TWI410281B - 攪拌式球磨機 - Google Patents

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Description

攪拌式球磨機
本發明關於一種具有圓柱形研磨容器的攪拌式球磨機，包含至少一個研磨物料入口和至少一個研磨物料出口，其中，在該研磨容器內安裝有攪拌軸和分離裝置，該攪拌軸與驅動裝置相連接，該攪拌軸將一部分驅動能量傳輸至輔助研磨體上，該等研磨體鬆散地配置在該研磨容器內，該分離裝置安裝在研磨物料出口之前。
這種攪拌式球磨機出自EP 1 468 739 A1。在這台水平安裝的攪拌式研磨機中，研磨容器與一個研磨物料入口和一個研磨物料出口相連。在研磨容器本身當中，存在一個與驅動裝置相連的攪拌軸。被填裝入研磨腔內的輔助研磨體，藉由攪拌機構而得以加速，從而使位於輔助研磨體之間的研磨物料被粉碎或分散。在這種攪拌式球磨機中生產出的產物，其精細度在很大程度上取決於所使用的輔助研磨體的大小。為了將輔助研磨體從研磨物料中分離出來，在研磨容器的末端安排有一台與研磨物料出口相連的分離裝置。這台分離裝置具有多個弧形的輸送元件或葉片狀元件，它們被安裝在兩個圓盤之間。葉片狀元件從圓盤的外部邊緣出發，向圓盤的中心延伸；其中，部分葉片狀元件在距離研磨物料出口不同的位置上終止。
由於輔助研磨體在葉片狀元件之間所運動經過的那段 距離必定極小，從而無法避免輔助研磨體在分離裝置停止運行期間滲入研磨出口。
因此，本發明的目的在於：對分離裝置進一步加以改進，使其亦可適合最小的研磨體，即使在攪拌式球磨機在初啟動和停機階段內亦可防止輔助研磨體滲入研磨物料出口。這一目的因申請專利範圍第1項中的特徵而得以解決。
此外，本發明的其他實施例在附屬請求項中提及。
本發明由此提供了一種攪拌式球磨機，它具有一個圓柱形研磨容器，該容器具有至少一個研磨物料入口和一個研磨物料出口，如實施例中所示，水平安裝的研磨容器具有一個與驅動裝置相連的攪拌軸，該攪拌軸將一部分驅動能量傳導至輔助研磨體上。為了將輔助研磨體從研磨物料中分離出來，使用了一台至少具有一個螺旋的分離裝置。
在一例優先選擇的、用於最小研磨體的設計方案中，分離裝置由兩個螺旋組成。
在另一例優選的設計方案中做有如下安排：所安裝的螺旋相互之間的距離恒定。
在使用最小的研磨體的情況下，將螺旋以相互間不同的間距安裝是有利的方式。
本發明的另一例優選設計方案安排如下：在分離裝置停止運行時輔助研磨體相互間會實現自行制動。此時，螺 旋在徑向上處於內部的末端部分直接伸至研磨物料出口。
為了提高攪拌式球磨機內的生產能力，可以將研磨物料出口設計為在螺旋縱向中部的兩側延伸。
實踐證明，當(一個或多個)螺旋圍繞攪拌軸縱軸所延伸出的圓周範圍至少為360°時，輔助研磨體將更為可靠地從研磨物料分離出來。
根據研磨機運行時的不同生產能力，當(一個或多個)螺旋的寬度至少等於其直徑的三分之一時可能具有一定益處。
當(一個或多個)螺旋即使在較低轉數時也可保證將輔助研磨體從研磨物料分離出來之後，藉由一台獨立的驅動裝置驅動螺旋旋轉可能是有益的方式。
根據一種可以保護螺旋的外部末端不受過度磨損的有利結構，螺旋位於攪拌軸表面和攪拌軸的縱軸之間，處在攪拌軸的一段籠形的內部，攪拌軸在這一範圍內具有徑向開口。
為了促使這個籠形區域內的輔助研磨體流走，槽狀的開口傾斜，與攪拌軸的旋轉方向相迎。
根據產品所具有的粘度值的不同，將攪拌軸的開口設計為與攪拌軸縱軸相切或對稱的方案可能會有益。
為了使出口範圍內的輔助研磨體包得以鬆散，為處於(一個或多個)螺旋範圍內的攪拌軸裝配攪拌元件可能為有利方式，這些攪拌元件由攪拌棒或凸輪構成，相互之間形成45°角。
