CN114210421A - 一种具有消除低能区的动力装置的单筒偏心振动磨 - Google Patents

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Abstract

本发明属于研磨技术领域，公开一种具有消除低能区的动力装置的单筒偏心振动磨。单筒偏心振动磨的振动器在粉磨室外部的一侧；在单筒偏心振动磨粉磨室内存在低能区的区域，设置对粉磨室内的磨介、物料进行接触，并施加作用力的动力装置；动力装置具有单独设置的动力源、传动机构，并由单独设置的动力源、传动机构驱动其旋转，对粉磨室内的物料、磨介施加强制运动力和诱导作用力；动力装置的旋转方向和粉磨室内磨介的运动方向一致；动力装置的旋转中心位于通过粉磨室中心的垂直面和振动器之间的粉磨室内，并位于通过粉磨室中心的水平面下方。本发明增加了物料和磨介的流动速度和接触机会，容积能量密度可达400kwh/m3，提高了粉磨效率。

Description

一种具有消除低能区的动力装置的单筒偏心振动磨
技术领域
本发明属于研磨技术领域，主要涉及一种具有消除低能区的动力装置的单筒偏心振动磨。
背景技术
单筒偏心振动磨，顾名思义就是振动磨具有一个粉磨室，振动器在粉磨室外部的一侧，不在粉磨室的中心，用于物料的干湿法研磨，给料在几个毫米以下，使产品细度在几十µm到小于一个µm。
现有单筒偏心振动磨，大型化时均在振动磨的内部存在着低能区，甚至死区，使偏心驱动的单筒偏心振动磨粉磨室直径难以超过1000-2000mm，无法进行大型化，磨机容积能量密度小于20kwh/m3。
如图1所示，单筒偏心振动磨中，没有磨介的区域A是磨机的缓冲区；B区的磨介靠近磨机筒壁，具有比较高的运动速度，或靠近A区在粉磨室上部，具有大的势能；C区的磨介运动速度，越靠近磨介中心，运动速度越低，具有的能量越低，是磨机的低能区；D区磨介不但静止不动，而且和物料组成具有一定密实度的坚固静止柱，这个静止柱的形状为椭圆，躺在磨介的中央部位，长度离开两端端面一定距离，这个区域叫死区，它阻碍了磨介和物料的流动，占据了粉磨空间，降低磨机的粉磨效率，甚至死机。
从磨机筒体内壁直接获得能量的磨介，是在粉磨室内能量最高的磨介，紧邻这些高能量磨介区域的磨介也具有非常高的能量，由这些磨介组成的区域是振动磨的高能区;低能区是在磨机工作时，高能区磨介的能量向磨机内部的磨介传递，在一个磨介的能量传递给下一个磨介的过程中，部分能量被物料和液体(湿法磨)消耗，转化为磨碎物料的能量消耗，噪声和热量，下一个被传递的磨介得到的能量逐步递减，直到最后一个磨介接受到传递能量接近零而不是零，由多个接近零能量的磨介组成一个集中区域，这个区域就是单筒偏心振动磨低能区，此区域内磨介的运动速度非常缓慢，当磨介无法从相邻的磨介获得能量时，这个磨介失去动力，其能量为零，由多个零能量磨介组成的区域为死区，在磨机低能区的内部产生;随着单筒偏心振动磨直径增大，低能区或死区(零能量区)就会发生，单筒偏心振动磨直径越大，低能区或死区(零能量区)越大，低能区造成单筒偏心振动磨生产效率低下，死区造成磨机不能工作。
零能量区(死区)的磨介静止不动，大量静止的磨介和被磨物料，在磨机筒体内形成磨介和物料组成的坚固静止柱，它们紧密的结合在一起，而不会轻易松散，磨机直径越大，采用的磨介直径越小，这种现象越严重，这个磨介和物料的静止柱为椭圆，这个椭圆的静止柱，阻碍了磨介和物料的流动，形成磨机的死区，失去了磨碎作用。
磨机的高能区，低能区和死区的区域是可变的，磨机的直径大小，磨介大小，磨机的工作参数，给料细度和产品细度，粉磨环境，断续或连续工作，开路闭路工作，物料的性质，空气湿度的变化和物料湿度的变化，给料速度的变化等因素会影响到他们之间的区域变化。
