CN105536957B - 一种叶轮及超细粉磨机、超细粉磨系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种叶轮、应用该叶轮的超细粉磨机，以及包括该超细粉磨机的超细粉磨系统。其中，叶轮包括如下结构：轮盘、表面附着有耐磨层的直面型叶片和直面型冲击板；直面型叶片为多个，且均匀地径向设置于轮盘上；在沿从轮盘的中心向外径边缘的延伸方向上，每个直面型叶片的尾端均设置有直面型冲击板，且直面型叶片与直面型冲击板之间形成第一夹角；直面型叶片的尾端位于轮盘的外径边缘以内；直面型冲击板的起始端与直面型叶片的尾端连接，直面型冲击板的尾端超出于轮盘的外径边缘。通过本发明能够将硬度较高的非金属或金属研磨成超细粉末，且设备部件磨损小，具有粒度分级功能。

Description

一种叶轮及超细粉磨机、超细粉磨系统

技术领域

本发明涉及超细粉末加工领域，尤指一种叶轮及应用该叶轮的超细粉磨机、超细粉磨系统。

背景技术

在超细粉末加工领域中，利用物理方法加工超细粉末的设备主要有气流粉碎机、振动磨、球磨机、搅拌磨、胶体磨以及机械冲击式粉碎机等。

其中，气流粉碎机利用高压气体，通过喷嘴产生喷射气流，产生的动能使颗粒相互碰撞、冲击、摩擦、剪切而实现超细粉碎。但是这种通过气体传递动能给固体颗粒的方式，使得固体颗粒动能有限，因此，单机产量低，能耗高。

振动磨是以球或棒为介质的超细粉碎设备。介质在磨机内振动，可使小于2mm的物料粉碎至数微米。它具有高效、节能、节省空间、产品粒度均匀等优点，但由于介质的加工形状所限，不可避免产生磨损，从而影响产品的纯度，能耗也较高。

球磨机是通过磨球之间及磨球缸体间相互滚撞作用，使接触磨球的粉体粒子撞碎或磨碎，同时使混合物在球的空隙内受到湍动混合作用而被均匀地分散并相互包覆，而使得表面活性降低，团聚减少，进而促使粉碎继续进行下去，可干磨、湿磨、真空磨，研磨产品最小粒度可至0.1μm，但这种方式杂质较多，能耗高。

搅拌磨是利用搅拌装置使研磨介质运动而产生冲击、剪切、研磨作用，从而粉碎物料的设备。搅拌磨输入的功率直接用于搅拌机构的旋转，使研磨介质运动而粉碎物料，故其能量效率高于球磨机和振动磨。

胶体磨内有转齿与相配的定齿，其中一个高速旋转，另一个静止，被加工物料通过本身的重量或外部压力加压产生向下的螺旋冲击力，透过定、转齿之间的间隙时，受到强大的剪切力、摩擦力、高频振动、高速旋涡等物理作用，使物料被有效地乳化、分散、均质和粉碎。但转齿和定齿一个高速旋转、另一个静止则经常会发生磨损。

机械冲击式粉碎机是利用围绕水平或垂直轴高速旋转子上的冲击元件(棒、叶片、锤头等)对物料施以激烈的冲击，并使其与定子之间以及物料之间产生高频的强力冲击、剪切等作用而粉碎的设备。

风扇磨是典型的机械冲击式粉碎机，带有8～10个叶片的叶轮以750～1500r/min高速旋转，利用高速旋转的风扇式冲击叶轮将煤磨成煤粉的高速磨煤机，主要用于磨制高水分褐煤粉、软烟煤粉。

还有与一般粉碎机不同的高速涡流粉碎机，例如，中国专利CN1929925B公开了一种“高度湍流磨及其双负压涡轮”，利用特殊设计的双负压涡轮，在电机的驱动下，在磨腔内部产生涡流和湍流，从而形成两相流。物料在湍流的作用下，相互自磨，产生对撞和剪切作用力，从而磨碎物料。但其湍流的粉碎能力有限，主要还是依靠冲击齿板对物料进一步超细粉碎。

