散速度的研磨方法，包括，

通过分散轮将研磨介质和物料的混合物进行加速，在分散轮径向上产生间隔分布的至少三种相互独立的分散速度，并由多种分散速度形成多种研磨流路，每种研磨流路包括产生不同分散速度的加速区、将间隔分布的多种分散速度的混合物交织混合的研磨区和将研磨区交织后的混合物引入加速区的回流区。

11.根据权利要求10所述的多种分散速度的研磨方法，其特征在于；所述研磨流路在加速区相互独立。