專利名稱：環(huán)流型離心磨的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種利用離心慣性力粉碎物料的機械裝置。
現(xiàn)有離心磨碎機械有拋擲式與非拋擲式之分。屬于前者的兩項蘇聯(lián)發(fā)明，發(fā)明者證書NO632390(B02C13/26)-19977年、NO613811(B02C19/00)-1976年，在技術(shù)實質(zhì)上與本發(fā)明極為接近。它們具有固定的外殼，殼內(nèi)有沿立軸旋轉(zhuǎn)的呈盤狀的轉(zhuǎn)子、物料被旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子拋出，與外殼沖撞并互撞后，回到轉(zhuǎn)子中部，再重復(fù)上述過程，如此反復(fù)，于是被粉碎。其外殼內(nèi)壁開狀以使物料與殼壁撞擊后能回到轉(zhuǎn)子中部，實現(xiàn)重復(fù)拋擲循環(huán)為準(zhǔn)。此類裝置依靠沖擊作用實現(xiàn)粉碎，故屬沖擊型。由于物料與外殼之間不可避免沖擊，因此在使用時，雖可提高粉碎效率，卻大大增加了設(shè)備損耗。而且不能連續(xù)生產(chǎn)，產(chǎn)品粒度一致性差，使用性能仍比不上歷史悠久的球磨機、棒磨機、盤磨機等，故未能獲得廣泛的工業(yè)應(yīng)用。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種對物料進行反復(fù)磨碎，包括超細粉碎，直到所需粒度，并立即隨時排出機外的，效率較高，能連續(xù)生產(chǎn)的離心磨。
本發(fā)明的任務(wù)是這樣實現(xiàn)的在機座上，將端面為內(nèi)凹旋轉(zhuǎn)曲面的轉(zhuǎn)子和導(dǎo)流罩靠近、相對、同軸安置，構(gòu)成環(huán)形室-磨碎室。以環(huán)形室外側(cè)轉(zhuǎn)子與導(dǎo)流罩端面周邊間的間隙為磨碎室的排料口，導(dǎo)流罩中心開孔，使環(huán)形室內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子與導(dǎo)流罩間間隙與外部溝通，作為磨碎室的給料口中。顯然上述結(jié)構(gòu)可形成一個以上同心分布的環(huán)形磨碎室，而內(nèi)圈磨碎室的排料口即成為外圈主要成分碎室的給料口。磨碎室內(nèi)，轉(zhuǎn)子上有沿園周均布的葉片-徑向式、后向式，或其他型式葉片，以帶動物料;導(dǎo)流罩上有順轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向，從外緣盤旋向內(nèi)延伸的導(dǎo)向筋或槽，使轉(zhuǎn)子周邊拋邊的物料返回到磨碎室內(nèi)側(cè)。
于是，當(dāng)轉(zhuǎn)子軸線為豎直方向時，從位于轉(zhuǎn)子上面，靜止或以低于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)流罩上的給料口加入的物料，被旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子帶動，一面同樣繞軸旋轉(zhuǎn)，一面在離心慣性力作用下向外側(cè)運動，很快到達排料口。在排料口處，導(dǎo)流罩內(nèi)徑DD一般略大于轉(zhuǎn)子內(nèi)徑DB，因此有這兩同心園間，大園上一點到小園上切點間的距離S;設(shè)排料口寬度為L;物料顆粒直徑為d;物料顆粒離開轉(zhuǎn)子邊緣的瞬時速度與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)平面間夾角角為α。