CN201567302U - 用于生产球形石墨的气流涡旋球化机 - Google Patents

Abstract

用于生产球形石墨的气流涡旋球化机，包括机体、球化传动装置和内分级机传动装置组成，在机体内设有内分级机、粉体球化模块和冷却系统，本实用新型合理设计内部球化模块和分级模块，从而提供一种专用于生产球形石墨的气流涡旋球化机，该设备能够使得石墨粉在气流涡旋球化室内实现细化、剪切、碰撞、摩擦、卷曲、团聚、密实的物理过程，或实现物理球化过程与机械粉体细化过程相结合，以实现制得的产品为球形，其球形石墨粉的球形度、粒度分布、振实密度、松装密度、真密度、比表面积等指标均可控制在事先设定值的范围内，质量稳定；产率可提高3倍以上；可实现降低能耗50％以上。

Description

用于生产球形石墨的气流涡旋球化机

技术领域

本实用新型涉及一种气流涡旋球化机，具体地说是专用于生产球形石墨的气流涡旋球化机。

背景技术

目前，用于生产普通石墨粉的粉碎设备较多，其品种也较为杂乱，但是，专用于生产球形石墨粉的设备还没有问世。近几年来，有个别的生产企业为生产球形石墨粉，对生产普通石墨粉的设备进行了改造，但其生产效果不好，制得的产品远远达不到球形石墨的指标要求，特别是球形度、粒度分布范围、振实密度、松装密度、真密度、比表面积等指标无法实现用户所需的技术要求，在一定的程度上制约了我国及国际上对球形石墨的应用，制约了特殊行业的需求。究其技术方面的主要原因是：因一般石墨粉(不包括球形石墨)采用的是机械粉碎的原理，即采取的技术方案是将石墨粉用机械的方式进行粉碎，使大颗粒变成小颗粒即可。机械方式粉碎出的石墨粉，其颗粒状呈不规则形，片状的、三角形的、类似球形的混杂在一起；就粒度的分布来说，因设备的技术因素使得产品粒度分布大小不一，分筛时也十分困难，为此，制得的产品只能作为一般的材料使用。从现有设备不能制得球形石墨的具体缺陷来说，其技术上困扰的难题体现在如下方面：一是，设备的粉碎腔或球化室设计不合理，一般设备的进料口和出料口均设置在粉碎腔上，当物料进入后直接在粉碎腔实施粉碎，在很短时间内从出料口排出，只形成机械的破碎过程，缺乏物理碰撞和团聚的过程；二是，磨盘及刀具设计不合理，一般的设备均采用“破碎机”磨盘的工作原理，将刀具设置在磨盘的上平面上，当物料从破碎腔进入后直接落入磨盘的上平面上，磨盘转动中只能使物料在磨盘的上方进行破碎或运动，其磨盘上的刀具只能实施局部的剪切；三是，一般的设备采用较高的转子速度，人们普遍认为速度越高其破碎的效果越好，其实并非如此。上述问题是当今石墨制备中，严重制约本技术领域的技术人员发展的关键因素，也是阻碍制备球形石墨技术的关键因素。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在解决上述技术问题的不足，提供一种专用于生产球形石墨的气流涡旋球化机，该设备能够使得石墨粉在气流涡旋球化室内实现细化、剪切、碰撞、摩擦、卷曲、团聚、密实的物理过程，或实现物理球化过程与机械粉体细化过程相结合，以实现制得的产品为球形，其球形石墨粉的球形度、粒度分布、振实密度、松装密度、真密度、比表面积等指标均可控制在事先设定值的范围内，质量稳定，产量可提高3倍以上，可实现全自动控制，极大降低生产成本，设备的密闭性能好，无粉尘泄漏，噪音小。

本实用新型为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：用于生产球形石墨的气流涡旋球化机，由机体、球化传动装置和内分级机传动装置组成，在机体的下端设有进料口，在机体的顶端设有出料口，在机体内壁中部设有齿圈，齿圈的下端面与机体底面之间为物料流动室，齿圈的下端面与机体顶面之间为球化室；在物料流动室中设有一个密封体，在密封体的上端设有一个粉体球化转盘，粉体球化转盘的圆周端面与齿圈相对，在粉体球化转盘的圆周上平面一周等距设有粉体刀，粉体刀的数量为5-10个，粉体刀长度的三分之一伸出粉体球化转盘；粉体球化转盘固定在转轴上，转轴上设有轴承和轴承座，转轴、轴承和轴承座设置在密封体内，在密封体与轴承座之间为一个密闭的空腔，在空腔内设有可循环流动的冷却液；在球化室内设有分流环和内分级机，内分级机设置在分流环内。

