CN114632593A - 分室连续研磨分散震动球磨机、研磨系统及研磨方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及粉体湿法研磨技术领域，具体涉及一种分室连续研磨分散震动球磨机、研磨系统及研磨方法，解决现有球磨机能耗高、效率低、产品细度不高的问题。其包括由悬浊浆料罐、浆料泵、研磨机构、震动筛和冷却装置，研磨机构是一种分室连续研磨分散振动球磨机，其振动箱内腔由上隔板和下隔板分隔成若干个研磨室，每相邻两个研磨室的上部或下部相通，形成一条“U”字型的浆料运动的路径，在每个浆料向上运行的研磨室的上部均安装一台超声波振动棒，每个研磨室均填充磨介质。本申请要求2021年07月15日提交中国专利局、申请号为CN202110798787.0、发明名称为“一种分室连续研磨分散震动球磨机”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

Description

分室连续研磨分散震动球磨机、研磨系统及研磨方法

优先权声明

本申请要求2021年07月15日提交中国专利局、申请号为CN202110798787.0、发明名称为“一种分室连续研磨分散震动球磨机”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及粉体湿法研磨技术领域，具体涉及一种分室连续研磨分散震动球磨机、研磨系统及研磨方法。

背景技术

在矿浆及各种粉体湿法超细研磨中，一般用筒式震动球磨机。这种简式震动球磨机，如图8、图9所示，由于磨介质装填率不可以滿装，不论进排料口如何布置，连续给料及连续排料时，浆料总是选择路程最短、阻力最小的路径，导致被研磨的机率大幅度降低，同时还因为震动频率低致研磨效率低，还因为大部分的浆料具有粘球性，使堆集的磨介球珠之间的碰击研磨力缓减进一步降低研磨效率。虽然有一些技术采用通过震动膜向空气传播超声波到浆料上，然后通过浆料作用于磨介质上的粘附物，使其剥离，但是由震动膜通过空气作用于浆料再作用于磨介质时，超声波衰减很大，使其剝离效果大打折扣。除此以外还存在进出料口与磨介接触磨损(因为总有一个口是要与磨介接触的)以及容易堵塞的问题。

在涂料生产中，粉料在胶水中的研磨一般是用卧式砂磨机来完成的。卧式砂磨机的研磨原理与震动球磨机相同，所不同的是震动球磨机是通过震动来驱动磨介进行研磨的，而砂磨机则是通过传动轴上的拨盘拨动磨介研磨。由于筒体都是卧式布置，因而上述球磨机的不足在砂磨机里都存在，并且还具有一些球磨机所没有的缺点，例如搅动件及磨介质损耗及破损率高，使产品的纯度下降，机械搅拌研磨的能耗要比震动研磨的能耗高等。

综上所述，传统工艺及设备存在能耗高，效率低，产品细度不高纯度受影响，拆装清理困难等等不足。

发明内容

针对现有技术存在上述部分技术问题，本发明提供一种分室连续研磨分散震动球磨机、研磨系统及研磨方法，能耗低，效率高，超声波协同破碎剝离，磨耗低，产品纯洁度高，解决现有设备系统中存在能耗高，磨耗高，超声波协同作用不明显，产品纯度不高，生产成本高的问题。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

提供一种分室连续研磨分散震动球磨机，包括机座、振动器、振动箱和超声波振动棒，机座上固定安装弹簧支座，弹簧支座上至少安装两根弹簧，振动箱安装在弹簧上，振动器安装于振动箱；振动箱内腔设有上隔板和下隔板从而将其分隔成用于填充磨介质的若干个研磨室，每相邻两个研磨室的上部或下部相通，形成一条“U”字型的浆料运动路径，超声波振动棒安装在每个浆料向上运行的研磨室的上部。

具体的，振动箱的出料端设有震动筛，震动筛随振动箱共同震动。

具体的，震动筛包括筛架、盖板和筛网，筛架安装在振动箱的出料端板上，筛网安装在筛架的上层，盖板盖在筛网上面，盖板上设置进浆口和出浆口，该进浆口与振动箱的出料口连接，出浆口设置在筛架下层低端，排渣口设置在筛架上层底端。