美国专利US3944145A采用在磨机筒体内表面连接一个能量传递结构，将筒体的能量从磨机筒体的内表面传递到低能区，来解决振动磨大型化带来的低能区问题，这个传递能量的机构是悬臂机构，磨机壁厚也较薄，连接强度低和受力不合理，可靠性差，这个机构没有强制电机驱动动力，能力有限，不能大幅度提高能量密度。
中国专利CN1105293A是同一专利族中的一员，为降低振动磨的低能区，采用旋仓轮结构将筒体的能量传递到磨机内的低能区，这个旋仓轮具有三个翼，磨机在工作时，总有一个翼回和筒体的内表面接触，将筒体的能量传递给筒体内的低能区，但这个能量传递过程具有冲击性，作用力的作用点在单个翼尖部，筒体的受力也是线接触区域，受力是局部的冲击，造成筒体和旋仓轮受到较大的局部冲击力，而变得易于损坏，这个机构没有强制电机驱动动力，能力有限，不能大幅度提高能量密度。
德国专利DE3442499A1和DE3143756A1采用除上述的三个翼的旋仓轮，也可采用四个或多个翼的旋仓轮，长空心管，相对于磨介来说比较大的方形或球形体来传递能量从磨机筒体到低能区，但这些机构造成和筒体内表面受到较大的局部冲击力，而变得易于损坏，这些机构没有强制电机驱动动力，能力有限，不能大幅度提高能量密度。
发明内容
为解决单筒偏心振动磨低能区问题，本发明的目的是公开一种具有消除低能区的动力装置的单筒偏心振动磨。
本发明为完成上述目的采取如下技术方案：
一种具有消除低能区的动力装置的单筒偏心振动磨，单筒偏心振动磨的振动器在粉磨室外部的一侧；在单筒偏心振动磨粉磨室内存在低能区的区域，设置对粉磨室内的磨介、物料进行接触，并施加作用力的动力装置；所述的动力装置具有单独设置的动力源、传动机构，并由单独设置的动力源、传动机构驱动其旋转，对粉磨室内的物料、磨介施加强制运动力和诱导作用力；所述动力装置的旋转方向和粉磨室内磨介的运动方向一致；所述动力装置的旋转中心位于通过粉磨室中心的垂直面和振动器之间的粉磨室内，并位于通过粉磨室中心的水平面下方。
所述动力装置所具有的动力轴位于粉磨室内部分的外表面具有用以在转动时对物料、磨介施加强制运动力和诱导作用力的凸起。
所述的动力装置位于粉磨室内的动力轴的形状为圆柱形、正方形、长方形、三角形、椭圆形、规则或不规则的多边形，或其它已知形状。
所述的凸起的形状为圆柱，方柱或长方形柱，连续或不连续的盘，或其它已知规则或不规则形状。
所述的动力源可为电机、油马达、气马达。
所述动力装置的动力轴通过轴承装置固定在粉磨室上；动力装置的电机通过联轴器和减速器连接，减速器通过挠性联轴器和动力装置的动力轴挠性连接；振动器驱动粉磨室振动时，动力装置的动力轴也随磨机的粉磨室一起振动，获得振动能量，动力装置可将获得的振动能量，传递给临近区域的磨介，因此同时具有传递振动器能量的作用。
所述的动力装置的动力轴通过轴承装置支撑在粉磨室外部的基础上，在粉磨室和所述动力装置的动力轴之间设置密封装置，所述的轴承装置通过减振弹簧与基础相连。
所述的动力装置所具有的动力轴位于粉磨室内部分的外表面或动力轴外表面的凸起的最外缘和粉磨室内壁之间具有间距，和粉磨室内壁在磨机工作时没有接触，二者之间不会产生巨大的局部冲击力，避免了动力轴或凸起、粉磨室内壁损坏的可能。
自带单独动力的动力装置，转速可根据需要调整，传输能量范围可改变，如加大动力装置的区域，加密传动能量的凸起，可改变低能区成为高能区。