本实用新型，所述的进料口由物料流动室经齿圈和粉体球化转盘之间的间隙与球化室相通。

本实用新型，所述的出料口，经分流环与球化室相通。

本实用新型，所述的球化传动装置，由电机、传动带和转轴组成。

本实用新型，所述的内分级机传动装置，由内分级机电机、传动带和内分级机转轴组成。

本实用新型，所述粉体刀的外端面与齿圈之间的间隙为1mm～30mm。

本实用新型，所述的齿圈，齿圈的高度为80-115mm，在其内表面上等距垂直设有多条凸凹的齿条，齿条数为60-90个，齿条的厚度为1-2.5mm。

本实用新型的有益效果是：

为充分说明本实用新型有益效果，在没有相同技术领域的现有技术比较的情况下，将本实用新型与相关技术领域中的现有技术对比，作如下的区别分析。

本实用新型与相关技术领域中的现有技术中的区别之一是，将气流涡旋球化机中的腔体设置为上球化室和下物料流动室，其物料入口设置在流动室的底部，当物料从入口流向球化室时，必须从底部的流动室向上流动，当向上流动的过程中，物料所流向的唯一通路是球化转盘与齿圈之间的间隙，即实现了石墨粉在流向球化室的通路中进行摩擦、剪切、碰撞、卷曲、团聚、密实的第一个过程。

本实用新型与相关技术领域中的现有技术的区别之二是，产品的出口设置在球化室的顶部，当石墨粉流向出口时，必须经过球化室中设置的分流环和上分级机，石墨粉在分流环和上分级机的作用下，必须再经过球化室的碰撞、摩擦卷曲、团聚、密实团聚的多次过程后，再由分流环和上分级机分离后合格的颗粒排出，未能合格的颗粒继续进行摩擦、剪切、碰撞、卷曲、团聚、密实的过程。

本实用新型与相关技术领域中的现有技术的区别之三是，刀具的设置方式，即刀具设置在球化转盘端部，其粉体刀长度的三分之一伸出粉体球化转盘，粉体刀的外端面与齿圈之间的间隙为1mm～30mm，有效控制了石墨粉从底部向上流动的速度，有效控制了石墨粉的摩擦、剪切、碰撞、卷曲、团聚、密实的质量，避免了石墨粉过度的细化。

本实用新型与相关技术领域中的现有技术的区别之四是，气流涡旋球化机中的转轴、轴承和轴承座的冷却系统，设置该冷却系统后可有效降低机体内的温度，其作用有二，一是能够降低机体内部的温度，确保石墨粉在所要求的恒定温度范围内进行物理化过程；二是可降低转轴、轴承和轴承座温度，减少转子的故障率，确保设备能够实现长时间的运转。

本实用新型与相关技术领域中的现有技术对比，可提高产率3倍以上；能够实现制得的产品为球形，其球形石墨粉的球形度、粒度分布、振实密度、松装密度、真密度、比表面积等指标均可控制在事先设定值的范围内，可满足不同用户的需求；可实现全自动控制；设备的密闭性能好，无粉尘泄漏，噪音小；可实现降低能耗50％以上，极大降低生产成本；该设备可实现多天连续运转，安全可靠。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中标记：1、机体，2、球化传动装置，3、内分级机传动装置，4、进料口，5、出料口，6、齿圈，7、粉体球化转盘，8、转轴，9、轴承，10、轴承座，11、密封体，12、粉体刀，13、分流环，14、球化室，15、电机，16、内分级机电机，17、内分级机转轴，18、内分级机，19、物料流动室，20、空腔，21、传动带，22、传动带。