无论风扇磨，还是高速涡流粉碎机等机械冲击粉碎机，在粉碎硬度高的物料时，如石英石、矿石以及金属等，棒、叶片、锤头、冲击齿板等冲击元件磨损严重，无法保证长时间连续工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种叶轮，其冲击元件耐磨的程度更高，尤其是在粉碎高硬度物料时。

本发明的另一目的是提供一种应用前述叶轮的超细粉磨机，其能够将硬度较高的非金属或金属研磨成超细粉末，且设备部件磨损小，具有粒度分级功能。

本发明的再一目的是提供一种包括前述超细粉磨机的超细粉磨系统。

本发明提供的技术方案如下：

一种叶轮，其包括：

轮盘、直面型叶片和直面型冲击板；且所述直面型叶片和所述直面型冲击板的迎风侧的表面附着有耐磨层；

所述直面型叶片为多个，且沿从中心向外围发散的方向设置于所述轮盘上；

在沿从所述轮盘的中心向外围延伸的方向上，每个所述直面型叶片的尾端均设置有所述直面型冲击板，且所述直面型叶片与所述直面型冲击板之间形成第一夹角；

所述直面型叶片的尾端位于所述轮盘的外径边缘以内；

所述直面型冲击板的起始端与所述直面型叶片的尾端连接，所述直面型冲击板的尾端超出于所述轮盘的外径边缘。

优选地，所述直面型叶片径向设置于所述轮盘上；

和/或；

所述直面型叶片沿轮盘同心圆的切线方向设置于所述轮盘上。

优选地，所述耐磨层为复合材料的耐磨片；

和/或；

所述耐磨层包覆于所述直面型叶片和所述直面型冲击板的全部外表面上；

和/或；

所述第一夹角为120-180°。

优选地，所述直面型叶片仅设置于所述轮盘的一侧表面上；

所述直面型冲击板从所述轮盘的一侧表面上延伸至另一侧表面。

优选地，所述轮盘在靠近于所述轮盘中心的位置设置有至少一个平衡孔。

本发明还提供了一种超细粉磨机，其包括：

驱动装置、设有进料口的入口侧端盖、设有出料口的出口侧端盖以及环形的内锯齿圈，且所述入口侧端盖、所述出口侧端盖、所述内锯齿圈围设成一腔室；

且所述腔室中可转动地设置有如前述的叶轮，所述叶轮与所述驱动装置连接，并被所述驱动装置驱动进行转动；

且所述内锯齿圈设于所述叶轮的直面型冲击板的外围，所述内锯齿圈的齿尖端与所述直面型冲击板的尾端相距一距离，并在所述内锯齿圈与所述叶轮之间形成一用于研磨的空隙；

物料从所述进料口进入所述腔室，并经所述用于研磨的空隙后到达所述出料口。

优选地，所述内锯齿圈的锯齿角度为60-120°；

和/或；

所述内锯齿圈的锯齿根据叶轮的转动方向包括迎风面和背风面，所述迎风面与径向方向的夹角为第二夹角，所述背风面与径向方向的夹角为第三夹角，且所述第二夹角小于所述第三夹角；