那末，保證產(chǎn)品在排料口暢通無阻的條件是L>Ssinα、Ssinα>L-Ssinα即Ssinα<L<2Ssinα。在理想狀況下，進入排料口的最大物料顆粒d<2(L-Ssinα)?？梢?，在一定范圍內(nèi)改變L可調(diào)節(jié)產(chǎn)品粒度，并保證排料暢通。當(dāng)然，磨機中的實際工作情況與理想狀況相距甚遠，設(shè)計仍應(yīng)參考實驗數(shù)據(jù)，并考慮其他多項參數(shù)。如干法精細磨或物料比重較輕時，排料口中氣流就成為影響排料的極重要因素，因此必須對磨碎室內(nèi)氣流及室內(nèi)外氣壓差等參數(shù)多加考慮。此外，與沖擊型離心磨不同，導(dǎo)流罩放轉(zhuǎn)曲面，及其內(nèi)導(dǎo)向筋或槽的設(shè)計，以盡量減少離開轉(zhuǎn)子邊緣進入導(dǎo)流罩的物料與其的沖擊作用為原則之一，故DD/DB只宜略大于1。
未能進入排料口的顆粒，依靠慣性，順導(dǎo)流罩從其外緣沖向內(nèi)緣。此時由于運動方向、速度大小不斷改變，空間漸趨縮小，因此不但存在物料顆粒與導(dǎo)流罩之間的強力研磨作用，而且顆粒間也有劇烈的研磨、碰撞。當(dāng)顆粒最終由導(dǎo)流罩回到轉(zhuǎn)子上時，更會發(fā)生的沖擊作用。因到轉(zhuǎn)子上的顆粒，再重復(fù)上述由一環(huán)形空間內(nèi)側(cè)-外側(cè)-內(nèi)側(cè)的循環(huán)運動，并在不斷的研磨、沖擊作用下被粉碎為更小的顆粒，直至能進入排料口，排出機外。由于磨碎室容積、內(nèi)外側(cè)極不對稱-內(nèi)側(cè)大大小小外側(cè)，而物料顆粒在室內(nèi)側(cè)的運動速度又低于外側(cè)，即停留時間相對較長，從而產(chǎn)生物料在內(nèi)側(cè)的“堆積”。這就對給料形成一種自動節(jié)制，以保持磨碎定室內(nèi)物料量的穩(wěn)定;同時雙使沖擊作用幾乎完全發(fā)生在顆粒之間，不但局部避免了轉(zhuǎn)子的磨損，而且這也是在磨碎工作中使磨介，提高磨碎效率或?qū)崿F(xiàn)超細粉碎的依據(jù)。關(guān)于磨介的使用，可參考球磨機，但一般所需考慮的參數(shù)要少得多，充填率要低得多。
本發(fā)明顯然具有以下優(yōu)點1)避免了過粉碎現(xiàn)象?？珊喕鬯楹Y分流程，降低能耗。小規(guī)模生產(chǎn)時，可降低設(shè)備投資額。
2)可隨時根據(jù)需要采用干法或濕法球磨、自磨等不同的磨碎工藝。自磨的適應(yīng)物料品種范圍廣，故可降低鋼耗。
3)可有效地應(yīng)用于對多種物料的超細粉碎。
4)對各種性質(zhì)的物料及較寬的的給料粒度組成，有一定自適應(yīng)能力，操作參數(shù)少，使用方便，可應(yīng)用范圍廣。
5)便于密封，污染少。，以下，將結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步描述


圖1是單顆粒物料在環(huán)形磨碎室內(nèi)作循環(huán)運動的示意圖。(此圖廉作摘要附圖)圖2是不同的環(huán)形室截面數(shù)例。
圖3是理想狀況下，顆粒進入排料口的示意圖。
圖4是本發(fā)明的一種微型機結(jié)構(gòu)簡圖。
圖5是本發(fā)明的一種兩級離心磨除驅(qū)動、操縱外的主要工作部分結(jié)構(gòu)簡圖。
現(xiàn)分別說明如下
圖1中，B、D分別為轉(zhuǎn)子和導(dǎo)流罩上的某種旋轉(zhuǎn)曲面，箭頭G為給料方向;箭頭Q為排料方向;環(huán)形室內(nèi)虛線為轉(zhuǎn)子以速度ω旋轉(zhuǎn)時，顆粒作內(nèi)側(cè)-外側(cè)-內(nèi)側(cè)循環(huán)運動的某種空間軌跡。
