CN212682431U - 一种金属粉末研磨通水冷却及氮气保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种金属粉末研磨通水冷却及氮气保护装置，包括外箱和其内的球磨筒，球磨筒两端设有空心转轴，空心转轴伸出外箱且其上转动套接有轴套，一空心转轴内转动连接有氮气输送管，其首端伸入球磨筒中、尾端伸出空心转轴并连接有氮气罐，另一空心转轴内转动连接有真空管，其首端伸入球磨筒中、尾端伸出空心转轴并连接有真空泵，球磨筒外周上转动套设有多个冷却水管，外箱两内侧壁上分别设有进水管和出水管，进水管一端伸出外箱并与冷却水箱出水口连通，出水管一端伸出外箱并与冷却水箱进水口连通。本实用新型采用水冷和风冷的双重冷却方式，效率高，效果好，并可向球磨机中通入氮气，避免粉末氧化，可大大提高粉末研磨质量。

Description

一种金属粉末研磨通水冷却及氮气保护装置

技术领域

本实用新型属于金属粉末制取技术领域，具体涉及一种金属粉末研磨通水冷却及氮气保护装置。

背景技术

制取金属粉末是粉末冶金的第一步，为了满足对粉末的各种要求，也就要有各种各样的生产粉末方法，例如机械法、物理法、化学法等，从而使金属单质、合金或者金属化合物从固态、液态或气态转变成粉末状态。制取金属粉末的机械法包括研磨法和雾化法，其中，研磨法既是一种独立的制粉方法，又常作为某些制粉方法的补充工序。

采用研磨法制取金属粉末时，多采用球磨机等研磨设备。利用球磨机制取金属单质粉末时，由于研磨过程极易发热，发热后金属单质粉末又极易与氧气发生氧化反应，致使所得金属单质粉末的纯度较低，不利于粉末冶金的后续生产，因此，需要对研磨过程进行冷却，并通入一定的惰性气体对研磨环境进行保护。但常规的球磨机上并未设置一定的气体通入装置，且大都仅采用水冷方式，冷却效率低，效果差，对水资源浪费严重，不利于球磨机的快速降温，影响金属单质粉末的制取质量，有待改进。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种金属粉末研磨通水冷却及氮气保护装置，采用水冷和风冷的双重冷却方式，效率高，效果好，并可向球磨机中通入氮气，形成纯氮气的研磨环境，以解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种金属粉末研磨通水冷却及氮气保护装置，包括底座和球磨筒，所述底座上架设有外箱，所述球磨筒水平设于外箱中，所述球磨筒两端均固定连接有空心转轴，两空心转轴均伸出外箱并与对应的外箱侧壁转动连接，两空心转轴上均转动套接有轴套，所述轴套通过竖向支撑板与底座固定连接，一空心转轴上连接有传动机构且该空心转轴内转动连接有氮气输送管，所述氮气输送管的首端伸入球磨筒中、尾端伸出相应空心转轴并连接有氮气罐，另一空心转轴内转动连接有真空管，所述真空管的首端伸入球磨筒中、尾端伸出相应空心转轴并连接有真空泵；所述球磨筒外周上转动套设有多个环形冷却水管，所述冷却水管沿球磨筒轴向间隔分布，所述冷却水管左、右两侧对应的外箱两内侧壁上分别固设有进水管和出水管，所述冷却水管的左、右两侧均与相应的进水管、出水管连通，所述外箱下方的底座上设有冷却水箱，所述进水管一端伸出外箱并与冷却水箱出水口连通，所述出水管远离进水管伸出端的一端伸出外箱并与冷却水箱进水口连通，所述外箱底部一端连通有进风管，所述进风管靠近外箱的一端内设有进气扇、远离外箱的一端上连通有冷风机，所述外箱顶部远离进风管的一端连通有出风管，所述出风管尾端连接有抽风机。

