專利名稱:高度湍流磨及其雙負壓渦輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造超微粉體和納米材料的機械裝置，尤指一種對將各種物料進行超微粉碎的“高度湍流磨”及其用于該高度湍流磨的一種“雙負壓渦輪”。本發(fā)明的高度湍流磨不僅可用于軍工、航天等尖端領(lǐng)域，而且在不同的行業(yè)中廣泛得以應(yīng)用，如微電子、新醫(yī)藥、新材料、新能源及化工、機械、冶金、環(huán)保、食品、日化等相關(guān)行業(yè)。
背景技術(shù)：
超微粉體技術(shù)被國內(nèi)外科技界稱為跨世紀的高新技術(shù)。
隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展，超微材料和納米材料的研究應(yīng)用，具有廣闊的應(yīng)用前景，對推動工業(yè)技術(shù)進步有著極其重要的作用。一般將1微米以細的粉體稱為超微材料， 0. 1微米以細的粉體稱為納米材料。
超微材料(亞微米級)的制備技術(shù)，目前還未發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外有這方面的報道，有報道說超微材料是限于超細材料和納米材料之間的一種瓶頸材料，目前還沒有制備技術(shù)能夠生產(chǎn)。
超細材料的生產(chǎn)設(shè)備及技術(shù)目前主要有機械沖擊式粉碎機、氣流粉碎機和振動研磨機等。這些技術(shù)設(shè)備的共性是，破磨極限粒度只能達到5微米左右。納米材料的制備技術(shù)目前報道比較多，主要使用化學方法制備，有固相法、液相法、氣相法及等離子體法、激光法等。另有報道論述，采用化學方法生產(chǎn)出來的納米材料，往往會改變材料本身的物理性能，達不到納米材料的使用效果，而且團聚問題很難解決，生產(chǎn)效率低，加工成本昂貴。目前只能在試驗室生產(chǎn)，無法實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
超微材料(亞微米及納米級)是21世紀的基礎(chǔ)材料，是當前高科技領(lǐng)域國際競爭的熱點之一。物理制備技術(shù)能否生產(chǎn)超微材料和納米材料是目前科技界非?？释完P(guān)注的一項跨時代的科研攻關(guān)項目。目前世界各國特別是工業(yè)發(fā)達國家，政府每年都投入巨資進行這方面的研究與開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于目前超微粉體材料和納米材料研究應(yīng)用的現(xiàn)狀和存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種比現(xiàn)有技術(shù)更為先進的粉磨設(shè)備，其可高效地生產(chǎn)所需的超微粉體及納米粉體。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種雙負壓渦輪，用于高度湍流磨中，其特征在于，包括一葉盤和設(shè)置在該葉盤兩個側(cè)面的多個葉片，其中該葉片在該葉盤的每個側(cè)面沿周向均勻分布，且旋向相同，位于該葉盤一個側(cè)面的葉片與位于該葉盤另一側(cè)面的葉片沿周向彼此錯開。該雙負壓渦輪還具有多個沖擊齒板，各所述沖擊齒板包括一安裝部和一連接該安裝部的工作部；在該工作部的頂部形成有成對的沖擊齒，每對沖擊齒中的兩個沖擊齒以齒頂相對遠離的方式傾斜。
如上所述的雙負壓渦輪，其中，該葉片的外輪廓呈拋弧形，其橫截面呈“L”形，包括一基部和從該基部垂直延伸的一肋部；該葉片的基部內(nèi)側(cè)加工有兩個螺孔，用于通過螺釘將該葉片固定在該葉盤上。
如上所述的雙負壓渦輪，其中，該葉片的基部的外側(cè)端部形成有一第一斜面，該第一斜面與葉盤平面的夾角為30° 60° ；
如書所述的雙負壓渦輪，其中，該葉片靠近葉盤中心的一側(cè)端部形成有一第二斜面，該第二斜面與葉盤平面的夾角為45° 70°。
