CN1224462C - 把材料粉碎成细小颗粒 - Google Patents

Abstract

一种通过经一个有交替的转子(92、94、96、98)和孔板(128、130、134、136)的壳流动材料产生激波，用此激波把由湿或干的离散物组成的材料粉碎成相对细小颗粒的装置。所述壳包括一个用于把材料输入壳内的馈料槽(78)，一个具有一取出细小颗粒用开口的第二端，和相交成角、在第二和第二端之间纵向延伸的内侧壁。在壳中沿一根旋转轴延伸的转子，各个转子包括一个多边形的转子板和径向延伸的叶片。

Description

把材料粉碎成细小颗粒

本发明的背景

本发明涉及把材料粉碎成细小颗粒度的装置和方法。

把大的散料粉碎成细小的颗粒在许多工业部门是一个重要的工序。例如在采矿业，矿石被粉碎成细小粒度的颗粒，以增大由化学浸出法提取金属的有效面积。水泥工业把岩石粉碎成各种粒度的颗粒。用于此目的大多数机器用轧辊或球磨机把大块的材料碾成细小的颗粒。粉碎了的材料一般地含有一个粒度范围。这两种机器都笨重，而且在粉碎硬的材料时易于损坏。另外，它们的耗电量较大。

废品回收业也把废品材料粉碎成细小的颗粒。通常，不同成分的材料必须先分离后再粉碎，提高了加工成本。

饲养业产生大量的动物废料，它们须干燥后再灭菌。这个过程要进行数周才能用作肥料或其它目的。

本发明的概要

根据第一个方面，本发明提供一种把材料粉碎成相对细小颗粒的方法，包括：提供一种粉碎装置，它包括一个壳，一根在壳的第一端和第二端之间经过壳延伸的旋转轴，耦连到此轴上以随之旋转的转子，一个位于各对相邻的转子之间的静止的孔板，每个孔板都提供有一个包围此轴的中心孔口；旋转转子以引起空气按一个围绕转子并经所述孔口交替地径向向外和径向向内流动途径流过所述壳；向壳的第一端内输入材料；引起材料的相当大部分随气流流动；用转子的旋转在流动的材料和气流中引起交替地上升和下降的压力梯度；并且用所述压力梯度粉碎流动的材料。

根据本发明的第二方面，提供一种把复合的材料分离成其组分的方法，含有：用一种交替地径向向外和径向向内的流动让复合材料块流过一个壳，从而使复合材料经壳通过而不冲击壳内的表面；使流动的复合材料受到交替地上升和下降的压力梯度；并且用交替的压力梯度把流动的复合材料分离成其各个组分。

根据本发明的第三方面，提供一种用于把材料粉碎成相对细小的物体的装置，包含：一个壳，此壳在一端有一个入口，用于把材料块引入进壳内，并且在对端有一个出口用于从壳内取出所述相对细小的物体；一个在所述壳内的转子组件，含有耦连到此轴上以随之旋转的转子，用于使经所述入口引入壳内的材料流经所述的壳；其特征在于，所述壳包括径向向内朝转子延伸的构件，转子分别包括一个转子板，该转子板具有与壳元件配合的顶点，用于在流动的材料中引起交替地上升和下降的压力梯度，用所述压力梯度把材料粉碎成相对细小物体的装置。

根据本发明的第四方面，提供一种把材料粉碎成相对细小的物体的方法，包含：经一个壳从在一端的入口向在对端的出口，沿一种交替地径向向外和径向向内的流动路径使材料流动，其中使材料流动包括用旋转的转子径向向外流动材料，并且径向向内流动材料包括使材料经放置在相邻的转子对之间的各个板的中心孔口流动；并且使流动的材料受到交替地上升和下降的压力梯度，从而把流动的材料粉碎成相对细小的物体。

根据本发明的第五方面，提供一种把由湿或干的离散物组成的材料粉碎成相对细小颗粒的装置，包括：一个有一纵中心轴线的壳，此壳包括有一个第一端，第一端包括有适用于向壳内输入材料的输入结构；一个第二端，第二端包括适用于取出细小颗粒的输出结构，和一个内表面，该内表面具有与纵向延伸角相交的侧壁；一根基本上沿壳的纵中心轴线延伸的旋转轴；多个转子，各个转子包括一个连接在此轴上以随之转动的转子板，和多个在转子板的一侧上的叶片，每个叶片大致径向延伸；一个位于各对位置相邻的转子之间的孔板，每个孔板从壳的内侧壁向内伸向一个中心孔口，此孔口在轴的周围提供一个孔洞；以及多个位置至少接近所述至少一个转子的周向间隔构件，这些构件从内表面向内伸向该至少一个转子。

根据本发明的第六方面，提供一种把由湿或干的离散物组成的材料粉碎成相对细小颗粒的装置，包括：一个有一纵中心轴线的壳，此壳包括有一个第一端，第一端包括有适用于向壳内输入材料的输入结构；一个第二端，第二端包括适用于取出细小颗粒的输出结构，和一个纵向延伸于所述第一端和第二端之间并包围所述中心轴线的内表面，所述内表面具有相交成纵向延伸的角的侧壁；一根基本上与所述中心轴线同轴延伸的旋转轴；在所述壳中纵向间隔开的多个转子，各个转子包括一个连接在此轴上以随之在垂直于所述中心轴线的平面内转动的转子板，和多个在转子板的一个侧面上的叶片，每个叶片大致径向延伸；以及多个与转子交替安排的孔板，每个孔板从壳的内侧表面伸向一个中心孔口，此孔口在轴的周围提供一个孔洞，这些孔洞的尺寸不一。

根据本发明的第七方面，提供一种把由湿或干的离散物组成的材料粉碎成相对细小颗粒的装置，包含：一个有一纵中心轴线的壳，此壳包括有一个第一端，第一端包括有适用于向壳内输入材料的输入结构；一个第二端，第二端包括适用于取出细小颗粒的输出结构；和一个纵向延伸于所述第一端和第二端之间且包围所述中心轴线的内表面，所述内表面具有相交成纵向延伸的角的侧壁；一根基本上与所述中心轴线同轴延伸的旋转轴；在所述壳中纵向间隔开的多个转子，各个转子包括一个连接在此轴上以随之在垂直于所述中心轴线的平面内转动的转子板，和多个在转子板的一侧面上的叶片，所述转子板大体包括一个具有多个顶点的多边形周围边缘，每个叶片从其中一个顶点大致径向地向内延伸；以及安排在各对位置相邻的转子之间的孔板，每个孔板从壳的内侧表面伸向一个中心孔口，此孔口在轴的周围提供一个孔洞，各个孔板与位置最接近于壳的第一端的转子之间的距离确定了一个第一间隔，各个孔板与位置最接近于壳的第二端的转子之间的距离确定了一个第二间隔，各对位置相邻的孔板之间的距离确定了一个第三间隔，各对位置相邻的转子之间的距离确定了一个第四间隔，而且第一、第二、第三和第四间隔中至少之一是与其余不相同的。

根据本发明的第八方面，提供一种用于把由湿或干的离散物组成的材料粉碎成相对细小颗粒的装置，包括：一个确定一纵中心轴线的壳，此壳包括：一个在一第一端的第一板，和一个在一第二端的第二板，第二板包括一个适用于从壳中取出细小颗粒的开口，以及一个纵向延伸的、具有基本上多边形横截面的内侧壁，这些内侧壁相交成纵向延伸的角；一根基本上与所述中心轴线同轴延伸的旋转轴；一个经过第一板中的一个开口延伸的馈料槽，适用于向壳内输入材料；在所述壳中纵向间隔开的多个转子，各个转子含有：一个中心连接在所述轴上以随之转动的转子板，此转子板有一个具有顶点的大致多边形的周围边缘；和多个在转子板最接近于壳第一端的侧面上的叶片，每个叶片从其中一个顶点大致径向地向内伸，一个第一转子是位置最接近第一板的布料器转子，从而经馈料槽输入壳内的材料导向此布料器转子；一个安排在各对位置相邻的转子之间的孔板，每个孔板从壳的内侧表面伸向一个中心孔口，此孔口在轴的周围提供一个孔洞；以及多个放置在纵向延伸的角中并从此处径向向内突出的构件，每个所述构件的位置接近一个转子。

根据本发明的第九方面，提供一种把由湿或干的离散物组成的材料粉碎成相对细小颗粒的装置，包含：一个壳，此壳包括有一个第一端，第一端包括有适用于向壳内输入材料的输入结构；一个第二端，第二端包括适用于取出细小颗粒的输出结构；所述壳包括在相交处形成纵向延伸的角的纵向延伸的内侧；一个转子组件，具有一个在所述第一端和第二端之间纵穿所述壳的旋转轴，和多个耦连在所述的轴上以随之旋转的转子，多个转子的每个含有一个转子板，这种转子板有一个多边形的周围边缘而形成多个顶点，和多个在转子板的一侧面上的叶片，每个叶片从一个顶点大致径向延伸；以及一个安排在多个位置相邻的转子对之间的孔板，每个孔板从壳的内侧向内伸向一个中心孔口，此孔口在轴的周围提供一个孔洞。