优选的，所述外箱外部的进水管上设有第一电磁阀和进水泵，所述外箱外部的出水管上设有出水泵。

优选的，所述进风管远离外箱的一端侧壁上连通有带有第二电磁阀的冷风输送管，所述冷风输送管尾端与所述冷风机的出风口连通，所述进风管远离外箱的一端端头处设有第三电磁阀。

优选的，所述球磨筒外壁上设有温度传感器，所述外箱外壁上设有控制器，所述温度传感器、进水泵、出水泵、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均与控制器电连接。

优选的，所述传动机构包括固定套设在相应空心转轴上的从动带轮，所述从动带轮下方的底座上设有驱动电机，所述驱动电机的输出轴朝向从动带轮所在方向且其上固定套设有主动带轮，所述主动带轮通过传动皮带与从动带轮传动连接。

优选的，所述氮气输送管上设有稳压阀。

优选的，所述球磨筒侧壁上连通有料管，所述料管端口处铰接设有端盖。

优选的，所述外箱顶部对应料管的位置处开设有进料口，所述外箱底部对应料管的位置处开设有出料口，所述进料口和出料口上均设有密封盖。

本实用新型的有益效果是：本实用新型设计合理，结构简单，真空管和氮气输送管的设置，可在不影响球磨筒转动工作的前提下，对球磨筒进行抽真空和输入氮气操作，从而在球磨筒内形成纯氮气的研磨环境，防止研磨过程中金属单质粉末被氧化， 保证金属单质粉末的纯度。

采用水冷和冷风冷却的双重冷却方式，冷却速度快，冷却更加均匀、有效，可大大提高冷却效率和质量，提高系统稳定性，保证研磨过程中的金属单质粉末的温度，避免金属单质粉末因发热而被氧化，进一步提高金属单质粉末的纯度，有利于粉末冶金的后续生产。

温度传感器的设置，可在冷却过程中实时检测球磨筒的温度，并传递给控制器，使得控制器可根据接收到的温度信息自动控制冷风机和进、出水泵的工作状态以及第一和第二电磁阀的启闭，从而实现冷却方式在水冷和冷风冷却与自然风冷之间的切换，对水冷和冷风冷却进行自动化控制，操作更加简单、便捷，可降低工人的劳动强度和操作难度，更便于维持球磨筒温度的稳定，降低能耗，提高冷却效率和质量，有利于保证金属单质粉末的研磨质量。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是限位组件的左视结构示意图。

图中标号：1为底座，2为冷风机，3为冷风输送管，4为第二电磁阀，5为冷却水箱，6为出水泵，7为出水管，8为主动带轮，9为驱动电机，10为真空泵，11为真空管，12为竖向支撑板，13为进水管，14为进水泵，15为第一电磁阀，16为空心转轴，17为轴套，18为外箱，19为球磨筒，20为冷却水管，21为料管，22为端盖，23为密封盖，24为进料口，25为控制器，26为出风管，27为抽风机，28为从动带轮，29为氮气输送管，30为稳压阀，31为氮气罐，32为传动皮带，33为进气扇，34为进风管，35为第三电磁阀，36为出料口，37为温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1和2所示，一种金属粉末研磨通水冷却及氮气保护装置，包括底座1和球磨筒19。底座1上架设有外箱18，球磨筒19水平设于外箱18中，用以配合实现对球磨筒19的冷却。球磨筒19两端均固定连接有空心转轴16，两空心转轴16均伸出外箱18并与对应的外箱18侧壁转动连接。两空心转轴16上均转动套接有轴套17，轴套17通过竖向支撑板12与底座1固定连接。一空心转轴16上连接有传动机构且该空心转轴16内转动连接有氮气输送管29，氮气输送管29的首端伸入球磨筒19中、尾端伸出相应空心转轴16并连接有氮气罐31。另一空心转轴16内转动连接有真空管11，真空管11的首端伸入球磨筒19中、尾端伸出相应空心转轴16并连接有真空泵10。真空管11和氮气输送管29的设置，可在不影响球磨筒19转动工作的前提下，对球磨筒19进行抽真空和输入氮气操作，从而在球磨筒19内形成纯氮气的研磨环境，防止研磨过程中金属单质粉末被氧化， 保证金属单质粉末的纯度。

