CN115245865B - 一种纳米材料定量进给式制备用磨料设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于纳米材料设备技术领域，尤其是一种纳米材料定量进给式制备用磨料设备，包括带有支撑腿球壳形状的磨料箱，所述磨料箱由箱体以及盖在所述箱体上的箱盖组成，所述箱盖的上表面还开设有用于进料的进料口。该纳米材料定量进给式制备用磨料设备，通过设置所述驱动环通过行星齿轮机构带动所述反磨子与所述正磨子实现正反转动，进而对纳米材料实现正反磨料动作，能够利用同一动力源对纳米材料实现同步的正反转效果，从而极大的增加了反磨子与所述正磨子之间的摩擦速度，进而提升摩擦生热的效率以及温度，使得纳米材料碾磨过程中的效率以及碾磨面积都能实现翻倍增长，从而解决了球磨温度把控不准确的技术问题。

Description

一种纳米材料定量进给式制备用磨料设备
技术领域
本发明涉及纳米材料设备技术领域，尤其涉及一种纳米材料定量进给式制备用磨料设备。
背景技术
纳米材料设备中的机械法有机械球磨法、机械粉碎法以及超重力技术。机械球磨法无需从外部供给热能，通过球磨让物质使材料之间发生界面反应，使大晶粒变为小晶粒，得到纳米材料。机械粉碎法是利用各种超微粉机械粉碎和电火花爆炸等方法将原料直接粉碎成超微粉，尤其适用于制备脆性材料的超微粉。超重力技术利用超重力旋转床高速旋转产生的相当于重力加速度上百倍的离心加速度，使相间传质和微观混合得到极大的加强，从而制备纳米材料。
而在现有的使用机械法进行纳米材料的制备过程中，利用球磨法使得材料之间发生界面反应，使大晶粒变为小晶粒，得到纳米材料，而在此过程中，球磨的温度是依靠材料之间的摩擦生热，这种升温的方式容易受球的表面摩擦系数、数量以及时间影响较大，温度把控的参考数据不准确。
发明内容
基于现有的纳米材料制备设备的机械法存在球磨温度把控不准确的技术问题，本发明提出了一种纳米材料定量进给式制备用磨料设备。
本发明提出的一种纳米材料定量进给式制备用磨料设备，包括带有支撑腿球壳形状的磨料箱，所述磨料箱由箱体以及盖在所述箱体上的箱盖组成，所述箱盖的上表面还开设有用于进料的进料口，所述箱体的轴心处还通过轴承固定安装有伸入所述箱体内部的动力轴，所述动力轴位于所述箱体底部伸出的底端设有用于驱动所述动力轴的驱动源，所述箱体的内底壁还开设有出料口；
所述动力轴的顶部外表面固定套接有驱动环，所述驱动环的外表面固定套接有向下外延伸的正磨子，所述正磨子被所述动力轴带动转动；
所述动力轴的外表面通过轴承固定套接有与所述箱体内底壁固定连接的轴套管，所述轴套管的顶部外表面通过轴承周向转动安装有固定环，所述固定环的外表面固定套接有向下外延伸的反磨子；
所述驱动环通过行星齿轮机构带动所述反磨子与所述正磨子实现正反转动，进而对纳米材料实现正反磨料动作，所述正磨子与所述反磨子之间的磨料缝隙从上至下呈线性递减缩小；
所述驱动环的表面设有将所述纳米材料从内向外定量输送至所述正磨子与所述反磨子之间磨料缝隙处的导料机构。
优选地，所述驱动源包括电机，所述电机通过联轴器与所述动力轴的底端固定连接。
通过上述技术方案，电机可选用动力电机或者伺服电机等具有强大动力的型号电机。
优选地，所述驱动环的顶部还通过轴承转动套接有位于所述进料口下方且可拆卸安装于所述箱盖的料仓。
通过上述技术方案，能够将整个碾磨的动作封闭在箱体内，避免碾磨过程中的纳米颗粒扬尘出去所造成的损失以及污染。