各个叶片可以安放得在转子板的周缘上提供一个小的檐缘，并且相对于转子板的顶点如此安放，使得叶片对旋转方向而言的前表面位于顶点处。各叶片位于顶角附近的末端可做成得与该处周缘的形状相象。各个叶片可以弯曲成弧形，凹侧面对旋转方向。每个叶片可有一个做成斜边的上缘，从而，随着与轴套的距离加大，此上缘的高度逐渐增加。一种转子，也就是布料器转子，还可以包括一个固定到叶片上缘上的环，此环有正多边形的形状，与转子板的周缘大致对齐。

至少具有一个上述转子的粉碎装置可进一步包括一个有第一端和第二端的壳，第一端包括用于向壳内供料的输入结构，第二端包括用于取出细小颗粒的输出结构。一根旋转轴在第一和第二端之间纵向经壳延伸。各转子的轴套连接此轴以随之旋转。此壳可有纵向延伸的内侧面，它们在相交处形成纵向延伸的内角。可有奇数个内侧面，例如，在横截面上这些侧面可形成一个正九边形。

此装置可进一步包括一个孔板，放置在各对位置相邻的转子之间，每个孔板从壳的内侧向内伸向一个中心孔口，此孔口围绕轴提供一个孔洞。至少两个孔板的孔洞可以不同大小。

在一个构形中，各个孔板的中心孔口的直径小于此孔板紧上游处转子的顶点轨迹所确定的圆圈，上游方向由材料经壳的运动方向确定。在另一个构形中，孔洞的大小总的来说随着与第一和第二端之一的距离加大而增加。

该装置还可包括多个位置接近各个转子的周向间隔开的构件，这里，这此构件从壳的角向内伸向转子。这些构件可做成销钉形，安排得为孔板提供支承。

在一个特定的实施例中，各个转子的轨迹确定了一个圆，而这些圆的大小随着与壳的第一和第二端之一的距离加大而增加。

各个孔板与最接近壳的第一端放置的转子之间的距离确定一个第一间隔，各个孔板与最接近壳的第二端放置的转子之间的距离确定一个第二间隔，各对相邻地安置的孔板确定一个第三间隔，而各对相邻地安置的转子确定一个第四间隔。在某些实施例中，至少第一间隔、第二间隔、第三间隔和第四间隔中至少之一是与其余不同的。第一间隔、第二间隔、第三间隔和第四间隔中至少之一可以总的来说随着与壳的第一端的距离加大而减少，而孔洞的大小可以总的来说随着与壳的第一端的距离加大而增加。

在另一个方面，本发明提供一种把含有湿或干物的材料粉碎成相对细小颗粒的装置。此装置包括一个有纵向中心轴线的壳，此壳包括一个具有用于向壳内输入材料的输入结构的第一端，一个有用于取出细小颗粒的输出结构的第二端，和一个围绕中心轴线纵向延伸的内表面，此内表面具有相交成纵向延伸的角的侧壁。一个旋转轴基本上与中心轴线同轴延伸。壳内至少安放一个转子，并耦接到此轴上。每一个转子包括：一个连接到旋转轴以随之在垂直于中心轴线的平面上旋转的轴套，一个中心固定在轴套上的转子板，以及多个在转子板一侧的叶片，每个叶片从转子板的周缘大致径向向内延伸。在一个特征上，与转子交替地安放着孔板，并在每一对位置相邻的转子之间放置一个孔板。每个孔板从壳的内侧面向内伸向一个中心孔口，此孔口围绕此轴提供一个孔洞，这些孔洞尺度不一。在另一个特征上，多个周向间隔开的构件位于接近至少一个转子处，这些构件从侧表面向内伸向至少一个转子。在又一个特征上，各个孔板与下一个安置得最接近壳的第一端的转子间的距离确定一个第一间隔，各个孔板与下一个安置得最接近壳的第二端的转子间的距离确定一个第二间隔，各对相邻安放的孔板之间的距离确定一个第三间隔，而各对相邻安放的转子之间的距离确定一个第四间隔。第一间隔、第二间隔、第三间隔，和第四间隔中至少有一个是与其余不同的。

在本发明的粉碎装置的又一个方面，壳确定了一个纵向的中心轴线并包括一个处在一个第一端的第一板，和一个处在一第二端的第二板，第二板上包括一个开孔，经它细小的颗粒出壳，还包括一个纵向延伸的、有大致上多边形横截面的内侧，这些侧面交于纵向延伸的角。一个旋转轴基本上与中心轴线同轴延伸。一个馈料槽经第一板中的一个开口延伸，此馈料槽用于向壳内进料。在壳内纵向间隔开多个转子。每个转子包括一个中心连接到轴以随之旋转的轴套，一个转子板中心固定在轴套上，转子板有一个大致多边形的有顶点的周缘，在转子板最接近于壳第一端的一侧有多个叶片，每个叶片从一个顶点大致径向向内伸。作为一个布料转子的一个第一转子安放得最接近第一板，从而使经馈料槽导入的材料被引向布料器转子。在每一对相邻位置的转子之间放置一个孔板。每个孔板从壳的内侧向内伸向一个围绕旋转轴提供一个孔洞的中心孔口。多个构件放置在纵向延伸的角中并从此径向向内突出，每个构件位于一个转子附近。

其它的特征可以包括在上述任何的粉碎装置中。一个变速马达之类的机构可以连接到旋转轴，以至少每分钟600转的速度旋转此轴。此装置可包括一个附加的输入结构用于经过顶板向壳内输送物质，此输入结构与馈料槽分开。附加的输入结构最好包括一个控制器装置，用来调节进入此壳的气或液流。该粉碎装置可在壳的外壁上进一步包括一个热交换器，用于向壳内供热或者从壳中消除热量。

本发明还提供一种把湿或干的离散物组成的材料粉碎成相对细小颗粒的方法。此方法包括：提供一个粉碎装置，后者包括有一个壳，一个在其第一和第二端之间穿经此壳的旋转轴，耦连此旋转轴以随之旋转的转子，和位于各对相邻转子之间的静止的孔板，每个孔板设有一个围绕旋转轴的中心孔口；旋转转子使气流按一条交替地径向向外和径向向内的流路绕转子并经上述孔口流经壳；经壳的第一端输入材料；用气流使此材料的相当大部分随空气流流动；用转子的转动造成流动的材料和气流中的激波；并用激波粉碎流动着的材料。

在此方法中可包括一个或多个其它的特征。用气流造成材料的相当大部分流动可包括按足以在绕转子和经孔洞流动的材料流中保持附壁效应的速度使材料流动。提供一个粉碎装置可包括为各个转子设置一个基本上是多边形的转子板，转子板具有位于一个假想圆上顶点，并在转子的一侧设置从顶点大体上径向向内伸向旋转轴的叶片。提供一个粉碎装置可包括为壳设置交于纵向延伸的角的内侧壁。提供一个粉碎装置可包括安排转子、孔板和壳以保持流动材料在流过各个孔口时，在流动的材料中保持一个负的背压。该方法可进一步包括调节流经壳的气流。还可包括在向壳内输入第一次提及的材料的同时向壳内输入一种中间材料，使中间材料与第一次提及的材料混合。

根据本发明的粉碎装置可派各种用途。例如，本发明的粉碎装置可以设计用于粉碎岩石粉碎成为细粉末，包括把含贵金属和/或半贵金属矿石。在某些矿石中，不易于形成合金的元素成分、诸如金的颗粒可以从其它的成分中分离出来。矿渣材料常常从矿石中分离出来。粘土可以粉碎成细粉用于制造陶瓷。此粉碎能量消耗极小，对粉碎装置的磨损也极小。

粉碎机可安排来把废弃的轮胎粉碎成细小的橡胶颗粒，同时基本上可从橡胶上分离轮胎帘布和钢丝成分。

粉碎机可安排来粉碎完整的、未清洗的铝制饮料罐，使之成为细小的干燥颗粒加以回收。

粉碎机可以安排用于粉碎瓶子而加以回收。粉碎机把其它的可能与瓶子混合的废物，例如金属帽、橡胶密封圈、金属箔和纸等分离出来。可完全地除去残留的液体。不同颜色的玻璃可以通过调节转子组件的旋转速度加以分离。

粉碎机可用于快速把有机残渣或者动物废料，例如，粪便等粉碎成干粉末，并明显地减少其细菌成分。

此粉碎机还可安排用来磨碎谷物、药物、或者通常用于把非金属材料粉碎成粉末。可以通过调节旋转速度、转子数和孔板级数以及转子侧边的数目来调节粉末的粒度。

粉碎机可用作空气净化器，例如用在烟囱中以改变烟囱排放物中的化学和粒度特征。

粉碎机可以安排用于粉碎催化转化器中的陶瓷成分，由此把贵金属聚集成可磨碎的颗粒。

粉碎机可提供受调节的液体输入，经过它可以向受粉碎的材料添加受控制量的气体或者液体。此气体可以是为加强调节经过粉碎机的材料流量添加的。此气体或者液体可以是反应产生材料，以加强受粉碎材料的化学转换；也可以是反应延缓或阻止材料，以抑制受粉碎的材料的化学转换。