和/或；

所述内锯齿圈的表面附着有耐磨层。

优选地，所述出口侧端盖进一步包括内侧隔板和外侧端盖，所述内侧隔板靠近于所述内锯齿圈一侧设置；

所述内侧隔板和所述外侧端盖间形成一环形的回转室，且所述回转室的入口与设置叶轮的所述腔室连通，所述回转室的出口与所述出料口连通。

优选地，所述回转室的入口为环状入口；

和/或；

所述回转室的出口沿回转室的回转切线方向设置。

优选地，所述回转室的底部设有第一落渣口。

优选地，所述内锯齿圈的底部设有第二落渣口；

和/或；

所述内锯齿圈的外部包覆有导热层。

本发明还提供了一种超细粉磨系统，其包括：

给料装置、前述的超细粉磨机、位于进料侧的鼓风装置或位于出料侧的引风装置、气固分离装置；

所述给料装置与所述超细粉磨机的进料口连通；

所述鼓风装置与所述超细粉磨机的进料口连通；或者，所述引风装置与所述超细粉磨机的出料口连通；

所述气固分离装置的入口与所述超细粉磨机的出料口连通。

通过本发明提供的叶轮及超细粉磨机、超细粉磨系统，能够带来以下至少一种有益效果：

1、能够研磨硬质非金属或硬质金属，且加工后得到的成品粉末纯度高。同时由于设备附着有耐磨层，能够极大地降低磨损。

2、能够通过多处结构提高研磨效果。(1)叶轮的直面型叶片、直面型冲击板、内锯齿圈的表面均附着有耐磨层，由于耐磨层多为复合材料制成，其表面光滑，与物料间的摩擦力小，从而减小直面型叶片、直面型冲击板与物料之间的摩擦力，大大降低耐磨层的磨损，并增大了正面的撞击力，能够有效提高研磨效果。(2)内锯齿圈的锯齿角度为60-120°，相较于现有技术中角度更小的锯齿来说，不易于在研磨时将齿尖端崩坏，同时还能够为物料颗粒提供撞击方向更垂直的撞击面，使得物料颗粒更趋向于从正面撞击齿面，增大撞击力，提高研磨效果。(3)直面型冲击板与内锯齿圈的相对运动，使得介质流体和被研磨的物料颗粒，在直面型冲击板与内锯齿圈之间的空隙内，形成复杂的非均匀两相多流体，颗粒之间发生冲撞、互相研磨。同时，介质流体和物料颗粒在碰撞到锯齿表面后改变运动方向，且运动速度会出现突跃，使得被改变运动方向的介质流体与其他介质流体之间的相对运动速度增大，以及被改变运动方向的物料颗粒与其他物料颗粒之间的相对运动速度增大，从而进一步使得空隙内的介质流体和物料颗粒间接被强压缩，加大了物料颗粒互相作用的几率和强度，进而提高研磨效果。

3、叶轮仅在轮盘的一侧表面上设置直面型叶片，这样当叶轮转动时，轮盘单面设置直面型叶片就能够在轮盘的进料口侧和出料口侧之间形成更大的压强差，从而更易引导物料从轮盘的进料口侧运动至直面型冲击板处，并绕过轮盘的端部，后到达轮盘的出料口侧。

4、通过在内锯齿圈和回转室的底部设置落渣口来实现物料的分级功能，在分级的过程中，一方面可以通过落渣口来剔除物料中的杂质，另一方面还可以将落渣口落下的大颗粒收集并回到进料口再重新循环研磨。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种叶轮及超细粉磨机、超细粉磨系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明叶轮的一种实施例从进料口侧观看的结构示意图；