與標準的實施方案中(一個或多個)螺旋由板材構成的這種設計相反的是，在另外一例優先選擇的設計方案中，(一個或多個)螺旋由少數幾個相互隔開的棒和隔片構成。這些棒和隔片可以相互以接觸方式連接，但並非必須如此。
此外，應優先選擇(一個或多個)螺旋的直徑至少等於研磨腔直徑30%的這種方案。
在另外一例子方案中，(一個或多個)螺旋的直徑至少等於攪拌軸中空部分直徑的30%。
當所使用的分離裝置安裝有相對於攪拌軸而獨立的驅動系統時，將螺旋安置在兩個鄰近的端面之間可能具有一定益處。
為了改善輔助研磨體的回流，可以採用以下有益的設計方式，即：位於螺旋側部的端面具有若干開口，研磨物料可通過開口重新流回研磨腔。
為了對出口區域內的流動方向施加影響，將一個安裝于側向的位移本體置入(一個或多個)螺旋內可能具有一定益處。
本發明攪拌式球磨機由一個外殼10組成，外殼中安置有一台電動機形式的驅動裝置12。該驅動裝置藉由一條傳動帶14而與傳動軸16相連。該傳動軸併接軸承軸18，後者又與攪拌軸20相連。研磨物料入口24位於軸承箱22 的上側面。研磨腔48由研磨容器26包圍形成，該研磨容器包圍攪拌軸20以及研磨容器底面28；分離裝置30的作用為將輔助研磨體54從研磨物料分離，該裝置位於攪拌軸20內部。為了對研磨容器進行冷卻或加熱，研磨容器被一個可冷卻或加熱的外包層32包圍，形成雙層結構。研磨物料通過一個中心出口離開研磨容器，該出口始於攪拌軸，經軸承軸直至到達傳動軸。圖2所示為一個螺旋36的配置，該螺旋位於攪拌軸20內部，在攪拌軸表面上裝有攪拌棒38；研磨物料由此中心處通過一條併接輸送管42的管道40流出研磨容器26.
圖3設計方案中展示了一實施例用於將輔助研磨體從研磨物料上分離的螺旋。此方案中的螺旋36延伸範圍為720°；流入螺旋內的研磨物料通過管道40抵達研磨物料出口。為了達到為分離裝置減負的效果，輔助研磨體在侵入螺紋導程44之前便通過攪拌軸內的通道46而重新被運回研磨腔48內。
在圖4和圖5所示的螺旋排列結構實施例中，螺旋36分別延伸出360°。在圖4中，螺旋由若干棒構成；圖6中螺旋由三角形型材構成。藉由這些在廣義上可被稱為粗糙的螺旋內表面，加強了在攪拌軸停止運行時會出現的自行制動效應。為了提高這種自行制動效應，可以藉由加長螺旋而對圖4和圖6所示的螺旋設計方案進行改進。
圖5顯示了通道46的設計，通道的側表面50的朝向與攪拌軸的中軸相切。圖7顯示了一台分離裝置30，它具 有一個或多個螺旋36.單個的輔助研磨體進入螺旋中的行程越長，獨立的驅動裝置52要實現使輔助研磨體進入研磨物料出口而須完成的轉數則越少。
圖8中，分離裝置30同樣由一台與攪拌軸20相分離的驅動裝置52驅動，做旋轉運動。此外，分離裝置30位於攪拌軸20內部的一個空腔內，可以最大程度地保護其不受由攪拌軸20激發的輔助研磨體54所引起的過度磨損。輔助研磨體的濃度如何從研磨腔48開始朝研磨物料出口34的方向降低，該實施例中對此同樣做有概略的展示。
從圖9和圖10中可以看出，分離裝置憑藉一個左旋和右旋的螺旋進行工作。在最終效應中，螺旋採用與攪拌軸相反的旋轉方向這一點並不重要。螺旋的功能並不依賴於攪拌軸的旋轉方向。
在圖11所示的攪拌式球磨機中，分離裝置30與攪拌軸20同步旋轉。分離裝置的螺旋36的左側面與攪拌軸相接觸，其右側面藉由一個張緊元件56而與攪拌軸夾緊。螺旋的縱向中部的中心位置上，在攪拌軸20的縱軸範圍記憶體在研磨物料出口34的入口58.圖12顯示了該例當中螺旋36的長度，螺旋在此環繞的範圍為630°.