具体的，下隔板上端部设有安装滤板，滤板的网目目径比磨介质粒径小30％。

具体的，磨介质填充高度不高于滤板安装面以下80％；且/或磨介质为耐磨陶瓷材料制成的球体，其颗粒直径为0.05～100mm；且/或每个浆料上行的研磨室设有用于检测是否有悬浮磨介质的检测阀。

具体的，振动箱的顶部盖有若干密封盖板，各块密封盖板设置成内腔中空，密封盖板底面设置有中空的向下突出的翼片，翼片内腔和密封盖板内腔相通，密封盖板面上设置冷却水进口和冷却水出口，若干块密封盖板的冷却水出口和冷却水进口相互连通。

具体的，振动箱的外侧设有冷却装置，其包括水套、水管、水泵、散热器和贮水箱，水套位于振动箱的侧部，散热器位于贮水箱的旁侧，水套、水泵、贮水箱、冷却水进口和冷却水出口通过多根水管的连接组成封闭循环机构。

具体的，振动器的数量至少设置两组，每组包括若干台微型高频振动器。

本发明还提供一种研磨系统，包括悬浊浆料罐、浆料泵和研磨机构、研磨机构为上述分室连续研磨分散震动球磨机，悬浊浆料罐、浆料泵和研磨机构均设有进浆口和排浆口，这些进浆口和排浆口通过管路依次连接，形成密闭的工艺路径，浆料经过此路径时完成研磨过程。

本发明还提供应用上述研磨系统的研磨方法，包括以下步骤：

A、将磨介质充入各研磨室，磨介质的填充高度不高于滤板安装面以下0％，安装好滤板及密封盖板，检查确认冷却水循环没有渗漏；

B、将制备好的原浆放进悬浊浆料罐，启动浆料泵并缓缓提升供浆压力至出料口开始出浆；

C、启动振动器及超声波振动棒研磨，调整浆料泵的供浆量、出浆的细度、分散度达到预设数值，若出浆粒度过粗则减少供浆量，以使其在研磨室内被研磨的时间延长；

D、通过检测阀放浆检查浆体内有无悬浮磨介质，如果有，则更换较粗的磨介质或调低供浆压力至正常生产压力下，直至无悬浮磨介质。

本发明的有益效果：

本发明的分室连续研磨分散震动球磨机、研磨系统及研磨方法的有益效果，主要有如下几方面：

1、比现有研磨机大幅度提高浆料的研磨细度、研磨效率及分散均匀度。

2、通过设计的研磨箱里的上下隔板，大大增长了浆流的路径，大幅增加了浆料的被研磨时间。

进一步的：

3、通过设计的大面积滤板替代现有球磨机小面积的环隙式出浆口，并把滤板设计在磨介质上面，出浆口设计在滤板的上面，解决了现有技术中出浆口易堵塞的问题。

4、把震动筛安装在振动箱的出浆端，较现有球磨机结构更加紧凑；由振动箱提供振源，免去震动筛所需的独立震源，使其更加节能。

5、把研磨室设计成箱状并采用密封盖板方式，比现有的卧式砂磨机大幅度降低拆卸清洗捡修安装难度。

附图说明

图1为实施例中的研磨系统的布置示意图；

图2为实施例中的震动球磨机的原理示意图；

图3为实施例中的震动球磨机的另一视觉的原理示意图；

图4为实施例中的震动球磨机的又一视觉的示意图；

图5为实施例中的密封盖板的府视图；

图6为图5中密封盖板以A-A面作为剖面的剖视图；

图7为实施例中震动筛的结构图。

图8为现有球磨机一种浆流路程示意图；

图9为现有球磨机另一种浆流路程示意图。

1、悬浊浆料罐，2、浆料泵，3、研磨机构，4、震动筛，5、冷却装置，6、检测阀，31、上隔板，32、下隔板，33、机座，34、弹簧支座，35、高频振动器，36、弹簧，37、振动箱，38、磨介质，39、出料口，310、冷却水出口，311、滤板，312、超声波振动棒，313、密封盖板，314、冷却水进口，315、进料口，316、翼片，41、筛架，42、进浆口，43、盖板，44、筛网，45、排渣口，46、出浆口，51、水套，52、水管，53、水泵，54、散热器，55、贮水箱。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本发明进行详细说明。