如上所述的雙負壓渦輪，其中，該葉片的基部的徑向外緣與葉盤的基圓吻合，多個葉片的徑向內(nèi)緣位于與該基圓同心的圓周上；該葉片的橫向內(nèi)緣和橫向外緣為具有共同圓心的兩段??；從而使得該葉片形成拋弧形。
如上所述的雙負壓渦輪，其中，該葉片的弧形的橫向內(nèi)緣和橫向外緣的共同圓心由如下方式確定通過葉盤的中心的垂直線與葉盤的基圓的交點為第一交點，以葉盤中心為圓心，以0. 25 0. 35倍的葉盤半徑為半徑作弧，該弧與通過葉盤中心的、與該垂直線成 45度角的徑向線形成的交點為第二交點，然后分別以該第一交點和第二交點為圓心，以葉盤的半徑為半徑作弧，兩條弧的交點即為該共同圓心。
如上所述的雙負壓渦輪，其中，所述沖擊齒板成對設(shè)在葉盤兩側(cè)相鄰的兩葉片之間。
如上所述的雙負壓渦輪，其中安裝部上形成有兩個安裝孔，用于通過螺釘將該沖擊齒板固定在該葉盤上；該工作部位于該安裝部的上方，其與該安裝部一體形成；所述沖擊齒為矩形齒，并且所述沖擊齒的方向與葉盤的圓周方向相同。
本發(fā)明還提供了一種使用上述雙負壓渦輪的高度湍流磨，用于加工超微細粉體， 其中，包括一驅(qū)動裝置，設(shè)置在一底座上，包括相互耦接的一電動機和一驅(qū)動軸；一中空的磨腔，設(shè)置在該底座上，在該磨腔的內(nèi)周壁上固定設(shè)置有一定子導(dǎo)向齒圈，磨腔的左右兩側(cè)分別裝有內(nèi)蓋板法蘭和外蓋板法蘭，其中左側(cè)的內(nèi)蓋板法蘭的中心位置開有裝配孔，驅(qū)動裝置的驅(qū)動軸通過該裝配孔與設(shè)置在磨腔中的雙負壓渦輪連接；在該左側(cè)內(nèi)蓋板法蘭上、該裝配孔的偏上位置，還開有進料口 ；右側(cè)的內(nèi)蓋板法蘭中心位置開有出料孔；一雙負壓渦輪，可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述磨腔中，并由該驅(qū)動裝置驅(qū)動；一料斗，用于通過一進料管向該磨腔中的該進料口輸送物料；一出料管，與該磨腔的該進料孔連通，用于輸出粉碎后的產(chǎn)品；及一控制裝置，用于對該高度湍流磨進行電氣控制；當所述雙負壓渦輪在該電動機的驅(qū)動下在該磨腔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)時，會在磨腔內(nèi)部的空氣和物料中激起渦流和湍流，從而形成氣固兩相流，物料在定子導(dǎo)向齒圈及高度湍流的作用下，相互之間發(fā)生強烈自磨，同時產(chǎn)生強烈的撞擊、剪切作用力，從而將物料有效地粉碎。
如上所述的一種高度湍流磨，其磨腔為水冷式，其中磨腔分為內(nèi)外兩室，該磨腔的外室與一循環(huán)水箱相連通。
如上所述的一種高度湍流磨，其中，還包括一螺旋輸料器，該螺旋輸料器的兩端分別與該料斗和進料管連接，用于在一調(diào)速電機的驅(qū)動下向該磨腔輸送物料。
如上所述的一種高度湍流磨，其中，該出料管的另一端連接有一球形連接器，該球形聯(lián)接器和一旋風落料器連接，該旋風落料器和一布袋收料器連接，該布袋收料器和一引風機連接，用于完成產(chǎn)品的收集。
如上所述的一種高度湍流磨，其中，該定子導(dǎo)向齒圈的齒數(shù)在50個以上，且每個齒的齒型呈鋸齒形，齒形角為40° 50°。
本發(fā)明的湍流磨是發(fā)明人利用湍流原理設(shè)計的雙負壓、雙渦流的渦輪，在高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的高度湍流運動來粉碎物料的。高度湍流的產(chǎn)生，在于高強渦流能量交換，其在高雷諾數(shù)(Re> 1.5X105)下發(fā)生。本發(fā)明湍流磨中的雷諾數(shù)已達到Re >6. 6X105，確能夠產(chǎn)生高度湍流運動。