结合附图阅读以下对具体实施例的说明会更加理解本发明的这此优点和其它优点。

附图的简要说明

现参照附图说明本发明的具体实施例，在这些图中：

图1为根据本发明的粉碎系统的侧视图；

图2为图1所示的粉碎系统的顶视图。

图3为图1所示的粉碎系统的转子组件壳的侧视图；

图4为经过图3中的4-4线所作的剖视图，并在此图中用平面图示出一个布料器转子；图4A是图4的局部放大图；

图5为经过图4中5-5线所作的剖视图，示出转子组件壳内的转子组件，包括一个第二馈料槽。

图6为转子组件壳的底平面图；

图7为布料器转子的扩展图；

图8为转子组件的孔板的顶平面视图；

图9为一个转子的顶平面视图；

图10A和图10B分别为转子组件支承销的侧视图和平面图；

图11为带有另一个实施例的转子叶片的转子部分平面图；

图12是经图11中12-12所取的截面图。

详述本发明

参见图1和2，例如，一台用于把离散物粉碎成细小粒度的颗粒的粉碎机10包括一个壳12，它含有一个转子组件38，此组件将在下文详述。尽管以下对一个具体实施例的说明中把所述的装置称作粉碎机，应当理解，此装置可用于其它目的，例如，加工污泥和生物废料、化学处理和空气净化等。壳12被一个圆柱形罩14包绕，此罩由一个环形板16通过一个独立支架18支承在一个混凝土板19上。环形板16焊接在罩14上并用螺栓固定在支架18上。

支架18还支承一个马达组件22，后者经一个耦连到可变机械皮带轮26的单根四槽皮带24把转动力传给转子组件。皮带轮26连接到一个穿进壳12的转子轴28。转子轴28由直径2英寸的4140号钢棒制造。马达组件22包括一个25马力、230伏的三相的、有一个变速控制器32的电动机30。马达组件22经过一个熔断式断路器34接收电力。可变机械皮带轮和控制器32使马达轴28的速度可以在每分钟约600到3800转连续地变化。一个连接到轴28的测速轮组件36用于测量轴28的实际旋转速度。可以用一个护套(未示)罩住皮带组件24。

再参见图3和图4，壳12有九个纵向延伸的侧壁40，在其横截面上形成一个正多边形。壳12的内表面的内切直径约为23.5英寸。侧壁40于相交处形成40度的顶点，或者称内角42。侧壁40和内角42在一个顶板44和一个底板46之间纵向延伸。顶板和底板44、46间隔约30.5英寸。

顶板44用三个带索组件48(图1和2)刚性地捆扎在罩14上。带索组件48各包括一个焊在护罩14的外表面上的托架50、一个刚性的带索52和分别把带索52连接到托架50及顶板44上的螺栓54、56。

在所述实施例中，侧壁40由三块板60、62、64做成，每块板包括两个全侧40和两个局部侧40以及三个内角42。现参见图4A，每一对板，例如板60和62可以用一个位于约在角42之间半途的重迭接缝66连接起来。托架68焊接在板60上，而托架70焊接在与接缝相邻的板62上。托架对68、70由固定装置，例如用螺栓72和螺母74拴在一起。在接缝66及其它的壳12各件连接处可以用密封连接材料，例如硅橡胶制密封垫，使壳大致气密。

再参见图2和3，底板46由环形板16的一部分支承，此板从护罩14径向向内伸进一个短的距离。一个提供液体密封的垫圈(未示)置于环形板16和底板46之间。可采用一个J形螺栓装置(未示)保证与垫圈有良好的密封。底板46用九个螺丝固定装置65固定在板60、62、64上，这些固定装置伸过连接在板60、62、64上的各个装配附件中形成的孔口，并且拧在绕底板46的周缘排列的螺丝孔中。顶板44用螺丝固定装置76拧在板60、62、64上的螺丝装配附件75上。

一个用于向壳12中输入待粉碎(或者其它加工)材料的馈料槽78经过一个孔口80伸进顶板44。为了描述清楚，馈料槽78在图2中所示的位置不同于图1中所画的位置。馈料槽78包括一个矩形的管82，它以约44度角相对于顶板44的平面取向。馈料槽78在其顶端还有一个漏斗84，以及一个用于连接到顶板44上的托架86。管82约13.25英寸长，向顶板44的底侧以下伸进约1.375英寸，内部尺寸为3×4英寸。管82包括一个法兰缘85，用于由例如螺丝固定装置把馈料槽78连接到顶板44上。

现在参照图1及图4-6详细说明转子组件38。转子组件38包括一个纵向穿过壳12的旋转轴28。旋转轴28穿过一个用螺栓固定在顶板44上的顶部轴承组件86。测速指示器组件36和皮带轮26在顶部轴承组件86上方置于轴28上。一个底部轴承组件88用螺栓拧在底板46的底侧。轴不穿过底部轴承组件88。

在壳12内有六个纵向间隔开的转子90、92、94、96、98、100，它们分别固定在一个相应轴套102、104、106、108、110、112上，轴套用两个键销(未示)耦联在轴28上。在轴套102、104、106、108、110、112中各对相邻的之间置垫圈114、116、118、120、122，它们也键销连接在轴28上。垫圈124和126分别相邻着顶板44及底板46。垫圈124还用一个定位螺丝(未示)固定在轴28上。轴28可以用直径2英寸的4140合金钢制造。各个垫圈的直径约为3.5英寸。转子90、92、94、96、98、100中的至少一个的纵向位置可以通过改变垫圈114、116、118、120、122、126中的至少一个的长度进行调节。

孔板128、130、132、134和136置于转子90、92、94、96、98和100各对相邻的之间。各个孔板128、130、132、134和136伸向壳12的侧壁40。各个孔板128、130、132、134和136包括一个中心孔口，这些中心孔口与相应的垫圈114、116、118、120、122一起在其间形成一个环形的孔洞138、140、142、144、146。

在所述的实施例中，护罩14、环形板16、顶板44、底板46、板60、62、64、转子90、92、94、96、98、100及孔板128、130、132、134、136均用0.5英寸厚的低碳钢，例如1020号钢制造。这些部件可以用不同的材料，包括较硬和较软的材料材料制造，视粉碎机10的用处而定。

现在再参照图7，最顶部的转子90，它也称作布料器转子，放置得最接近于材料经馈料槽78输入壳12处。布料器转子90包括一个布料器转子板148，此板有一个正五边形的周缘，形成五个顶点，或者说五个外侧角150。五个布料器转子叶片152从布料器转子板148的顶侧向上伸向顶板44(图7中为表示清楚，仅示出三个叶片)。各个布料器转子叶片152还大致径向向内地从一个外侧角150伸向轴套102。叶片152可以通过焊接固定在布料器转子板148和轴套102上。变通地，各个布料器叶片152可以装配进一个形成于布料器转子板90中的相应槽缝154中，然后用螺丝固定装置156固定，如穿经布料器转子板90中的孔口158并拧入布料器叶片152中相应的螺丝孔160中的螺栓。各个布料器转子叶片152的上缘162在轴套102处以约1英寸的高度向上倾斜在板148的周缘附近达到1.5英寸的高度。一个约1.5英寸宽的五边形布料器环164焊接在布料器转子叶片152的上缘162上。

各个布料器转子板148、布料器环164和布料器转子叶片152用0.5英寸的低碳钢板制造。布料器转子用直径17英寸的圆包绕，高度约2.7英寸。布料器环164的位置低于顶板44约1.625英寸，低于馈料槽的进料孔166约1.625英寸。馈料槽78的进料孔166的位置处于，在布料器环164的弦中心与进料孔166对齐时，进料孔166的径向最内缘168超出布料器环164的内缘170向内伸约0.5英寸。在布料器转子90的角150与馈料槽78对准时，进料孔166的外侧完全在布料器环164之内。这为把材料馈入布料转子叶片152之间的槽缝提供了一个大的区域，并尽可能径向远离轴套102地把材料从馈料槽78送到转子90上。由于下文将说明的原因，各个叶片152的放置方式为，当转子组件旋转时，各个布料器转子叶片152的后外缘172做得大致对齐布料转子板148的顶点150的后缘，既没有任何重迭，也可以是布料器叶片152稍伸过布料器板148的边缘。

