CN86104423A - 对偏硬的、弹性的和/或热塑性的材料进行精细和/或低温粉碎与表面处理的气流粉碎机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种具有预研磨腔和内部大小分档器的气流研磨机，适合于进行精细研磨(低于10微米)，此外适合于低温研磨，以及在给定情况，最好在研磨硬的，弹性的或热塑性材料期间，作表面处理。

表示本发明的装置是一个节能装置，它不包含任何会出现严重磨损的可动部件，有一个内部大小分档器成为研磨空间的完整组成部分之一，前者使用系统中研磨后剩余的能量，因此可达到细粒子的明显分筛。

Description

本发明的对象是一种节能的内筛分式气流粉碎机，它具有一个适合于对各种碳化物、硅酸盐、氧化物、矿石、颜料或碎屑材料进行精细研磨以及对这些同样材料进行表面处理和/或进行低温研磨的预研磨腔。

根据现有技术，气流粉碎机可追溯到五种基本类型。第一种类型的工作特征是用喷嘴使材料加速到高速，朝所谓的砧座冲击，产生研磨。这种装置可产生足够的研磨效果，然而，由于特有的高能量消耗，它的运行是不经济的，且衬套呈现严重的磨损，由此大大污染研磨而成的产品。

为了消除这种污染效应，实际上经常使用与待研磨材料相同的材料制成的衬套。现在使用的这类最出名的型式是备有分选机、陶瓷衬套和砧座的涡流系统（Vortex    system）气流粉碎机。另一类广泛使用的气流粉碎机被称为超微粉碎机（Majec    mill）。这里，粉碎作用是由两个彼此对面的喷口所产生的加速度致使粒料相互冲击而形成的自生研磨效应所产生的。然而，其运行呈现能量损失，因此粉碎作用效率很低。该喷嘴能运送较少量粒料，在相对的空气喷射效应上也产生涡流，因而大大减少粒料碰撞的数目。这种类型的众所周知的实例是联邦德国D    E254369102和联邦德国DE252347102。

第三种所谓微型粉碎机型（Micrxizor    type）气流粉碎机是一种一直最广泛使用的粉碎机。其运行的本质在于由于气体从铁饼状研磨腔周围的喷射管向外喷出的作用，在铁饼状研磨腔内产生研磨。气流首先接触研磨面积外侧1/3或一半处的圆。待研磨的材料在与圆切线交叉的垂直平面内进入研磨空间，但是，与通过研磨空间顶的垂直线成60°角。

按照这些设计者的理论，颗粒度大于预定量值的粒料是沿着相切圆环流的，作为研磨成品的较小的粒料从该装置中通过阻塞挡料圈排出，较粗的粒料在从周围喷嘴喷出的气体的作用下，相互碰撞和持续环流，直到粒料颗粒度小于要求的值。在实际工作条件下，该装置的运行并不符合上述理论操作的条件，然而，这种类型是现在广泛使用的效率最好的机器。有几个专利发明涉及前者的发展，例如美国US185856，SF33960，联邦德国DE32017781    C1。这些技术上的解决方法代表了双气流粉碎机、砧座型粉碎机和微型粉碎机的结合，在那里粗粒料的产物重新馈入研磨空间，或者试图使用砧座型预研磨机，以改进研磨细度，但几乎没有取得成功。因此，至今在工业上最常使用的是那种备有某种衬套的未经改变的基本类型。

至于第四种类型的气流粉碎机，其目的在于借助一种方法，增加粉碎机的输出，该方法不致缩短粒子自由运动的路径。

为了有利于此目的，增加了研磨空间的容量和喷嘴的数量，就粉碎机的单位容量来说，相对地增加了粉碎机的输出，然而能量利用效率下降了，磨损也增加了。这种类型的粉碎机称为气流分筛粉碎机（Jet-O-Mizer）或者称作还原式粉碎机（Reductionizer）。针对降低磨损作用，市场上出现了双冲击粉碎机（Double-lmpact-Mill）的设计。在一些场合，在粉碎机顶部的回行分部，已应用了一个所谓的改变方向的大小分档器（directional-chang-sizer）和更多的研磨喷嘴。但使用这些类型的粉碎机，尚未成功地得到大小为1微米的粒料。