单筒偏心振动磨的低能区发生在磨介的中央区域，而磨介和物料在单筒偏心振动磨工作时，都处于粉磨室的下部；当振动器在粉磨室右侧顺时针旋转时，磨介和物料偏向粉磨室右侧；当振动器在粉磨室右侧逆时针旋转时，磨介和物料偏向粉磨室左侧；但在实际应用时，不论振动器在粉磨室那一侧，磨介和物料偏向振动器一侧有更大的运动速度，更优的粉磨效果，因此动力装置的旋转中心和粉磨室及振动器的位置关系为：所述动力装置的旋转中心位于通过粉磨室中心的垂直面和振动器之间的粉磨室内，并位于通过粉磨室中心的水平面下方；在磨介和物料的低能区中心区内。
所述动力装置所具有的动力轴位于粉磨室内部分的外表面或动力轴表面凸起的最大外径是振动磨粉磨室内径的0.2-0.55倍，最优在0.3-0.5之间，最佳在0.35-0.45倍之间。
在单筒偏心振动磨粉磨室的低能区设置动力装置，并由单独的动力驱动机构驱动其旋转；动力装置对位于粉磨室的物料、磨介施加强制运动力和诱导作用力；动力装置驱动磨介的运动速度，高于现有振动磨对磨介驱动速度，这样的强制运动力和诱导作用力，所传递给磨介和物料的能量密度远大于粉磨室内壁传递给磨介和物料的能量密度；增加了物料和磨介的流动速度和接触机会，磨机容积的能量密度得到提高，提高了粉磨效率。
本发明具有动力装置的单筒偏心振动磨可在高效率下获得细度在微米或亚微米的产品;突破现有单筒偏心振动磨无法超过1000-2000mm的界限，磨机直径可达2000-5000mm以上，是目前技术无法达到的。
采用全陶瓷耐磨材料时，可进行无铁污染粉磨，可干法粉磨和湿法粉磨;可与分级设备闭路实现更高效的粉磨。
附图说明
图1为现有技术中单筒偏心振动磨的结构示意图。
图2为本发明实施例1的结构示意图。
图3为图2中单筒偏心振动磨的内部结构示意图。
图4为图2中单筒偏心振动磨的动力装置的旋转中心位于粉磨室回转中心右侧的结构示意图。
图5为本发明实施例2的结构示意图。
图6为图5中单筒偏心振动磨的内部结构示意图。
图中：1、粉磨室，101、103、粉磨室端面，102、侧板，104、给料口，105、出料口，106、粉磨室内腔体，107、粉磨室内表面，2、动力装置，O1、旋转中心，201、动力轴，202、凸起耐磨套，203、凸起，204、动力轴耐磨套，205A、左侧轴承座，205、右侧轴承座，206、挠性联轴器，207、减速器，208、联轴器，209、电机，210、210A、密封装置，211、211A、弹簧，212、长孔，3、弹簧，4、磨介，5、振动器。
具体实施方式
结合附图对本发明的实施例加以说明：
如图2所示并参照图3，一种具有消除低能区的动力装置的单筒偏心振动磨，单筒偏心振动磨的振动器5在粉磨室1外部的一侧；该实施例中，所述的粉磨室1为圆柱形；所述粉磨室1通过其侧板102与振动器5相连，随所述的振动器5一起振动；动力装置2的动力轴201通过左侧轴承座205A与粉磨室端面101相连，通过右侧轴承座205与粉磨室端面103相连；所述的动力装置2由单独设置的动力源、传动机构驱动其旋转，对位于粉磨室1的物料、磨介4施加强制运动力和诱导作用力；动力装置2的动力轴201一侧或两侧通过挠性联轴器206、减速器207、联轴器208和电机209相连；电机209、减速器207和地基刚性相连；所述动力装置2的旋转方向和粉磨室1内磨介4的运动方向一致；所述动力装置2的旋转中心O1位于通过粉磨室中心O的垂直面a-a和振动器5之间的粉磨室内，并位于通过粉磨室中心O的水平面b-b下方；动力装置2旋转中心O1与通过粉磨室中心O的水平面b-b的距离为e2，与通过粉磨室中心O的垂直面a-a的距离为e1。
该实施例中，所述动力装置2位于粉磨室内的动力轴为圆柱形；所述动力装置2位于粉磨室内的动力轴的外表面具有用以在随动力轴201转动时对物料、磨介4施加强制运动力和诱导作用力的凸起203，凸起203为圆柱形棒，并设置有动力轴耐磨套204、凸起耐磨套202。