其它的转子92、94、96、98、100设计得不同于布料器转子90，但是彼此相似。现参照图8，以转子94为例加以说明。转子94包括一个转子板174，它有一个正九边形的周缘176，形成九个顶角178。转子板174焊接或者以其它方式刚性地连接到轴套106上。转子94还包括九个弯曲的叶片180，每个都各从一个顶角178大致径向向内伸向轴套106。叶片180约六英寸长并且伸到转子板174之上约一英寸，转子板厚约0.5英寸。对于多数用途的粉碎机10，各个叶片180的内曲面面对转子组件转动的方向。转子板174由0.5英寸厚的低碳钢板制造，而叶片由壁厚0.5英寸外径8英寸的钢管制造。叶片180嵌入形成于转子板174的上表面的各个0.125英寸深的槽(未示)中，并用三个螺丝固定装置(未示)固定在位，这些固定装置以类似于前面参照图7对布料器转子90说明过的方式，经过形成于转子板174中的孔口(未示)延伸。这个结构便于拆下和更换叶片180。变通地，转子180可以焊接在转子板174上，或者以其它方式固定在转子板174上。叶片180的后缘182做有倾斜的角度，以对齐转子174的周缘176，使得在转子板174和叶片180之间没有重迭，或者使后缘182在顶角178的后侧处稍伸过转子板174的边缘176。

其它的转子，转子92、96、98、100构形类似于转子94，各有一个九边形的周缘176和从顶角178径向向内伸向各自轴套104、108、110及北2的弯曲的叶片180。在图5所示的实施例中，转子92、94、96、98和100由直径分别为17、19、21、21和21英寸的圆圈包绕。每个叶片180到其外周缘处约6英寸长，并在其顶角182处做成使叶片180和转子板174之间在其后缘182没有或几乎没有重迭。各个转子的高度为约1.5英寸。由于转子92小于其它转子而叶片180在所有转子92、94、96、98、100上的大小均相同，转子92上的各个叶片180伸到接近轴套104，而转子94、96、98、100上的叶片并不一直伸到轴套106、108、110、120处，分别在其间各有一个间隙。

现在再参照图9，孔板128可以用0.5英寸厚的低碳钢板制造。其周缘184形成一个九边形，大小紧配合于壳12的侧面40。孔板128包括一个由内缘188形成的中心孔口186，它与垫圈114一起在其间提供一个环形孔洞138。孔板130、132、134和136的构形相似。孔板128、130、134和136有直径分别为7、8、9、10和11英寸的孔口186。

回过来再参照图4和图5，并参照图10A和10B，孔板128、130、132、134、136由支承销杆190支承成独立于板60、62。64、支承。支承销杆190可以用直径2英寸的钢棒制造。在各对相邻的孔板之间等间隔地放置三个销杆190。每个支承销杆190位于一个孔板的顶角192处，而相邻于壳的一个内角42。如图5和9所示，在孔板例如孔板128的一侧上的支承销杆190与这个孔板另一侧上的支承销杆190A错开一个顶角(40度)。

支承销杆190通过螺丝固定装置连接到孔板上，例如通过螺栓，它伸入做在孔板中的沉孔(未示)然后进入形成于销杆190上的螺丝孔中。连接在孔板128的上侧的三个支承销杆190还可以用螺丝固定装置连接到顶板44上。例如，如前参照图2所述用于固定带索52的螺栓56可用来固定到这三个销杆190上。连接到孔板136的底侧的三个支承销杆190还可以连接到底板46上。底板46包括三个孔口198，经过它们可以插入螺丝固定装置200(示于图5)以固定这三个销杆190。

再参照图6，底板46包括一个板片202，它形成四个孔口204，粉碎了的材料经这些孔口排出壳12。一个直径23英寸的套筒206紧靠孔口204处侧悬挂在底板46上。板片202从底部轴承组件88支承转子组件38，轴承组件88用螺栓固定在板片202上。板片202的尺寸做得尽可能地小以使套筒206内的孔口204的尺寸最大。

套筒206的直径大小可配合进一个55加仑的敞口桶208，此桶放在滑车209上。在套筒206和桶208之间用一个编织带210防止细粉末颗粒逃逸。套筒206包括四个孔口212(在图3中仅示其二)。每个孔口212包括一个螺栓圆圈，用于连接相应的6英寸直径的管214(图1和图2中仅示其二)。管214从套筒206大致径向地向外伸，而且每个管214都有一个可取下地连接在它上面的编织过滤袋。空气经过管214从粉碎机10抽出。过滤袋216收留细末颗粒但允许空气通过。

在所述的实施例中，转子90、92、94、96、98、100和孔板128、130、132、134、136的位置如下：孔板128、130、132、134和136的顶表面分别在相应转子90、92、94、96和98的底表面之下约2.785、2.125、1.875、1.625和1.375英寸处。孔板128和130间隔约5英寸；孔板130和132间隔约4.5英寸；孔板132和134间隔约4英寸而孔板134和136间隔约3.5英寸。在转子92、94、96、98、和100上的叶片180的顶分别比相应的孔板128、130、132、134和136低约1.375、1.17、0.875、0.625和0.5英寸。转子100的位置高于底板46约1.75英寸。转子92、94、96、98和100相对于其紧邻的转子旋转约13.3度角。

可以看得出，转子组件38的转子90、92、94、96、98、100的尺寸大致随着距壳12顶端的距离加大而增加，待粉碎或者其它加工的材料经壳12的顶端输入壳内。最小的转子90、92的位置最接近顶板44，最大的转子96、98、100放置得最接近底板46，而尺寸适中的转子94放置于顶板至底板之间的中位。这个结构尤其适用于粉碎大尺寸物。如果馈入的材料包含平均尺度较小的颗粒，转子可以是更均一的、较大尺度的。在某些用途中，使转子的尺度全都一样较优，或在某些场合使转子的大小交替排列。

另外，孔板138、140、142、144、146的尺度大体随着与顶端的距离加大而增加。这个安排是为了在各级保持一个负的背压。在其它应用中，这个结构可以反过来，孔板可以大小更均匀，或者孔板的大小可以用不同的方式从壳12的一端向另一端改变。

在各个孔板和其紧下方的转子之间的间隔大体随着从顶部向底部的距离加大而减少。而且，转子和孔板放置得使相邻的孔板间的间隔大致从顶部向底部减少。这减少了转子组件38从顶部和底部之间各级中的容量。

经粉碎机10中孔板流动的材料先受到加速，并伴随着压力下降。然后，由于后续各级有效容积减少，流经粉碎机10的材料受到急剧的压缩，这反过来又会引起压力和/或温度的急剧上升。相续各级的孔洞尺度递增，使得孔洞紧下游的压力小于孔洞紧上游的压力。跨各个孔洞保持的这个负的背压有助于保持流动。

我用几种含有各种成分、硬度、延展度、和水份的馈料试验过上述的粉碎装置。我的试验使我相信，输入粉碎机的材料在转子组件以每分钟约1000转或以上的转速下，主要是靠壳12内产生的激波粉碎。我的观察表明，馈入馈料槽78的材料以及经馈料槽78进入的空气，很快加速，然后呈流态流经旋转的转子组件38。显然，流动中的材料几乎立即受到快速激起的连续激波的作用，激波可在馈料还没有到达布料器转子前就开始粉碎馈料了。

旋转的转子90、92、94、96、98、100产生了一个经过壳12的非常强的气流。显然，经馈料槽78馈入粉碎机10的材料被带入此流中。与气流一起，明显地流经粉碎机10的材料与壳12的侧面40及孔板128、130、132、134、136都很少接触。我认为这是受到附壁作用的影响，此流动紧随转子周边174和孔缘188的轮廓的原因。因此，我把材料和空气经过粉碎机的流动称作″附壁流动″。附壁作用有助于减少流动的材料和粉碎机10的部件之间的高角度接触，并从而减少了这些部件的磨损。布料器环164起罩子的作用以加强附壁作用。

附壁流在绕各个转子的周缘和各个孔洞的边缘时迅速地改变方向，交替地径向向外流和径向向内流。孔口的尺度随相续各级递增以在整个转子组件38中保持一个负的背压，它有助于保持空气和颗粒的速度足够高，以保持附壁流动。

我观察到，在叶片152、180没有分别放置在顶角150、178的后侧时，转子板148、174受到磨损，在邻近的下侧及叶片152、180连接处的下游变得稍为圆钝了。这说明了材料被拖入紧随各个转子的周缘轮廓的附壁流中。每个转子叶片152、180的前侧，尤其是靠近其各自的转子板148、174处也表现得随着接近其外缘而磨损加重。在材料由叶片径向向外移动时，材料还有骑上叶片侧壁的趋势。但是磨损的痕迹表现出极少的划痕或坑点，如果材料不被拖入附壁流动本应当出现划痕和坑点的。这是在转子上我唯一注意到磨损的区域。侧面40和孔板128、130、132、134、136显示一些大颗粒冲击的迹象，可是在转子上没有观察到磨损痕迹。

为了加强流经叶片152和180以及围绕转子板148、174的附壁作用，叶片的外缘可以做得倾斜，并对齐各自的转子板150和174的周缘。各个叶片152、180的前缘应当至少抵达各自的转子板148、174的各个顶点150、178。把叶片152、180放置得使其外缘在顶角150、178的后侧应当能减少磨损量。

