CN1907572B - 喷磨机和利用喷磨机对材料进行研磨的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有至少一个研磨区(2)的喷磨机，在喷磨机中：集成了分选器，其包括一个或多个动态分选器(55)，所述动态分选器包括分选轮(45)和分选区(4)；集成了单独的传输部分(3)和单独的粗料返回部(6)进入到研磨区(2)中；以及集成了产品给料(1)和粉料出口(5)；在产品给料(1)处送进并且随后被研磨的要研磨材料(54)被动态分选器(55)分选并在粉料出口(5)处作为粉料移出；研磨区(2)与分选区(4)的相对尺寸彼此独立。本发明还涉及利用上述喷磨机对要被研磨的材料(54)进行研磨的方法，要被研磨的材料(54)在产品给料(1)处送入喷磨机，并在粉料出口(5)处作为粉料(53)移出。

Description

喷磨机和利用喷磨机对材料进行研磨的方法

技术领域

本发明涉及一种其中集成有动态分选器的喷磨机，以及使用该喷磨机的方法。

背景技术

长久以来已知喷磨机适于生产极细的细磨粉状产品(粉料)。例如，早至1935年，美国专利US2032827B1中就描述了圆柱喷磨机的构造。

之后，这种磨机被用作开发所谓的喷射器喷磨机的基础，要被研磨的材料将在其中被粉碎，在高速气流作用下在导向管、喷射器中被加速，然后通过撞击档板或颗粒间的碰撞而冲击粉碎(US1847009B1)。

这种磨机不利的是，由于磨腔中分选不佳，少量的粗粒进入粉料中。在用于涂敷工业的产品中，即使极少量的粗粒也会对这些材料的使用产生不利影响。对于本申请，“粗粒”指粒度d(97)＞5μm的颗粒。“粒度d(97)”指所有测量颗粒的97％在体积分布中小于的单位为μm的粒度。如果d(97)＜5μm，则颜料为微粉品质。

在专利申请DE1159744A1中，试图将研磨单元与动态空气分选器组装而抵销该缺陷。空气分选预分选的效果是使得空气分选器可以位于粗粒极少的区域。然而这里的问题是，在空气分选器和磨机之间的气流速度不能很好的同步。在推进气体和研磨气体的通常体积流量操作期间，冲击空气分选器的辐流速率太大，或者当空气分选器尺寸较大时，研磨区过于接近空气分选器。因此用这种技术不能获得所需的产品品质。

US2237091B1中描述了所谓的椭圆管喷磨机，其中通过将分选区和研磨腔隔开而获得具有静态分选的不同结合类型的喷磨机。在所描述的这些磨机中，偏转式分隔起到分选作用。在已知的现有技术中，静态分选器通常不能充分地分选出粗粒。

DE3730597A1和DE2092626A1描述了静态螺旋空气分选器和椭圆喷磨机的结合。然而，螺旋空气分选器也显示了静态分选的不足。同样不能用这种技术获得所需的产品品质。

在所谓的流化床逆喷磨机中，通过将分选腔和研磨腔物理分离，并将外部驱动的动态分选器例如桨片式空气分选器用作分选器而克服了前述缺陷(DE2040519A1)。用这种技术同样不能获得所需的产品品质。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种喷磨机，可以在研磨后将粒度d(97)≤5μm，优选≤3μm的研磨材料54作为粉料移出。

利用具有至少一研磨区2的喷磨机来实现本目的，其特征在于，在该喷磨机中：

集成了至少一个动态分选器55，包括分选轮45和分选区4，并且包括单独的传输部分3和单独的粗料返回部6进入到研磨区2中；并且

集成了产品给料1和粉料出口5；

在产品给料1处喂入并且随后被研磨的要研磨的材料54被动态分选器55分选并在粉料出口5处作为粉料被移出。

令人惊奇的是，根据本发明的喷磨机生产出了粒度d(97)＜5μm，优选＜3μm的粉料53。

分选轮45优选为外部驱动，例如通过分选轮驱动马达46驱动。

作为过大的粗料从分选区4滤出的研磨材料54优选地经过粗料返回部48的出口孔返回到粗料返回部6。

传输部分3或粗料返回部6优选布置在一个或多个研磨区2和一个或多个分选区4之间。在单个研磨区2和单个分选区4的情况下，从而形成椭圆式喷磨机。在多个研磨区2和分选区4的情况下，生成具有三个或多个弯角的形式。