优选地，所述行星齿轮机构包括开设在所述驱动环底部外表面的齿槽，所述轴套管的外表面通过安装座环形阵列安装有行星齿轮，所述行星齿轮的顶部齿轮与所述齿槽的内壁啮合。
优选地，所述固定环的上表面固定安装有齿圈，所述齿圈的内壁与所述行星齿轮底部的齿轮表面啮合，进而实现所述驱动环与所述固定环之间的正反转动作。
通过上述技术方案，利用齿轮具有稳定传动效率的特性，对正反传动动作进行机械传动，传动效率高且稳定。
优选地，所述导料机构包括开设在所述驱动环内部的安装孔，所述驱动环的内部通过轴承安装有与所述安装孔同轴线的导料管，所述导料管的一端延伸至所述驱动环的内部，所述导料管的另一端延伸至所述正磨子与所述反磨子之间的磨料缝隙内。
通过上述技术方案，能够合理的利用现有动力源，具有节能环保的效果。
优选地，所述导料管的一端内壁固定安装有导料螺旋片，所述导料管转动带动所述导料螺旋片转动后将所述料仓内的纳米材料螺旋导出至所述磨料缝隙内实现定量导出。
通过上述技术方案，导料螺旋片能够将料仓内的纳米材料以螺旋转动的方式实现添加，进而具有对添加的量实现精准控制的效果。
优选地，所述导料管位于所述安装孔的外表面固定套接有从动橡胶锥齿轮，所述行星齿轮的轴心处上表面固定安装有与所述从动橡胶锥齿轮转动驱动的主动橡胶锥齿轮，所述驱动环做周向转动后带动所述从动橡胶锥齿轮与所述主动橡胶锥齿轮做周向间歇驱动。
通过上述技术方案，采用橡胶制作的齿轮，能够避免刚性接触而造成的断裂或刚性部件容易产生裂痕的问题，加料时，从动橡胶锥齿轮与所述主动橡胶锥齿轮啮合带动导料管转动加料，不接触时，从动橡胶锥齿轮与所述主动橡胶锥齿轮不接触，从而不加料，以此避免连续加料而造成碾磨堵塞或者因量大而容易造成碾磨成品率低的问题。
优选地，所述轴套管的外表面还通过轴承安装有与所述反磨子固定呈一体的筛网，所述纳米材料经过所述正磨子与所述反磨子研磨后漏到所述筛网中进行旋转式筛选过滤，之后合格的纳米材料从所述出料口导出；
所述筛网的内底壁还开设有带有皮塞的渣料出渣口，待纳米材料研磨完成后，打开皮塞后，纳米材料渣料从所述渣料出渣口导出。
通过上述技术方案，筛网利用转动过程中产生的离心力实现过滤筛选的效果。
优选地，所述正磨子、所述反磨子以及所述筛网与所述箱体内壁接触的外表面均开设有环槽，所述环槽的内壁滑动套接有滑环。
通过上述技术方案，能够保证正磨子、所述反磨子以及所述筛网转动过程中的稳定性，防止出现偏心。
本发明中的有益效果为：
1、通过设置所述驱动环通过行星齿轮机构带动所述反磨子与所述正磨子实现正反转动，进而对纳米材料实现正反磨料动作，能够利用同一动力源对纳米材料实现同步的正反转效果，从而极大的增加了反磨子与所述正磨子之间的摩擦速度，进而提升摩擦生热的效率以及温度，使得纳米材料碾磨过程中的效率以及碾磨面积都能实现翻倍增长，从而解决了球磨温度把控不准确的技术问题。
2、通过设置行星齿轮机构，能够实现利用同一动力源就能够同步正反转的效果，充分利用动力源，节能环保。
3、通过设置导料机构，能够实现碾磨过程中纳米材料碾磨量恒定的效果，且能够与反磨子以及所述正磨子的碾磨速度保持良好的碾磨关系，反磨子与所述正磨子的转速越快，碾磨量就能够跟着提高，碾磨速度慢，碾磨量也会随着降低，保证碾磨效果以及效率，降低了返工率，提高成品率，且无需其他驱动源，节能环保，实现自动化添加碾磨量的效果。
附图说明
图1为本发明提出的一种纳米材料定量进给式制备用磨料设备的示意图；
图2为本发明提出的一种纳米材料定量进给式制备用磨料设备的磨料箱结构立体图；