圖13、圖14和圖15中所示的分離裝置專為高粘度材料而設計。由於在高粘度材料中，產品和輔助研磨體之間的附著力非常大，因此需要一個較長的路徑來分離輔助研磨體，這構成了圖13中為何安排了兩個螺旋36的原因。 直至另外一個螺旋開始，螺旋的外表面分別可起到轉向器的作用。這即意味著，表面60可產生一個朝向研磨腔方向的脈衝效應，從而在分離裝置的週邊上引起輔助研磨體向研磨腔的轉向。除此以外，在延伸範圍為1080°的螺紋導程走向上，藉由與螺旋壁的摩擦力以及反轉的運輸方向，輔助研磨體始終被迫使重新回到研磨腔。
圖14展示了對圖13中所示螺旋36的應用。在此圖中，分離裝置直接位於被懸置的攪拌軸20的端面上。產品在中心通過攪拌軸20和軸承軸18而流走。
在圖15中，研磨容器底面28具有一個突起60.在這一範圍內，螺旋36朝突起的方向敞開，因此輔助研磨體可以經過短的行程流回研磨腔48.螺旋36的外部區域由環62圍合而成。
圖16和圖17展示了帶有兩個螺旋的分離裝置，這兩個螺旋的延展範圍分別為500°和560°.兩個螺旋的螺紋導程具有始終恒定的壁面間距A。分離裝置30與攪拌軸20一同旋轉，產品出口通過攪拌軸20和軸承軸18而實現。為了避免出現其中未產生研磨體流的死區，分離裝置上被設計有一個突起60，它的作用是促使形成流動。在該實施例當中，攪拌軸上不具有研磨棒31，而是裝有凸輪62。
圖18、圖19、圖20和圖21顯示了帶有螺旋的分離裝置的位置和結構設計，其間距在圖18中為恒定，圖19中的間距為漸縮形式，圖20中的間距則表現為漸寬的形 式。圖18與圖16相符，在兩個螺旋36的整個排布範圍內，間距A保持恒定不變。圖19中，螺旋36為如下結構安排：即間距B從研磨腔向出口方向逐漸減縮。在採用了低粘度材料、必須預計到攪拌式球磨機會短時停運的情況下，該子方案尤其具有適用性。通過兩個螺旋之間漸縮的間距，使螺旋壁與輔助研磨體之間的自行制動效應得以加強。通過圖20中所示的兩個螺旋的排布結構，可以實現產品與輔助研磨體分離後更為迅速的流出。圖中所示兩個螺旋36的幾何形狀顯示出：間距C在從研磨腔到研磨物料出口的方向上逐漸加大。
圖23中展示了將從分離裝置區域內出來的輔助研磨體由側向從螺紋導程重新運回研磨腔的另一種方案。此方案中，分離裝置30定位於一個處在攪拌軸內部的、單側開口的空腔64中。螺旋36由攪拌軸20固定。螺旋36的端面與研磨容器底面28相對，端面上有一個環66，它使每一個螺紋導程與空腔64相連，因此為輔助研磨體提供了從螺旋出發經空腔流回研磨腔48的可能性。該環具有一條槽68，輔助研磨體可以通過這條槽經空腔64重新流回研磨腔。被加工的研磨物料從螺旋36內的中心區域通過一個浸入式管道70而離開研磨腔。如圖22所示，該分離裝置僅裝有一個螺旋36。
10‧‧‧外殼
12‧‧‧驅動裝置
14‧‧‧傳動帶
16‧‧‧傳動軸
18‧‧‧軸承軸
20‧‧‧攪拌軸
22‧‧‧軸承箱
24‧‧‧研磨物料入口
26‧‧‧研磨容器
28‧‧‧研磨容器底面
30‧‧‧分離裝置
32‧‧‧外包層
34‧‧‧研磨物料出口
36‧‧‧螺旋
38‧‧‧攪拌棒
40‧‧‧管道
42‧‧‧輸送管
44‧‧‧螺紋導程
46‧‧‧通道