具体实施方式

如图所示，用于生产球形石墨的气流涡旋球化机，由机体1、球化传动装置2和内分级机传动装置3组成，在机体1的下端设有进料口4，在机体1的顶端设有出料口5，在机体1内壁中部设有齿圈6，齿圈6的下端面与机体1底面之间为物料流动室19，齿圈6的下端面与机体1顶面之间为球化室14；在物料流动室19中设有一个密封体11，在密封体11的上端设有一个粉体球化转盘7，粉体球化转盘7的圆周端面与齿圈6相对，在粉体球化转盘7的圆周上平面一周等距设有粉体刀12，粉体刀的数量为5-10个，粉体刀12长度的三分之一伸出粉体球化转盘7；粉体球化转盘7固定在转轴8上，转轴8上设有轴承9和轴承座10，转轴8、轴承9和轴承座10设置在密封体11内，在密封体11与轴承座10之间为一个密闭的空腔20，在空腔20内设有可循环流动的冷却液；在球化室14内设有分流环13和内分级机18，内分级机18设置在分流环13内。

本实用新型，所述的进料口4由物料流动室19经齿圈6和粉体球化转盘7之间的间隙与球化室14相通。

本实用新型，所述的出料口5，经分流环13与球化室14相通。

本实用新型，所述的球化传动装置2，由电机15、传动带21和转轴8组成。

本实用新型，所述的内分级机传动装置3，由内分级机电机16、传动带22和内分级机转轴17组成。

本实用新型，所述粉体刀12的外端面与齿圈6之间的间隙为1mm～30mm，所述粉体刀12可选用合金钢、陶瓷或者铸铁等耐磨材料，粉体刀12形状可以为长方体。

本实用新型，所述的齿圈6，其直径为470mm，高度为100mm，在其内表面上等距垂直设有多条凸凹的齿条，齿条数为72个，齿条的厚度为1.6mm，所述的齿圈可选用合金钢、陶瓷或者铸铁等耐磨材料。

本实用新型，所述的分流环13呈圆锥形，两端有开口，上端开口大于下端开口，所述的分流环上端通过支架设置在出料口处，且其上端面与球化室的上壁距离为20-35mm，当较重的颗粒被叶轮离心力甩至出料口时，可以沿分流环上端的缝隙处进入球化室，循环处理。

本实用新型中所述的密封体11上设有冷却液进口和冷却液出口，冷却液进口设置在密封体的下部，冷却液出口设置在密封体的上部，冷却液进口与外部压力泵连接，因此，冷却液从下部进入时，沿轴承座四周并将其冷却(高速转动的轴承将产生的热量传递给轴承座)，从上部的出口处将热量带出，有效降低其内轴承系统的温度，延长了轴承、轴承座、转轴使用寿命，实现设备能够长时间的连续运转，且运行稳定，减少设备维修费用，降低生产成本，提高生产效率。

本实用新型采用粉体刀切割和高速气流冲击，碰撞双重处理功能于一体，在粉体刀切割过程中，物料在粉体球化转盘的粉体刀与齿圈之间的摩擦、碰撞，同时粉体球化转盘产生高速气流随粉体刀切割方向旋转，物料在气流中加速，并与固定齿圈产生高速碰撞，使得天然鳞片在次过程中实施碰撞、剪切、气流摩擦、卷曲、团聚、密实等动作，反复循环冲击使物料同时受到双重粉体细化，加速物料的粉体细化率。首先石墨颗粒在高速旋转的转子作用下，先被迅速分散，同时不断受到粉体刀、齿圈和高速气流的强大冲击、粒子之间的相互碰撞、摩擦和剪切等作用。石墨颗粒被不断循环，在较短时间内形状不规则石墨颗粒被处理为球形或近球形颗粒，驱动电机转速为3000r/min，处理时间为10或15min。处理前后微晶石墨和鳞片石墨颗粒的形状均发生了明显的变化，而且颗粒表面有小颗粒的粘附。因此可推断球形化的形成机理为：(1)在初始阶段是鳞片石墨微粉颗粒受冲击弯曲、叠合，同时研磨使得尖锐的棱角断裂；(2)鳞片石墨微粉逐渐成球，但细颗粒增加；(3)细颗粒吸附在大颗粒上；(4)细颗粒固定和嵌入后继续受冲击，球形石墨微粉逐渐密实。也即初始阶段是冲击细化过程，然后是少量细颗粒在粗颗粒表面的粘附和固定密实过程。小颗粒吸附在大颗粒表面主要发生在最初的几分钟内，牢固吸附主要发生在整形的后几分钟内，颗粒之间主要以范德华引力和静电引力发生吸附。