本实施例的研磨系统，如图1至图7所示，其包括悬浊浆料罐1、浆料泵2、研磨机构3、震动筛4和给研磨机构3提供冷却的冷却装置5，悬浊浆料罐1、浆料泵2、研磨机构3均设置有浆料进出口，这些进出口通过能承受高压的软胶管依次连接形成一个密闭的工艺路径，浆料经过此路径时完成研磨过程。

悬浊浆料罐1是安装有常规搅拌器的浆料罐，其顶面设置进口，底部设置出口，该出口通过软管与浆料泵2的进口连接，浆料泵2的出口由软管与震动球磨机进口连接，由于浆料是通过浆料泵2高压输送的，所以这些软管需要使用能承受高压的软管，研磨机构3的出料口39与震动筛4进口连接。

作为分室连续研磨分散震动球磨机的研磨机构3包括机座33、振动器、振动箱37、超声波振动棒312、若干块密封盖板313，密封盖板313覆盖在振动箱37的顶面，机座33上安装弹簧支座34，弹簧支座34上至少安装两根弹簧36，弹簧36上安装振动箱37，振动器安装在振动箱37的底部，振动器至少有两组，每组均由若干台小型高频振动器35组成，由两组或多组高频振动器35合力驱动振动箱37，由于大型振动器因大轴承转速限制无法做成高频，故本发明使用多台小型(微型)高频振动器35全力驱动振动箱37，实现高频震动球磨机大型化的优良性能。

振动箱37内部安装上隔板31和下隔板32，并将箱体内腔分隔成若干个研磨室，每相邻两个研磨室的上部或下部相通，整个振动箱37内腔形成一条“U”字型的浆料运动的路径，位于最靠近悬浊浆料罐1的研磨室的顶部设有连接浆料泵2的进料口315。研磨室内壁与磨介质38接触面全部镶装有刚玉耐磨衬板，以增强研磨室内壁及与磨介质38接触面的耐用性，磨介质38是填充在研磨室里。在每个研磨室、浆料上升的半室的顶部，即在下隔板32上端安装滤板311，滤板311的网目目径比磨介质粒径小30％，磨介质38填充高度不高于滤板311安装面以下80％，这样的装置是为了阻隔因浆流压力调节过大时阻隔磨介质38串流至后一个研磨室，而浆料可以通过滤板311继续前进，预留磨介质38及浆料振动的空间，在振动箱37振动的作用下，磨介质38不断地撞击、粉碎浆料的颗粒，对浆料不断地研磨。磨介质38是由氧化锆、碳化硅、氮化硅、刚玉等耐磨陶瓷材料制作而成，其颗粒大小根据研磨需要而定，一般其直径为0.005-100MM。密封盖板313覆盖在振动箱37的顶面，这密封盖板313既是振动箱37顶面的盖板，又是冷却水循环装置的器件。

在每个浆料上行的研磨室的上部均安装一台超声波振动棒312，由于超声波震动棒置于液体浆料里，其超声波通过液体传播的效率非常高，由超声波振动棒312产让的高频振荡信号在浆料液中迅速的辐射传播，使液体震动而产生数以千万计的微小气泡，这些气泡在超声波纵向传播形成的负压区，负压区产生而在正压区迅速闭合，在这种被称为空化效应的过程中，微小气泡闭合时可产生超过1000个大气压的瞬间高压，就像一连串小爆炸一样不断冲击浆料颗粒，使颗粒迅速破碎，从而达到研磨的目的。

