CN1317079C - 研磨粉碎机械的磨筒和搅拌磨 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种研磨粉碎机械的磨筒，筒体为柱形，能够将粉碎机械的旋转轴置于其中进行搅拌，筒体一端设有出料口，所述筒体至少在远离出料口的一段为旋转变速段，该段具有这样的结构，其内壁横截面的轮廓上各点到设置旋转轴的中心的距离不完全相同，使得粉体在该段筒体中运动时，在横截面上的转动处于变速运动的状态。以及，一种搅拌磨，包括磨筒、传动机构和旋转主轴，所述磨筒具有上述结构，旋转主轴沿筒体轴向设于其中，传动机构驱动旋转主轴转动。本发明的优点在于远离出料端筒体的多边形结构使得剪切、挤压、碰撞等研磨机制共存于同一内筒的不同区段，实际上相当于剪切挤压再剪切再挤压的多台设备多个循环的研磨过程，大大提高了磨矿效率；而且非常有利于颗粒粒径的集中分布，这是目前所有研磨粉碎设备所不具有的特性和功能。

Description

研磨粉碎机械的磨筒和搅拌磨
【技术领域】
本发明涉及物料的研磨粉碎，具体涉及一种研磨粉碎机械的磨筒和搅拌磨。
【背景技术】
目前，国内外广泛使用的粉料制备机械为球磨机。传统的球磨机是利用球磨机桶体的旋转将桶体内的球磨子带到一定的高度从而储存能量，在球磨子下落过程中形成冲击力击打物料从而达到物料粉碎的效果。这种粉料制备方式设备简单，可以通过加长工作时间的方法获得粒度符合要求的粉料，其另外一个特点是混料均匀。其显著缺点是占地大，能耗高，生产效率低，粉体粒度粗。
此外，还有传统的超细设备，可归为有介质磨和无介质磨两大类。有介质磨中又包括搅拌磨和振动磨等，其特点是产品细度高，产量大，但产品生产过程不连续，产品粒度分布不集中。其中搅拌磨由搅拌轴、筒体组成，采用一次性投料，在研磨完成后一次性出料，物料细度由研磨时间来控制。物料可以是浆料也可以是干粉，搅拌轴带动介质和物料旋转，物料在筒体内和介质互相以碰撞磨擦的方式而逐渐变细，但由于物料的原始粒径不可能完全相同，而筒体多为圆柱形，因此在搅拌磨中物料所受的外加应力和研磨方式相同，导致物料最终的粒度分布不可能集中在一个很小的范围，不是欠磨就是过磨，不能精确控制粒度分布。
【发明内容】
本发明的目的意在克服上述现有技术的不足，提出一种能精确控制粒度分布、研磨效果优异、能耗低的粉体细化方法、研磨粉碎机械的磨筒以及使用所述磨筒的搅拌磨。
实现上述目的的技术方案是：一种研磨粉碎机械的磨筒，筒体为柱形，能够将粉碎机械的旋转轴置于其中进行搅拌，筒体一端设有出料口，所述筒体至少在远离出料口的一段为旋转变速段，该段具有这样的结构，其内壁横截面的轮廓上各点到设置旋转轴的中心的距离不完全相同，使得粉体在该段筒体中运动时，在横截面上的转动处于变速运动的状态。
以及，一种搅拌磨，包括磨筒、传动机构和旋转主轴，磨筒的筒体为柱形，筒体一端设有出料口，旋转主轴沿筒体轴向设于其中，传动机构能驱动旋转主轴转动，所述筒体至少在远离出料口的一段为旋转变速段，该段具有这样的结构，其内壁横截面的轮廓上各点到设置旋转轴的中心的距离不完全相同，使得粉体在该段筒体中运动时，在横截面上的转动处于变速运动的状态。
优选的是，所述旋转变速段的内壁纵截面为从远离出料口的端到出料口方向内径逐渐增大的形状。进一步优选的是，所述旋转变速段的内壁纵截面为梯形，其离出料口近的边为长底边。
优选的是，所述出料口设置在筒体端面的中心附近。
优选的是，所述旋转变速段的内壁横截面为多边形。进一步优选的是，所述多边形为正多边形。更优选的是，所述正多边形为正六边形。
优选的是，所述筒体中部的内壁为圆柱形，所述筒体位于出料口端的部分具有这样的结构，其内壁横截面为圆形，纵截面为梯形，其离出料口近的边为长底边。