48‧‧‧研磨腔
50‧‧‧表面
52‧‧‧驅動裝置
54‧‧‧輔助研磨體
56‧‧‧張緊元件
58‧‧‧入口
60‧‧‧位移本體
62‧‧‧凸輪
64‧‧‧空腔
66‧‧‧環
68‧‧‧槽
70‧‧‧浸入式管道
以上結合若干與圖紙中的標號相對應的實施例對本發 明做進一步闡釋，在此所列的實例僅供展示。圖紙內容如下：圖1：一台攪拌式球磨機的簡略側視圖圖2：攪拌式研磨機的簡略側視圖圖3：螺旋排布結構的垂直斷面圖4：一台螺旋傳輸機的垂直斷面圖5：帶有螺旋片段的攪拌軸的局部視圖圖6：攪拌軸的垂直斷面圖7：一台攪拌式球磨機的簡略側視圖圖8：一台攪拌式球磨機的簡略側視圖圖9：一個攪拌軸的垂直斷面圖10：一個攪拌軸的垂直斷面圖11：一個研磨容器的簡略側視圖圖12：一個攪拌軸的垂直斷面圖13：一台分離裝置的垂直斷面圖14：一個研磨容器的簡略側視圖圖15：一台分離裝置的局部視圖圖16：一個攪拌軸的垂直斷面圖17：一個研磨腔的簡略側視圖圖18：一個攪拌軸的垂直斷面圖19：一個攪拌軸的垂直斷面圖20：一個攪拌軸的垂直斷面圖21：一個研磨容器的簡略側視圖圖22：一個攪拌軸的垂直斷面 圖23：一個研磨容器的簡略側視圖
18‧‧‧軸承軸
22‧‧‧軸承箱
24‧‧‧研磨物料入口
26‧‧‧研磨容器
30‧‧‧分離裝置
20‧‧‧攪拌軸
34‧‧‧研磨物料出口
28‧‧‧研磨容器底面
16‧‧‧傳動軸
32‧‧‧外包層
14‧‧‧傳動帶
12‧‧‧驅動裝置
10‧‧‧外殼

Claims (28)

  1. 一種具有圓柱形研磨容器(26)的攪拌式球磨機，包含至少一個研磨物料入口(24)和至少一個研磨物料出口(34)，其中，在該研磨容器(26)內安裝有攪拌軸(20)和分離裝置(30)，該攪拌軸(20)與驅動裝置(12)相連接，該攪拌軸將一部分驅動能量傳輸至輔助研磨體(54)上，該等輔助研磨體鬆散地配置在該研磨容器(26)內，該分離裝置(30)安裝在研磨物料出口(34)之前，其特徵為：該分離裝置(30)包括至少一個螺旋(36)，其中，該一個或多個螺旋(36)的徑向內部末端直接終止於該研磨物料出口(34)處。
  2. 依據申請專利範圍第1項的攪拌式球磨機，其中：該分離裝置(30)包括兩個螺旋(36)。
  3. 依據申請專利範圍第2項的攪拌式球磨機，其中：該等螺旋(36)以彼此恒定的距離配置。
  4. 依據申請專利範圍第2項的攪拌式球磨機，其中：該等螺旋(36)以彼此不等的距離配置。
  5. 依據申請專利範圍第1項的攪拌式球磨機，其中：研磨物料出口(34)從該一個或多個螺旋(36)的縱向中心在兩側延伸。
  6. 依據申請專利範圍第1項的攪拌式球磨機，其中：該一個或多個螺旋(36)繞著至少180°的圓周延伸。
  7. 依據申請專利範圍第6項的攪拌式球磨機，其中：該等螺旋(36)繞著至少360°的圓周延伸。
  8. 依據申請專利範圍第1項的攪拌式球磨機，其中：該一個或多個螺旋(36)的寬度至少等於螺旋直徑的1/3。
  9. 依據申請專利範圍第1項的攪拌式球磨機，其中：該一個或多個螺旋(36)由獨立於該攪拌軸(20)的驅動裝置(52)所轉動。