流化床气流粉碎机属于第五种类型，例如联邦德国DE3140294    C2，其中使用四个大直径的喷嘴，与以前的彼此对置并位于大容器底部的喷嘴相比，粒子碰撞的频率和由此获得的研磨效率都增加了。喷嘴的运行使容器内的全部材料达到流体化，致使已研磨的精细粒料先通过容器顶部的转动大小分档器导出。其间，较粗的粒子沿容器壁滑落下来，以便重新研磨。

该装置呈现良好的研磨和筛分效率，然而，它不适合低于10微米的精细研磨，部分原因是由于粒子通过短的路径（高的密度），后者的冲击能量是小的，另外，部分原因是因为大小分档器转动部份的转速，也就是成品的细度，不能提高到超过一定的限度。这种设计的另一个缺点在于大小分档器的旋转部分出现高的磨损，由于研磨空间的高的超压，装入的材料仅能用有关的闸门阀系统才能带出。根据至今所接受的各类型的知识，能够确认，如果粒子具有高的能量和有高的冲击几率，则有利于喷气装置的效率。增加固体粒子的数目，由此可增加冲击的几率，然而，加速粒子所需要的自由通路长度缩短，为此，冲击能量也减小，因此有一个折衷方案，它成了旨在运行的喷气装置的基本问题：要么增加自由路径的长度，使研磨的产品更精细，然而，降低了粉碎机的性能;要么增加导致较粗产品的冲击数目，然而，改进了粉碎机的研磨效率的运行性能。

本发明的目的在于发展一种气流粉碎机的结构，能用于精细研磨非常硬的或弹性的或热塑性的材料至小于10微米，粉碎机是节能的，它不包含任何可动部件，因此呈现高的耐磨性。它的特点是有一个内部的大小分档器，以此作为粉碎机的整体部分之一。它的分筛性能是非常明显的，该装置并不消耗粉碎作用所需能量的主要部分。

本发明基于下列作用：

由于采用预研磨，充分增加喷嘴的数目和使它们的排列适当，把较粗的碎粒回流到预研磨腔内，因此研磨效率能大大地提高。

由于选定了足够数目的周围的喷嘴，因此所有这些喷嘴都能用来完成同样的研磨工作，

由于去消可动部件，所以如果材料在水平平面以切线方向送入，能够达到一个最小的磨损，甚至这可导致容易地更换预研磨腔的零件，

由于使用许多作为汇合喷气主喷嘴的辅助喷嘴，从而诱导材料从腔壁转向，因此能使预研磨腔的磨损大大减小，

由于新的仿形衬套部件的发展和采用可调节叶片角度的叶片栏板，所以能得到很强烈的内部分筛（磨粒范围为0.1～100微米），可以利用研磨后剩余的能量，而不必输入任何外部能量，

由于采用喷嘴的足够的轴向调节，因此可在供料小孔内形成真空，能够供料和重新供给被研磨过的材料，以及供给进行表面处理的材料和/或致冷剂进入系统。以这种方式，本装置也适合于研磨热敏性和弹性材料的表面处理，

由于在研磨空间中调节周围喷嘴的角度（引导材料从腔壁返回），所以减少了腔壁上所受的冲击次数，因此材料的运动能得到最佳的调节。

按照本发明，就气流粉碎机的结构来说，材料供给发生在研磨空间非切线方向的水平面内，因此除了良好的研磨效率之外，还能够减少研磨空间的磨损（微型粉碎机型就存在这种研磨空间的磨损）。由于使用预研磨腔所供给的材料的较小的粒子能大大提高研磨效率。周围喷嘴的数目和位置的选定应有利于使每一个喷嘴完成相同的研磨工作;应便利加料从每个第二喷嘴出来后进入研磨空间。