湍流運動的特性是不規(guī)則性，即由大小不等渦體組成無規(guī)則的隨機運動。它最本質(zhì)的特性是“湍動”，即隨機的脈動。它的速度場和壓力場都是隨機的，不僅對時間，而且對空間而言均是隨機的。湍流運動的另一重特性是擴散性。湍流中由于渦體相互混雜，引起流體內(nèi)部能量交換，動量大的質(zhì)點將動量傳給動量小的質(zhì)點，動量小的質(zhì)點又影響動量大的質(zhì)點，結(jié)果擴散增加了動量、質(zhì)量的傳遞率。
當被粉碎物體處在湍流場中時，就構(gòu)成了氣固兩相流，從雙負壓渦輪獲得的端動能量，通過高速旋轉(zhuǎn)的慣性作用，由大旋渦逐級傳遞給小旋渦。在這一復(fù)雜的湍動過程中產(chǎn)生強烈的撞擊、自磨、剪切作用力，從而使物料有效地被粉碎。
由于該湍流磨機從粉磨機理上取得了重大突破，其具有雙負壓、雙渦流、高湍流、 高離心的技術(shù)特性。從而有效解決了至今為止各國粉碎行業(yè)專家孜孜以求渴望解決，但始終未能獲得重大進展的機械粉碎難題。其具有粉碎節(jié)能、細度超微(亞微米)和環(huán)保性能要求佳的有益效果。
本發(fā)明的高度湍流磨和現(xiàn)有比較先進的氣流粉碎機相比，同功率下產(chǎn)量是氣流磨的10倍，能耗僅為氣流磨的10%。其破磨能量比氣流粉碎機高出一倍，粉碎細度突破了亞微米級，平均粒度達到了納米級，在質(zhì)和量上取得了預(yù)料不到的技術(shù)效果。
高度湍流磨的發(fā)明和試產(chǎn)成功，為我國邁向物理法，實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)超微材料和納米材料提供了可行的途徑。
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的說明。


圖IA是根據(jù)本發(fā)明的高度湍流磨的正視圖；
圖IB是根據(jù)本發(fā)明的高度湍流磨的側(cè)視圖；
圖2是本發(fā)明高度湍流磨中的雙負壓渦輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是圖2中沿A-A線的剖視圖；
圖4是安裝在圖2中的渦輪上的弧形葉片的視圖；
圖5是沿圖4的B-B線的剖視圖；
圖6是圖4葉片的C向視圖；
圖7是圖2中沖擊齒板的視圖；
圖8為圖7的沖擊齒板的側(cè)視圖；
圖9是圖1中的雙負壓渦輪的裝配示意圖；
圖10是圖1的定子導(dǎo)向齒圈裝配示意圖。
其中，附圖標號如下
料斗1沖擊齒板20
循環(huán)水箱2磨腔21[0042]調(diào)速電機3葉盤四[0043]進料管4葉盤基圓291[0044]支架5螺孔 151、152[0045]驅(qū)動裝置6基部153[0046]支架7肋部巧4[0047]底座8第一斜面155[0048]出料管9第二斜面156[0049]緊固螺栓10徑向外緣157[0050]球形聯(lián)接器11徑向內(nèi)緣158[0051]內(nèi)蓋板法蘭12橫向外緣159[0052]外蓋板法蘭13橫向內(nèi)緣160[0053]螺旋輸料器14安裝部210[0054]葉片15工作部220[0055]雙負壓渦輪16安裝孔230J40[0056]定子導(dǎo)向齒圈18
具體實施方式
如圖IA和IB所示，是本發(fā)明提供的一種高度湍流磨。該高度湍流磨主要是由底座8、磨腔21、驅(qū)動裝置6、螺旋輸料器14和控制裝置等組成。整個湍流磨呈臥式型。驅(qū)動裝置6通過支架7安裝在底座8上，其包括電動機和與該電動機的輸出軸連接的驅(qū)動軸，在本發(fā)明的實施例中，該電動機優(yōu)選為變頻電機，該驅(qū)動軸與該變頻電機相連，用于驅(qū)動設(shè)置磨腔21內(nèi)部的雙負壓渦輪16。
螺旋輸料器14通過支架5安裝在底座8上，并位于磨腔21的側(cè)上方。螺旋輸料器14的上方設(shè)置有料斗1，用于輸送待粉碎物料到該輸料器14。該螺旋輸料器14由調(diào)速電機3驅(qū)動。
在磨腔21內(nèi)部，設(shè)置有雙負壓渦輪16和定子導(dǎo)向齒圈18。該雙負壓渦輪16與該驅(qū)動裝置的驅(qū)動軸相連接，在該驅(qū)動軸的驅(qū)動下在該磨腔21內(nèi)高速轉(zhuǎn)動。該雙負壓渦輪 16的具體結(jié)構(gòu)見下文所述。該定子導(dǎo)向齒圈18固定設(shè)置在該磨腔21的內(nèi)周面。
