專利名稱：超細分級磨的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及研磨粉碎機械，具體涉及一種超細分級磨。
背景技術：
目前，國內外廣泛使用的粉料制備機械為球磨機。傳統的球磨機是利用球磨機桶體的旋轉將桶體內的球磨子帶到一定的高度從而儲存能量，在球磨子下落過程中形成沖擊力擊打物料從而達到物料粉碎的效果。這種粉料制備方式設備簡單，可以通過加長工作時間的方法獲得粒度符合要求的粉料，其另外一個特點是混料均勻。其顯著缺點是占地大，能耗高，生產效率低，粉體粒度粗。
此外，還有傳統的超細設備，基本可歸為兩大類，一類為有介質磨，例如攪拌磨、振動磨等，其特點是產品細度高，產量大，但產品生產過程不連續，產品粒度分布不集中。另一類是無介質磨，如氣流磨等，其特點是生產過程連續，產品粒度分布較集中，但能耗極高，產品細度低。
在有介質磨中，振動磨由筒體和振動架組成。采用連續投料連續出料的方式，物料大多是干粉，振動架帶動筒體產生偏心振動，使得物料在磨筒內與介質發生碰撞而被粉碎，物料從出料口出來后，經過分級機，細粒成為成品，而粗粒又從進料口回到磨筒內再次研磨。其產品細度一般較攪拌磨粗，還算不上真正意義上的超細設備。進入振動磨的物料也可以是漿料，但在進料方式上只能采取一次進料，研磨一段時間后一次出料的方式。攪拌磨由攪拌軸、筒體組成，采用一次性投料，在研磨完成后一次性出料，物料細度由研磨時間來控制。物料可以是漿料也可以是干粉，攪拌軸帶動介質和物料旋轉，物料在筒體內和介質互相以碰撞磨擦的方式而逐漸變細，但由于物料的原始粒徑不可能完全相同，而筒體多為圓柱形，因此在攪拌磨中物料所受的外加應力和研磨方式相同，導致物料最終的粒度分布不可能集中在一個很小的范圍，不是欠磨就是過磨，不能精確控制粒度分布。
發明內容本實用新型的目的意在克服上述現有技術的不足，提出一種能更好控制粒度分布、研磨效果優異的超細分級磨。
實現上述目的的技術方案是一種超細分級磨，包括攪拌軸、磨筒及設置于磨筒上的進料口和出料口，所述攪拌軸位于磨筒內，其上設有葉片，所述磨筒包括串聯排列的兩級或兩級以上筒體，各級筒體上分別設有進料口和出料口，一級筒體的進料口與末級筒體的出料口分別作為整個磨筒的進料口和出料口，各次級筒體的進料口與其上一級筒體的出料口相連通。
優選的是，所述各級筒體的進料口設置在各級筒體的下部，各級筒體的出料口設置在各級筒體上部端面的中心附近。
優選的是，所述各級筒體的上部端面內徑依次逐漸增大。
優選的是，所述各級筒體的縱截面為下小上大內徑逐漸增大的形狀。
進一步優選的是，所述各級筒體的橫截面為圓形或正多邊形。
更優選的是，所述各級筒體的縱截面為倒立的梯形。
本實用新型超細分級磨所采用的葉片優選具有兩種類型，一種具有沿攪拌軸軸向的導流孔，另一種不具有導流孔；所述具有導流孔的葉片設置在各級筒體的下部，所述不具有導流孔的葉片設置在各級筒體的上部。
本實用新型超細分級磨還可包括盛于各級筒體中的研磨介質，所述研磨介質具有剛性本體，在其剛性本體上還包覆有彈性耐磨層。
采用上述技術方案，本實用新型有益的技術效果在于1)采用依次串聯的多級筒體，令粉體連續經過多個單元的研磨和粒徑分選，研磨效果和分級作用逐級倍增，使得在一個磨筒中通過一次作業完成了多級研磨、分級的處理過程，省時、省力，達到更好的控制最后出料粉體的粒度分布、提高研磨效率和效果的作用；2)進料口設置在筒體下部，便于通過泵入物料的速度來控制物料在磨筒中停留研磨的時間，控制物料的研磨程度；3)將各級筒體的出料口設置在各級筒體上部端面的中心附近，由于離心力的作用，細顆粒會向中心集中，從靠近主軸的出料口溢出，因此每一級出料都是對粒度范圍進行的強化控制，經多級研磨后，這種強化控制更以倍增的效果體現出來，能夠生產出性能超群的窄粒徑分布粉體；4)采用各級筒體的上部端面內徑依次逐漸增大的結構，離心力逐級增大，使得由進料到出料各級筒體的分級效能越來越明顯，因而雖然粉體的粒度逐級變細，但仍保證各級都能發揮出色的粒徑控制效果；5