CN102872936A - 纳米级动态分离式研磨机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纳米研磨机，具体说是纳米级动态分离式研磨机，其包括内部成型有研磨腔的研磨筒和与该研磨腔连通的进料腔，研磨腔两端分别通过端盖密封，一主轴穿过所述端盖伸入研磨腔内，研磨腔内设有由主轴带动旋转的研磨转子，主轴为空心，其内部空腔形成出料腔，主轴一端安装有随该主轴旋转的分离器，该分离器的分离腔与出料腔连通。本发明的分离器随主轴转动，使研磨物料直接从主轴的出料腔排出，不仅结构简单，实现了动态式分离；而且由于分离器旋转产生离心力，使研磨物料不易堵塞分离器，从而提高了研磨效率；加之，分离器由数个分离环层叠而成，便于安装、拆卸和清洗；同时，可将分离器的间隙和分离环直径设计得更小，轻松实现纳米级研磨。
Description
技术领域
本发明涉及研磨机，具体说是一种可达到纳米级研磨的动态分离式研磨机。
背景技术
研磨机的种类众多，包括用于超细研磨的磨机，例如：砂磨机，珠磨机，雷蒙磨机，桩磨机等；还包括湿磨机，例如：球盘磨机，胶体磨机，气流磨机，超声波磨机，搅拌磨机，滚桶磨机等类似的研磨机。目前，提高研磨效率和研磨产品精度以及开拓研磨机的应用领域是研磨机的研究方向。传统的研磨机一般包括内部成型有研磨腔的研磨筒和与该研磨腔连通的进料腔，所述研磨腔两端分别通过端盖密封，主轴穿过一个端盖伸入研磨腔内，该研磨腔内设有由主轴带动旋转的研磨转子，分离器固定在研磨腔内，且在另一个端盖上设有出料管，出料管与分离器的分离腔相通。当物料经研磨转子研磨后，通过分离器进入分离腔，然后从出料管流出。这种传统的出料方式，由于分离器是静态地固定于出料管安装的另一个端盖上，且一般均为金属材质加工而成，易造成物料和研磨介质堵塞分离器，从而降低了研磨效率；同时，静态式的分离器拆卸、清洗不便。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种提高研磨效率且分离器拆卸、清洗较方便的纳米级动态分离式研磨机。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：纳米级动态分离式研磨机，包括内部成型有研磨腔的研磨筒和与该研磨腔连通的进料腔，所述研磨腔两端分别通过端盖密封，一主轴穿过所述端盖伸入研磨腔内，该研磨腔内设有由所述主轴带动旋转的研磨转子，所述主轴为空心主轴，其内部空腔形成出料腔，所述主轴位于研磨腔内的一端安装有随该主轴旋转的分离器，该分离器的分离腔与所述出料腔连通。
进一步地，所述分离器包括层叠的数个分离环，所述数个分离环的内环形成所述分离腔；每一所述分离环的一侧面设有至少两个轴向延伸的凸台，相邻的两分离环之间的所述凸台使该两分离环之间形成供研磨物料通过的间隙，该间隙与所述分离腔相通。
作为优选，每一所述分离环的另一侧面对应开具有至少两个凹槽，每一所述凸台对应卡入相邻分离环的所述凹槽内。
进一步地，所述研磨转子为安装在所述主轴上的数个研磨盘，每相邻的两个研磨盘之间设置有所述分离器。
进一步地，所述分离器的每一分离环套设在位于两研磨盘之间的一段主轴外侧，沿该段主轴周向设有数排过料孔，每一过料孔将所述分离腔与出料腔连通。
作为优选，所述研磨转子为棒销式空心转子，该转子安装于主轴所述一端，转子内腔设置有安装在该主轴所述一端上的所述分离器。
进一步地，所述分离器的每一分离环上轴向开具有穿过每一所述凸台的通孔，至少两螺栓分别对应穿过每一分离环上的所述通孔与主轴所述一端端面固接。
作为优选，所述分离器的分离腔一端与所述出料腔连通，另一端通过安装盖板密封。