本实用新型在球化室的出料口处设置分流环13和内分级机18，其一、稳定气流，加速物料粉体细化、球化，使物料实施气流磨擦、团聚等动作后易处理成球形；其二、完成初步球化后的分级，分级效果好，分流环将球化室分成两块，球化室和由分流环围成的空间构成的分级室，分级机叶轮设置在分级室内并由变频电机驱动，由于分流环呈上下开口状，且下端开口直径小于上端开口，因此在分级室中心处形成漩涡状气流，石墨被实施气流摩擦、团聚和分流环壁碰撞后产生类球状石墨，同时，在分级室内形成强大的离心力，在离心力的作用下，大或重的颗粒受离心作用力大，故被甩至分流环外围，并不再受离心力的影响，物料或者与设置在球化室内的固定齿圈产生高速碰撞、冲击，或者落入粉体盘内继续粉体，小或轻的物料受离心力作用小，在分级室内的中心处悬浮，受负压抽风机提供的负压影响被带至高处，顺管道运动至下一组件内被分级或收集。每级产出的物料由质检员抽检查出其分布粒径，通过变频调节叶轮的转速和风量大小便可调整分级室中离心力的大小，达到初步分出指定粒度的物料的目的。

以上可知，该设备能够使得石墨粉在气流涡旋球化室内实现细化、剪切、碰撞、摩擦、卷曲、团聚、密实的物理过程，或实现物理球化过程与机械粉碎过程相结合，以实现制得的产品为球形，其球形石墨粉的球形度、粒度分布、振实密度、松装密度、真密度、比表面积等指标均可控制在事先设定值的范围内，质量稳定；产率可提高3倍以上；可实现全自动控制；设备的密闭性能好，无粉尘泄漏，噪音小；可实现降低能耗50％以上，极大降低生产成本；设备的密闭性能好，无粉尘泄漏，噪音小；可实现多天连续运转，安全可靠。

Claims (5)

1.用于生产球形石墨的气流涡旋球化机，由机体(1)、球化传动装置(2)和内分级机传动装置(3)组成，其特征是：在机体(1)的下端设有进料口(4)，在机体(1)的顶端设有出料口(5)，在机体(1)内壁中部设有齿圈(6)，齿圈(6)的下端面与机体(1)底面之间为物料流动室(19)，齿圈(6)的下端面与机体(1)顶面之间为球化室(14)；在物料流动室(19)中设有一个密封体(11)，在密封体(11)的上端设有一个粉体球化转盘(7)，粉体球化转盘(7)的圆周端面与齿圈(6)相对，在粉体球化转盘(7)的圆周上平面一周等距设有粉体刀(12)，粉体刀(12)的数量为5-10个，粉体刀(12)长度的三分之一伸出粉体球化转盘(7)；粉体球化转盘(7)固定在转轴(8)上，转轴(8)上设有轴承(9)和轴承座(10)，转轴(8)、轴承(9)和轴承座(10)设置在密封体(11)内，在密封体(11)与轴承座(10)之间为一个密闭的空腔(20)，在空腔(20)内设有可循环流动的冷却液；在球化室(14)内设有分流环(13)和内分级机(18)，内分级机(18)设置在分流环(13)内。

2.根据权利要求1所述的用于生产球形石墨的气流涡旋球化机，其特征是：所述的球化传动装置(2)，由电机(15)、传动带(21)和转轴(8)组成。

3.根据权利要求1所述的用于生产球形石墨的气流涡旋球化机，其特征是：所述的内分级机传动装置(3)，由内分级机电机(16)、传动带(22)和内分级机转轴(17)组成。

4.根据权利要求1所述的用于生产球形石墨的气流涡旋球化机，其特征是：所述粉体刀(12)的外端面与齿圈(6)之间的间隙为1mm～30mm。

5.根据权利要求1所述的用于生产球形石墨的气流涡旋球化机，其特征是：所述的齿圈(6)，齿圈(6)的高度为80-115mm，在其内表面上等距垂直设有多条凸凹的齿条，齿条数为60-90个，齿条的厚度为1-2.5mm。

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