球磨筒19外周上转动套设有多个环形冷却水管20。冷却水管20沿球磨筒19轴向间隔分布。冷却水管20的左、右两侧对应的外箱18两内侧壁上分别固设有进水管13和出水管7，冷却水管20的左、右两侧均与相应的进水管13、出水管7连通。外箱18下方的底座1上设有冷却水箱5，进水管13的一端伸出外箱18并与冷却水箱5的出水口连通，出水管7远离进水管13伸出端的一端伸出外箱18并与冷却水箱5的进水口连通，从而可实现循环水冷。外箱18底部一端连通有进风管34，进风管34靠近外箱18的一端内设有进气扇33、远离外箱18的一端上连通有冷风机2。外箱18顶部远离进风管34的一端连通有出风管26，出风管26尾端连接有抽风机27，从而可实现冷风冷却。采用水冷和冷风冷却的双重冷却方式，冷却速度快，冷却更加均匀、有效，可大大提高冷却效率和质量，提高系统稳定性，保证研磨过程中的金属单质粉末的温度，避免金属单质粉末因发热而被氧化，进一步提高金属单质粉末的纯度，有利于粉末冶金的后续生产。

在本实施例中，外箱18外部的进水管13上设有第一电磁阀15和进水泵14，外箱18外部的出水管7上设有出水泵6，使用时，通过打开第一电磁阀15并运行进水泵14和出水泵6，便可将冷却水箱5中的冷却水抽送至进水管13内，进而分流至各冷却水管20中，对球磨筒19进行水冷，之后，进行过热交换后的冷却水汇集到出水管7中，在出水泵6抽力下可再次流回冷却水箱5中进行循环利用，节约水资源。冷却水箱5采用现有技术中常规的集成式冷却水箱，该冷却水箱是现有的一种先进循环水冷却设备，可广泛适用于需要循环水冷却的其它电器、机械设备的配套等，其内部集成设有水循环散热器、冷却风扇、水路循环系统、水位指示设备等部件，使用时配合循环水泵即可实现冷却水对设备的冷却作业以及该冷却水的回流循环利用，使用便捷，不浪费水资源，其具体结构和工作原理属于现有技术，在此不再阐述。

在本实施例中，进风管34远离外箱18的一端侧壁上连通有带有第二电磁阀4的冷风输送管3，冷风输送管3尾端与冷风机2的出风口连通，进风管34远离外箱18的一端端头处设有第三电磁阀35，使用时，通过关闭第三电磁阀35，打开第二电磁阀4，便可在进气扇33的作用下，将冷风机2出产的冷风经冷风输送管3和进风管34送入外箱18中，实现冷风冷却；通过关闭第二电磁阀4，打开第三电磁阀35，便可停止冷风冷却，并进行自然风冷。冷风机2采用常规的工业用冷风机即可，工业用冷风机具备效能大、降温效果明显、节能环保等优点，保证所需冷风的充足。

在本实施例中，球磨筒19的外壁上设有温度传感器37，外箱18的外壁上设有控制器25，温度传感器37、进水泵14、出水泵6、第一电磁阀15、第二电磁阀4和第三电磁阀35均与控制器25电连接。温度传感器37的设置，可在冷却过程中实时检测球磨筒19的温度，并传递给控制器25，使得控制器25可根据接收到的温度信息自动控制冷风机2和进水泵14、出水泵6的工作状态以及第一电磁阀15、第二电磁阀4和第三电磁阀35的启闭，从而实现冷却方式在水冷和冷风冷却与自然风冷之间的切换，对水冷和冷风冷却进行自动化控制，操作更加简单、便捷，可降低工人的劳动强度和操作难度，更便于维持球磨筒19温度的稳定，降低能耗，提高冷却效率和质量，有利于保证金属单质粉末的研磨质量。控制器采用常规的PLC控制器即可。