图2是图1所示叶轮从出料口侧观看的结构示意图；

图3是本发明超细粉磨机的一种实施例的分解图；

图4是图3所示的超细粉磨机的剖面图；

图5是本发明超细粉磨机中内锯齿圈的一种实施例的示意图；

图6是本发明超细粉磨机中回转室的一种实施例的示意图；

图7是本发明叶轮的另一种实施例从进料口侧观看的结构示意图；

图8是应用本发明对粒径在60目～120目(250微米～125微米)之间的高纯度石英进行研磨后，得到的粒径分布柱状图；

图9是应用本发明对粒径在60目～120目(250微米～125微米)之间的高纯度石英进行研磨后，得到的一种电子显微镜显示图；

图10是图9的另一种电子显微镜显示图；

图11是应用本发明对最大尺寸在3mm之以内的硅钢片进行研磨后，得到的一种电子显微镜显示图；

图12是图11的另一种电子显微镜显示图；

图13是图11的另一种电子显微镜显示图。

附图标号说明：

G-进料侧；F-转动方向；H-物料运动方向；A-第一夹角；B-锯齿角度；C-第二夹角；D-第三夹角；

1-轮盘；101-轮盘的进口侧表面；102-轮盘的出口侧表面；103-轮盘的外径边缘；104-同心圆；

2-直面型叶片；201-直面型叶片的起始端；202-直面型叶片的尾端；

3-直面型冲击板；301-直面型冲击板的起始端；302-直面型冲击板的尾端；

4-平衡孔；5-电机轴；6-进料口；7-入口侧端盖；8-出料口；

9-出口侧端盖；901-内侧隔板；902-外侧端盖；903-回转室；9031-第一落渣口；

10-内锯齿圈；1001-齿尖端；1002-第二落渣口；

11-用于研磨的空隙；12-冷却水流道。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

在本发明叶轮的实施例一中，叶轮包括：轮盘、直面型叶片和直面型冲击板，其中，直面型叶片和直面型冲击板设置于轮盘上。相较于现有技术中常用的弧面式叶片，本发明的直面型叶片和直面型冲击板的加工方式简单。在直面型叶片和直面型冲击板的迎风侧的表面(根据叶轮转动方向划分)附着有耐磨层，耐磨层不仅能够增强直面型叶片和直面型冲击板的耐磨损度，而且由于耐磨层多为复合材料制成，例如硬质合金或聚晶金刚石(简称PCD)或聚晶立方氮化硼(简称PCBN)。耐磨层的表面光滑，与物料间的摩擦力小，从而减小直面型叶片、直面型冲击板与物料之间的摩擦力，大大降低耐磨层的磨损，并增大了正面的撞击力，能够有效提高研磨效果。而同时由于制成的耐磨层多为片状，延展度较低，因而将叶片和冲击板设计为直面型还能更易于在表面附着所述耐磨层。在具体设置时，直面型叶片为多个，且沿从中心向外围发散的方向设置于轮盘上，优选为均匀设置，便于在应用于超细粉磨机中时，对进入的物料和介质气体进行导流和均匀分配，同时可在叶轮旋转时提高介质气体的压头。在沿从轮盘的中心向外围延伸的方向上，每个直面型叶片的尾端各设置有一个直面型冲击板，而且直面型叶片与直面型冲击板之间形成一夹角，且该夹角形成于直面型叶片与直面型冲击板的非压力面一侧。直面型叶片与直面型冲击板的这种夹角式结构，能够使得被直面型叶片导流后的介质气体和物料经直面型冲击板改变运动方向，进入圆周运动的轨道上。同时，直面型叶片的尾端位于轮盘的外径边缘以内；直面型冲击板的起始端与直面型叶片的尾端连接，直面型冲击板的尾端超出于轮盘的外径边缘。

在上述实施例一中，直面型叶片在轮盘上的设置方式可以是径向设置，如图1所示；也可以是沿轮盘同心圆的切线方向设置于轮盘上，如图7所示，其中，同心圆104为虚拟同心圆，图中只是为了便于说明，示意性的画出。优选地，所述同心圆的直径小于轮盘直径的三分之一。

在上述实施例一的基础上，优选地，直面型叶片和直面型冲击板密封设置于轮盘上，避免物料卡在直面型叶片、直面型冲击板与轮盘连接位置的细缝中，同时也不会影响叶轮旋转时介质气体的流动状态。

在上述实施例一的基础上，优选地，前述的耐磨层不仅附着于直面型叶片和直面型冲击板的迎风侧表面，而是进一步包覆二者的全部外表面，能够更好地保护直面型叶片和直面型冲击板的各处结构不被磨损。

在上述实施例一的基础上，优选地，直面型叶片和直面型冲击板之间的夹角为120-180°。

在上述实施例一中，轮盘的两侧表面上均设有直面型叶片和直面型冲击板，在其他实施例中，优选地，仅在轮盘的一侧表面上设置直面型叶片，而直面型冲击板则从轮盘的一侧表面延伸至另一侧表面。当所述叶轮应用于超细粉磨机或其他研磨结构中时，设置直面型叶片的轮盘一侧表面为轮盘的进料口侧的表面，这样当叶轮转动时，轮盘单面设置直面型叶片就能够在轮盘的进料口侧和出料口侧之间形成更大的压强差，从而更易引导物料从轮盘的进料口侧运动至直面型冲击板处，并绕过轮盘的端部，后到达轮盘的出料口侧。