图3为本发明提出的一种纳米材料定量进给式制备用磨料设备的图1中A处放大图；
图4为本发明提出的一种纳米材料定量进给式制备用磨料设备的导料管结构安装立体图；
图5为本发明提出的一种纳米材料定量进给式制备用磨料设备的行星齿轮机构安装立体图。
图中：1、磨料箱；2、箱体；21、出料口；3、箱盖；31、进料口；4、动力轴；41、驱动环；42、正磨子；43、导料管；44、导料螺旋片；45、从动橡胶锥齿轮；46、主动橡胶锥齿轮；5、轴套管；51、固定环；52、反磨子；54、出渣口；53、筛网；6、行星齿轮机构；61、齿槽；62、行星齿轮；63、齿圈；64、安装孔；7、电机；8、料仓；9、环槽；91、滑环。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-5，一种纳米材料定量进给式制备用磨料设备，包括带有支撑腿球壳形状的磨料箱1，所述磨料箱1由箱体2以及盖在所述箱体2上的箱盖3组成，所述箱盖3的上表面还开设有用于进料的进料口31，所述箱体2的轴心处还通过轴承固定安装有伸入所述箱体2内部的动力轴4，所述动力轴4位于所述箱体2底部伸出的底端设有用于驱动所述动力轴4的驱动源，进一步地，所述驱动源包括电机7，所述电机7通过联轴器与所述动力轴4的底端固定连接。电机7可选用动力电机或者伺服电机等具有强大动力的型号电机。
所述箱体2的内底壁还开设有出料口21，所述动力轴4的顶部外表面固定套接有驱动环41，进一步地，所述驱动环41的顶部还通过轴承转动套接有位于所述进料口31下方且可拆卸安装于所述箱盖3的料仓8。
能够将整个碾磨的动作封闭在箱体2内，避免碾磨过程中的纳米颗粒扬尘出去所造成的损失以及污染。
所述驱动环41的外表面固定套接有向下外延伸的正磨子42，所述正磨子42被所述动力轴4带动转动；
所述动力轴4的外表面通过轴承固定套接有与所述箱体2内底壁固定连接的轴套管5，所述轴套管5的顶部外表面通过轴承周向转动安装有固定环51，所述固定环51的外表面固定套接有向下外延伸的反磨子52；
所述驱动环41通过行星齿轮机构6带动所述反磨子52与所述正磨子42实现正反转动，进而对纳米材料实现正反磨料动作。
通过设置所述驱动环41通过行星齿轮机构6带动所述反磨子52与所述正磨子42实现正反转动，进而对纳米材料实现正反磨料动作，能够利用同一动力源对纳米材料实现同步的正反转效果，从而极大的增加了反磨子52与所述正磨子42之间的摩擦速度，进而提升摩擦生热的效率以及温度，使得纳米材料碾磨过程中的效率以及碾磨面积都能实现翻倍增长，从而解决了球磨温度把控不准确的技术问题。
所述正磨子42与所述反磨子52之间的磨料缝隙从上至下呈线性递减缩小，就能够将纳米材料实现逐级碾磨的效果，避免大颗粒的材料对磨子的损伤。
进一步地，所述行星齿轮机构6包括开设在所述驱动环41底部外表面的齿槽61，所述轴套管5的外表面通过安装座环形阵列安装有行星齿轮62，所述行星齿轮62的顶部齿轮与所述齿槽61的内壁啮合。
进一步地，所述固定环51的上表面固定安装有齿圈63，所述齿圈63的内壁与所述行星齿轮62底部的齿轮表面啮合，进而实现所述驱动环41与所述固定环51之间的正反转动作。
利用齿轮具有稳定传动效率的特性，对正反传动动作进行机械传动，传动效率高且稳定。
通过设置行星齿轮机构6，能够实现利用同一动力源就能够同步正反转的效果，充分利用动力源，节能环保。
所述驱动环41的表面设有将所述纳米材料从内向外定量输送至所述正磨子42与所述反磨子52之间磨料缝隙处的导料机构。