在本实施例中，传动机构包括固定套设在相应空心转轴16上的从动带轮28，从动带轮28下方的底座1上设有驱动电机9。驱动电机9的输出轴朝向从动带轮28所在方向且其上固定套设有主动带轮8，主动带轮8通过传动皮带32与从动带轮28传动连接，从而实现带传动。

在本实施例中，氮气输送管29上设有稳压阀30，使氮气输送管29输送的氮气流速更加均匀，提高系统稳定性。

在本实施例中，球磨筒19侧壁上连通有料管21，用以向球磨筒19中进料。料管21端口处铰接设有端盖22，用来保证球磨筒19的密封性，使其稳定工作。外箱18顶部对应料管21的位置处开设有进料口24，外箱18底部对应料管21的位置处开设有出料口36，进料口24和出料口36上均设有密封盖23。当需要向球磨筒19中进料时，先将料管21转至进料口24正下方，然后取下进料口24处的密封盖23，通过进料口24打开料管21上的端盖22，使进料口24和料管21畅通，接着依次通过进料口24和料管21，便可将需要研磨的物料送入球磨筒19中。当需要将球磨筒19中的物料排出时，先将料管21转至出料口36正上方，然后取下出料口36处的密封盖23，通过出料口36再次打开料管21上的端盖22，使出料口36和料管21畅通，接着依次通过料管21和出料口36，便可将球磨筒19中的物料排出。

本实用新型的工作原理：本实用新型在使用时，先低速运行驱动电机9，通过带传动带动球磨筒19低速转动，将料管21转至进料口24正下方，然后取下进料口24处的密封盖23，通过进料口24打开料管21上的端盖22，使进料口24和料管21畅通，接着依次通过进料口24和料管21，将需要研磨的物料送入球磨筒19中。进料完成后，重新关闭端盖22，并安装回进料口24上的密封盖23。接着，先启动真空泵10，通过真空管11将球磨筒19内抽成真空状态，再打开稳压阀30，通过氮气输送管29向球磨筒19中输入氮气，使球磨筒19中充满氮气，形成纯氮气的研磨环境，避免金属单质粉末氧化。然后，高速运行驱动电机9，通过带传动带动球磨筒19高速转动，进行研磨作业。研磨过程中，打开第一电磁阀15并运行进水泵14和出水泵6，从而可将冷却水箱5中的冷却水抽送至进水管13内，进而分流至各冷却水管20中，对球磨筒19进行水冷，之后，进行过热交换后的冷却水汇集到出水管7中，在出水泵6的抽力下再次流回冷却水箱5中进行循环利用，节约水资源。水冷的同时，打开第二电磁阀4，运行冷风机2、进气扇33和抽风机37，使冷风机2出产冷风，并经进气扇33抽送至外箱18中，实现对球磨筒19的冷风冷却降温，同时抽风机27的运行可提供抽风力，通过出风管26能及时将进行过热交换的气流排出，在保证外箱18内气压稳定的同时，及时带出热量，可进一步增强冷却效果，保证冷却效率和质量。水冷和冷风冷却的过程中，温度传感器37可实时检测球磨筒19的温度，并将信息传递给控制器25。当温度下降至低于设定的下限值时，控制器25可自动控制停止运行进水泵14、出水泵6和冷风机2，关闭第一电磁阀15和第二电磁阀4，从而停止水冷和冷风冷却，同时自动控制打开第三电磁阀35，仅通过进风管34抽入常温风进行自然风冷。当温度上升至高于设定的上限值时，控制器25可自动控制关闭第三电磁阀35，停止自然风冷，并自动控制运行进水泵14、出水泵6和冷风机2，打开第一电磁阀15和第二电磁阀4，从而继续进行水冷和冷风冷却，实现水冷和冷风冷却的自动化控制，操作更加简单、便捷，可降低工人的劳动强度和操作难度，更便于维持球磨筒19的温度的稳定，降低能耗，提高冷却效率和质量，有利于保证金属单质粉末的研磨质量。研磨完成后，将料管21转至出料口36正上方，然后取下出料口36处的密封盖23，通过出料口36再次打开料管21上的端盖22，使出料口36和料管21畅通，接着依次通过料管21和出料口36，将研磨后的金属单质粉末排出即可。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种金属粉末研磨通水冷却及氮气保护装置，包括底座和球磨筒，其特征在于，所述底座上架设有外箱，所述球磨筒水平设于外箱中，所述球磨筒两端均固定连接有空心转轴，两空心转轴均伸出外箱并与对应的外箱侧壁转动连接，两空心转轴上均转动套接有轴套，所述轴套通过竖向支撑板与底座固定连接，一空心转轴上连接有传动机构且该空心转轴内转动连接有氮气输送管，所述氮气输送管的首端伸入球磨筒中、尾端伸出相应空心转轴并连接有氮气罐，另一空心转轴内转动连接有真空管，所述真空管的首端伸入球磨筒中、尾端伸出相应空心转轴并连接有真空泵；所述球磨筒外周上转动套设有多个环形冷却水管，所述冷却水管沿球磨筒轴向间隔分布，所述冷却水管左、右两侧对应的外箱两内侧壁上分别固设有进水管和出水管，所述冷却水管的左、右两侧均与相应的进水管、出水管连通，所述外箱下方的底座上设有冷却水箱，所述进水管一端伸出外箱并与冷却水箱出水口连通，所述出水管远离进水管伸出端的一端伸出外箱并与冷却水箱进水口连通，所述外箱底部一端连通有进风管，所述进风管靠近外箱的一端内设有进气扇、远离外箱的一端上连通有冷风机，所述外箱顶部远离进风管的一端连通有出风管，所述出风管尾端连接有抽风机。