  10. 依據申請專利範圍第1至9其中任一項的攪拌式球磨機，其中：該分離裝置(30)包括至少一個螺旋(36)，該分離裝置(30)被安裝在該攪拌軸的表面和攪拌軸(20)的縱軸之間。
  11. 依據申請專利範圍第10項的攪拌式球磨機，其中：在該一個或多個螺旋(36)區域內的該攪拌軸(20)為中空且具有開口。
  12. 依據申請專利範圍第11項的攪拌式球磨機，其中：通道(46)被設計為平行的槽，其傾斜成與該攪拌軸(20)的旋轉方向相反。
  13. 依據申請專利範圍第12項的攪拌式球磨機，其中：在該攪拌軸(20)內之通道(46)的走向與該攪拌軸的縱向軸線相切或為不對稱。
  14. 依據申請專利範圍第10項的攪拌式球磨機，其中：在該一個或多個螺旋(36)區域內的攪拌軸(20)包含攪拌棒(38)。
  15. 依據申請專利範圍第14項的攪拌式球磨機，其中：該等攪拌棒(38)或凸輪(62)彼此相對地偏移達至 少45°。
  16. 依據申請專利範圍第10項的攪拌式球磨機，其中：該一個或多個螺旋(36)與該攪拌軸(20)相連接。
  17. 依據申請專利範圍第1項的攪拌式球磨機，其中：該研磨物料出口(34)被設計成通過該攪拌軸(20)。
  18. 依據申請專利範圍第1項的攪拌式球磨機，其中：該研磨物料出口(34)被設計成通過安裝在該螺旋(36)中心的靜態浸入式管道(70)。
  19. 依據申請專利範圍第1-9、17、和18項中任一項的攪拌式球磨機，其中：該一個或多個螺旋(36)包括彼此相間隔的個別棒。
  20. 依據申請專利範圍第1-9、17、和18項中任一項的攪拌式球磨機，其中：該等螺旋(36)的直徑等於研磨腔直徑的至少30%。
  21. 依據申請專利範圍第1-9、17、和18項中任一項的攪拌式球磨機，其中：該一個或多個螺旋(36)的直徑等於該攪拌式球磨機內空腔直徑的至少30%。
  22. 依據申請專利範圍第1-9、17、和18項中任一項的攪拌式球磨機，其中：該一個或多個螺旋(36)從側向被置入兩個對稱端面之間。
  23. 依據申請專利範圍第1-9、17、和18項中任一項的攪拌式球磨機，其中：該一個或多個螺旋(36)包含在一側或兩側設有開口的端面。
  24. 依據申請專利範圍第1-9、17、和18項中任一項的攪拌式球磨機，其中：一個位移本體(60)側向地嚙合在該一個或多個螺旋(36)內。
  25. 依據申請專利範圍第1-9、17、和18項中任一項的攪拌式球磨機，其中：該研磨容器(26)水平地安裝。
  26. 依據申請專利範圍第1-9、17、和18項中任一項的攪拌式球磨機，其中：至少有一個位於該螺旋(36)上的側向支座設有槽(68)，且槽在一處或多處與研磨物料出口(34)間隔一徑向距離。
  27. 依據申請專利範圍第1-9、17、和18項中任一項的攪拌式球磨機，其中：該一個或多個螺旋(36)至少有一個內表面或外表面包括經過結構化處理的表面構造。
  28. 依據申請專利範圍第2項的攪拌式球磨機，其中：多個螺旋(36)的徑向外部末端彼此相對地偏移，每一偏移達至少90°。
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