专利名称：超细分级磨的制作方法
技术领域：
本发明涉及研磨粉碎机械，具体涉及一种超细分级磨。
背景技术：
目前，国内外广泛使用的粉料制备机械为球磨机。传统的球磨机是利用球磨机桶体的旋转将桶体内的球磨子带到一定的高度从而储存能量，在球磨子下落过程中形成冲击力击打物料从而达到物料粉碎的效果。这种粉料制备方式设备简单，可以通过加长工作时间的方法获得粒度符合要求的粉料，其另外一个特点是混料均匀。其显著缺点是占地大，能耗高，生产效率低，粉体粒度粗。
此外，还有传统的超细设备，基本可归为两大类，一类为有介质磨，例如搅拌磨、振动磨等，其特点是产品细度高，产量大，但产品生产过程不连续，产品粒度分布不集中。另一类是无介质磨，如气流磨等，其特点是生产过程连续，产品粒度分布较集中，但能耗极高，产品细度低。
在有介质磨中，振动磨由筒体和振动架组成。采用连续投料连续出料的方式，物料大多是干粉，振动架带动筒体产生偏心振动，使得物料在磨筒内与介质发生碰撞而被粉碎，物料从出料口出来后，经过分级机，细粒成为成品，而粗粒又从进料口回到磨筒内再次研磨。其产品细度一般较搅拌磨粗，还算不上真正意义上的超细设备。进入振动磨的物料也可以是浆料，但在进料方式上只能采取一次进料，研磨一段时间后一次出料的方式。搅拌磨由搅拌轴、筒体组成，采用一次性投料，在研磨完成后一次性出料，物料细度由研磨时间来控制。物料可以是浆料也可以是干粉，搅拌轴带动介质和物料旋转，物料在筒体内和介质互相以碰撞磨擦的方式而逐渐变细，但由于物料的原始粒径不可能完全相同，而筒体多为圆柱形，因此在搅拌磨中物料所受的外加应力和研磨方式相同，导致物料最终的粒度分布不可能集中在一个很小的范围，不是欠磨就是过磨，不能精确控制粒度分布。
发明内容本发明的目的意在克服上述现有技术的不足，提出一种能更好控制粒度分布、研磨效果优异的超细分级磨。
实现上述目的的技术方案是一种超细分级磨，包括搅拌轴、磨筒及设置于磨筒上的进料口和出料口，所述搅拌轴位于磨筒内，其上设有叶片，所述磨筒包括串联排列的两级或两级以上筒体，各级筒体上分别设有进料口和出料口，一级筒体的进料口与末级筒体的出料口分别作为整个磨筒的进料口和出料口，各次级筒体的进料口与其上一级筒体的出料口相连通。
优选的是，所述各级筒体的进料口设置在各级筒体的下部，各级筒体的出料口设置在各级筒体上部端面的中心附近。
优选的是，所述各级筒体的上部端面内径依次逐渐增大。
优选的是，所述各级筒体的纵截面为下小上大内径逐渐增大的形状。
进一步优选的是，所述各级筒体的横截面为圆形或正多边形。
更优选的是，所述各级筒体的纵截面为倒立的梯形。
本发明超细分级磨所采用的叶片优选具有两种类型，一种具有沿搅拌轴轴向的导流孔，另一种不具有导流孔；所述具有导流孔的叶片设置在各级筒体的下部，所述不具有导流孔的叶片设置在各级筒体的上部。
本发明超细分级磨还可包括盛于各级筒体中的研磨介质，所述研磨介质具有刚性本体，在其刚性本体上还包覆有弹性耐磨层。
采用上述技术方案，本发明有益的技术效果在于1)采用依次串联的多级筒体，令粉体连续经过多个单元的研磨和粒径分选，研磨效果和分级作用逐级倍增，使得在一个磨筒中通过一次作业完成了多级研磨、分级的处理过程，省时、省力，达到更好的控制最后出料粉体的粒度分布、提高研磨效率和效果的作用；2)进料口设置在筒体下部，便于通过泵入物料的速度来控制物料在磨筒中停留研磨的时间，控制物料的研磨程度；3)将各级筒体的出料口设置在各级筒体上部端面的中心附近，由于离心力的作用，细颗粒会向中心集中，从靠近主轴的出料口溢出，因此每一级出料都是对粒度范围进行的强化控制，经多级研磨后，这种强化控制更以倍增的效果体现出来，能够生产出性能超群的窄粒径分布粉体；4)采用各级筒体的上部端面内径依次逐渐增大的结构，离心力逐级增大，使得由进料到出料各级筒体的分级效能越来越明显，因而虽然粉体的粒度逐级变细，但仍保证各级都能发挥出色的粒径控制效果；5)各级筒体采用内径逐渐增大的形状，当物料进入磨筒下部后，随着物料的上升，磨筒在纵向上内径逐渐增大，因而线速度逐渐增大，物料在纵向上是一个变速过程，这样一来物料所受的应力增加，内部微裂纹增加，使得剪切、挤压、碰撞等研磨机制共同作用，实际上相当于剪切挤压、再剪切再挤压的多台设备多个循环的研磨过程，大大提高了磨矿效率；6)各级筒体如采用圆形横截面，使横向线速度是相同的，因此其研磨的结果将对物料颗粒起表面修饰作用；根据离心原理，大颗粒将处于距中心最远处，所受力最大，研磨效率最高；反之，细颗粒处于距中心最近处，研磨效率最低，使得能量合理分配，并且非常有利于颗粒粒径的集中分布；如采用正多边形横截面，当物料进入磨筒的该段时，由于在水平