在粉磨室内腔体106内填充有磨介4和被磨物料，并在工作时形成磨介和物料流，在粉磨室的内腔体106内与磨介和物料接触的部位设置有耐磨衬板(图中未标出)。
耐磨衬板材料可以是耐磨金属，耐磨陶瓷，耐磨有机材料，耐磨矿物等材料而不仅限于这些材料；耐磨衬板可通过螺栓连接或粘结剂等方法而不仅限于这些方法和粉磨室内壁连接。
当振动器5在粉磨室1右侧时，振动器5的旋转方向r可以是顺时针和逆时针，当振动器5顺时针旋转时，如图4所示，磨介4的运动方向为逆时针，磨介4和物料的运动中心偏向振动器5侧，由于靠近振动器5侧粉磨室比没有振动器5侧粉磨室有较大的运动幅度，从粉磨效果来说是最佳的旋转方向;当振动器5逆时针旋转时，磨介4的运动方向为顺时针，磨介4和物料的运动中心偏向振动器5对侧，此工况磨介4和物料运动速度慢。当振动器5在粉磨室左侧时，同样的道理也是磨介4和物料的运动中心偏向振动器5侧最理想。
振动器5驱动粉磨室1，使磨介4和物料偏向振动器5侧的下方运动，磨机的低能区也在这个位置的磨介群中心区域，动力装置2应设置到这个磨介群的中心区域，这个偏离中心的方案，使凸起203的边缘离粉磨室内腔体106下部筒壁和振动器侧筒壁距离较近，而凸起203的边缘离粉磨室内腔体106上部筒壁和振动器5对侧筒壁距离较远，意味着动力装置对靠近振动器下侧区域的磨介可能有影响，而对离动力轴及凸起较远的筒体上侧和振动器对侧，则没有影响，形成没有磨介的区域。
单筒偏心振动磨工作过程：电机(图中未标出)驱动振动器5工作，驱动粉磨室1以特定的轨迹在弹簧3的支撑下振动，带动粉磨室内腔体106内的磨介4和物料运动，粉磨室内表面107推动磨介4和被磨物料向粉磨室内腔体106的上部流动，流动方向如箭头A，到达粉磨室内腔体106上部，然后向粉磨室内腔体106中下部运动，到达粉磨室内腔体106下部后，又重新被粉磨室内表面107向粉磨室内腔体106上部输送，形成磨介4的磨介物料流动。
所述动力装置2的动力轴201穿过粉磨室1，其两端分别通过左侧轴承座205A、右侧轴承座205固定在粉磨室1两端的端面101和103上；振动器5驱动粉磨室1振动时，动力装置2的动力轴201也随磨机的粉磨室一起振动，获得振动能量，动力装置2的动力轴201可将获得的振动能量，传递给临近区域的磨介4，因此同时兼有传递振动器5能量的作用；动力装置2的电机209通过联轴器208带动减速器207工作，减速器207通过挠性联轴器206和动力装置的动力轴挠性连接，带动动力装置2的动力轴201围绕旋转中心O1旋转，所述动力装置2位于粉磨室内的动力轴表面的凸起203驱动在其运动区域的磨介4和物料运动，磨介4的运动为箭头B的方向，对接触到动力轴201及凸起203的磨介4是强制驱动，对未接触到动力轴201及凸起203的磨介4具有诱导作用；对动力轴及凸起203运动区域外的磨介4具有诱导作用，和振动器5振动驱动磨介4运动方向A方向相同，只是区域不同。
动力装置2位于粉磨室内的动力轴上的凸起203与粉磨室内壁107之间具有一定距离，工作时不与粉磨室内表面107接触，动力轴201具有单独设置的动力源和传动机构并具有可靠的支撑，避免了与粉磨室内表面107接触、碰撞而受到的较大局部冲击力；所述的动力装置与振动磨配合，可以有效的消除振动磨工作时的低能区或死区，大幅度提高能量密度。
振动器5和动力装置2共同驱动磨介在粉磨室内腔体106内运动，由于振动器5主要驱动靠近粉磨室内表面107的磨介，而动力装置2主要驱动远离粉磨室内表面107的磨介。
通过调整振动器5的振动力，可以调整靠近粉磨室内表面107磨介4和被磨物料的流动速度，振动器5的振动力越高，磨机运动幅度越大，磨介4和被磨物料的流动速度越高，研磨能力提高。