研磨区2或诸研磨区2与分选区4或诸分选区4的相对尺寸优选地为彼此独立。

传输部分3或诸传输部分3优选地包括一个或多个料流转向器41。料流转向器41旨在防止研磨材料54直接碰撞到分选轮45。

料流转向器41具有2至25°的角度，优选为9至11°。

动态分选器55优选具有带薄片49的分选轮45。

薄片49优选为直的、成角度的和/或弯曲的。

产品给料1优选通过喷射器11完成，该喷射器使用压缩气体诸如空气、氮气、蒸汽、二氧化碳、惰性气体、氢气、氧气或其混合物。在喷射器推力喷管12和喷射器传输管15的辅助下，要被研磨的材料54优选送进到研磨区2。

动态分选器55的外壁44优选被压缩气体诸如空气、氮气、蒸汽、二氧化碳、惰性气体、氢气、氧气或其混合物冲刷。

可以利用例如叶片环、喷嘴环或者烧结金属板或其组合进行冲刷。压缩气体可以通过例如辅助空气入口42进行供给。辅助空气入口42可促进瓦解作用，从而改善粉料的传输。辅助空气分配器43使得辅助空气可以优选地被引导通过辅助空气入口孔47进入分选区4。

为了防止粗料经过动态分选器55进入到粉料53中，优选对喷磨机进行分选轮间隙冲刷52。

本发明还包括用上述喷磨机研磨要研磨的材料54的方法，其特征在于，将要研磨的材料54从产品给料1处喂入喷磨机并且作为粉料53在粉料出口5处移出。

要被研磨的材料54优选在产品给料1处以预加速的方式送进动态分选器55。

附图说明

以下将通过表示多个实施例的附图更详细地解释该装置。对本发明重要的其它特征和本发明的优点将通过附图和叙述而公开。

在附图中：

图1示出了喷磨机的前面截面图；

图2示出了喷磨机的侧面截面图。

具体实施方式

喷磨机的技术说明

喷磨机主要包括椭圆形管，所述管包括传输部分3和粗料返回部6。研磨区2和分选区4在空间上隔开。

在喷射器11的辅助下，优选通过喷射器推力喷管12，经过产品供给1将要被研磨的材料54气动地传输到研磨区2。可选地，也可以使用气压传输。同样可以想象的是，利用气压阀将材料导入该单元。

要被研磨的材料54进入研磨区2并且被来自研磨喷嘴21的，优选地以声速膨胀的压缩气体加速。通过颗粒间碰撞产生粉碎。研磨喷嘴21优选地成切线调整。

经过传输部分3，要由研磨区2生产的研磨材料54优选地以预加速的方式送进动态分选器55，其可在通过入口进入分选区4之前进一步促进加速。另外，料流转向器41防止了研磨材料54流直接冲击分选轮45。另外，通过壁44送进空气防止了研磨材料54再次结块。

在分选区4的中央，安装了分选轮45。足够细微的研磨材料54作为粉料53随着压缩气体排放，通过分选轮45吸入。过粗的研磨材料54被分选轮45滤出。分选轮45的薄片49可以是直的、成角度的和/或弯曲的。

为了防止粗料经过动态分选器55进入粉料53，喷磨机可优选地具有分选轮间隙冲刷52。

在经过粉料出口5之后，粉料53在诸如除尘器或过滤器之类的下游分离器中从压缩气体中分离。喷磨机可利用鼓风机在负压和正压下操作。

被分选轮45滤出的研磨材料54的粗粒部分从分选区4通过粗粒返回部6返回到研磨区2，通过出口孔从而使得粗粒返回。

不仅通过单个专利权利要求并且通过单个权利要彼此间的组合提供了本发明的主旨。这也同样应用到在说明书中公开的所有参数和其任何理想的组合上。

将通过下列实例更详细地解释本发明，而不是要限制本发明。

附图图例

1、产品供给

2、研磨区

3、传输部分

4、分选区

5、粉料出口

6、粗粒返回部

11、喷射器

12、喷射器推力喷管

13、喷射器漏斗

15、喷射器传输管

21、研磨喷嘴

22、压缩气体分配器

41、料流转向器

42、辅助空气入口

43、辅助空气分配器

44、壁

45、分选轮

46、分选轮驱动马达

47、辅助空气入口孔

48、粗料返回的出口孔

49、薄片

51、分选轮冲刷气体入口

52、分选轮间隙冲刷

53、粉料

54、要被研磨的材料/研磨材料

55、动态分选器

示例

在本发明中使用的测试机器的技术数据

所使用的测量方法的说明：

粒度分布

在200W超声波弥散两分钟后在0.1％磷酸钠作分散助剂的水溶液中进行激光衍射(来自Malvern Instruments company的“Mastersizer-S”装置)来确定粒度分布。

可以通过粒度分布来描述由蒸汽喷射研磨的材料的品质。根据经验，当利用Mastersizer测量的粒度分布中没有颗粒大于5μm时则获得微粉品质。由于所使用的系统，激光衍射测量装置难于精确地复制粒度分布的界限。根据经验，粒度分布的特征值“d(97)”是反映涂料研磨细度质量的可靠度量变量。

