一種離心式無隔網料珠分離介質攪拌磨的制作方法
【專利摘要】一種離心式無隔網料珠分離介質攪拌磨，含有：旋轉接頭1、空心內軸2、外軸3、外軸軸封4、內軸軸封5、分離渦輪6、轉子7、內定子8。內軸帶動分離渦輪，磨珠及顆粒較粗的物料被渦輪產生的離心力甩出，細顆粒物料在給料泵壓力作用下克服渦輪離心力進入內軸出料孔被排出，外軸帶動轉子轉動起攪拌研磨作用，轉子的若干條渦流槽產生的離心力驅使流體在缸內作徑向、軸向及圓周循環流動，螺旋排列銷釘的定子有攪拌研磨作用，并驅使同轉子帶動作圓周運動的流體呈螺旋向上移動流入轉子渦輪內腔，進入下一個研磨循環。這種介質攪拌磨研磨效率大幅提高，不受磨珠珠徑大小的影響，一次研磨產品粒徑明顯減小，與傳統磨機相比，產量可增加50~100%。
【專利說明】一種離心式無隔網料珠分離介質攪拌磨
【技術領域】
[0001]本發明屬于介質攪拌研磨設備領域，具體涉及一種離心式無隔網料珠分離介質攪拌磨。
【背景技術】
[0002]目前常規的介質攪拌磨料珠分離裝置主要有動、靜環式縫隙分離方式、隔網式靜態分離和疊片縫隙分離方式三大類，廣泛應用在涂料、油墨、染料、礦業、生物、醫藥、電子材料的超細研磨領域中。動靜環縫隙分離方式只在動環與靜隔網環間形成一個環形出料間隙，由于出料空間有限，在給料泵的作用下，很多磨珠積聚在隔網分離器周圍相互摩擦產生大量的熱量使被研磨料漿溫度升高，同時又阻塞物料的排出，致使研磨效率降低。雖然隔網式靜態分離方式疊片縫分離方式可根據要增大隔網的直徑或其長度來增加出料空間，但由于靜態出料方式在遇到粘度高或稠度高的漿料時，粘稠的物料會因粘結而堵塞隔網孔，使分離裝置失效。原有的三種均采用隔網或間隙分離磨珠和物料的方式，致使出料效率偏低、滯留在研磨腔內的物料被反復研磨致使磨腔內料漿溫度過高，可使得一些材料(如熱敏性材料)的研磨受到限制。此外，分離間隙的大小與珠徑的大小必須相當匹配才有效，當磨珠小到一定程度(如小于0.2mm)，就難以采用隔網或間隙式方式實現磨珠與物料分離。在超細研磨過程中，采用隔網或間隙使磨珠與物料分離方式限制了對超細顆粒(尤其是納米粒級)物料的研磨和分散。因此，發明一種無隔網、并不受磨珠直徑大小影響的動態離心式料珠分離裝置對制造和使用超細研磨和分散設備的企業都有非常重要的實際意義和應用價值。
【發明內容】
[0003]本發明目的在于提供一種離心式無隔網料珠分離介質攪拌磨(如圖1所示)，包括出料旋轉接頭(I)、空心內軸(2)、外軸軸封(4)、內軸軸封(5)、分離渦輪(6)、攪拌轉子
(7)、內定子(8) ο
[0004]所述空心內軸上端與出料旋轉接頭，軸轉接頭不轉保證定向出料。內外軸分別由兩個不同轉速的皮帶輪帶動，不同的珠徑及工藝調節不同的速度，內軸下端安裝料珠分離渦輪，外軸下端安裝攪拌轉子，內外軸由兩組軸承相互固定，外軸固定在傳動座上。所述轉子有若干條渦流槽形成渦輪結構，當主軸轉動時，轉子上的渦流槽產生強大的離心力驅使流體作徑向循環運動并驅使流體沿缸壁向下流動，由于離心力的作用，磨珠大多分布在直徑較大的流場區域作圓周循環高速運動而起剪切和擠壓作用。轉子上的銷釘轉動時產生強大而均勻的攪拌作用，使得磨珠與磨珠之間、磨珠與缸壁之間、磨珠與轉子之間產生很強大的剪切力和擠壓力使物料顆粒得以有效的粉碎。