采用上述技术方案，本发明有益的技术效果在于：1)磨筒远离出料口的部分具有横截面为特殊结构的旋转变速段，当物料进入磨筒的该段时，由于在水平方向上距离轴心的半径不等，因而线速度不同，且具有多个线速度，使得物料在水平方向的旋转是一个变速过程，这样一来物料所受的应力增加，内部微裂纹增加，这种结构使得剪切、挤压、碰撞等研磨机制共存于同一内筒的不同区段，实际上相当于剪切挤压、再剪切再挤压的多台设备多个循环的研磨过程，大大提高了磨矿效率；而且非常有利于颗粒粒径的集中分布，这是目前所有研磨粉碎设备所不具有的特性和功能。上述旋转变速段的横截面优选为多边形主要是考虑设计和制造较为容易，可以以较低成本来实现。所述多边形截面优选为正多边型主要是考虑其对称性可以减少高速旋转带来的不稳定性。而优选正六边形，既能产生所需的多个不同线速度，又保证有足够大的筒体内部空间；2)进一步将旋转变速段的纵截面设置为从远离出料口的端到出料口方向内径逐渐增大的形状，使得随着物料的上升，筒体在纵向上内径逐渐增大，因而线速度逐渐增大；根据离心原理，大颗粒将处于距中心最远处，所受力最大，研磨效率最高；反之，细颗粒处于距中心最近处，研磨效率最低，此结构有利于将能量进行合理分配，并且物料在纵向上的运动也是一个变速过程，能够与旋转变速过程综合起来，进一步强化剪切碰撞的效果。3)将出料口设置在筒体端面的中心附近，由于细颗粒处于距中心最近处，因此能够产出窄粒度分布的超细粉体。4)磨筒靠近出料口部分内壁的横截面为圆形，纵截面为倒立的梯形，当物料进入这一段，由于横向的线速度是相同的，因而在横向上其研磨机制主要是剪切、碰撞，对物料颗粒起进一步表面修饰作用，进一步使颗粒粒径集中分布，由于纵向的线速度不同，且从下往上线速度增加，因而粗、细颗粒所受的离心力不同，并且由于线速度的增加，细颗粒会进一步向中心集中，从出料口溢出，从而进一步保证了物料颗粒分布的集中，生产出性能超群的窄粒度分布的超细粉体。
下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步的详细说明：
【附图说明】
图1是一种研磨粉碎机械的磨筒的纵切结构示意图。
图2是图1的A-A向剖视图。
图3是图1的B-B向剖视图。
图4是图1的C-C向剖视图。
图5(a)～(d)是旋转变速段的内壁横截面可选形状示意图。
图6(a)～(d)是旋转变速段的内壁纵截面可选形状示意图。
图7是一种搅拌磨结构示意图。
【具体实施方式】
实施例一、一种研磨粉碎机械的磨筒，结合图1～4，筒体为柱形，筒体一端的端面中心附近设有出料口1，筒体包括不同结构的三部分，其远离出料口1的一段为旋转变速段2，该段具有这样的结构，内壁横截面为正六边形，纵截面为梯形，离出料口1近的边5为长底边；其中部3的内壁为圆柱形；其位于出料口端的部分4具有这样的结构，内壁横截面为圆形，纵截面为梯形，离出料口1近的边6为长底边。
上述实施例中，旋转变速段2的内壁横截面的轮廓也可以是其他各点到设置旋转轴的中心的距离不完全相同的形状，如图5(a)～(d)所示，只要能够使在其中旋转的物料具有多个不同的水平线速度就可以满足本发明的要求。旋转变速段2的内壁纵截面可以是矩形，也可以是其他从远离出料口的端到出料口方向内径逐渐增大的形状，如图6(a)～(b)所示，这些结构与矩形相比因同时具有纵向变速功能因而具有更好的研磨效果。
实施例二、一种搅拌磨，结合图7，包括磨筒7、传动机构8和旋转主轴9，所述磨筒具有实施例一中的结构，进料口10设置于与出料口相对的一端，旋转主轴8沿筒体轴向设于其中，传动机构8驱动旋转主轴9转动。
具体工作过程：将物料加水制成固含量70％-75％的浆料，用泵(未画出)送入筒体底部的进料口10，磨筒内部由旋转主轴9带动盘片(未画出)高速旋转(1200-3000转/分)，产生强大的离心剪切力及挤压碰撞力，料浆在一定压力下由筒体底部上升到顶部出料口1。