圖2所示環(huán)形室截面，左側(cè)均為環(huán)形室外側(cè)，即排料口側(cè)，右側(cè)均為環(huán)形室內(nèi)側(cè)，即給料口側(cè)。顯然，構(gòu)成不同截面的上、下兩條曲線即分別為導(dǎo)流罩和轉(zhuǎn)子上旋轉(zhuǎn)曲面的母線，圖例也不是這些母線的所有可選擇曲線和唯一組合方式，截面(1)一般為加工物料比表面較大的磨碎室采用，因室內(nèi)側(cè)底部個外傾，故轉(zhuǎn)子葉片可設(shè)計得較短，又因截面近似園形，較易形成氣流的螺管運動，有利于物料的循環(huán)運動和排料。截面(Ⅱ)，一般中、小型磨碎室均可采用個外側(cè)導(dǎo)流罩園弧部分的園心位于排料口以上，即形成一“內(nèi)勾”弧面，因而有利于提高產(chǎn)品粒度一致性。截面(Ⅲ)一般為室內(nèi)、外側(cè)壁環(huán)周長相近的磨碎室采用，如多級離心磨的外環(huán)形室，其內(nèi)側(cè)下部形成物料流滯留區(qū)，故有利于發(fā)揮沖擊粉碎作用。截面(Ⅳ)(Ⅴ)一般為大型磨碎室采用，其導(dǎo)流罩在排料口上部有一段園柱面或園錐面，導(dǎo)向筋或槽即設(shè)置在此面上，物料在這段路程中，運動方向被迫由切向改為垂直或斜向上，然后由頂部園弧導(dǎo)回轉(zhuǎn)子中部，為降低生產(chǎn)成本，導(dǎo)流罩采用可更換襯板的組裝結(jié)構(gòu)。其中截面(Ⅳ)環(huán)形室導(dǎo)流罩中心的錐筒部分為可上、下調(diào)節(jié)的活動結(jié)構(gòu)，用以調(diào)節(jié)給料速度，使磨碎室內(nèi)物料量保持在最佳穩(wěn)定值，而截面(Ⅴ)環(huán)形室則是變了形的，因為雖然去掉了導(dǎo)流罩中心錐筒部分，物料仍將主要集中在一環(huán)形空間內(nèi)循環(huán)運動，顯然，此磨碎室給料粒度范圍可很寬，但需另配備可調(diào)速的給料系統(tǒng)。其排料口寬度L、DD/DB均較一般磨碎室大，且L≤Ssind，故排料粒度由送入磨碎室的風(fēng)量控制。
圖3中，DB、DD分別為轉(zhuǎn)子和導(dǎo)流罩在排料口處內(nèi)徑，α為物料顆粒離開轉(zhuǎn)子時的瞬時速度與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)平面間夾角角，L為排料口寬度，d1、d2為球形顆粒直徑。如圖示，離開轉(zhuǎn)子后的顆粒上半部某點最初與導(dǎo)流罩棱邊或周邊端面接觸時，顆?？赡苷巯?，進入排料口，否則就不能，即有可能排料口顆粒d<2(L-Ssinα)。
圖4所示微型離子磨可供家用，借助于磨介-鋼球，能加工米粉等，它是在蝸殼<2>內(nèi)置一由軸承支承，調(diào)節(jié)螺母<4>及碟形彈簧<5>作軸向定位的轉(zhuǎn)子<3>;在蝸殼<2>開口的端面上用螺釘壓緊導(dǎo)流罩<1>(圖中未壓緊)構(gòu)成的，轉(zhuǎn)子<3>與導(dǎo)流罩<1>組成的環(huán)形室在排料口處DD略大于DB，環(huán)形室截面為圖2中構(gòu)成截面(Ⅰ)(Ⅱ)的曲線交叉組合而成。環(huán)形室內(nèi)，轉(zhuǎn)子<3>上的直線形徑向式葉片用以帶動物料，賦于顆粒動能，為避免過多占有環(huán)形室空間，葉片呈不等高形-外高內(nèi)低，且高度滿足條件葉片與導(dǎo)向筋相對時，最大物物顆粒(包括磨介)可無阻通過。該設(shè)計讓物料顆粒由導(dǎo)流罩<1>回到轉(zhuǎn)子<3>上時的沖擊起主要粉碎作用，故在導(dǎo)流罩<1>上采用導(dǎo)向筋結(jié)構(gòu)，先迫使物料運動從切向改為向心方向，再利用導(dǎo)流罩<1>內(nèi)一段園弧，使之改為斜射向旋轉(zhuǎn)平面方向。