在图3至7中表示了粒度分布。这里有两种线。

——标识单个的粒度体积分布。x轴示出了为μm的颗粒直径。Y₁轴标明颗粒的体积百分比。

----标识线——的积分。x轴标明为μm的颗粒直径。Y₂轴标明颗粒的体积百分比。

图3示出了铁红涂料，非微粉品质；d(97)＝6μm。

图4示出了铁红涂料，微粉品质；d(97)＝1.2μm。

示例1

作为要被研磨的材料54，根据DE4003255A1的实例2准备难以研磨的材料，但是不要象该专利的示例中所要求的那样研磨，而是在以下使用其未磨形式。所涉及的材料为锰铁氧体，作为研磨材料的黑火药象申请中的其他着色剂一样在涂层中使用。

研磨参数的说明：

确定完成的研磨材料的粒度分布来看看是否可获得所需的研磨细度。

图5：粒度分布示出了在粉料中不再有任何粒度大于3μm的粗粒。这种研磨可以获得微粉品质。d(97)特征值为2.1μm。

示例2

根据DE4003255A1准备要被研磨的材料54，但是不要象该专利的实例中所要求的那样研磨，而是使用其未研磨形式。

研磨参数的说明：

确定完成的研磨材料的粒度分布来看看是否可获得所需的研磨细度。

图6：粒度分布示出了在粉料中不再有任何粒度大于3μm的粗粒。这种研磨允许获得微粉品质。d(97)特征值为1.9μm。

比较实例3

根据DE4003255A1准备要被研磨的材料54，但是不要象该专利的实例中所要求的那样研磨，而是使用其未研磨形式。

在根据现有技术的螺旋喷磨机(制造商Alpine，直径900mm)中实施研磨。使用蒸汽作为压缩气体。

确定完成的研磨材料的粒度分布来看看是否可获得所需的研磨细度。

图7：粒度分布示出了在粉料中粒度大于3μm的粗粒。这种研磨不允许获得微粉品质。d(97)特征值为8.8μm。

Claims (13)

1.具有至少一个研磨区(2)的喷磨机，其特征在于，在喷磨机中：

集成了分选器，其包括一个或多个动态分选器(55)，所述动态分选器包括分选轮(45)和分选区(4)；

集成了单独的传输部分(3)和单独的粗料返回部(6)进入到研磨区(2)中；以及

集成了产品给料(1)和粉料出口(5)；

在产品给料(1)处送进并且随后被研磨的要研磨材料(54)被动态分选器(55)分选并在粉料出口(5)处作为粉料移出；

研磨区(2)与分选区(4)的相对尺寸彼此独立。

2.如权利要求1所述的喷磨机，其特征在于，传输部分(3)或粗料返回部(6)布置在一个或多个研磨区(2)和一个或多个分选区(4)之间，从而在一个研磨区(2)和一个分选区(4)的情况下，形成椭圆式喷磨机，而在多个研磨区(2)和分选区(4)的情况下，生成具有三个或更多弯角的形式。

3.如权利要求1至2中的一个所述的喷磨机，其特征在于，传输部分(3)包括料流转向器(41)。

4.如权利要求3所述的喷磨机，其特征在于，料流转向器(41)具有2至25°的角度。

5.如权利要求4所述的喷磨机，其特征在于，料流转向器(41)具有9至11°的角度。

6.如权利要求1至2中的一个所述的喷磨机，其特征在于，动态分选器(55)具有带薄片(49)的分选轮(45)。

7.如权利要求6所述的喷磨机，其特征在于，薄片(49)为直的、成角度的和/或弯曲的。

8.如权利要求1至2中的一个所述的喷磨机，其特征在于，产品给料(1)通过喷射器(11)完成，该喷射器使用压缩气体。

9.如权利要求8所述的喷磨机，其特征在于，压缩气体为空气、氮气、蒸汽、二氧化碳、惰性气体、氢气、氧气或其混合物。

10.如权利要求1至2中的一个所述的喷磨机，其特征在于，动态分选器(55)的外壁(44)被压缩气体冲刷。

11.如权利要求10所述的喷磨机，其特征在于，压缩气体为空气、氮气、蒸汽、二氧化碳、惰性气体、氢气、氧气或其混合物。

12.如权利要求1至2中的一个所述的喷磨机，其特征在于，喷磨机具有分选轮间隙冲刷(52)。

13.利用根据权利要求1至12中的一个所述的喷磨机对要被研磨的材料(54)进行研磨的方法，其特征在于，要被研磨的材料(54)在产品给料(1)处送入喷磨机，并在粉料出口(5)处作为粉料(53)移出。

Images