在該磨腔的側(cè)上方設(shè)置有一循環(huán)水箱2。該磨腔21分為內(nèi)外兩室，該磨腔21的外室與該循環(huán)水箱2相連通。這樣在該高度湍流磨工作時，可通過該循環(huán)水箱2為該磨腔降溫，從而避免了熱敏性材料由于粉碎溫度過高，而影響其物理性能變化現(xiàn)象的發(fā)生。
磨腔21的左右兩側(cè)分別裝有內(nèi)蓋板法蘭12和外蓋板法蘭13。其中左側(cè)的內(nèi)蓋板法蘭12的中心位置開有裝配孔，驅(qū)動裝置6的驅(qū)動軸通過該裝配孔與設(shè)置在磨腔21中的雙負壓渦輪16連接，并由緊固螺栓10固定。在該左側(cè)內(nèi)蓋板法蘭12上、該裝配孔的偏上位置，還開有進料口，一進料管4連接了該螺旋輸料器14和該進料口。右側(cè)外蓋板法蘭 13的中心位置開有出料孔，一出料管9連接該出料孔與設(shè)置在磨腔21外部的一球形聯(lián)接器 11。其中，該右側(cè)的外蓋板法蘭13可根據(jù)所需出料的粒徑進行更換，當出料孔較大時，可以得到較粗的產(chǎn)品，同時產(chǎn)量增大；當出料孔較小時，能夠得到細微的產(chǎn)品，同時產(chǎn)量降低。
球形聯(lián)接器11和旋風落料器(圖中未示出)連接，旋風落料器和布袋收料器(圖中未示出)連接，布袋收料器和引風機(圖中未示出)連接，用于完成產(chǎn)品的收集。由于其屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
控制裝置主要由電氣控制柜和控制面板組成，用于根據(jù)各種情況控制湍流磨的啟動、停止及電機的輸出轉(zhuǎn)速。
如圖2所示，本發(fā)明的雙負壓渦輪16包括葉盤四和裝配在葉盤四上的多片葉片 15。該葉片沿周向均勻地裝配在葉盤的兩個側(cè)面，同時，位于兩側(cè)的葉片彼此相互錯開。也就是說，葉盤兩側(cè)的葉片不是對稱的，而是沿圓周方向相互錯開了一定距離。另外，為了增加粉碎效果，還可在該葉盤上裝配多片沖擊齒板20，用以與該葉片15配合作功。該沖擊齒板20裝配在葉盤左右葉片錯開的位置，并且左右對稱安裝。該沖擊齒板20和葉片15是用螺栓、螺母、墊片、彈墊、內(nèi)六角螺栓安裝到該葉盤四上的，同時旋向相同。如圖2所示，扇形沖擊齒板20和葉片15相間地分布在葉盤四的左右兩側(cè)，從而可以使得該雙負壓渦輪達到動平衡。在本實施例中，設(shè)置有8組葉片和沖擊齒板，也就是說，在葉盤四的兩側(cè)分別設(shè)置有4組葉片和沖擊齒板。
如圖4、圖5和圖6所示，該葉片15的輪廓呈拋弧形的后傾形狀。而其橫截面為一 “L”形。該葉片15包括一基部153及沿垂直于該基部153的方向延伸的一肋部154。在其基部153上加工有兩個孔151和152，用于通過螺釘將該葉片15固定在該葉盤四上。如圖 5所示，該基部153向外的一側(cè)端部形成為一第一斜面155，該傾斜面155與葉盤四平面的夾角α為30° 60°，優(yōu)選為45°。而葉片15靠近葉盤中心0的一側(cè)形成了一第二斜面 156，該第二斜面156形成在該基部153和肋部154的靠近葉盤中心的一端。其與葉盤四平面的夾角β為45° 70°，優(yōu)選為60°，如圖6所示。
另夕卜，如圖4和圖2所示，該葉片15的基部153的徑向外緣157與葉盤四的基圓291吻合，多個葉片的徑向內(nèi)緣158位于與該基圓同心的圓周上；該葉片的橫向內(nèi)緣 160和橫向外緣159為具有相同圓心的兩段弧。在一個實施例中，為了使得安裝在葉盤上的葉片具有拋弧形，從而降低葉片的磨損，該橫向內(nèi)緣160和橫向外緣159的圓心以如下方式確定如圖4所示，0為葉盤四的中心，通過0的垂直線與葉盤四的基圓的交點為C， 以0為圓心，以葉盤半徑的0. 25 0. 35倍為半徑作弧四2，該弧292與通過圓心0的、與直線CO成45度角的徑向線交于B點，然后分別以B點和C點為圓心，以葉盤的半徑為半徑作弧，兩條弧的交點即為該橫向內(nèi)緣160和橫向外緣159共同的圓心。