例如，如果使用六个周围喷嘴和三个成切线放置的喷射管，则根据所作试验的结果，研磨性能可提高到三倍。

为了进一步提高研磨效率，来自研磨空间的较粗的粒料，可借助加料通道产生的真空作用，通过通道回到预处理空间。材料加料喷嘴（注入通道）是与预研磨腔连接的，后者备有耐磨的衬套，那里二个或多个喷嘴相互调节到90°-180°的夹角，和/或在平面上移动，因此这些喷咀能够汇合喷射材料。在操作二个以上的汇合喷嘴的场合，二个喷咀起着提供材料的作用，其余喷咀可通过粒子对腔壁所产生的冲击的几率而降低磨损。

依照本发明，喷嘴的安排恰好导致产生涡流，即，增加粒子冲击的数目，结果是在预研磨腔内有非常好的研磨作用。注入喷嘴也适于把要进行表面研磨处理的新鲜材料和/或致冷剂引入所需颗粒研磨技术相对应的系统内，即，使它们进行适当调节，在供料小孔内会产生真空，从而使致冷剂和任何试剂被吸入。采用系统中呈现最大压力的，与注入喷嘴同轴的注入管道可使预研磨材料进入研磨空间，并适宜于加速预研磨材料到足够的速度（声速的几培）而可以不顾汇合喷嘴所产生的涡流，都可以使它们到达研磨空间。

调研粉碎效率与压力之间的关系，已得到如下结果，压力增至9巴，效率稍有改进，在9-15巴压力范围内，效率迅速增加，最后随材料不同在15-25巴压力范围内，发生严重凝聚，粉碎效率降低。

本发明中一种可能设计的气流粉碎机，在切线方向有四个喷嘴接到预研磨腔，产生的气流与主研磨空间垂直，气体喷射通过与较小半径的圆周的接触而产生涡流。根据这种解决办法，二个相近的水平喷嘴一起喷射待研磨的材料，而另外二个相近的垂直喷嘴则将气体或空气导入该系统。后者可能被连接到盛有试剂或致冷剂的容器。注入管在三个点上成切线地连接到研磨空间，在那儿均称地安置了六个可以绕它们垂直轴旋转的周围喷嘴。研磨腔借助于材料循环管，将其中的粗料送回去。内部大小分档器设计成以研磨空间的轴为对称，前者由旋转双曲面的表面和叶片的可调栏板组成，叶片和磨料出口边缘同轴。

本发明中另一种可能设计的气流粉碎机的预研磨腔发展模式与前述不同。根据这种解决办法，在垂直的圆柱形预磨腔里，有二个调节在150°-180°范围内的汇集喷射喷嘴，另一个注入喷嘴放在吹管的轴上，这三个都可以各自与装料漏斗相连接。

气流粉碎机开发设计中的任一种，所待研磨的材料都以所需的数量，从贮存罐借助重力流到进料盘或盘式进料器上，后者偏心振荡。均匀的材料从盘式进料器流进沿盘边安置的进料漏斗。根据如下附图，结合做过的实施例来观察本发明：

图1表示本发明的气流粉碎机的可能结构模式的横截面。

图2表示沿图1所示的1-1线的剖面图。

图3表示另一个可能结构的截面。

图4表示本发明的气流粉碎机的进料系统的轴向截面。

按实例所示的可能的结构之一，如图1和图2可见，三个预研磨腔[1]与研磨空间[2]连接。放在喷嘴外壳[6]内的汇集喷嘴[7]和注入喷嘴[8]借助进料管[9]与预研磨空间[5]连接，预研磨空间[5]装有耐磨衬套，后者由莱浮成型（Laval-profiles）实现。预磨器以吹管[3]和回料管[4]与研磨空间连接。周围研磨喷嘴[10]匀称地装在研磨空间中，研磨空间可以通过转动角度定位器[11]在水平面内转动。在研磨空间[2]内有一耐磨衬套[12]和一与角度有关的叶片可调栏板[13]。为调节叶片的角度，提供了齿轮缘[15]和短管[14]。从图可见，出料管[17]是与气流粉碎机的外壳[16]同轴的。本装置上也装有材料供给管[18]和空气进气管[19]。