在本发明叶轮的一个具体实施例中，参照图1、2，叶轮包括轮盘1、直面型叶片2和直面型冲击板3，直面型叶片2、直面型冲击板3的全部表面均附着有耐磨层。如图1所示，在进料侧G一侧，轮盘的进口侧表面101上均匀地设有八片直面型叶片2(在其他实施例中还可以是其他数目)，且该八片直面型叶片均是在轮盘上径向设置，直面型叶片的起始端201靠近于轮盘1的中心，直面型叶片的尾端202不超过于轮盘的外径边缘103。直面型冲击板的起始端301与直面型叶片的尾端202连接，并沿与直面型叶片成第一夹角A的方向延伸至轮盘1以外，使直面型冲击板的尾端302超出于轮盘的外径边缘103。如图2所示，在轮盘的出口侧表面102上，并未设置直面型叶片2，但直面型冲击板3从轮盘的进口侧表面延伸至轮盘的出口侧表面102。同时，在轮盘1的靠近轮盘中心的位置设置有多个平衡孔4，不仅能够将轮盘出口侧的气体抽回至入口侧，同时当将叶轮应用于超细粉磨机或其他研磨结构时，还能避免设置叶轮的腔室中介质气体的泄漏，以及避免外部空气的进入，影响腔室中的气体流动。

本发明还提供了一种超细粉磨机，其应用如前述的叶轮。

在本发明超细粉磨机的实施例一中，参照图3，其包括：驱动装置(本实施例为电机，图中未示出)、设有进料口6的入口侧端盖7、设有出料口8的出口侧端盖9以及环形的内锯齿圈10，且入口侧端盖7、出口侧端盖9、内锯齿圈10围设成一腔室。前述的叶轮可转动地设于该腔室中，驱动装置为电机，并通过电机轴5插入轮盘1的中心来驱动叶轮转动。内锯齿圈10设于叶轮的直面型冲击板的外围，内锯齿圈10的齿尖端与直面型冲击板的尾端相距一距离，并在内锯齿圈与叶轮之间形成一用于研磨的空隙。在该空隙中，介质气体在直面型冲击板的作用下，形成高速的圆周运动，介质气体对物料颗粒的粘滞力作用，使得物料颗粒团也进行着圆周运动，同时，直面型冲击板与内锯齿圈的相对运动，使得介质流体和被研磨的物料颗粒，在直面型冲击板与内锯齿圈之间的空隙内，形成复杂的非均匀两相多流体，颗粒之间发生冲撞、互相研磨。同时，介质流体和物料颗粒在碰撞到锯齿表面后改变运动方向，且运动速度会出现突跃，使得被改变运动方向的介质流体与其他介质流体之间的相对运动速度增大，以及被改变运动方向的物料颗粒与其他物料颗粒之间的相对运动速度增大，从而进一步使得空隙内的介质流体和物料颗粒间接被强压缩，加大了物料颗粒互相作用的几率和强度，进而提高研磨效果。由于离心力和介质气体粘滞力的共同作用，靠近内锯齿圈，颗粒粒径分布由大到小，越靠近外侧粒径越大，靠外侧的颗粒粒径较小，介质气体的粘滞力大于其离心力，随着介质气体流动至出口。在本实施例中，物料从进料口6进入设置叶轮的腔室，并经轮盘1的进口侧的直面型叶片进行均匀分配和导流后，到达直面型冲击板和内锯齿圈之间的空隙进行研磨，最后到达出料口。

在本发明超细粉磨机的实施例一中，对物料的研磨过程还包括如下：叶轮转速很高，在介质气流离开直面型冲击板时，切线方向速度很大，在直面型冲击板与内锯齿圈之间的空隙内，介质气流沿圆周方向形成高速旋转的气流，当物料颗粒与内锯齿圈的锯齿迎风面相碰撞时，形成反弹，物料颗粒就与介质气流形成更高的相对速度，而介质气流在物料颗粒前，受到急剧压缩，流速突然下降，压力、密度、温度等气流参数显著跃变增强，形成了类似于冲波或激波的现象，甚至产生音爆。而物料颗粒就在急剧跃变的环境中，裂解破碎。