如圖7和圖8所示，沖擊齒板20包括一安裝部210和一工作部220。安裝部210 可以為任意形狀，只要能夠安裝在葉盤上的葉片之間的形狀均可。如圖2所示，該安裝部的第一實施例為變形的扇形，從而與葉片的輪廓相應(yīng)。如圖7和圖8所示，該安裝部為一端為半圓形的矩形。在安裝部上形成有兩個安裝孔230J40，用于通過螺釘將該沖擊齒板20固定在該葉盤四上。該工作部220位于該安裝部210的上方，其與該安裝部210 —體形成， 也可是一分離件，通過螺釘固定在該安裝部210上。在圖7和圖8的實施例中，工作部220 的下端形成有一燕尾槽，在安裝部210上形成有一導(dǎo)軌，從而便于更換磨損了的工作部。在該工作部220的頂部形成有沖擊齒，該沖擊齒為矩形齒，并且齒的方向與葉盤四的圓周方向相同。
如圖9所示，將裝配好的雙負壓葉輪16安裝在磨腔21中的安裝過程為將該雙負壓葉輪16套在伸入到磨腔內(nèi)部的驅(qū)動軸上，然后用緊固螺栓10進行緊固。這樣，雙負壓葉輪16就會在電動機的驅(qū)動下，在磨腔21內(nèi)部轉(zhuǎn)動。
如圖10所示，本發(fā)明的定子導(dǎo)向齒圈18裝配到磨腔21內(nèi)周面上。定子導(dǎo)向齒圈 18的齒數(shù)為50個以上。每個齒的齒型呈鋸齒形，齒形角為40° 50°。該導(dǎo)向齒圈18和磨腔21的內(nèi)周壁裝配固定。其固定方式可以采用過盈配合和/或鍵配合的方式。
下面描述本發(fā)明的高度湍流磨的工作過程。
物料由料斗1、螺旋輸料器14，經(jīng)過進料管4進入磨腔21。變頻電機通驅(qū)動雙負壓渦輪16使其旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生負壓導(dǎo)向湍流帶，物料被高湍流形成的沖擊力迅速撞擊，高速剪切而被粉碎。
由于雙負壓渦輪16是由左右拋弧形后傾葉片15和燕尾形沖擊齒板20裝配而成。 同時葉片15靠近葉片軸的一端呈斜錐面而形成了旋渦狀，在高速旋轉(zhuǎn)時形成了雙渦流，雙渦流又產(chǎn)生了雙負壓，雙負壓的產(chǎn)生又形成了高強離心力。在該負壓的作用下，磨腔21內(nèi)被粉碎的粉體不會從磨腔左右兩側(cè)的法蘭蓋板的開孔中漏出，從而提高了該磨腔的密封性能。當被粉碎的固體物料在磨腔21中處在高速湍流場中時，就構(gòu)成了氣固兩相流，從渦輪16獲得的湍動能量，通過慣性作用由大旋渦逐級傳遞給小旋渦，物料在這一湍流運動中產(chǎn)生強烈的撞擊、自磨、剪切作用力，從而使物料有效地被粉碎。另外，定子導(dǎo)向齒圈18在磨腔21中產(chǎn)生對物料的導(dǎo)向剪切力，粉體在鋸齒形的湍流運動區(qū)域，相互之間發(fā)生強烈自磨，加速物料的有效細化。
當被粉碎細化的微粉，隨著微粉比重的減輕，脫開離心區(qū)，漂移在離心外圍區(qū)被出料管9引風吸入送入球形聯(lián)接器11，被旋風落料器和布袋收料器回收。
成品所需粒徑的大小可以用調(diào)整引風大小的方法來任意調(diào)節(jié)或以改變渦輪的線速度來保證物料的精度。
工業(yè)實用性
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點及產(chǎn)生的有益效果是
1、具有可觀的節(jié)能效果。
傳統(tǒng)機械粉磨設(shè)備是利用機械能直接驅(qū)動介質(zhì)運動來粉碎物料，粉碎效率低，能耗高。氣流粉碎機是利用高達音速或亞音速的氣流射能作用來粉碎物料的。機械能轉(zhuǎn)換為音速氣流運動能需要大量的能量，其能耗比前者更大。
本發(fā)明的“高度湍流磨”節(jié)能機理和效果在于湍流中慣性作用趨向于將能量擴散到高波數(shù)的小旋渦范圍，而粘性作用只在高波數(shù)范圍內(nèi)才強烈地存在，并由它消耗由慣性作用從大旋渦處輸送來的能量。本湍流磨中的雷諾數(shù)Re = 6. 6X IO5,(高度湍流在高雷諾數(shù)Re> 1.5X105下發(fā)生)，確能產(chǎn)生高度湍流運動。雷諾數(shù)愈大，慣性作用愈強，它可將能量輸送到更高波數(shù)范圍，粘性作用被迫向更高波數(shù)范圍上才能顯現(xiàn)粘性力的作用。當雷諾數(shù)充分大時、耗損范圍就位于離含能范圍很高的波數(shù)上，這時含能范圍完全不參與粘性耗損作用。