每当流动的材料经过迅速加速如流向迅速改、或者经过压力变化时都可以产生激波。由于材料的压电特性，在材料受到快速的压缩和放松时，这种激波可能产生高电压。可发生大的加速度的一些地方包括馈料槽78的进料口166、叶片152、180的周围、配料器转子板148的周围和转子板周缘176周围，以及孔洞138、140、142、144、146的边缘188的周围。流经孔洞时或者由转子的泵作用引起流动时可以出现大的压力变化。

在转子组件38旋转时，在壳12内还可产生一个不均匀的电磁场。转子90、92、94、96、98、100以及壳12和孔板128、130、132、134、136都是用铁磁性的低碳钢制造的。旋转的转子会产生一个快速变化的、不均匀的电磁场。此电磁场可加强附壁流动中的材料的压电效应。

转子90、92、94、96、98、100上的叶片152、180交替地通过壳的侧面40和角42时，还会产生主脉冲激波的驻波。在转子经过壳12的每个空的内角42时会发生减压，而在叶片经过各个侧面40的中心时会发生压缩。叶片每旋转40度时会产生一个这样的激波。

而且在叶片152、180经过支承销杆190时可产生辅脉冲激波驻波，三个销柱的位置各接近一个转子。最大转子即转子96、98、100的叶片180约在0.1英寸内经过支承销柱190。一个转子上的叶片每转动120度，就会由于叶片经过位于转子附近的三个支承销柱时对材料流压缩，而产生这样的激波。九边形的转子每转一圈会产生二十七个激波。这样支承销柱190用于支承孔板也用于辅助产生激波。尽管在上述实施例中用圆柱形的支承销柱达此目的，也可以用不同的构造来支承孔板，而且可以在角42中对着各个转子叶片150、180放置不同形状的构件以产生辅激波。

先把转子组件38开动到工作转速，然后再向粉碎机内馈入材料。旋转的转子产生大的空气流动，并产生一个穿过馈料管再下至穿过粉碎机10的负的背压。因此任何馈入馈料管78的材料会立即吸向布料器转子90并很快加速。

如上所述，在沿馈料槽78向下加速和出进料口166转变方向时材料可能被粉碎开。据信，进料口166起一个孔洞的作用，经过它空气和材料流入顶板44和布料器转子90之间的大容积区。经过这个由进料口166提供的第一孔洞的流动可引起压力的改变，它可伴随温度改变。压力改变，加之出馈料管78的颗粒的快速加速，可以引起主激波压缩和/或膨胀，及一些颗粒的最初粉碎。

尺寸小于1-1.5英寸的小颗粒被迅速拖入附壁流动，并会流经布料器转子板148与布料器环164之间的布料器转子90。大尺寸的颗粒可向壳的侧面40加速，这可进一步粉碎这些颗粒，使之向内回弹并吸入高速的附壁流动中。

布料器转子90有五个顶角而不是九个顶角，以产生较长波长的激波，我发现较长波长的激波对粉碎较大的颗粒效果好。因此。在可以用于粉碎非常硬的材料的其它实施例中，转子92、94、96、98和100可做成，其侧面的数目总的来说随着距输入材料的壳12的顶端的距离加大而增加。例如而料器转子90和转子92可以做成五边形的，转子94和96可以做成七边形的，而转子98和100可以做成九边形的。

当附壁流动通过孔洞138时，颗粒受到快速的方向改变并且速度增加了，同时相应地升高了压力。由于在孔板128和转子92之间的容积小于转子90和孔板128之间的容积，流质立即受到压缩。这也引起压力快速增加，并伴随温度上升。在此阶段，还会有一些大颗粒对侧壁40和销杆190的高速冲击，大的颗粒弹离这些结构或者碎裂后与附壁流动中的颗粒相撞。

这个快速加速、膨胀和压缩的过程，在流质经过各个相继的级和绕过转子及孔洞时重复进行。流动材料压力和加速度的快速变化可有助于产生粉碎流经粉碎机10的材料的激波。另外，流动中的材料的快速压缩和减压可在材料中建立压电能量而然后释放之，这可把某些材料破碎成小尺度的颗粒。据信，主和辅脉动激波前沿，可由释放在流质中的压电能量产生的激波增强。材料在粉碎机10内经过旋转的转子产生的非均匀电磁场中的快速流动，也可有助于流动中的材料的压电压缩和减压，这也有利于在流动的材料中产生激波。

在一些试验中我测量了壳12中对于转子96的、侧壁40的两个角42的约中间位置处的电压。我观察到电压的峰值在100-200KV之间，我将此解释为压电能量的释放。为测量此电压，我用一部示波器测量一个间隙为0.05英寸的火花塞上的电压。火花塞从壳中的一个孔中插入使得只有火花塞的末端伸进壳内。通常在把原料输入粉碎机10中约30秒内，火花塞受到破坏。

我观察到粉碎机10加热受粉碎的材料，从而清除了所有的游离水份，放出粉碎机10的所有产品都被加热到约摄氏50-100度或更高。流经各个孔洞后的从材料的放电和迅速地膨胀然后压缩，可提高流动材料的温度并驱走水份。显然，挥发性的有机材料也被蒸发掉，或以其它方式被转换。

压电能量的释放和流动中的颗粒的磨擦生热可能也对观察到的粉碎材料的温度普遍升高起作用。但是我还观察到，仅在粉碎机10中流入空气也引起壳12显著升温。因此，有些加热作用还是可能起因于流动材料的压力变化和激波中发放出的能量。

孔板之间、转子之间、以及相邻的转子与孔板之间的间隔可以按具体的使用变化。改变这些间隔的一个或多个，会影响流动材料所受到的压缩和减压的量，尤其是它们流经孔洞时所受到的压缩和减压的量。在图5所示的结构中，随着与顶板的距离加大，孔板之间、转子之间以及相邻的转子与孔板之间的间隔减少，但是孔洞和转子的尺寸增大。这样的结构在流质经过各个孔洞时产生一个压力降，同时在流质移经壳中的后继级时增大团块材料的密集度。每过一个级，由于更多的材料被粉碎，颗粒的数量和颗粒的密集度都增加了。颗粒的密集度增加可以引起流动中的颗粒互相碾磨，进一步把材料粉碎成细小的颗粒并加热产品。

尽管各个机制的相对重要性尚不清楚，但是肯定大的颗粒被粉碎成细小的颗粒，而且这些颗粒在加工中被加热干燥了。

下面说明一些特定的试验例。

例1：铝罐

我在馈料槽78中放入整个的、末洗刷的铝制饮料罐，转子组件38的转速为每分钟3200转。饮料罐可能各包括一个塑料衬有些还包括饮料和/或其它末知有机物的残余。所有的罐都有油漆的标识。粉碎机10产生的粗型的铝颗粒是100％-10目的和约90-95％+80目的。粉末上未显示出任何明显的塑料衬的残迹或饮料的余迹，大部分漆都去除了。

在用铝罐试验过后打开壳12，有一些铝缠绕在布料器环164的内缘。这个问题可以通过从布料器转子90上拆掉布料器环164解决。

例2：粘土

我把产于Colorado州Golden附近的、含35％水份的粘土块馈入粉碎机10，转子组件38的转速为每分钟2000、2500、3000和3200转。粘土块的尺寸为约1-4英寸。对于每个转速，粉碎机10把粘土块粉碎成尺寸分布50％6微米的干粘土粉末，混合材料包括沉积在粘土中的石英，粉碎出的较大尺寸的颗粒可方便地用筛子分离或者用气旋分离。水份降低到粘土粉产品明显地亲水的程度。放置一个夜晚后，粘土粉产品可见变红。这说明粒度小至足以使粘土产品自行氧化。

我用干粘土矿重复这个试验并得到同样的结果。这为粉碎机10可以有效地从馈入的原料中去除水份提供了证据。

例3：金矿

(A)我向粉碎机10中馈入产自Arizona州Oatman附近的石英/蛇纹石金矿石块，标称大小约为1.5英寸，转子组件的旋转速度约为每分钟3200转。粉碎机10把矿石粉碎成粒度约50％-325目的粉末。从矿石中分离出许多金的粗型颗粒。

(B)我还试验了产自CostaRica的石英/黄铁矿金矿。在粉碎机10中馈入1.5英寸的矿块，转速为每分钟3200转。粉碎机10把矿石粉碎成粒度约100％-225目的粉末，从矿石中分离出金和银的颗粒。

(C)我试验了含15％游离碳的Alaska金/硫酸铜矿。我把3英寸的这种矿石的湿块馈入粉碎机10中，转子38的转速是每分钟约3000转。粉碎机产生大小为100％-325目的颗粒。金和所有的游离碳看来完全分离开了。硫酸铜也从矿渣中脱离。