进一步地，所述分离器还包括一支撑骨架，该支撑骨架包括一侧与主轴所述一端端面固接的挡圈，该挡圈另一侧轴向延伸有数根连接杆，在连接杆末端设置有支撑环，每一所述分离环套设于该数根连接杆外侧，与所述支撑环连接的一压盖将数个分离环压持在所述挡圈与该压盖之间。
进一步地，所述压盖上开具有与所述分离腔相通的通孔，该通孔上覆盖有滤网。
从以上技术方案可知，本发明的分离器随主轴转动，使研磨物料直接从主轴的出料腔排出，不仅结构简单，实现了动态式分离；而且由于分离器旋转产生离心力，使研磨物料不易堵塞分离器，从而提高了研磨效率；加之，分离器由数个分离环层叠而成，便于安装、拆卸和清洗；同时，可将分离器的间隙和分离环直径设计得更小，轻松实现纳米级研磨。
附图说明
图1是本发明一种优选方式的结构示意图；
图2是图1中A-A剖面放大示意图；
图3是本发明另一种优选方式的结构示意图；
图4是图3中分离器的部分结构放大示意图；
图5是图4的B向示意图；
图6是图3中另一种分离器的结构放大示意图；
图7是图6的C-C剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步地详细说明：
以下以PHN SuperMaxZeta Nanomill研磨机为例，该研磨机包括内部成型有研磨腔21的研磨筒2和与该研磨腔连通的进料腔22，所述研磨腔两端分别通过端盖1密封；所述进料腔可设置在研磨筒上，也可设置在端盖上；同时，在研磨筒上还可设置通冷却水的夹层和进出水口，并采用低进高出的方式，使研磨筒得到更好的冷却，理想的冷却设计能够更好地允许对温度敏感的产品研磨。一主轴3穿过所述端盖伸入研磨腔内，该研磨腔内设有由所述主轴带动旋转的研磨转子，所述主轴3为空心主轴，其内部空腔形成出料腔31，所述主轴位于研磨腔内的一端安装有随该主轴旋转的分离器4，分离器一般为大流量敞开式动态分离器（OCS：Open Canister Separation System），该分离器4的分离腔41与所述出料腔31连通，此分离器允许研磨后的物料流出研磨腔，而研磨介质留在研磨腔内。本发明的分离器随主轴转动，并采用了梯度力学、液体力学和机械力学验证设计，保证研磨物料在离心力和进料泵的压力作用下直接从主轴的出料腔经旋转接头排出，不仅结构较简单，实现了动态分离；而且由于分离器旋转时产生离心力，使研磨物料不易堵塞分离器，从而来提高了研磨效率；加之，这种结构设计使研磨介质的高速运转削弱了因研磨物料流动导致研磨介质向出料腔方向的轴向运动趋势，使研磨介质保留在研磨腔体内继续与物料进行充分研磨，有利于提高研磨精度。
本发明的分离器4包括层叠的数个分离环42，所述数个分离环的内环形成所述分离腔41；每一个分离环的一侧面设有至少两个轴向延伸的凸台43，相邻的两分离环之间的所述凸台使该两分离环之间形成供研磨物料通过的间隙44，该间隙与所述分离腔相通。一般地，分离环之间的间隙为研磨介质如氧化锆珠等直径的1/2，最小分离环间隙可以达到0.015mm，同时可使用最小研磨介质直径为 0.03mm。在实施过程中，分离环可采用陶瓷材料制成，其与金属材料相比，更加环保，且加工时可使所述凸台间隙精度更加精密，同时也可避免研磨物料被金属污染后影响产品性的能和研磨介质外漏等情况；本发明的每一所述分离环的另一侧面对应开具有至少两个凹槽45，每一所述凸台对应卡入相邻分离环的所述凹槽内，使得整个分离器结构紧凑、牢固。在实施过程中，也可以不采用凹槽结构，而直接由分离环的所述凸台与相邻的分离环的所述另一侧面接触；且每一分离环沿周向均布有四个所述凸台，有利于平衡紧固层叠的分离环。