2.根据权利要求1所述的金属粉末研磨通水冷却及氮气保护装置，其特征在于，所述外箱外部的进水管上设有第一电磁阀和进水泵，所述外箱外部的出水管上设有出水泵。

3.根据权利要求2所述的金属粉末研磨通水冷却及氮气保护装置，其特征在于，所述进风管远离外箱的一端侧壁上连通有带有第二电磁阀的冷风输送管，所述冷风输送管尾端与所述冷风机的出风口连通，所述进风管远离外箱的一端端头处设有第三电磁阀。

4.根据权利要求3所述的金属粉末研磨通水冷却及氮气保护装置，其特征在于，所述球磨筒外壁上设有温度传感器，所述外箱外壁上设有控制器，所述温度传感器、进水泵、出水泵、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均与控制器电连接。

5.根据权利要求1所述的金属粉末研磨通水冷却及氮气保护装置，其特征在于，所述传动机构包括固定套设在相应空心转轴上的从动带轮，所述从动带轮下方的底座上设有驱动电机，所述驱动电机的输出轴朝向从动带轮所在方向且其上固定套设有主动带轮，所述主动带轮通过传动皮带与从动带轮传动连接。

6.根据权利要求1所述的金属粉末研磨通水冷却及氮气保护装置，其特征在于，所述氮气输送管上设有稳压阀。

7.根据权利要求1所述的金属粉末研磨通水冷却及氮气保护装置，其特征在于，所述球磨筒侧壁上连通有料管，所述料管端口处铰接设有端盖。

8.根据权利要求7所述的金属粉末研磨通水冷却及氮气保护装置，其特征在于，所述外箱顶部对应料管的位置处开设有进料口，所述外箱底部对应料管的位置处开设有出料口，所述进料口和出料口上均设有密封盖。

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