在超细粉磨机实施例一的基础上，优选地，参照图5，内锯齿圈的锯齿角度B为60-120°，相较于现有技术中角度更小的锯齿来说，不易于在研磨时将齿尖端1001崩坏，同时由于本发明的锯齿角度更大，锯齿的两齿面(迎风面和背风面)的倾度较缓，能够为物料颗粒提供撞击方向更垂直的撞击面，使得物料颗粒更趋向于从正面撞击齿面，增大撞击力，提高研磨效果。更优选地，内锯齿圈的锯齿根据叶轮的转动方向F包括迎风面和背风面，迎风面与径向方向的夹角为第二夹角C，背风面与径向方向的夹角为第三夹角D，且第二夹角C小于第三夹角D，由于物料颗粒在做圆周运动时多与迎风面撞击，第二夹角小于第三夹角能够使得物料颗粒更趋向于从正面撞击锯齿的迎风面，增大撞击力，提高研磨效果。更优选地，内锯齿圈的表面还附着有耐磨层，其摩擦阻力小、硬度高、防磨损，同时导热系数高。更优选地，内锯齿圈的外部还包覆有导热层，用于将内锯齿圈处及腔室内的热量快速导出。导热层可以优选用流动的水流通道实现。更优选地，内锯齿圈的底部设有第二落渣口1002，能够在研磨过程中，将一些无法达到粒径要求的物料在此逐渐聚集，定期或连续排出，实现对物料的分级。

在超细粉磨机实施例一的基础上，优选地，参照图6，出口侧端盖处还形成有一环形的回转室，且回转室的入口与设置叶轮的腔室连通，回转室的出口与出料口8连通。优选地，回转室的入口为环状入口，该环状与环状的研磨腔室(前述的用于研磨的空隙)相对应，便于介质气体凭借粘滞力将环状研磨腔室各处的物料颗粒(已研磨至预设要求)送入回转室中，便于物料颗粒的流出。优选地，回转室的出口沿回转室的回转切线方向设置，由于物料颗粒在回转室中做圆周运动，将回转室的出口沿环形回转室的切线方向设置，也能够引导物料颗粒以当前的运动方向从回转室的出口排出。这两个过程都使得物料颗粒更易于从腔室中流出。优选地，如图6所示，回转室的底部还设有第一落渣口9031，从研磨室经过研磨的物料颗粒，在此进行第二次筛选(内锯齿圈的落渣口为第一次筛选)，一些达不到粒径要求的物料在此逐渐聚集，定期或连续排出。

在前述的超细粉磨机的实施例中，叶轮的轮盘两侧可以都设置直面型叶片，优选地，可以仅在轮盘的进口侧设置直面型叶片，出口侧并不设置，但直面型冲击板则需要在轮盘的两侧同时设置，便于与内锯齿圈形成用于研磨的空隙，且需保证研磨效果。

在超细粉磨机的一个优选的具体实施例中，参照图3、图4，其包括作为驱动装置的电机、设有进料口6的入口侧端盖7、设有出料口8的出口侧端盖9，以及环形的内锯齿圈10，且入口侧端盖7、出口侧端盖9、内锯齿圈10围设成一腔室，该腔室中可转动地设置有如图1、图2所示的叶轮，叶轮包括轮盘1、直面型叶片2和直面型冲击板3，直面型叶片2、直面型冲击板3的全部表面均附着有耐磨层。在进料侧G一侧，轮盘的进口侧表面101上均匀地设有八片直面型叶片2，且该八片直面型叶片均是在轮盘上径向设置，直面型叶片的起始端201靠近于轮盘1的中心，直面型叶片的尾端202不超过于轮盘的外径边缘103。直面型冲击板的起始端301与直面型叶片的尾端202连接，并沿与直面型叶片成第一夹角A的方向延伸至轮盘1以外，使直面型冲击板的尾端302超出于轮盘的外径边缘103。在轮盘的出口侧表面102上，并未设置直面型叶片2，但直面型冲击板3从轮盘的进口侧表面延伸至轮盘的出口侧表面102。同时，在轮盘1的靠近轮盘中心的位置设置有多个平衡孔4。在本实施例中，电机的电机轴5插入轮盘1的中心处，用于驱动叶轮转动。且内锯齿圈10设于叶轮的直面型冲击板3的外围，内锯齿圈的齿尖端1001与直面型冲击板的尾端302相距一距离，并在内锯齿圈10与直面型冲击板3之间形成一用于研磨的空隙11。内锯齿圈10的表面附着有耐磨层，且内锯齿圈10的锯齿角度为60-120°。内锯齿圈10的迎风面与径向方向的夹角小于背风面与径向方向的夹角。内锯齿圈10的底部设有第二落渣口1002，且内锯齿圈的外部包覆有流动的水流通道，见图3所示的冷却水流道12。出口侧端盖9进一步包括内侧隔板901和外侧端盖902，其中内侧隔板901靠近于内锯齿圈10一侧设置；内侧隔板901和外侧端盖902间形成一环形的回转室903，且回转室的入口与设置叶轮的腔室连通，回转室的出口与出料口8连通，回转室的入口和出口均沿环形回转室的切线方向设置。回转室903的底部设有第一落渣口9031。在本实施例中，参见图4中虚线所示的物料流动方向，物料从进料口6进入设置叶轮的腔室，并经轮盘1的进口侧的直面型叶片2进行均匀分配和导流后，到达直面型冲击板3和内锯齿圈10之间的空隙11进行研磨，由于离心力和介质气体粘滞力的共同作用，靠近内锯齿圈，颗粒粒径分布由大到小，越靠近外侧粒径越大，靠外侧的颗粒粒径较小，介质气体的粘滞力大于其离心力，随着介质气体流动至回转室903，最后在回转室903中回转至出料口8。在研磨室内产生的热量一部分随流体流出，一部分通过与内锯齿圈连接的冷却水流道12中的冷却水导出。