顯然，導(dǎo)向筋或槽迫使物料偏離切線方向角度的大小及其展開長度，主要取決于讓那種粉碎作用-研磨或沖擊為主的考慮，而且這參數(shù)可通過改變導(dǎo)流罩運動狀態(tài)-靜止或旋轉(zhuǎn)(包括轉(zhuǎn)速大小或方向)，在一定范圍內(nèi)加以調(diào)節(jié)，該裝置工作時導(dǎo)流罩<1>中心的孔-給料口朝上，電機空載直接驅(qū)動轉(zhuǎn)子<3>正常運轉(zhuǎn)后，以“填滿給料”方式給料，給料最大粒度一般取環(huán)形室截面橫向最大尺寸的1/15～1/20，因環(huán)形室尺度小，為提高效率，需使用磨介-可在加料開始時摻進數(shù)十粒鋼球。調(diào)正調(diào)節(jié)螺母<4>可使產(chǎn)品達到粒度要求，或補償轉(zhuǎn)子<3>與導(dǎo)流罩<1>端面周邊的磨損量，環(huán)形室排出的產(chǎn)品，在轉(zhuǎn)子<3>外緣葉片作用下，最后從蝸殼<2>出口-標(biāo)Q'箭頭處，排出機外。
圖5所示兩級離心磨可供實驗室或工業(yè)生產(chǎn)用，它的轉(zhuǎn)子<11>通過軸承座<21>支承于機座<19>內(nèi)，外導(dǎo)流罩<17>直接固定在機座<19>上端，與轉(zhuǎn)子<11>組成外環(huán)形室-次級磨碎室，其截面形狀采用圖2中的截面(Ⅲ)型，內(nèi)導(dǎo)流罩<14>通過可調(diào)螺蓋<13>，固定螺母<16>，鎖緊螺母<12>和外導(dǎo)流罩<17>同軸連接，與轉(zhuǎn)子<11>組成內(nèi)環(huán)形室-初級磨碎室，其截面形狀采用圖2中的截面(Ⅱ)型，內(nèi)、外環(huán)型室均有DD/DB≈1.01，且內(nèi)環(huán)形室排料口低于外環(huán)形室排料口，以免干擾后者的排料。內(nèi)環(huán)形室內(nèi)轉(zhuǎn)子<11>上高矮，長短不一的葉片交錯排列，主要是為了盡可能使物料能從整個周邊均勻地拋擲出去。內(nèi)、外導(dǎo)流罩<14>、<17>均采用導(dǎo)向筋結(jié)構(gòu)，迫使物料運動從切向改為向心方向，并備有循環(huán)冷卻水通道C1、C2。機座<19>下部還裝有推力油缸<22>及液壓鎖<20>，在液壓系統(tǒng)控制下可使軸承座<21>作軸向上、下移動，并固定在所需位置，實現(xiàn)外環(huán)開室排料口寬度調(diào)節(jié)，此時轉(zhuǎn)子<11>上端面位置由指針<23>指示，需要時，還可從固定螺母<16>上的孔F插入光源，從機座<19>上的孔E1插入專用的規(guī)測裝置，直接觀察外環(huán)形排料口寬度，當(dāng)然，對這一寬度的監(jiān)測及防誤操作，也可有采用其他更精密的機械、液壓或電子裝置，軸承座<21>下移至最低點時，驅(qū)動轉(zhuǎn)子<11>，即可拋出全部積存物，讓磨碎室得到清理，旋轉(zhuǎn)可調(diào)螺蓋<13>可調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)室排料口寬度，寬度數(shù)值由刻度盤<15>上讀出，如需續(xù)數(shù)準(zhǔn)確，可定期調(diào)節(jié)刻度盤<15>“對零”，與調(diào)節(jié)外環(huán)形室排料口寬度使產(chǎn)品達到所需粒度的目的不同，調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)形室排料口寬度的目的主要是為了實現(xiàn)初、次級磨碎工作的良好匹配，即達到次級磨碎室的給料量等于或接近料量。因此在外導(dǎo)流罩<17>上設(shè)置了觀察窗口E2，借助于由孔F插入的光源，通過E2即可監(jiān)視兩級磨碎的匹配情況，E2的另一個作用是在必要時，由此給次級磨碎室加入磨介。為適應(yīng)干法超細粉碎或?qū)Ρ戎剌^輕物料粉碎工作，內(nèi)導(dǎo)流罩<14>給料口處留有進氣孔A2;機座<19>側(cè)壁上備有進氣孔A1，其內(nèi)并可隨時裝上導(dǎo)風(fēng)套<18>。同時調(diào)節(jié)外環(huán)形室排料口寬度，A1、A2處進氣量，就可使產(chǎn)品達到粒度要求。顯然，此時可任意選擇連續(xù)或間斷排料工作方式。外環(huán)形室排出的產(chǎn)品在轉(zhuǎn)子<11>外緣葉片作用下，最后從Q'箭頭處排出機外。