作为本发明的一种优选方式，如图1、图2，所述研磨转子为安装在主轴上的数个研磨盘5，如涡轮盘、三偏心盘等，每相邻的两个研磨盘之间设置有所述分离器；所述分离器的每一分离环套设在位于两研磨盘之间的一段主轴外侧，沿该段主轴周向设有数排过料孔32，每一过料孔将所述分离腔与出料腔连通。这种结构不仅使得分离环夹持在两相邻的研磨盘之间，分离器之间的间隙大小可通过研磨盘的轴向松紧程度进行相应的调整，从而可使研磨物料达到指定的研磨细度，轻松实现纳米级研磨；而且这种结构有利拆卸、清洗分离环间所卡物料硬颗粒或研磨介质的碎颗粒，还有利于更换研磨产品时清洗分离器。
上述的优选方式是这样实现的：当待加工的物料从进料腔进入研磨腔后，在研磨盘的旋转作用下进行研磨，达到研磨细度的物料从分离环的间隙进入分离腔，然后经过料孔进入出料腔，最后从安装在主轴上的旋转接头排出。在实施过程中，转轴所述一端的端面可密封，也可设置过滤网使物料直接穿过过滤网进入进料腔，这样可提高出料效率，从而进一步提高研磨效率。但过滤网应与分离器配套，也就是说过滤网网孔直径与分离环之间的间隙一致。
作为本发明的另一种优选方式，如图3、图4、图5，所述研磨转子为棒销式空心转子6，该转子安装于主轴所述一端，其安装方式有多种，在此不赘述。所述转子内设置有所述分离器，所述分离器的每一分离环上轴向开具有穿过每一所述凸台的通孔61，至少两螺栓62分别对应穿过每一分离环上的所述通孔与主轴所述一端端面固接。在实施过程中，可利用三个螺栓穿过密封分离腔另一端的盖板63将分离环压紧，这样不仅使物料形成回流后进入分离腔，可提高研磨精度；而且使整个分离环的配合更加牢固。这种结构的分离器一般适用于较小流量的物料研磨。作为上述选用盖板密封分离腔另一端的变形，可在分离器的另一端安装另一过滤网，使一部分研磨物料直接穿过另一过滤网进入分离腔，提高出料效率，从而进一步提高研磨效率。
作为本发明的另一种优选方式的变形，如图6、图7，所述分离器4还包括一支撑骨架46，该支撑骨架包括一侧与主轴所述一端端面固接的挡圈461，该挡圈另一侧轴向延伸有数根连接杆462，在连接杆末端设置有支撑环463，每一所述分离环套设于该数根连接杆外侧，与所述支撑环连接的一压盖47将数个分离环压持在所述挡圈与该压板之间，这样不仅使得分离器更加具有刚性，配合牢固；而且可通过调节压板的松紧程度达到调整分离环间隙的目的。在实施过程中，可在压盖上开具有与所述分离腔相通的通孔48，该通孔上覆盖有滤网49，使物料直接从滤网进入分离腔，以提高研磨效率。这种结构的分离器一般适用于较大流量的物料研磨。
上述另一种优选方式是这样实现：当待加工的物料从进料腔进入研磨腔后，在棒销式的空心转子的作用下进行研磨，研磨后的物料进入转子内，达到研磨细度的物料从转子内的分离环间隙进入分离腔，然后经转轴的出料腔排出。这种特殊的分离器与棒销式空心转子结构设计，减少了研磨介质与研磨筒和转子的接触，提高了能量利用率，减少热量损耗，也降低了研磨腔体内部接触部位的磨损。
本发明的分离器的每一分离环凸台不限于设置三或四个，也可以设置二个、五个等，相应的每一研磨盘上的螺栓孔也应为二个、五个等。本发明采用全新的主轴出料方式，使分离器随主轴转动，即使物料粘结在分离环上，在其旋转的离心力作用下也可使粘结物料甩离，从而实现了真正的动态分离，使物料不易堵塞分离器，避免了不必要的停机拆卸清洗，也达到了提高研磨效率的作用；加之，分离器由分离环层叠而成，进一步有利于安装和清洗。在实施过程中，由于分离器采用分离环式的结构，可将分离间隙和分离环的直径设计得更小，能使用更加微小的研磨介质，这样不仅轻松实现纳米级研磨，还可增加分离环的数量，从而增加分离器的出料面积，达到更好的研磨效果和出料效率。