本发明还提供了一种包括前述超细粉磨机的超细粉磨系统，其包括给料装置、前述的超细粉磨机、位于进料侧的鼓风装置或位于出料侧的引风装置、气固分离装置；其中，给料装置与超细粉磨机的进料口连通；鼓风装置与超细粉磨机的进料口连通；或者，引风装置与超细粉磨机的出料口连通；气固分离装置的入口与超细粉磨机的出料口连通。

在应用本发明的超细粉磨系统时，可以利用传统粉碎装置，完成原料粗加工，加工后的颗粒，通过给料装置，如，螺旋输送机、振动输送机等，从进料口加入，随着介质气体的流动，进入超细粉磨机的研磨腔室中。电机通过机械传动，使超细粉磨机中的叶轮转速超过3000rpm以上。叶轮进口侧的直面型叶片起到导流和均匀分配物料颗粒、介质气体，以及提高介质气体压头的作用，介质气体的流动压头一部分来自直面型叶片旋转产生的增压作用，一部分可以来自在出料侧安装的引风装置，或进料侧安装的鼓风装置。经过研磨后，成品粉末与介质气体混合的两相流从超细粉磨机的回转室出料口排出，通过气固分离装置进行分离，气固分离装置可采用重力收尘器、惯性收尘器、旋风收尘器、过滤式收尘器、电收尘器、湿式收尘器等，分离后的介质气体进行冷却、洁净、干燥处理后，重新利用，或者直接排大气。

应用本发明的超细粉磨机，能够将硬度较高的非金属或金属研磨成超细粉末，且加工的超细粉末纯度高，设备部件磨损小，具有粒度分级功能。同时对于有良好延展性的物料，有利于加工形态为球型超细粉末颗粒。

(1)应用本发明对粒径在60目～120目(250微米～125微米)之间的高纯度石英进行研磨，研磨后采用Model 780AccuSizer设备进行测试，粒径分布如图8所示，且具体粉末的电子显微镜图参见图9、图10所示。具体测得的粒径分布数据如下：

5％的总粒子数<1.93微米；10％的总粒子数<2.01微米；

15％的总粒子数<2.11微米；20％的总粒子数<2.21微米；

25％的总粒子数<2.31微米；30％的总粒子数<2.44微米；

35％的总粒子数<2.65微米；40％的总粒子数<2.77微米；

45％的总粒子数<3.03微米；50％的总粒子数<3.22微米；

55％的总粒子数<3.48微米；60％的总粒子数<3.92微米；

65％的总粒子数<4.36微米；70％的总粒子数<4.77微米；

75％的总粒子数<5.47微米；80％的总粒子数<6.27微米；

85％的总粒子数<7.18微米；90％的总粒子数<8.44微米；

95％的总粒子数<10.80微米；99％的总粒子数<16.25微米。

(2)应用本发明对最大尺寸在3mm之以内的硅钢片进行研磨，研磨后粒径小于20微米，研磨后采用电子显微镜进行检测，如图11、图12、图13所示。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种叶轮，其特征在于，包括：