进一步地，所述导料机构包括开设在所述驱动环41内部的安装孔64，所述驱动环41的内部通过轴承安装有与所述安装孔64同轴线的导料管43，所述导料管43的一端延伸至所述驱动环41的内部，所述导料管43的另一端延伸至所述正磨子42与所述反磨子52之间的磨料缝隙内。
能够合理的利用现有动力源，具有节能环保的效果。
进一步地，所述导料管43的一端内壁固定安装有导料螺旋片44，所述导料管43转动带动所述导料螺旋片44转动后将所述料仓8内的纳米材料螺旋导出至所述磨料缝隙内实现定量导出。
导料螺旋片44能够将料仓8内的纳米材料以螺旋转动的方式实现添加，进而具有对添加的量实现精准控制的效果。
进一步地，所述导料管43位于所述安装孔64的外表面固定套接有从动橡胶锥齿轮45，所述行星齿轮62的轴心处上表面固定安装有与所述从动橡胶锥齿轮45转动驱动的主动橡胶锥齿轮46，所述驱动环41做周向转动后带动所述从动橡胶锥齿轮45与所述主动橡胶锥齿轮46做周向间歇驱动。
采用橡胶制作的齿轮，能够避免刚性接触而造成的断裂或刚性部件容易产生裂痕的问题，加料时，从动橡胶锥齿轮45与所述主动橡胶锥齿轮46啮合带动导料管43转动加料，不接触时，从动橡胶锥齿轮45与所述主动橡胶锥齿轮46不接触，从而不加料，以此避免连续加料而造成碾磨堵塞或者因量大而容易造成碾磨成品率低的问题。
进一步地，所述轴套管5的外表面还通过轴承安装有与所述反磨子52固定呈一体的筛网53，所述纳米材料经过所述正磨子42与所述反磨子52研磨后漏到所述筛网53中进行旋转式筛选过滤，之后合格的纳米材料从所述出料口21导出；
通过设置导料机构，能够实现碾磨过程中纳米材料碾磨量恒定的效果，且能够与反磨子52以及所述正磨子42的碾磨速度保持良好的碾磨关系，反磨子52与所述正磨子42的转速越快，碾磨量就能够跟着提高，碾磨速度慢，碾磨量也会随着降低，保证碾磨效果以及效率，降低了返工率，提高成品率，且无需其他驱动源，节能环保，实现自动化添加碾磨量的效果。
所述筛网53的内底壁还开设有带有皮塞的渣料出渣口54，待纳米材料研磨完成后，打开皮塞后，纳米材料渣料从所述渣料出渣口54导出。
筛网53利用转动过程中产生的离心力实现过滤筛选的效果。
进一步地，所述正磨子42、所述反磨子52以及所述筛网53与所述箱体2内壁接触的外表面均开设有环槽9，所述环槽9的内壁滑动套接有滑环91。
能够保证正磨子42、所述反磨子52以及所述筛网53转动过程中的稳定性，防止出现偏心，同时也能够将设备变形成利用超重力技术来制备纳米材料的，只要加快电机7的转速，就能够增加纳米材料碾磨后的超重力离心加速度，超重力技术利用超重力旋转床高速旋转产生的相当于重力加速度上百倍的离心加速度，使相间传质和微观混合得到极大的加强，从而制备纳米材料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种纳米材料定量进给式制备用磨料设备，包括带有支撑腿球壳形状的磨料箱(1)，所述磨料箱(1)由箱体(2)以及盖在所述箱体(2)上的箱盖(3)组成，所述箱盖(3)的上表面还开设有用于进料的进料口(31)，所述箱体(2)的轴心处还通过轴承固定安装有伸入所述箱体(2)内部的动力轴(4)，所述动力轴(4)位于所述箱体(2)底部伸出的底端设有用于驱动所述动力轴(4)的驱动源，所述箱体(2)的内底壁还开设有出料口(21)；
其特征在于：所述动力轴(4)的顶部外表面固定套接有驱动环(41)，所述驱动环(41)的外表面固定套接有向下外延伸的正磨子(42)，所述正磨子(42)被所述动力轴(4)带动转动；