例4：轮胎

我把切碎到0.5-1英寸的钢丝带和编织带轮胎馈入馈料槽78，转子组件38以每分钟3200转旋转。粉碎机10产生的产品中编织物和钢成分基本上与橡胶成分分离开。原来含有线纤维的帘布成分被破碎成分开的纤维线，多数由抽气扫入过滤袋216。钢和橡胶落入桶208中。粉碎机10把钢丝分离成单独的长约1英寸的丝。一些钢线是折叠的。粉碎机产生的橡胶颗粒约有八分之一英寸大小。一些帘布纤维线缠绕在橡胶颗粒上。钢可用常规的方法，如磁铁，从橡胶中分离出来。

例5：陶瓷球

我把从Colorado州Golden的CoorsCeramic公司得到的几百个1英寸的陶瓷球馈入粉碎机10，转子组件38以每分钟3200转的速度旋转。陶瓷的硬度至少为9级(Moh)。粉碎机产生的颗粒约95％-100目大小。有迹象表明一些球高速冲击转组件38和侧壁40。冲击在转子组件38和壳12，主要在布料转子90的区域，的软钢部件表面留下凹坑。其他大多数表面没有或几乎没有凹坑。凹坑几乎都是近于球形的，最大凹坑直径约0.28英寸，并约0.03英寸深。对转子90、92、94、96、98、100或对孔板128、130、132、134、136几乎没有损坏。对转子组件38没有更广泛的损坏，证明此粉碎机不是靠把原料对着壳12的侧壁40的表面撞碎来工作的。

例6：珍珠岩

我把尺寸达4英寸的含刚玉的Nevada珍珠岩馈入粉碎机，转子组件以每分钟3200转旋转。矿石被碎成50％6微米的粉末。刚玉以及其它的金属颗粒被完全分出。在此试验中我用火花塞测出约170KV的电压，如前所述。

例7：玻璃瓶

我把不同颜色的、完整的和破碎的玻璃瓶馈入到粉碎机10中，转子组件38以约每分钟3200转的速度旋转，有些瓶子连接有金属/塑料盖并有内容物封闭在瓶中，有一些瓶子有某些末知的食品/污物。粉碎机把材料分开成其组成部分：一种约10微米的干细玻璃粉末；瓶盖块；八分之一英寸以下的纸标签碎片；少量的打卷但不结球的铝薄；及一些由瓶子盖封产生的橡胶块。除了灰色的、粘土样的浮尘之外，无有机物残余的迹象。

我对混合颜色的瓶子作了第二试验，把转子组件38旋转到每分钟2500转。由于尚末充分理解的原因，不同颜色的玻璃粉碎成不同的粗细。透明玻璃粉碎成最细的，绿色玻璃粉碎成较粗的、棕色的成再粗些的、而黄色的玻璃最粗。这可用在回收业，或其它不想把不同的玻璃混合的场合。有可能用较低的旋转速度可改进分离过程。

例8：硅灰石

粒度0.5英寸的纽约(NEWYORK)硅灰石(CaSiO₃)颗粒送入粉碎机10，转子组件38的旋转速度约为每分钟2000转。粉碎机10看来把硅灰石纤维和矿渣完全分开了。产出的纤维的长径比约大于20。

例9：催化转化器

我把汽车催化转化器的陶瓷片放进粉碎机10中。在使材料6次经过转子组件每分钟旋转2500转的粉碎机后，粉碎机10产生可见的、可碾碎的Pt族金属(Pt，Pd，Rh)片。我用火花塞和示波器测量到约100KV的电压。

例10：煅烧铝

标称尺寸约为50微米的煅烧铝颗粒送入粉碎机10，转子组件38以每分钟3200的速度旋转。粉碎机产生标称粒度达50％6微米的颗粒。

例11：碳酸钙

我把尺寸范围在6微米到1英寸的碳酸钙送入每分钟旋转3200转的粉碎机10。粉碎机粉碎的粒度达50％6微米。

可以改变粉碎机的基本结构来适应具体的目的。例如，如图5所示，可在馈料槽78径向相对处采用一个第二馈料槽78A，用于向粉碎机10内送入中间材料，同时经过馈料槽78输入原料以进行粉碎加工。中间材料可以是液体的也可以是干燥的，甚至可以是气体形式的材料。原料可以是干燥的离散料或湿料，可以是均匀的混合物或复合物。以此方式，原料可以通过与中间材料相互作用，在引料被粉碎及/或干燥时，受化学处理、消毒或其它的改变。

变通地，可以用第二馈料槽78A向壳12内输入反应抑制材料，例如惰性的或者说不反应的气体或者液体以抑制引料的化学变化，例如氧化。第二馈料槽78A还可用于馈入与经过馈料槽78输入壳12的材料相同的添加量材料。

第二馈料槽78A的结构可与馈料槽78不同。例如，馈料槽78A可以专门用于向粉碎机内输入液体或者气体的中间材料。在一个例子中可以向馈料槽78A中输入氯气以消毒有机废物。可以在馈料槽78A上装一个控制阀79以调节液体和气体材料流入壳内来达到最佳化处理。最后，馈料槽78A可以用于让附加的空气流入壳内，气流受控制阀79的调控。

尽管在所述的实施例中，壳12有九个侧壁40，但是也可以采用少至五个以下和多达十一个以上侧壁的壳。最好采用奇数个侧壁，因为易于减少共振的可能性。以同样的原因，我采用了奇数个的销杆190和有奇数个角和叶片的转子90、91、94、96、98、100，尽管也可以用偶数个销杆和有偶数个角和叶片的转子。可以采用少至五边或者多达十三边的转子。对着每一个转子可以用多于或者少于三个的支承销杆。

转子板148、174的形状可以不同于正多边形。例如，一少部分转子板148、174的可以分别紧靠各个叶片的后缘之后做成扇贝形。这可以加强附壁流动，并减少转子板148、174在此区域的磨损。

相反方向运转转子组件38可能具有优越性。向着旋转方向弯曲的转子叶片180就不会像它们前向旋转时那样铲挖流动的材料。相反地流动的材料会更易于从叶片的外顶端滑开。这在需要以高速旋转运转但不追求非常细的粒度时，可能是较理想的。此方法可以用于生产碎麦粒或者其它碎谷物粒。

护罩16可以设计以流过水、其它液体或者气体，起散热器或者粉碎机10的热交换源的作用。这在某些应用中应是重要的，例如，在材料被粉碎时进行温度敏感性化学处理时。

现参见图11，可以把各个叶片180放置得在它要连接的转子板的边缘176上提供一个小的檐缘220。檐缘220的大小不过三十二分之一英寸，就可以加强附壁流动。注意图11中所示的叶片180也放置得使檐缘220的形状类似于转子板174的边缘176，而它的前表面224的外末端222放置在顶角178上方附近。图中的箭头指示出旋转的方向。

现参见图12，叶片180也可以修改得在其前表面224对于旋转的方向(箭头)有弯曲的轮廓，就象涡轮机的叶片，以提供更高效的泵作用。

用于制造粉碎机部件的材料可改为与上述不同，以适应于具体的用途。例如为了粉碎很硬的材料，转子可以用更耐磨的材料合金制造，或者具有耐磨或者耐冲击损坏的覆层。

粉碎机10不必须安排成立式的及把馈料槽78放在顶部。在某些应用中，例如，用作空气洁净器时，材料可以从底端流入，或者可以把粉碎机安排得对竖直方向有个角度。

可以对某个具体的应用构成多于或者少于六个转子的粉碎机，并有相应减少或者增加的数量的孔板。

可以不偏离本发明而对所述实施例作出其它的变化和修改，本发明的范围由以下的权利要求书确定。

Claims (73)

1.一种把材料粉碎成相对细小颗粒的方法，包括：

提供一种粉碎装置，它包括一个壳，一根在壳的第一端和第二端之间经过壳延伸的旋转轴，耦连到此轴上以随之旋转的转子，一个位于各对相邻的转子之间的静止的孔板，每个孔板都提供有一个包围此轴的中心孔口；

旋转转子以引起空气按一个围绕转子并经所述孔口交替地径向向外和径向向内流动途径流过所述壳；

向壳的第一端内输入材料；

引起材料的相当大部分随气流流动；

用转子的旋转在流动的材料和气流中引起交替地上升和下降的压力梯度；并且

用所述压力梯度粉碎流动的材料。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，引起材料的相当大部分随气流流动包括，使材料以足够在围绕转子和经过孔洞流动的材料中保持附壁作用的速度流动。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述提供粉碎装置包括为每个转子板各设一个大致多边形转子板，转子板的顶点位于一个假想的圆上，并且在转子的侧面上有大致径向向内从顶点伸向轴的叶片。

4.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述提供粉碎装置包括提供有相交于纵向延伸的角的内侧壁的壳。

5.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述提供一种粉碎装置包括安排转子、孔板和壳，以在流动的材料流过各个所述孔口时在流动的材料中保持一个负的背压。