)各級筒體采用內徑逐漸增大的形狀，當物料進入磨筒下部后，隨著物料的上升，磨筒在縱向上內徑逐漸增大，因而線速度逐漸增大，物料在縱向上是一個變速過程，這樣一來物料所受的應力增加，內部微裂紋增加，使得剪切、擠壓、碰撞等研磨機制共同作用，實際上相當于剪切擠壓、再剪切再擠壓的多臺設備多個循環的研磨過程，大大提高了磨礦效率；6)各級筒體如采用圓形橫截面，使橫向線速度是相同的，因此其研磨的結果將對物料顆粒起表面修飾作用；根據離心原理，大顆粒將處于距中心最遠處，所受力最大，研磨效率最高；反之，細顆粒處于距中心最近處，研磨效率最低，使得能量合理分配，并且非常有利于顆粒粒徑的集中分布；如采用正多邊形橫截面，當物料進入磨筒的該段時，由于在水平方向上距離軸心的半徑不等，因而線速度不同，且具有多個線速度，使得物料在水平方向的旋轉是一個變速過程，這樣一來物料所受的應力變化更大，能進一步提高磨礦效率；7)采用倒梯形的筒體縱截面，使物料有均勻增加的縱向線速度，在整個筒體的各個高度都有較好的研磨效果，并且工程上制造容易；8)在各級筒體的不同部位分別采用兩種不同類型的葉片，各級筒體下部采用帶有導流孔的研磨葉片，可以使得筒體內部的研磨介質和物料產生強大的在縱向上的渦流剪切力及碰撞力，而各級筒體上部采用不帶導流孔的研磨葉片，可以使得筒體內部的研磨介質和物料產生強大的離心剪切力及碰撞力，能夠進一步提高磨礦效率；9)采用在剛性本體表面包覆有彈性耐磨層的研磨介質，使得剛性磨介變成了彈性介質，因而在與物料接觸過程中增大了接觸面積，其機理相當于在研磨過程中持續不斷的對物料顆粒施加一個外部壓力，增加顆粒內部的內應力，更加有利于物料的超微細化，可以大大提高研磨效率；并且彈性層的包覆減少了顆粒表面的硬損傷，避免剛性介質之間的硬碰撞和摩擦產生出微粉而污染物料。
下面通過實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明
圖1是一種超細分級磨結構示意圖。
圖2是不具有導流孔的葉片示意圖。
圖3是具有導流孔的葉片示意圖。
具體實施方式一種超細分級磨，結合圖1～圖3，包括攪拌軸4、由一至四級筒體6、7、8、9串聯排列組成的磨筒。各級筒體上分別設有進料口和出料口(除一級筒體6的進料口12和四級筒體9的出料口10外均未在圖中示出)，所述各級筒體的進料口設置在各級筒體的下部，各級筒體的出料口設置在各級筒體上部端面的中心附近，一級筒體6的進料口12與四級筒體9的出料口10分別作為整個磨筒的進料口和出料口，各次級筒體的進料口與其上一級筒體的出料口相連通。各級筒體的橫截面為圓形，縱截面為倒立的梯形，且各級筒體的上部端面內徑依次逐漸增大。攪拌軸4貫穿于各級筒體內，攪拌軸4上沿軸向等間距的設置有葉片5，攪拌軸4由電機1經減速機2驅動進行轉動，能夠在磨筒中進行旋轉攪拌，電機1和減速機2設置在電機座3上。葉片5具有兩種類型，一種具有沿攪拌軸軸向的導流孔11，另一種不具有導流孔；所述具有導流孔的葉片設置在各級筒體的下部，所述不具有導流孔的葉片設置在各級筒體的上部。
這種超細分級磨采用將研磨介質與物料在磨筒中混合攪拌的方法來進行物料的研磨粉碎，本實用新型中優選使用這樣的研磨介質(本實用新型申請人已對該研磨介質提出中國實用新型專利申請，申請號為200410010534.9)具有剛性本體，在其剛性本體上還包覆有彈性耐磨層，該彈性耐磨層的材料優選為高耐磨樹脂。
具體工作過程將物料加水制成固含量40％-75％的漿料，用泵將物料由磨機底部軸線方向送入裝置主機一級磨筒底部的進料口12。在主機各級磨筒6～9內部，攪拌軸4帶動葉片5高速旋轉，其轉速范圍為600～1400轉/分，葉片5等距離排列。料漿在一定壓力下由磨筒底部上升，靠近筒體下部帶有導流孔的研磨葉片，使得磨筒中的研磨介質和物料產生強大的在縱向上的渦流剪切力及碰撞力，而靠近研磨單元磨筒上部的不帶導流孔的研磨葉片，使得磨筒中的研磨介質和物料產生強大的離心剪切力及碰撞力。由于各級筒體上部的半徑大于下部，這樣一來在離心力的作用下，更加有利于粗細物料的分級，使細粒物料靠近軸心，進入下一級筒體，由于下一級筒體的頂底半徑差值逐級加大，因而離心力逐級增大，分級效能越來越明顯，物料粒度分布進一步集中，最終漿料由主機頂部出口10溢出，以連續作業方式，將粉碎、超細、分級在同一工序中多級組合完成，改變了傳統的間歇式工藝和單一分級的工藝，這樣既簡化了生產工序，又極大的降低能耗，充分保證產品粒度分布窄。