振动箱37工作过程中会产生大量的热能使箱体温度升高，因此设计一套冷却水循环装置，其包括水泵53、散热器54、贮水箱55、水套51和密封盖板313，并由水管52依次连接成一个封闭循环的冷却机构，水套51设计在振动箱37两侧面并设有冷却水进口314和冷却水出口310，冷却水进口314和冷却水出口310分别与进出水管52连接，密封盖板313设计成内腔中空的盖板，底面带有空心的向下突出的翼片316，并设有若干组进水口和出水口，相邻两块密封盖板313的出水口与进水口用软管连接，这样的设计使振动箱37的顶面及两侧面均可受冷降温，振动箱37产生的热量能被及时带走，当用本发明加工涂料、油墨之类的产品时，能保证浆料中有机成分的稳定性。密封盖板313设置成内腔中空，底面设置中空的向下突出的翼片316，翼片316内腔和密封盖板313内腔相通，密封盖板313面上设有若干组进水口和出水口，相邻两块密封盖板313的出水口与进水口用软管连接，水套51设置在振动箱37两侧面，本实施例水套51是用金属制成的，通过焊接的方式固定在振动箱37的两侧，水套51的进水口和出水口通过水管52接入冷却装置5的回路中。

震动筛4安装在振动箱37的出料端，其由振动箱37带动振动，完成除去研磨好的浆料杂质的工作，震动筛4包括筛架41、盖板43、筛网44，筛架41安装在振动箱37的出料端板上，筛网44安装在筛架41的上层，盖板43盖在筛网44上面，盖板43上设置进浆口42，该进浆口42与振动箱37的出料口39连接，出浆口46设置在筛架41下层底端，排渣口45设置在筛架41上层低端，筛网44网目为325目。

在振动箱37每个浆料上行的研磨室都安装一个检测阀6，安装在最靠近滤板311下面的位置，检测阀6的一端由管与球磨箱内连通，打开检测阀6可将研磨室内浆料放出来检测有无磨介质38被带出，如有磨介质38被带出，可以调低供浆压力使磨介质38下沉不至于被带出，供浆压力大小是通过调整浆料泵2转速来调节。检测阀6是一种检测器具，本域常用的器具，本领域的技术人员很清楚其结构、功能及安装工艺、使用方法，这里不再赘述了。

本发明及实施例中所使用到的常规搅拌器、浆料泵、高频振动器、超声振动棒、消耗、散热器等器件，均为现有技术，本领域技术人员均知晓其结构、功能及其安装、使用方法，本发明所使用到需要用电驱动的器件，如水泵、散热器、高频振动器、超声振动棒等，均需接入电源，由开关、继电器等元件控制操作，上面所述均非本发明的发明点，均为现有技术，这里不再累述。

本分室连续研磨分散震动球磨机的使用方法，包括如下步骤：

A、将磨介填充入各研磨室，前面的室可以用较重的或较大颗粒的磨介质，磨介质的填充高度不高于滤板311安装面以下80％，安装好滤板311及密封盖板313，检查冷却水循环没有渗、漏。

B、将制备好的原浆放进悬浊浆料罐1，启动浆料泵2并缓缓提升供浆压力至出浆口39开始出浆。

C、启动振动器35及超声波振动棒312研磨，调整浆料泵的供浆量、出浆的细度、分散度达到要求，如果出浆粒度过粗可以减少供浆量，使其在研磨室内被研磨的时间延长，使其细度达到要求。

D、通过检测阀放浆检查浆体内有无悬浮磨介质，如果有，则需要更换较粗的磨介质或调低供浆压力至正常生产压力下无悬浮磨介质。

E，调整正常后就可以连续生产了。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，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者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.分室连续研磨分散震动球磨机，其特征是：包括机座(33)、振动器(35)、振动箱(37)和超声波振动棒(312)，机座(33)上固定安装弹簧支座(34)，弹簧支座(34)上至少安装两根弹簧(36)，振动箱(37)安装在弹簧(36)上，振动器(35)安装于振动箱(37)；振动箱(37)内腔设有上隔板(31)和下隔板(32)从而将其分隔成用于填充磨介质(38)的若干个研磨室，每相邻两个研磨室的上部或下部相通，形成一条“U”字型的浆料运动路径，超声波振动棒(312)安装在每个浆料向上运行的研磨室的上部。