轮盘、直面型叶片和直面型冲击板；且所述直面型叶片和所述直面型冲击板的迎风侧的表面附着有耐磨层；

所述直面型叶片为多个，且沿从中心向外围发散的方向设置于所述轮盘上；

在沿从所述轮盘的中心向外围延伸的方向上，每个所述直面型叶片的尾端均设置有所述直面型冲击板，且所述直面型叶片与所述直面型冲击板之间形成第一夹角；

所述直面型叶片的尾端位于所述轮盘的外径边缘以内；

所述直面型冲击板的起始端与所述直面型叶片的尾端连接，所述直面型冲击板的尾端超出于所述轮盘的外径边缘。

2.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于：

所述直面型叶片径向设置于所述轮盘上；

或；

所述直面型叶片沿轮盘同心圆的切线方向设置于所述轮盘上。

3.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于：

所述耐磨层为复合材料的耐磨片；

和/或；

所述耐磨层包覆于所述直面型叶片和所述直面型冲击板的全部外表面上；

和/或；

所述第一夹角为120-180°。

4.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于：

所述直面型叶片仅设置于所述轮盘的一侧表面上；

所述直面型冲击板从所述轮盘的一侧表面上延伸至另一侧表面。

5.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于：

所述轮盘在靠近于所述轮盘中心的位置设置有至少一个平衡孔。

6.一种超细粉磨机，其特征在于，包括：

驱动装置、设有进料口的入口侧端盖、设有出料口的出口侧端盖以及环形的内锯齿圈，且所述入口侧端盖、所述出口侧端盖、所述内锯齿圈围设成一腔室；

且所述腔室中可转动地设置有如权利要求1-5任一项所述的叶轮，所述叶轮与所述驱动装置连接，并被所述驱动装置驱动进行转动；

且所述内锯齿圈设于所述叶轮的直面型冲击板的外围，所述内锯齿圈的齿尖端与所述直面型冲击板的尾端相距一距离，并在所述内锯齿圈与所述叶轮之间形成一用于研磨的空隙；

物料从所述进料口进入所述腔室，并经所述用于研磨的空隙后到达所述出料口。

7.根据权利要求6所述的超细粉磨机，其特征在于：

所述内锯齿圈的锯齿角度为60-120°；

和/或；

所述内锯齿圈的锯齿根据叶轮的转动方向包括迎风面和背风面，所述迎风面与径向方向的夹角为第二夹角，所述背风面与径向方向的夹角为第三夹角，且所述第二夹角小于所述第三夹角；

和/或；

所述内锯齿圈的表面附着有耐磨层。

8.根据权利要求6所述的超细粉磨机，其特征在于：

所述出口侧端盖进一步包括内侧隔板和外侧端盖，所述内侧隔板靠近于所述内锯齿圈一侧设置；

所述内侧隔板和所述外侧端盖间形成一环形的回转室，且所述回转室的入口与设置叶轮的所述腔室连通，所述回转室的出口与所述出料口连通。

9.根据权利要求8所述的超细粉磨机，其特征在于：

所述回转室的入口为环状入口；

和/或；

所述回转室的出口沿回转室的回转切线方向设置。

10.根据权利要求8所述的超细粉磨机，其特征在于：

所述回转室的底部设有第一落渣口。

11.根据权利要求6所述的超细粉磨机，其特征在于：

所述内锯齿圈的底部设有第二落渣口；

和/或；

所述内锯齿圈的外部包覆有导热层。

12.一种超细粉磨系统，其特征在于，包括：

给料装置、根据权利要求6-11任一项所述的超细粉磨机、位于进料侧的鼓风装置或位于出料侧的引风装置、气固分离装置；

所述给料装置与所述超细粉磨机的进料口连通；

所述鼓风装置与所述超细粉磨机的进料口连通；或者，所述引风装置与所述超细粉磨机的出料口连通；

所述气固分离装置的入口与所述超细粉磨机的出料口连通。