權(quán)利要求
1.利用離心慣性力粉碎物料的機械裝置，該裝置有用以拋擲物料，呈盤狀的轉(zhuǎn)子和機座。本發(fā)明的特征是a.由端面為內(nèi)凹旋轉(zhuǎn)曲面的轉(zhuǎn)子和異流罩靠近、相對、同軸安置，構(gòu)成環(huán)形磨碎室，以室內(nèi)側(cè)兩者間間隙為給料口，室外側(cè)兩者間間隙為排料口；b.環(huán)形室內(nèi)導(dǎo)流罩上有迫使物料改變運動方向的，從外緣向內(nèi)延伸的導(dǎo)向筋或槽；c.工作時，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)流罩靜止或以低于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是同心分布的多個環(huán)形室相串連，即順序以內(nèi)圈環(huán)形室排料口為外圈環(huán)形室給料口，組成多級磨碎;
3.根據(jù)權(quán)利要求所述的裝置，其特征是在環(huán)形磨碎室的排料口處，轉(zhuǎn)子與導(dǎo)流罩內(nèi)徑不等-DD>DB;
4.根據(jù)權(quán)利要求所述的裝置，其特征是在環(huán)形磨碎室內(nèi)側(cè)下部設(shè)置物料流滯留區(qū);
5.根據(jù)權(quán)利要求所述的裝置，其特征是DD不等于導(dǎo)流罩最大內(nèi)徑;
6.根據(jù)權(quán)利要求所述的裝置，其特征是用液壓或其他機構(gòu)分別調(diào)節(jié)給料口、排料口寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求所述的裝置，其特征是轉(zhuǎn)子外緣有葉片，葉片所在空腔的進氣，配置有除環(huán)形磨碎室排料口外的其他通道;
8.根據(jù)權(quán)利要求所述的裝置，其特征是環(huán)形磨碎室排料口寬度L≤S·Sinα，控制對磨碎室的送風(fēng)量，調(diào)節(jié)排料粒度。
全文摘要
本發(fā)明是一種利用離心慣性力，對物料進行反復(fù)磨碎，到所需粒度，立即隨時排出機外，可連續(xù)生產(chǎn)的機械裝置。該裝置由端面為內(nèi)凹旋轉(zhuǎn)曲面的轉(zhuǎn)子和導(dǎo)流罩靠近、相對、同軸安置，構(gòu)成環(huán)形室，以室內(nèi)側(cè)兩者間間隙為給料口，室外側(cè)兩者間間隙為排料口，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，在導(dǎo)流罩及其內(nèi)導(dǎo)向筋或槽作用下，物料在環(huán)形空間內(nèi)，作內(nèi)側(cè)—外側(cè)—內(nèi)側(cè)的循環(huán)運動，并因運動中的研磨、沖擊作用而被不斷粉碎。它可應(yīng)用于從家庭到礦業(yè)、建材、化工等各工業(yè)部門對多種物料的粉碎加工，尤宜作實驗室設(shè)備。
文檔編號B02C19/00GK1067833SQ9110411
公開日1993年1月13日 申請日期1991年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月16日
發(fā)明者羅叔壯 申請人:羅叔壯