本发明还可采用新材料的转子、研磨筒和分离器，能将本机器应用于更多更好纳米材料行业的研磨。在实施过程中，分离器和转子可采用非金属材质，如PU聚氨脂高分子、SIN氮化硅、SIC 碳化硅等，减少研磨材料对研磨物料产品的性能或功能的影响。本发明可加工低粘细颗粒和高粘粗颗粒的固液混合产品，即使在大流量的状况下,也无研磨介质漏跑和卡珠现象。
上述实施方式仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴。
Claims (10)
1.纳米级动态分离式研磨机，包括内部成型有研磨腔的研磨筒和与该研磨腔连通的进料腔，所述研磨腔两端分别通过端盖密封，一主轴穿过所述端盖伸入研磨腔内，该研磨腔内设有由所述主轴带动旋转的研磨转子，其特征在于：所述主轴为空心主轴，其内部空腔形成出料腔，所述主轴位于研磨腔内的一端安装有随该主轴旋转的分离器，该分离器的分离腔与所述出料腔连通。
2.根据权利要求1所述的纳米级动态分离式研磨机，其特征在于：所述分离器包括层叠的数个分离环，所述数个分离环的内环形成所述分离腔；每一所述分离环的一侧面设有至少两个轴向延伸的凸台，相邻的两分离环之间的所述凸台使该两分离环之间形成供研磨物料通过的间隙，该间隙与所述分离腔相通。
3.根据权利要求2所述的纳米级动态分离式研磨机，其特征在于：每一所述分离环的另一侧面对应开具有至少两个凹槽，每一所述凸台对应卡入相邻分离环的所述凹槽内。
4.根据权利要求2或3所述的纳米级动态分离式研磨机，其特征在于：所述研磨转子为安装在所述主轴上的数个研磨盘，每相邻的两个研磨盘之间设置有所述分离器。
5.根据权利要求4所述的纳米级动态分离式研磨机，其特征在于：所述分离器的每一分离环套设在位于两研磨盘之间的一段所述主轴外侧，沿该段主轴周向设有数排过料孔，每一过料孔将所述分离腔与出料腔连通。
6.根据权利要求2或3所述的纳米级动态分离式研磨机，其特征在于：所述研磨转子为棒销式空心转子，该转子安装于主轴所述一端，转子内腔设置有安装在该主轴所述一端的所述分离器。
7.根据权利要求6所述的纳米级动态分离式研磨机，其特征在于：所述分离器的每一分离环上轴向开具有穿过每一所述凸台的通孔，至少两螺栓分别对应穿过每一分离环上的所述通孔与主轴所述一端端面固接。
8.根据权利要求7所述的纳米级动态分离式研磨机，其特征在于：所述分离器的分离腔一端与所述出料腔连通，另一端通过安装盖板密封。
9.根据权利要求6所述的纳米级动态分离式研磨机，其特征在于：所述分离器还包括一支撑骨架，该支撑骨架包括一侧与主轴所述一端端面固接的挡圈，该挡圈另一侧轴向延伸有数根连接杆，在连接杆末端设置有支撑环，每一所述分离环套设于该数根连接杆外侧，与所述支撑环连接的一压盖将数个分离环压持在所述挡圈与该压盖之间。
10.根据权利要求9所述的纳米级动态分离式研磨机，其特征在于：所述压盖上开具有与所述分离腔相通的通孔，该通孔上覆盖有滤网。
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Denomination of invention: Nanometer dynamic separating grinder Effective date of registration: 20221020 Granted publication date: 20150513 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Guangzhou Panyu branch Pledgor: PUHLER (GUANGDONG) SMART NANO TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022980018953 |