物料在磨筒下部2时，由于水平方向上距离轴心的半径不等，因而线速度不同，且具有多个线速度；并且随着物料的上升，磨筒在纵向上内径逐渐增大，因而线速度逐渐增大；根据离心原理，大颗粒将处于距中心最远处，所受力最大，研磨效率最高；反之，细颗粒处于距中心最近处，研磨效率最低，综合二者的运动，物料在水平和纵向都是一个变速过程，这样一来物料所受的应力增加，内部微裂纹增加，使得剪切、挤压、碰撞等研磨机制共存于同一内筒的不同区段，实际上相当于剪切挤压、再剪切再挤压的多台设备多个循环的研磨过程。当物料进入磨筒中部3后，由于纵向和横向的线速度是相同的，因而其研磨机制主要是剪切、碰撞，对物料颗粒起一种表面修饰作用，进一步使颗粒粒径集中分布。当物料进入磨筒上部4，由于横向的线速度是相同的，因而在横向上其研磨机制主要是剪切、碰撞，对物料颗粒起进一步表面修饰作用，进一步使颗粒粒径集中分布，由于纵向的线速度不同，且从下往上线速度增加，因而粗、细颗粒所受的离心力不同，并且由于线速度的增加，细颗粒会进一步向中心集中，从出料口溢出，从而进一步保证了物料颗粒分布的集中，生产出性能超群的窄粒度分布的超细粉体。被加工物料的细度由物料在磨筒中停留的时间决定，停留时间可由泵的泵速来调节，泵的流速慢、物料在筒体中滞留时间长，研磨的效果就好。
本发明以连续作业方式，将粉碎、超细、混料在同一工序中完成，改变了传统的间歇式工艺，这样既简化了生产工序，又极大的降低能耗，而且产量大幅度提高，产品可达亚微米级。
研磨对比实验：取80目的重质碳酸钙粉体700公斤，加水300公斤，加入分散剂(9000型，罗门哈斯公司生产)5.6公斤，制成固含量70％的浆料。分别将上述浆料用实施例二中描述的本发明搅拌磨、搅拌磨(SX型，无锡市鑫达粉体机械有限公司生产)、球磨机(MQYG900*900型，河南黎明路桥重工有限公司生产)进行研磨，并用激光粒度分析仪(JL1001型，丹东仪表研究所生产)测成品的粒度分布，以表示粉体的超微细化效果。结果是：
本发明：连续进料，连续出料，在出料口取样测粒度，D90＜1.8μ(D90表示样品中90％的颗粒的直径)，Dmax＝3μ(Dmax表示样品中最大颗粒的直径)，能耗为170度电/吨。
搅拌磨：一次性投料，连续开机研磨4小时，停机，取出物料，取样，测粒度，D90＜2μ，Dmax＝10μ，能耗为450度电/吨。
球磨机：一次性投料，连续开机研磨15小时，停机，取出物料，取样，测粒度，D90＜75μ，能耗为110度电/吨。

Claims (9)

1、一种研磨粉碎机械的磨筒，筒体为柱形，能够将粉碎机械的旋转轴置于其中进行搅拌，筒体一端设有出料口，其特征在于：在所述筒体的圆柱形段的远离出料口侧设有旋转变速段，该段具有这样的结构，其内壁横截面的轮廓上各点到设置旋转轴的中心的距离不完全相同，使得粉体在该段筒体中运动时，在横截面上的转动处于变速运动的状态；所述出料口设置在筒体端面的中心附近。
2、根据权利要求1所述的研磨粉碎机械的磨筒，其特征在于：所述旋转变速段的内壁纵截面为从远离出料口的端到出料口方向内径逐渐增大的形状。
3、根据权利要求2所述的研磨粉碎机械的磨筒，其特征在于：所述旋转变速段的内壁纵截面为梯形，其离出料口近的边为长底边。
4、根据权利要求1至3任意一项所述的研磨粉碎机械的磨筒，其特征在于：所述旋转变速段的内壁横截面为多边形。
5、根据权利要求4所述的研磨粉碎机械的磨筒，其特征在于：所述多边形为正多边形。
6、根据权利要求5所述的研磨粉碎机械的磨筒，其特征在于：所述正多边形为正六边形。
7、根据权利要求1至6任意一项所述的研磨粉碎机械的磨筒，其特征在于：所述筒体中部的内壁为圆柱形，所述筒体位于出料口端的部分具有这样的结构，其内壁横截面为圆形，纵截面为梯形，其离出料口近的边为长底边。
8、一种搅拌磨，包括磨筒、传动机构和旋转主轴，磨筒的筒体为柱形，筒体一端设有出料口，旋转主轴沿筒体轴向设于其中，传动机构驱动旋转主轴转动，其特征在于：所述筒体筒体的圆柱形段的远离出料口侧设有旋转变速段，该段具有这样的结构，其内壁横截面的轮廓上各点到设置旋转轴的中心的距离不完全相同，使得粉体在该段筒体中运动时，在横截面上的转动处于变速运动的状态，所述出料口设置在筒体端面的中心附近。
9、根据权利要求8所述的搅拌磨，其特征在于：所述旋转变速段的内壁纵截面为从远离出料口的端到出料口方向内径逐渐增大的形状。
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