本發(fā)明的“高度湍流磨”正是利用湍流運動中大雷諾數(shù)這一特性來節(jié)約粉碎能耗的。由于湍流磨的雷諾數(shù)高達Ite = 6.6X105,由于這一雷諾數(shù)充分大，因此慣性作用占優(yōu)勢，使物料獲得有效地粉碎，也就是說，由機械裝置(渦輪)輸送來的端動能量能夠充分地傳送給物料，進行有效粉碎，無用功耗少。
高度湍流磨的這一特性是目前應(yīng)用的所有粉磨設(shè)備無法比擬的，傳統(tǒng)的機械粉磨
9設(shè)備是利用機械能直接驅(qū)動介質(zhì)運動來粉碎物料的，粉碎效率極低。例如球磨機的有效粉碎功僅為約0. 6%，而約有95 99%的能量轉(zhuǎn)化為熱量而散逸。氣流粉碎機是利用高達音速或亞音速的氣流射能來粉碎物料的，機械能轉(zhuǎn)換為音速氣流運動能說需要消耗大量的能量，其能耗比前者更大。
本發(fā)明的高度湍流磨是由電機驅(qū)動的渦輪所產(chǎn)生的湍流運動將物料粉碎，無用功耗少。實測耗能比同粒度同產(chǎn)量下耗能是氣流磨的5%，是機械沖擊磨的10%，是振動磨的15%。其節(jié)能效果所產(chǎn)生的社會效益和經(jīng)濟效益價值巨大。
2、具有可喜的環(huán)保效果。
當今世界對防治環(huán)境污染和工業(yè)噪聲引起了世界性的高度重視，特別是工業(yè)化粉塵污染治理難度最大，現(xiàn)有的粉碎設(shè)備都存在不同程度的粉體泄漏和設(shè)備噪聲大的技術(shù)難點。而本發(fā)明的高度湍流磨的磨腔裝置是利用特殊設(shè)計的渦輪，該渦輪高速旋轉(zhuǎn)時，渦輪兩側(cè)的左右拋弧型后傾葉片在靠近葉盤軸孔外緣處和葉盤軸處呈斜面。這樣當渦輪旋轉(zhuǎn)時， 磨腔兩側(cè)均形成了負壓，且呈旋渦狀態(tài)，產(chǎn)生了高強度的渦流，從而有效的保證了磨腔中心的軸孔不需密封粉體也不會泄漏。
另外，高度湍流磨的雙負壓渦輪、葉盤兩側(cè)面對稱和交叉位置分別裝有數(shù)量相等的葉片和沖擊板，動平衡相當好，渦輪旋轉(zhuǎn)時平穩(wěn)可靠，另由電動機直接驅(qū)動，沒有減速機構(gòu)，設(shè)備噪聲很小，一般在70分貝左右。
3、具有獨特的技術(shù)特點，科技含量高
超細粉碎技術(shù)是九十年代初為適應(yīng)現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展而派生的一種物料加工新技術(shù)，目前只有少數(shù)發(fā)達國家具有這種技術(shù)。我國目前采用氣流粉碎技術(shù)，可將物料粉碎成IOym(1200目)至2. 5μπι(5000目)的超細材料，但普遍存在能耗高，生產(chǎn)效率低，加工精度不高的技術(shù)問題。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的快速發(fā)展，對粉體材料的制備技術(shù)，要求越來越高，向制備高精度的亞微米和納米級方向發(fā)展。目前用物理制備技術(shù)生產(chǎn)亞微米和納米級粉體材料的機械制備技術(shù)，國內(nèi)外還未有這方面技術(shù)報道。
“高度湍流磨”的研發(fā)試產(chǎn)成功，有著極其深遠的現(xiàn)實意義，其技術(shù)有如下方面的獨特功能
(1)粉碎精度高
成品粒度0. 1-0. 9 μ m，粉體精度可以調(diào)節(jié)，從粉磨機理上有效解決了制粉細、精度高、粒度分布窄的技術(shù)難題。
(2)物理性能好
其技術(shù)粉碎原理純粹的物理行為，物料對撞自磨粉碎，不發(fā)生化學反應(yīng)，因而有效的保持了物料本身的原有性質(zhì)。