6.根据权利要求1的方法，其特征在于，包括控制流经所述壳的气流。

7.根据权利要求1的方法，其特征在于，进一步包括向壳中输入一种中间材料，同时把第一次提及的材料输入所述壳中，使中间材料与第一次提及的材料混合。

8.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述提供一种粉碎装置包括提供从壳的的侧壁向内伸的静止构件和为转子设有叶片，并且，所述引起用交替地上升和下降的压力梯度包括在转子旋转时让叶片紧贴地经过所述静止构件旋转。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于，所述壳的侧壁有一个多边形的截面，所述的静止构件安置在壳的侧壁的角中并且向内大致伸到由侧壁确定的内切圆，并且所述引起用交替地上升和下降的压力梯度包括让转子的叶片经侧壁在所述内切圆上的部分通过。

10.根据权利要求9的方法，其特征在于，所述提供一种粉碎装置包括提供为每个转子设一个具有顶点的基本上多边形的转子板，并且所述叶片从转子板的一侧大致径向地从所述顶点伸向所述的轴。

11.根据权利要求10的方法，其特征在于，每个转子的板的周边确定一个内切的转子圆，并且每个孔板的中心孔口的直径小于每个相邻的转子的内切转子圆的直径。

12.一种把复合的材料分离成其组分的方法，含有：

用一种交替地径向向外和径向向内的流动让复合材料块流过一个壳，从而使复合材料经壳通过而不冲击壳内的表面；

使流动的复合材料受到交替地上升和下降的压力梯度；并且

用交替的压力梯度把流动的复合材料分离成其各个组分。

13.根据权利要求12的方法，其特征在于，所述的复合材料包括一种金属或矿物。

14.根据权利要求12的方法，其特征在于，所述的复合材料包括玻璃瓶子并且所述的组分至少包括玻璃及金属瓶盖、纸标签、铝箔及橡胶的之一。

15.根据权利要求12的方法，其特征在于，所述的复合材料至少包括钢丝或纤维增强轮胎。

16.根据权利要求12的方法，其特征在于，所述的复合材料包括汽车催化转换器的陶瓷，并且所述组分包括铂族的金属。

17.根据权利要求12的方法，其特征在于，所述的复合材料包括粗粘土块，并且所述组分包括粘土和石英。

18.一种用于把材料粉碎成相对细小的物体的装置，包含：

一个壳，此壳在一端有一个入口，用于把材料块引入进壳内，并且在对端有一个出口用于从壳内取出所述相对细小的物体；

一个在所述壳内的转子组件，含有耦连到此轴上以随之旋转的转子，用于使经所述入口引入壳内的材料流经所述的壳；

其特征在于，所述壳包括径向向内朝转子延伸的构件，转子分别包括一个转子板，该转子板具有与壳元件配合的顶点，用于在流动的材料中引起交替地上升和下降的压力梯度，用所述压力梯度把材料粉碎成相对细小物体的装置。

19.根据权利要求18的装置，还包括：

位于各对相邻的转子对之间的孔板，每个孔板都从所述壳向内伸向一个中心孔口。

20.根据权利要求19的装置，其特征在于，每个转子还包括：从各自的顶点径向伸向所述轴的转子板一侧上的叶片。

21.一种把材料粉碎成相对细小的物体的方法，包含：

经一个壳从在一端的入口向在对端的出口，沿一种交替地径向向外和径向向内的流动路径使材料流动，其中使材料流动包括用旋转的转子径向向外流动材料，并且径向向内流动材料包括使材料经放置在相邻的转子对之间的各个板的中心孔口流动；并且

使流动的材料受到交替地上升和下降的压力梯度，从而把流动的材料粉碎成相对细小的物体。

22.根据权利要求21的方法，其特征在于，交替地上升和下降的压力梯度包括激波。

23.根据权利要求21的方法，其特征在于，流动材料包括用一种附壁流绕转子的边缘并且经板的中心孔口流动材料。

24.一种把由湿或干的离散物组成的材料粉碎成相对细小颗粒的装置，包括：

一个有一纵中心轴线的壳，此壳包括有一个第一端，第一端包括有适用于向壳内输入材料的输入结构；一个第二端，第二端包括适用于取出细小颗粒的输出结构，和一个内表面，该内表面具有与纵向延伸角相交的侧壁；

一根基本上沿壳的纵中心轴线延伸的旋转轴；

多个转子，各个转子包括一个连接在此轴上以随之转动的转子板，和多个在转子板的一侧上的叶片，每个叶片大致径向延伸；

一个位于各对位置相邻的转子之间的孔板，每个孔板从壳的内侧壁向内伸向一个中心孔口，此孔口在轴的周围提供一个孔洞；以及

多个位置至少接近所述至少一个转子的周向间隔构件，这些构件从内表面向内伸向该至少一个转子。

25.根据权利要求24的装置，其特征在于，壳表面在截面上形成一个有多个侧壁的多边形，这些侧壁在其相交处形成纵向延伸的角，周向间隔的构件位处纵向延伸的角中，至少一个转子中每个的转子板包括一个有顶点的基本呈多边形的周围边缘，各个叶片从一个顶点大致径向向内延伸。

26.根据权利要求25的装置，其特征在于，各个转子板有由五边形、七边形、九边形组成的形状组中的一个形状，由壳的内表面形成的多边形是九边形。

27.根据权利要求26的装置，其特征在于，各个孔板与位置最接近于壳的第一端的转子之间的距离确定了一个第一间隔，各个孔板与位置最接近于壳的第二端的转子之间的距离确定了一个第二间隔，各对位置相邻的孔板之间的距离确定了一个第三间隔，各对位置相邻的转子之间的距离确定了一个第四间隔，第一、第二、第三和第四间隔中至少之一是与其余不相同的。

28.根据权利要求27的装置，其特征在于，第一、第二、第三和第四间隔中至少之一总的来说随着与壳的第一端的距离加大而减少，孔洞的尺寸总的来说随着与壳的第一端的距离加大而增加。

29.根据权利要求28的装置，其特征在于，所述周向间隔构件包含纵向延伸的销杆，它们还为孔板提供了支承。

30.一种把由湿或干的离散物组成的材料粉碎成相对细小颗粒的装置，包括：

一个有一纵中心轴线的壳，此壳包括有一个第一端，第一端包括有适用于向壳内输入材料的输入结构；一个第二端，第二端包括适用于取出细小颗粒的输出结构，和一个纵向延伸于所述第一端和第二端之间并包围所述中心轴线的内表面，所述内表面具有相交成纵向延伸的角的侧壁；

一根基本上与所述中心轴线同轴延伸的旋转轴；

在所述壳中纵向间隔开的多个转子，各个转子包括一个连接在此轴上以随之在垂直于所述中心轴线的平面内转动的转子板，和多个在转子板的一个侧面上的叶片，每个叶片大致径向延伸；以及

多个与转子交替安排的孔板，每个孔板从壳的内侧表面伸向一个中心孔口，此孔口在轴的周围提供一个孔洞，这些孔洞的尺寸不一。

31.根据权利要求30的装置，其特征在于，各个转子板包含一个具有顶点的多边形周围边缘，各个叶片从一个顶点大致径向向内延伸。

32.根据权利要求31的装置，其特征在于，孔洞总的来说随着与第一端和第二端之一的距离加大而增加。

33.根据权利要求31的装置，其特征在于，各个转子板有由五边形、七边形、九边形组成的形状组中的一个形状，由壳的侧壁面形成九边形。

34.根据权利要求31的装置，其特征在于，转子的顶点在一个假想圆的圆周上，此假想圆的尺寸总的来说随与第一端的距离加大而增加。

35.根据权利要求31的装置，其特征在于，进一步包含接近于各个转子的周向间隔构件，这些构件从纵向延伸的角向内伸向转子。

36.根据权利要求31的装置，其特征在于，各个孔板与位置最接近于壳的第一端的转子之间的距离确定了一个第一间隔，各个孔板与位置最接近于壳的第二端的转子之间的距离确定了一个第二间隔，各对位置相邻的孔板之间的距离确定了一个第三间隔，各对位置相邻的转子之间的距离确定了一个第四间隔，第一、第二、第三和第四间隔中至少之一是与其余不相同的。

37.根据权利要求36的装置，其特征在于，第一、第二、第三和第四间隔中至少之一总的来说随着与壳的第一端的距离加大而减少，孔洞的尺寸总的来说随着与壳的第一端的距离加大而增加。

38.一种把由湿或干的离散物组成的材料粉碎成相对细小颗粒的装置，包含：

一个有一纵中心轴线的壳，此壳包括有一个第一端，第一端包括有适用于向壳内输入材料的输入结构；一个第二端，第二端包括适用于取出细小颗粒的输出结构；和一个纵向延伸于所述第一端和第二端之间且包围所述中心轴线的内表面，所述内表面具有相交成纵向延伸的角的侧壁；