所述动力轴(4)的外表面通过轴承固定套接有与所述箱体(2)内底壁固定连接的轴套管(5)，所述轴套管(5)的顶部外表面通过轴承周向转动安装有固定环(51)，所述固定环(51)的外表面固定套接有向下外延伸的反磨子(52)；
所述驱动环(41)通过行星齿轮机构(6)带动所述反磨子(52)与所述正磨子(42)实现正反转动，进而对纳米材料实现正反磨料动作，所述正磨子(42)与所述反磨子(52)之间的磨料缝隙从上至下呈线性递减缩小；
所述驱动环(41)的表面设有将所述纳米材料从内向外定量输送至所述正磨子(42)与所述反磨子(52)之间磨料缝隙处的导料机构；
所述驱动环(41)的顶部还通过轴承转动套接有位于所述进料口(31)下方且可拆卸安装于所述箱盖(3)的料仓(8)；
所述行星齿轮机构(6)包括开设在所述驱动环(41)底部外表面的齿槽(61)，所述轴套管(5)的外表面通过安装座环形阵列安装有行星齿轮(62)，所述行星齿轮(62)的顶部齿轮与所述齿槽(61)的内壁啮合；
所述导料机构包括开设在所述驱动环(41)内部的安装孔(64)，所述驱动环(41)的内部通过轴承安装有与所述安装孔(64)同轴线的导料管(43)，所述导料管(43)的一端延伸至所述驱动环(41)的内部，所述导料管(43)的另一端延伸至所述正磨子(42)与所述反磨子(52)之间的磨料缝隙内；
所述导料管(43)的一端内壁固定安装有导料螺旋片(44)，所述导料管(43)转动带动所述导料螺旋片(44)转动后将所述料仓(8)内的纳米材料螺旋导出至所述磨料缝隙内实现定量导出；
所述导料管(43)位于所述安装孔(64)的外表面固定套接有从动橡胶锥齿轮(45)，所述行星齿轮(62)的轴心处上表面固定安装有与所述从动橡胶锥齿轮(45)转动驱动的主动橡胶锥齿轮(46)，所述驱动环(41)做周向转动后带动所述从动橡胶锥齿轮(45)与所述主动橡胶锥齿轮(46)做周向间歇驱动。
2.根据权利要求1所述的一种纳米材料定量进给式制备用磨料设备，其特征在于：所述驱动源包括电机(7)，所述电机(7)通过联轴器与所述动力轴(4)的底端固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种纳米材料定量进给式制备用磨料设备，其特征在于：所述固定环(51)的上表面固定安装有齿圈(63)，所述齿圈(63)的内壁与所述行星齿轮(62)底部的齿轮表面啮合，进而实现所述驱动环(41)与所述固定环(51)之间的正反转动作。
4.根据权利要求1所述的一种纳米材料定量进给式制备用磨料设备，其特征在于：所述轴套管(5)的外表面还通过轴承安装有与所述反磨子(52)固定呈一体的筛网(53)，所述纳米材料经过所述正磨子(42)与所述反磨子(52)研磨后漏到所述筛网(53)中进行旋转式筛选过滤，之后合格的纳米材料从所述出料口(21)导出；
所述筛网(53)的内底壁还开设有带有皮塞的渣料出渣口(54)，待纳米材料研磨完成后，打开皮塞后，纳米材料渣料从所述渣料出渣口(54)导出。
5.根据权利要求4所述的一种纳米材料定量进给式制备用磨料设备，其特征在于：所述正磨子(42)、所述反磨子(52)以及所述筛网(53)与所述箱体(2)内壁接触的外表面均开设有环槽(9)，所述环槽(9)的内壁滑动套接有滑环(91)。
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