(3)低溫性能好
磨腔設(shè)有冷卻裝置，粉碎處于低溫環(huán)境，粉碎在低溫下瞬間完成。從而避免了熱敏性材料由于粉碎溫度過高，而影響其物理性能的變化現(xiàn)象發(fā)生。
(4)集粉碎、分級、改性生產(chǎn)工藝為一體
現(xiàn)有超細制備，不配套分級設(shè)備就難于生產(chǎn)出合格的超細粉體，生產(chǎn)活性粉體還需配套改性設(shè)備。因而工藝復(fù)雜，設(shè)備造價高?！案叨韧牧髂ァ本哂歇毺氐募夹g(shù)功能，能把粉碎、分級、改性三種加工工序簡化為一種工序，在物料粉碎同時，產(chǎn)品分級和粉體改性的加工同時完成?！案叨韧牧髂ァ钡倪@種機理創(chuàng)新是目前應(yīng)用的所有粉磨設(shè)備無可比擬的，將對磨機工業(yè)帶來一場新的技術(shù)革命。[0097] 以上所述，是本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式，其并非用于限定本發(fā)明，在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，所作出的等效結(jié)構(gòu)變化，例如，渦輪上裝有多于8個或少于8個的葉片，對葉片的形狀構(gòu)造略有改變，均未偏離本發(fā)明的實質(zhì)和精神，因此發(fā)明的保護范圍由隨附的權(quán)利要求
書確定。
權(quán)利要求
1.一種雙負壓渦輪，用于高度湍流磨中，其特征在于，包括一葉盤09)和設(shè)置在該葉盤09)兩個側(cè)面的多個葉片(15)，其中該葉片在該葉盤的每個側(cè)面沿周向均勻分布，且旋向相同，位于該葉盤一個側(cè)面的葉片與位于該葉盤另一側(cè)面的葉片沿周向彼此錯開；該雙負壓渦輪還具有多個沖擊齒板(20)，各所述沖擊齒板OO)包括一安裝部(210)和一連接該安裝部(16)的工作部O20)；在該工作部Q20)的頂部形成有成對的沖擊齒，每對沖擊齒中的兩個沖擊齒以齒頂相對遠離的方式傾斜。
2.如權(quán)利要求
1所述的雙負壓渦輪，其特征在于，該葉片(15)的外輪廓呈拋弧形，其橫截面呈“L”形，包括一基部(153)和從該基部垂直延伸的一肋部(154)；該葉片的基部內(nèi)側(cè)加工有兩個螺孔(151、152)，用于通過螺釘將該葉片(15)固定在該葉盤09)上。
3.如權(quán)利要求
2所述的雙負壓渦輪，其特征在于，該葉片的基部的外側(cè)端部形成有一第一斜面(155)，該第一斜面與葉盤09)平面的夾角α為30° 60° ；
4.如權(quán)利要求
2所述的雙負壓渦輪，其特征在于，該葉片(15)靠近葉盤09)中心的一側(cè)端部形成有一第二斜面(156)，該第二斜面(156)與葉盤09)平面的夾角β為45° 70°。
5.如權(quán)利要求
2、3或4所述的雙負壓渦輪，其特征在于，該葉片(15)的基部(153)的徑向外緣(157)與葉盤09)的基圓(四1)吻合，多個葉片的徑向內(nèi)緣(158)位于與該基圓 (291)同心的圓周上；該葉片的橫向內(nèi)緣(160)和橫向外緣(159)為具有共同圓心的兩段弧；從而使得該葉片形成拋弧形。
6.如權(quán)利要求
5所述的雙負壓渦輪，其特征在于，該葉片的弧形的橫向內(nèi)緣和橫向外緣的共同圓心由如下方式確定通過葉盤09)的中心(0)的垂直線0)C)與葉盤09)的基圓091)的交點為第一交點(C)，以葉盤中心(0)為圓心，以0. 25 0. 35倍的葉盤半徑為半徑作弧092)，該弧(四2)與通過葉盤中心(0)的、與該垂直線(OC)成45度角的徑向線 (OB)形成的交點為第二交點(B)，然后分別以該第一交點(C)和第二交點⑶為圓心，以葉盤的半徑為半徑作弧，兩條弧的交點即為該共同圓心。
7.如權(quán)利要求
1所述的雙負壓渦輪，其特征在于，所述沖擊齒板成對設(shè)在葉盤OO)兩側(cè)相鄰的兩葉片(15)之間。
8.如權(quán)利要求