實驗例1)將陶瓷色料(廣東產釩鋯黃，粒度為D90＜30μ(D90表示樣品中90％的顆粒的直徑)，1公斤)，加水制成圓含量65％的混合漿料；2)將上述漿料分別用以下設備進行超細處理對比實驗，用激光粒度分析儀(JL1001型，丹東儀表研究所生產)測量細化后粉體的粒度分布來表示粉體的超微細化效果；A、球磨機(QMA-300-500型，柳州市威林超硬材料設備廠生產)一次性投料，連續開機研磨4小時，停機，取出物料，取樣，測粒度，D90＜20μm。
B、攪拌磨(AXM-8型，無錫市海波干燥機械設備廠)一次性投料，連續開機研磨4小時，停機，取出物料，取樣，測粒度，D90＜5μm，Dmax＝10μm(Dmax表示樣品中最大顆粒的直徑)。
C、本實用新型超細分級磨連續進料，連續出料，在出料口取樣，測粒度，D90＜0.4μm，Dmax＝1.5μm。
由上述結果可以看出，本實用新型有介質分級磨具有優異的研磨效果。
權利要求1.一種超細分級磨，包括攪拌軸、磨筒及設置于磨筒上的進料口和出料口，所述攪拌軸位于磨筒內，其上設有葉片，其特征在于所述磨筒包括串聯排列的兩級或兩級以上筒體，各級筒體上分別設有進料口和出料口，一級筒體的進料口與末級筒體的出料口分別作為整個磨筒的進料口和出料口，各次級筒體的進料口與其上一級筒體的出料口相連通。
2.根據權利要求1所述的超細分級磨，其特征在于所述各級筒體的進料口設置在各級筒體的下部，各級筒體的出料口設置在各級筒體上部。
3.根據權利要求2所述的超細分級磨，其特征在于所述各級筒體的出料口設置在各級筒體上部端面的中心附近。
4.根據權利要求1所述的超細分級磨，其特征在于所述各級筒體的上部端面內徑依次逐漸增大。
5.根據權利要求1～4任意一項所述的超細分級磨，其特征在于所述各級筒體的縱截面為下小上大內徑逐漸增大的形狀。
6.根據權利要求5所述的超細分級磨，其特征在于所述各級筒體的橫截面為圓形或正多邊形。
7.根據權利要求6所述的超細分級磨，其特征在于所述各級筒體的縱截面為倒立的梯形。
8.根據權利要求1～4任意一項所述的超細分級磨，其特征在于所述葉片包括兩種類型，一種具有沿攪拌軸軸向的導流孔，另一種不具有導流孔；所述具有導流孔的葉片設置在各級筒體的下部，所述不具有導流孔的葉片設置在各級筒體的上部。
9.根據權利要求5所述的超細分級磨，其特征在于所述葉片包括兩種類型，一種具有沿攪拌軸軸向的導流孔，另一種不具有導流孔；所述具有導流孔的葉片設置在各級筒體的下部，所述不具有導流孔的葉片設置在各級筒體的上部。
10.根據權利要求1～4任意一項所述的超細分級磨，其特征在于還包括盛于各級筒體中的研磨介質，所述研磨介質具有剛性本體，在其剛性本體上還包覆有彈性耐磨層。
專利摘要本實用新型公開了一種超細分級磨，包括攪拌軸、磨筒及設置于磨筒上的進料口和出料口，所述攪拌軸位于磨筒內，其上設有葉片，所述磨筒包括串聯排列的兩級或兩級以上筒體，各級筒體上分別設有進料口和出料口，一級筒體的進料口與末級筒體的出料口分別作為整個磨筒的進料口和出料口，各次級筒體的進料口與其上一級筒體的出料口相連通。本實用新型的優點在于采用依次串聯的多級筒體，令粉體連續經過多個單元的研磨和粒徑分選，研磨效果和分級作用逐級倍增，使得在一個磨筒中通過一次作業完成了多級研磨、分級的處理過程，省時、省力，達到更好的控制最后出料粉體的粒度分布、提高研磨效率和效果的作用。
文檔編號B02C17/00GK2784081SQ2005200338
公開日2006年5月31日 申請日期2005年4月5日 優先權日2005年4月5日
發明者畢舒 申請人:華南理工大學