通过调整电机209的转速可调整动力装置2的速度，改变粉磨室内腔体106内动力轴201及凸起203区域内磨介的速度，旋转速度越高，磨介4和被磨物料的流动速度越高，研磨能力提高。
图5、图6是本发明实施例2的结构示意图，该实施例中，动力装置2的动力轴201由左侧轴承座205A和右侧轴承座205支撑，并通过弹簧211和211A放置在粉磨室1外部的基础上，粉磨室端面101和103上设置具有弹性的密封装置210和210A；动力装置2位于粉磨室内的动力轴的形状为四方形，其外表面上具有圆盘形凸起203，凸起耐磨套202，动力轴耐磨套204，圆盘形凸起上有长孔212；动力轴201一侧或两侧通过挠性联轴器206，减速器207，联轴器208和电机209相连，电机209和减速器207和地基刚性相连。
本实施例的工作过程和实施例1相同，只是支撑动力装置的方式和动力轴凸起的形状的不同。

Claims (10)

1.一种具有消除低能区的动力装置的单筒偏心振动磨，单筒偏心振动磨的振动器在粉磨室外部的一侧；其特征在于：在单筒偏心振动磨粉磨室内存在低能区的区域，设置对粉磨室内的磨介、物料进行接触，并施加作用力的动力装置；所述的动力装置具有单独设置的动力源、传动机构，并由单独设置的动力源、传动机构驱动其旋转，对粉磨室内的物料、磨介施加强制运动力和诱导作用力；所述动力装置的旋转方向和粉磨室内磨介的运动方向一致；所述动力装置的旋转中心位于通过粉磨室中心的垂直面和振动器之间的粉磨室内，并位于通过粉磨室中心的水平面下方。
2.如权利要求1所述的一种具有消除低能区的动力装置的单筒偏心振动磨，其特征在于：所述动力装置所具有的动力轴位于粉磨室内部分的外表面具有用以在转动时对物料、磨介施加强制运动力和诱导作用力的凸起。
3.如权利要求2所述的一种具有消除低能区的动力装置的单筒偏心振动磨，其特征在于：所述的凸起的形状为圆柱，方柱或长方形柱，连续或不连续的盘。
4.如权利要求2所述的一种具有消除低能区的动力装置的单筒偏心振动磨，其特征在于：所述的动力装置所具有的动力轴位于粉磨室磨内部分的形状为圆柱形、正方形、长方形、三角形、椭圆形、规则或不规则的多边形。
5.如权利要求1所述的一种具有消除低能区的动力装置的单筒偏心振动磨，其特征在于：所述动力装置所具有的动力轴通过轴承装置固定在粉磨室上，动力装置的动力轴随磨机的粉磨室一起振动，获得振动能量。
6.如权利要求1所述的一种具有消除低能区的动力装置的单筒偏心振动磨，其特征在于：所述的动力装置所具有的动力轴通过轴承装置支撑在粉磨室外部的基础上，在粉磨室和所述动力装置的动力轴之间设置密封装置，所述的轴承装置通过减振弹簧与基础相连。
7.如权利要求1或2所述的一种具有消除低能区的动力装置的单筒偏心振动磨，其特征在于：所述的动力装置所具有的动力轴位于粉磨室内部分的外表面或动力轴外表面的凸起的最外缘和粉磨室内壁之间具有间距。
8.如权利要求1或2所述的一种具有消除低能区的动力装置的单筒偏心振动磨，其特征在于：所述动力装置所具有的动力轴位于粉磨室内部分的外表面或动力轴表面凸起的最大外径是振动磨粉磨室内径的0.2-0.55倍。
9.如权利要求1或2所述的一种具有消除低能区的动力装置的单筒偏心振动磨，其特征在于：所述动力装置所具有的动力轴位于粉磨室内部分的外表面或动力轴表面凸起的最大外径是振动磨粉磨室内径的0.3-0.5。
10.如权利要求1或2所述的一种具有消除低能区的动力装置的单筒偏心振动磨，其特征在于：所述动力装置所具有的动力轴位于粉磨室内部分的外表面或动力轴表面凸起的最大外径是振动磨粉磨室内径的0.35-0.45倍。
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