2.根据权利要求1所述的分室连续研磨分散震动球磨机，其特征是：振动箱(37)的出料端设有震动筛(4)，震动筛(4)随振动箱(37)共同震动。

3.根据权利要求2所述的分室连续研磨分散震动球磨机，其特征是：震动筛(4)包括筛架(41)、盖板(43)和筛网(44)，筛架(41)安装在振动箱(37)的出料端板上，筛网(44)安装在筛架(41)的上层，盖板(43)盖在筛网(44)上面，盖板(43)上设置进浆口(42)和出浆口(46)，该进浆口(42)与振动箱(37)的出料口(39)连接，出浆口(46)设置在筛架(41)下层低端，排渣口(45)设置在筛架(41)上层底端。

4.根据权利要求1所述的分室连续研磨分散震动球磨机，其特征是：下隔板(32)上端部设有安装滤板(311)，滤板(311)的网目目径比磨介质粒径小30％。

5.根据权利要求4所述的分室连续研磨分散震动球磨机，其特征是：磨介质(38)填充高度不高于滤板(311)安装面以下80％；且/或磨介质(38)为耐磨陶瓷材料制成的球体，其颗粒直径为0.05～100mm；且/或每个浆料上行的研磨室设有用于检测是否有悬浮磨介质的检测阀(6)。

6.根据权利要求1所述的分室连续研磨分散震动球磨机，其特征是：振动箱(37)的顶部盖有若干密封盖板(313)，各块密封盖板(313)设置成内腔中空，密封盖板(313)底面设置有中空的向下突出的翼片(316)，翼片(316)内腔和密封盖板(313)内腔相通，密封盖板(313)面上设置冷却水进口(314)和冷却水出口(310)，若干块密封盖板(313)的冷却水出口和冷却水进口相互连通。

7.根据权利要求6所述的分室连续研磨分散震动球磨机，其特征是：振动箱(37)的外侧设有冷却装置(5)，其包括水套(51)、水管(52)、水泵(53)、散热器(54)和贮水箱(55)，水套(51)位于振动箱(37)的侧部，散热器(54)位于贮水箱(55)的旁侧，水套(51)、水泵(53)、贮水箱(55)、冷却水进口(314)和冷却水出口(310)通过多根水管(52)的连接组成封闭循环机构。

8.根据权利要求1所述的分室连续研磨分散震动球磨机，其特征是：振动器(35)的数量至少设置两组，每组包括若干台微型高频振动器。

9.研磨系统，其特征是：包括悬浊浆料罐(1)、浆料泵(2)和研磨机构(3)、研磨机构(3)为权利要求1至8任一项所述的分室连续研磨分散震动球磨机，悬浊浆料罐(1)、浆料泵(2)和研磨机构(3)均设有进浆口和排浆口，这些进浆口和排浆口通过管路依次连接，形成密闭的工艺路径，浆料经过此路径时完成研磨过程。

10.应用权利要求9所述的研磨系统的研磨方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、将磨介质(38)充入各研磨室，磨介质的填充高度不高于滤板(311)安装面以下80％，安装好滤板(311)及密封盖板(313)，检查确认冷却水循环没有渗漏；

B、将制备好的原浆放进悬浊浆料罐(1)，启动浆料泵(2)并缓缓提升供浆压力至出料口(39)开始出浆；

C、启动振动器(35)及超声波振动棒(312)研磨，调整浆料泵(2)的供浆量、出浆的细度、分散度达到预设数值，若出浆粒度过粗则减少供浆量，以使其在研磨室内被研磨的时间延长；

D、通过检测阀(6)放浆检查浆体内有无悬浮磨介质，如果有，则更换较粗的磨介质或调低供浆压力至正常生产压力下，直至无悬浮磨介质。

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