7所述的雙負壓渦輪，其特征在于，該安裝部(210)上形成有兩個安裝孔 O30、240)，用于通過螺釘將該沖擊齒板OO)固定在該葉盤09)上；該工作部(220)位于該安裝部OlO)的上方，通過燕尾槽安裝在該安裝部(210)上而形成一體；所述沖擊齒為矩形齒，并且所述沖擊齒的方向與葉盤09)的圓周方向相同。
9.一種高度湍流磨，用于加工超微細粉體，其特征在于，包括一驅(qū)動裝置(6)，設(shè)置在一底座(8)上，包括相互耦接的一電動機和一驅(qū)動軸；一中空的磨腔(21)，設(shè)置在該底座(8)上，在該磨腔的內(nèi)周壁上固定設(shè)置有一定子導(dǎo)向齒圈(18)；磨腔(21)的左右兩側(cè)分別都裝有內(nèi)蓋板法蘭(12)和外蓋板法蘭(13)， 其中左側(cè)的內(nèi)蓋板法蘭(1 的中心位置開有裝配孔，驅(qū)動裝置(6)的驅(qū)動軸通過該裝配孔與設(shè)置在磨腔中的雙負壓渦輪(16)連接；在該左側(cè)的內(nèi)蓋板法蘭(1 上、該裝配孔的偏上位置，還開有進料口 ；右側(cè)的內(nèi)蓋板法蘭中心位置開有出料孔；該雙負壓渦輪(16)可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述磨腔中，并由該驅(qū)動裝置(6)驅(qū)動；一料斗(1)，用于通過一進料管向該磨腔中的該進料口輸送物料；一出料管(9)，與該磨腔的該出料孔連通，用于輸出粉碎后的產(chǎn)品；及一控制裝置，主要由電氣控制柜和控制面板組成，用于對該高度湍流磨進行電氣控制； 其中，該雙負壓渦輪(16)為權(quán)利要求
1-8中任一項所述的雙負壓渦輪。
10.如權(quán)利要求
9所述的一種高度湍流磨，其特征在于，該磨腔為水冷式，分為內(nèi)外兩室，該磨腔的外室與一循環(huán)水箱( 相連通。
11.如權(quán)利要求
9或10所述的一種高度湍流磨，其特征在于，還包括一螺旋輸料器 (14)，該螺旋輸料器(14)的兩端分別與該料斗(1)和進料管連接，用于在一調(diào)速電機(3) 的驅(qū)動下向該磨腔輸送物料。
12.如權(quán)利要求
9所述的一種高度湍流磨，其特征在于，該出料管(9)的另一端連接有一球形連接器(11)，該球形聯(lián)接器(11)和一旋風落料器連接，該旋風落料器和一布袋收料器連接，該布袋收料器和一弓I風機連接，用于完成產(chǎn)品的收集。
13.如權(quán)利要求
9所述的一種高度湍流磨，其特征在于，該定子導(dǎo)向齒圈(18)的齒數(shù)在 50個以上，且每個齒的齒型呈鋸齒形，齒形角為40° 50°。
專利摘要
一種高度湍流磨，用于加工超微粉體和納米材料，包括一驅(qū)動裝置，設(shè)置在一底座上；一中空的磨腔，在該磨腔的內(nèi)周壁上固定設(shè)置有一定子導(dǎo)向齒圈；一雙負壓渦輪，可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述磨腔中；一料斗，用于通過一進料管向該磨腔中輸送物料；一出料管，與該磨腔連通，用于輸出粉碎后的產(chǎn)品；及一控制裝置，用于對該高度湍流磨進行電氣操作控制；當所述特殊設(shè)計的雙負壓渦輪在該電動軸的驅(qū)動下在該磨腔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)時，在磨腔內(nèi)部會產(chǎn)生高強渦流和湍流，從而形成氣固兩相流。物料在高度湍流的作用下，相互發(fā)生強烈自磨，同時產(chǎn)生強烈的對撞和剪切作用力，從而將物料有效地粉碎。
文檔編號B02C19/20GKCN1929925 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 200580008197
公開日2012年7月4日 申請日期2005年1月24日
發(fā)明者劉星發(fā), 楊富茂 申請人:劉星發(fā), 楊富茂導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (6), 非專利引用 (1),