一根基本上与所述中心轴线同轴延伸的旋转轴；

在所述壳中纵向间隔开的多个转子，各个转子包括一个连接在此轴上以随之在垂直于所述中心轴线的平面内转动的转子板，和多个在转子板的一侧面上的叶片，所述转子板大体包括一个具有多个顶点的多边形周围边缘，每个叶片从其中一个顶点大致径向地向内延伸；以及

安排在各对位置相邻的转子之间的孔板，每个孔板从壳的内侧表面伸向一个中心孔口，此孔口在轴的周围提供一个孔洞，各个孔板与位置最接近于壳的第一端的转子之间的距离确定了一个第一间隔，各个孔板与位置最接近于壳的第二端的转子之间的距离确定了一个第二间隔，各对位置相邻的孔板之间的距离确定了一个第三间隔，各对位置相邻的转子之间的距离确定了一个第四间隔，而且第一、第二、第三和第四间隔中至少之一是与其余不相同的。

39.根据权利要求38的装置，其特征在于，各个转子板有由五边形、七边形、九边形组成的形状组中的一个形状，由壳的侧壁面形成九边形。

40.根据权利要求38的装置，其特征在于，所述孔板至少有两个的孔洞尺寸不同。

41.根据权利要求38的装置，其特征在于，转子的顶点在一个假想圆的圆周上，所述假想圆的尺寸总的来说随与第一端的距离加大而增加。

42.根据权利要求38的装置，其特征在于，进一步包含接近于各个转子的周向间隔构件，这些构件从纵向延伸的角向内伸向转子。

43.根据权利要求42的装置，其特征在于，第一、第二、第三和第四间隔之中至少之一总的来说随着与壳的第一端的距离加大而减少，孔洞的尺寸总的来说随着与壳的第一端的距离加大而增加，转子的顶点在一个假想圆的圆周上，此假想圆的尺寸总的来说随与第一端的距离加大而增加。

44.一种用于把由湿或干的离散物组成的材料粉碎成相对细小颗粒的装置，包括：

一个确定一纵中心轴线的壳，此壳包括：

一个在一第一端的第一板，和一个在一第二端的第二板，第二板包括一个适用于从壳中取出细小颗粒的开口，以及

一个纵向延伸的、具有基本上多边形横截面的内侧壁，这些内侧壁相交成纵向延伸的角；

一根基本上与所述中心轴线同轴延伸的旋转轴；

一个经过第一板中的一个开口延伸的馈料槽，适用于向壳内输入材料；

在所述壳中纵向间隔开的多个转子，各个转子含有：

一个中心连接在所述轴上以随之转动的转子板，此转子板有一个具有顶点的大致多边形的周围边缘；和

多个在转子板最接近于壳第一端的侧面上的叶片，每个叶片从其中一个顶点大致径向地向内伸，一个第一转子是位置最接近第一板的布料器转子，从而经馈料槽输入壳内的材料导向此布料器转子；

一个安排在各对位置相邻的转子之间的孔板，每个孔板从壳的内侧表面伸向一个中心孔口，此孔口在轴的周围提供一个孔洞；以及

多个放置在纵向延伸的角中并从此处径向向内突出的构件，每个所述构件的位置接近一个转子。

45.根据权利要求44的装置，其特征在于，每个转子的顶点的轨迹确定一个圆，此圆的尺寸总地来说随着与壳的第一端和第二端之一的距离加大而增加。

46.根据权利要求44的装置，其特征在于，各个孔板与位置最接近于壳的第一端的转子之间的距离确定了一个第一间隔，各个孔板与位置最接近于壳的第二端的转子之间的距离确定了一个第二间隔，各对位置相邻的孔板之间的距离确定了一个第三间隔，各对位置相邻的转子之间的距离确定了一个第四间隔，第一、第二、第三和第四间隔中至少之一是与其余不相同的。

47.根据权利要求46的装置，其特征在于，第一、第二、第三和第四间隔中至少之一总的来说随着与壳的第一端的距离加大而减少，并且孔洞的尺寸总的来说随着与壳的第一端的距离加大而增加。

48.根据权利要求44的装置，其特征在于，各个孔板与位置最接近于壳的第一端的转子之间的距离确定了一个第一间隔，各个孔板与位置最接近于壳的第二端的转子之间的距离确定了一个第二间隔，各对位置相邻的孔板之间的距离确定了一个第三间隔，各对位置相邻的转子之间的距离确定了一个第四间隔，而且第一、第二、第三和第四间隔中至少之一是与其余不相同的。

49.根据权利要求48的装置，其特征在于，第一、第二、第三和第四间隔中至少之一总的来说随着与壳的第一端的距离加大而减少，孔洞的尺寸总的来说随着与壳的第一端的距离加大而增加，转子的顶点在一个假想圆的圆周上，此假想圆的尺寸总的来说随与第一端的距离加大而增加。

50.根据权利要求44的装置，其特征在于，各个转子板有由五边形、七边形、九边形组成的形状组中的一个形状，并由壳的侧壁面形成九边形。

51.根据权利要求50的装置，其特征在于，在三个纵向延伸的角中等间隔地对着各个转子布置所述构件。

52.根据权利要求51的装置，其特征在于，所述的构件构造和安排得为孔板提供支承。

53.根据权利要求51的装置，其特征在于，进一步包括一台耦连所述轴用于以每分钟600转的速度旋转所述轴的电机。

54.根据权利要求51的装置，其特征在于，进一步包括一个经顶板向壳内输入材料的输入结构，此输入结构与馈料槽是分开的。

55.根据权利要求54的装置，其特征在于，所述输入结构包含一个用于调节向壳内流入的气或液流量的控制器机构。

56.根据权利要求44的装置，其特征在于，布料器转子的叶片包含一个斜的上缘，使得上缘的高度总的来说随着与轮彀的距离加大而提高，此布料器转子进一步包括一个固定在上边缘上的环，此环有一个大致与转子板的周围边缘对齐的正多边形形状。

57.根据权利要求44的装置，其特征在于，至少一个转子的叶片是弯曲的。

58.根据权利要求44的装置，其特征在于，叶片放置得在转子板的周围边缘上提供一个小的檐缘。

59.根据权利要求44的装置，其特征在于，相对于转子板的一个顶点放置叶片，使得按旋转方向而言的叶片的前面位于顶点上。

60.根据权利要求44的装置，其特征在于，各个位置接近于一个顶角的叶片的一端做得象该处的周围边缘。

61.根据权利要求44的装置，其特征在于，进一步在壳的外壁包含一个热交换器，用于供热或从壳中散热。

62.一种把由湿或干的离散物组成的材料粉碎成相对细小颗粒的装置，包含：

一个壳，此壳包括有一个第一端，第一端包括有适用于向壳内输入材料的输入结构；一个第二端，第二端包括适用于取出细小颗粒的输出结构；所述壳包括在相交处形成纵向延伸的角的纵向延伸的内侧；

一个转子组件，具有一个在所述第一端和第二端之间纵穿所述壳的旋转轴，和多个耦连在所述的轴上以随之旋转的转子，多个转子的每个含有一个转子板，这种转子板有一个多边形的周围边缘而形成多个顶点，和多个在转子板的一侧面上的叶片，每个叶片从一个顶点大致径向延伸；以及

一个安排在多个位置相邻的转子对之间的孔板，每个孔板从壳的内侧向内伸向一个中心孔口，此孔口在轴的周围提供一个孔洞。

63.根据权利要求62的装置，其特征在于，各个转子板包括奇数个边。

64.根据权利要求62的装置，其特征在于，各个转子板有由五边形、七边形、九边形组成的形状组中的一个形状。

65.根据权利要求62的装置，其特征在于，各叶片放置成在其相应的转子板上提供一个小的檐缘。

66.根据权利要求62的装置，其特征在于，位于顶角的各个叶片的一端做成像该位置的周围边缘的形状。

67.根据权利要求62的装置，其特征在于，各个叶片弯曲成弧状。

68.根据权利要求62的装置，其特征在于，转子组件进一步包括一个位置接近于输入口的布料器转子，此布料器转子包含；

一个有一形成多个顶点的多边形周边的转子板；

在转子板一侧上的叶片，各从一个顶点大致径向延伸；以及

固定在叶片上缘的一个环，此环有大致与转子板的周围边缘对齐的正多边形状。

69.根据权利要求62的装置，其特征在于，至少两个孔板的孔洞有不同的尺寸。

70.根据权利要求62的装置，其特征在于，每个孔板的中心孔口的直径小于该孔板紧上游的转子顶点轨迹确定的圆的直径，其中所述的上游方向由材料经壳运动的方向确定。

71.根据权利要求62的装置，其特征在于，所述孔洞的尺寸总的来说随着与壳的第一和第二端的距离加大而增加。

72.根据权利要求62的装置，其特征在于，进一步包含位置接近于各个转子的周向间隔构件，所述构件从纵向延伸的角向内伸向转子。

73.根据权利要求72的装置，其特征在于，所述壳的内侧在横截面上形成一个正九边形，并且每个转子的周边有一个选自五边形、七边形、和九边形组成的形状组中之一的形状。

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