图3表示另一个结构的可能模式。在此情况，预研磨腔是一个比较简单的设计;放在喷嘴外壳[6]内的汇集喷嘴[7]的轴相互间成150°-180°角设置，最好成150°角，分别有三个吹管。汇集喷嘴设置的角度应根据预研磨空间的半径而选择，预研磨材料的速度部件面对研磨空间。研磨外壳[2]、周围喷嘴[10]和叶片可调栏板[13]以及材料的供给情况是与上述这些情况相同的。给出了以图4为基础的材料供给系统。材料贮存漏斗[20]装置了可调节的通气缝[21]。来自漏斗的材料流至盘式进料器[23]上，受偏心操作装置[22]振动，均匀地散布材料并把相同的材料分配给进料漏斗[24]，后者被连接到材料供给管[18]。

本发明的气流粉碎机的主要优点在于此情况，与迄今已知的装置相比，它能够生产粒度大于10微米的粒料，此外，还能对热塑性材料进行低温研磨，而且在特定情况下，还可在研磨的同时，提供表面处理材料。该装置的进一步的优点在于极好地利用能量，新颖造型的内部大小分档器有相当的影响。与一般的相同装置相比，研磨能量的利用效率增加到一倍半。实际的优点在于该装置不包括任何容易严重磨损的可动部件，仅有一个结构部件-预研磨器衬套，最容易产生最大的磨损，可以很便宜地予以替换。

Claims (7)

1、可进行精细研磨、表面处理和/或冷研磨的气流粉碎机，该装置设有预研磨腔，由吹管连接到预研磨腔的圆环形研磨空间，研磨空间周围的喷嘴，位于它的轴心上的磨料出料管，以及内部的大小分档器，其特征在于预研磨腔[1]最好与带有三个或更多的切线方向吹管[3]和材料回管[4]的研磨空间连接，研磨空间[2]的周围喷嘴[10]是沿一圆周匀称分布的，而周围喷嘴[10]的数目最好是注入喷嘴[8]的两倍。

2、如权利要求1所述的气流粉碎机的结构，其特征在于研磨空间[2]内有一叶片栏板[13]，后者是可更换的，以及/或者在操作时叶片的角度可以调节的，研磨空间的表面为在其底部是沿圆弧线上升的，而在其顶部呈现双曲面的形状。

3、如权利要求1或2所述的气流粉碎机的结构，其特征在于三个或更多的汇集喷嘴[7]最好相互间成90°～180°角设置在喷嘴外壳[6]内，设置在吹管[3]轴上的注入喷嘴[8]被连接到预研磨腔[1]，而所有的喷嘴都进行轴向调节。

4、如权利要求1至3中任一个所述的气流研磨机的结构，其特征在于装置的周围研磨喷嘴[10]是可更换的并且在水平面内可转动的。

5、如权利要求1至4中任一个所述的气流研磨机的结构，其特征在于在研磨空间和预研磨空间有非常硬的可更换的衬套[5]和[12]，衬套最好用烧结的金刚砂或各种碳化物或特硬淬火钢制成。

6、如权利要求1至5中任一个所述的气流研磨机的结构，其特征在于用可调节的通气缝[21]完成与材料贮存漏斗[20]连接，盘式进料器[23]最好分隔成9个分隔部分，由一个偏心的操作装置[22]振动，通过进料漏斗[24]。

7、如权利要求1至6中任一个所述的气流研磨机的结构，其特征在于预研磨腔的水平喷嘴[7]和[8]与材料供给管[18]连接，然而，垂直喷嘴[8a]连到致冷剂和/或表面处理材料的贮存容器。

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