[0005]所述料珠分離渦輪有若干條漸開線渦流槽，旋轉時產生強大的離心力，把磨珠及較粗顆粒的物料向外拋甩使其進入轉子的循環研磨區域，避免磨珠進入內軸出料孔。細小顆粒的物料在給料泵的壓力作用下可以克服離心力進入分離渦輪內腔流向內軸出料孔并被排出。調節合適的速度可防止磨珠被排出。
[0006]所述內定子其圓周分布螺旋排列的銷釘，螺旋排列的銷釘驅使由轉子帶動的流體呈螺旋循環向上流動進入轉子渦輪內腔，細小顆粒的物料在給料泵的壓力作用下克服分離渦輪的離心力進入內軸出料孔被排出，大顆粒物料及磨珠在轉子渦槽的作用下向外拋甩，進入下一個研磨循環。內定子的銷釘有攪拌剪切的作用，使物料顆粒研磨得更細。內定子有內冷結構，防止料漿升溫過高。
[0007]本發明與現有技術相比具有以下優點和效果:
O由于帶渦輪的轉子，料珠分離渦輪旋轉時都產生強大的離心力，磨珠及較粗顆粒的物料被向外拋甩而不能進入內軸出料通道，從而實現無濾網、無隔片無疊片的料珠分離，而且不受磨珠珠徑大小的影響。可使用最小陶瓷(如氧化鋯)磨珠珠徑可達到0.2_。
[0008]2)由于不受磨珠珠徑及濾網間隙大小的影響，可以實現出料流量大、生產效率大幅度高。
[0009]3)由于出料通暢無阻，防止粘稠物料長時間滯留在腔體內研磨而出現超溫、變色、乳化等問題，尤其對熱敏材料的研磨和分散效果更佳。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]下面結合附圖對本發明進一步說明
圖中(I)是本發明的離心式無隔網料珠分離介質攪拌磨的結構示意圖，圖中:1-出料旋轉接頭、2-空心內軸、3-外軸、4-外軸軸封、5-內軸軸封、6-分離渦輪、7-攪拌轉子、8-內定子。
【具體實施方式】
[0011]為了更好地理解本發明，下面結合附圖對本發明作進一步的描述。如圖(I)所示，本發明的離心式無隔網料珠分離攪拌介質攪拌磨，所述空心內軸I上端安裝出料旋轉接頭
1、下端安裝料珠分離潤輪10,外軸4下端安裝攪拌轉子10,內軸2、外軸4的上端分別由兩個不同速度的皮帶輪帶動。外軸2驅使轉子7轉動，轉子渦輪產生的離心力驅使流體作徑向及圓周循環流動實現高效循環研磨。高速轉動的內軸2驅使分離渦6輪轉動時產生強大的離心力，使得大顆粒的物料及磨珠被甩出。內軸2和外軸4的轉速根據磨珠大小及工藝要求調節，實現在無隔網的情形下料珠的有效分離。磨珠在流場的分布是離軸心越遠密度越高。流場的速度及能量分布是離軸心越遠速度越高，能量越高。
[0012]粒徑越大的物料受離心力越大、越易被拋甩到離軸心越遠的高能量密度區被磨珠研磨和分散。粒徑越小的物料受到的離心越小，在給料泵的壓力作用下越易克服渦輪的離心力進入出料管被排出。細小粒徑物料被排出，而中、大粒徑物料被驅入中、高能量密度區進行循環研磨，這種粒徑大小與能量密度高低相對應的合理匹配的模式使其研磨和分散效果達到最佳，效率更高，粒徑分布范圍更窄、顆粒更均勻、可實現產出納米級顆粒產品的超細研磨。
[0013]根據上述機理，發明人制造了一臺容積為20升功率為45千瓦的離心式無隔網料珠分離介質攪拌磨。與傳統式型號近似的棒銷式轉子動靜環隔網分離介質攪拌磨進行硫酸鋇研磨的對比試驗結果表明，這種離心式分離介質攪拌磨比靜態管網分離裝置的介質攪拌磨在如下幾方面的研磨效果有明顯的改善:
I)研磨效率大幅度提高，原有同型號介質攪拌磨的產量是480公斤/小時，而這種離心式分離介質攪拌磨的產量是910公斤/小時，產量提高了 90%。
[0014]2)單次研磨漿料中的粒徑更細。傳統棒銷機單次研磨物料粒徑由原始的20微米下降到12微米；而本發明的離心式分離介質攪拌磨單次研磨由原始的20微米下降到9微米。
[0015]3)出料溫度明顯降低，在相同條件，傳統棒銷攪拌磨的出料溫度為51°C。而本發明的離心式分離介質攪拌磨的出料溫度為45°C。
[0016]4)產品粒徑分布更窄。在相同工況條件下，經5次研磨生產的產品經激光粒度儀分析表明，這種離心式分離介質攪拌磨的產品粒徑分布為:0.1-0.5微米占9%、0.5^1微米占82%、廣3微米占9% ;而原有介質攪拌磨生產的產品粒徑分布為:0.1-0.5微米占3%、
0.5~I微米占62%、I~5微米占23%、5~10微米占12%。
[0017]5)循環多次研磨，可達到更細的粒徑。在同等工況的生產條件下，這種離心式分離介質攪拌磨經4小時循環研磨的產品粒度可達到中位徑D50 ^ 210納米，經8小時循環研磨達到中位徑D50 ^ 58納米。而原有的介質攪拌磨經4小時循環研磨，產品粒徑達到950納米，經8小時循環研磨,產品粒度達到中位徑D50 = 750納米。
[0018]本發明的離心式無隔網料珠分離介質攪拌磨生產效率高，適應于制備黏度較低的漿料。這可使用很細的磨珠實現超細研磨，可廣泛地在所有立式介質攪拌磨上推廣使用。本發明若在有物料分散研磨的各個行業中及以廣泛應用，在高效、節能減排方面，將產生巨大的經濟效益。這有著很大 的推廣價值及應用前景，可廣泛地用于不同物料的超細研磨及分散領域。
【權利要求】
1.一種離心式無隔網料珠分離介質攪拌磨，其特征含有:空心內軸、外軸、料珠分離渦輪、轉子和內定子；所述空心內軸置于外軸中間，由兩個軸承固定，外軸與內軸之間安裝一個機械軸封；外軸與缸蓋之間，安裝一個機械軸封，實現轉子與分離渦輪不同的速度或者不同轉向的要求。
2.所述料珠分離渦輪與有出料通道的空心內軸下端連裝，分離渦輪有若干條漸開線渦流槽、轉動的分離渦輪產生強大的離心力可把磨珠及中、大粒徑的物料甩出渦輪外，小粒徑的物料在供料泵的壓力作用下克服渦輪離心力進入內軸出料流道被排出，實現無隔網料珠分離。
3.所述轉子，與外軸下端連裝，轉子上方是個有若干條渦輪流槽的渦輪，下端圓周均布若干排銷釘，旋轉的渦輪驅使物料作充分的徑向、軸向及圓周循環流動，渦輪及銷釘轉動時使得磨珠與磨珠間、磨珠與磨腔間、磨珠與轉子間產生強大的剪切力及擠壓力，從而把物料顆粒粉碎。
4.所述內定子，固定安裝在缸蓋上，內定子圓周上螺旋排列的銷釘驅使由轉子內側帶動作圓周運動的流體作螺旋向上移動流入轉子渦輪內腔，進入下一個循環研磨過程，實現物料在轉子內部繼續研磨，并使研磨料衆和磨珠一并作圓周及軸向循環流動。
【文檔編號】B02C17/20GK103480463SQ201210195624
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年6月14日 優先權日:2012年6月14日
【發明者】謝小飛 申請人:謝小飛