方向上距离轴心的半径不等，因而线速度不同，且具有多个线速度，使得物料在水平方向的旋转是一个变速过程，这样一来物料所受的应力变化更大，能进一步提高磨矿效率；7)采用倒梯形的筒体纵截面，使物料有均匀增加的纵向线速度，在整个筒体的各个高度都有较好的研磨效果，并且工程上制造容易；8)在各级筒体的不同部位分别采用两种不同类型的叶片，各级筒体下部采用带有导流孔的研磨叶片，可以使得筒体内部的研磨介质和物料产生强大的在纵向上的涡流剪切力及碰撞力，而各级筒体上部采用不带导流孔的研磨叶片，可以使得筒体内部的研磨介质和物料产生强大的离心剪切力及碰撞力，能够进一步提高磨矿效率；9)采用在刚性本体表面包覆有弹性耐磨层的研磨介质，使得刚性磨介变成了弹性介质，因而在与物料接触过程中增大了接触面积，其机理相当于在研磨过程中持续不断的对物料颗粒施加一个外部压力，增加颗粒内部的内应力，更加有利于物料的超微细化，可以大大提高研磨效率；并且弹性层的包覆减少了颗粒表面的硬损伤，避免刚性介质之间的硬碰撞和摩擦产生出微粉而污染物料。
下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步的详细说明
图1是一种超细分级磨结构示意图。
图2是不具有导流孔的叶片示意图。
图3是具有导流孔的叶片示意图。
具体实施方式一种超细分级磨，结合图1～图3，包括搅拌轴4、由一至四级筒体6、7、8、9串联排列组成的磨筒。各级筒体上分别设有进料口和出料口(除一级筒体6的进料口12和四级筒体9的出料口10外均未在图中示出)，所述各级筒体的进料口设置在各级筒体的下部，各级筒体的出料口设置在各级筒体上部端面的中心附近，一级筒体6的进料口12与四级筒体9的出料口10分别作为整个磨筒的进料口和出料口，各次级筒体的进料口与其上一级筒体的出料口相连通。各级筒体的横截面为圆形，纵截面为倒立的梯形，且各级筒体的上部端面内径依次逐渐增大。搅拌轴4贯穿于各级筒体内，搅拌轴4上沿轴向等间距的设置有叶片5，搅拌轴4由电机1经减速机2驱动进行转动，能够在磨筒中进行旋转搅拌，电机1和减速机2设置在电机座3上。叶片5具有两种类型，一种具有沿搅拌轴轴向的导流孔11，另一种不具有导流孔；所述具有导流孔的叶片设置在各级筒体的下部，所述不具有导流孔的叶片设置在各级筒体的上部。
这种超细分级磨采用将研磨介质与物料在磨筒中混合搅拌的方法来进行物料的研磨粉碎，本发明中优选使用这样的研磨介质(本发明申请人已对该研磨介质提出中国发明专利申请，申请号为200410010534.9)具有刚性本体，在其刚性本体上还包覆有弹性耐磨层，该弹性耐磨层的材料优选为高耐磨树脂。
具体工作过程将物料加水制成固含量40％-75％的浆料，用泵将物料由磨机底部轴线方向送入装置主机一级磨筒底部的进料口12。在主机各级磨筒6～9内部，搅拌轴4带动叶片5高速旋转，其转速范围为600～1400转/分，叶片5等距离排列。料浆在一定压力下由磨筒底部上升，靠近筒体下部带有导流孔的研磨叶片，使得磨筒中的研磨介质和物料产生强大的在纵向上的涡流剪切力及碰撞力，而靠近研磨单元磨筒上部的不带导流孔的研磨叶片，使得磨筒中的研磨介质和物料产生强大的离心剪切力及碰撞力。由于各级筒体上部的半径大于下部，这样一来在离心力的作用下，更加有利于粗细物料的分级，使细粒物料靠近轴心，进入下一级筒体，由于下一级筒体的顶底半径差值逐级加大，因而离心力逐级增大，分级效能越来越明显，物料粒度分布进一步集中，最终浆料由主机顶部出口10溢出，以连续作业方式，将粉碎、超细、分级在同一工序中多级组合完成，改变了传统的间歇式工艺和单一分级的工艺，这样既简化了生产工序，又极大的降低能耗，充分保证产品粒度分布窄。
实验例1)将陶瓷色料(广东产钒锆黄，粒度为D90＜30μ(D90表示样品中90％的颗粒的直径)，1公斤)，加水制成固含量65％的混合浆料；2)将上述浆料分别用以下设备进行超细处理对比实验，用激光粒度分析仪(JL1001型，丹东仪表研究所生产)测量细化后粉体的粒度分布来表示粉体的超微细化效果；A、球磨机(QMA-300-500型，柳州市威林超硬材料设备厂生产)一次性投料，连续开机研磨4小时，停机，取出物料，取样，测粒度，D90＜20μm。
B、搅拌磨(AXM-8型，无锡市海波干燥机械设备厂)一次性投料，连续开机研磨4小时，停机，取出物料，取样，测粒度，D90＜5μm，Dmax＝10μm(Dmax表示样品中最大颗粒的直径)。
C、本发明超细分级磨连续进料，连续出料，在出料口取样，测粒度，D90＜0.4μm，Dmax＝1.5μm。
由上述结果可以看出，本发明有介质分级磨具有优异的研磨效果。
权利要求
1.一种超细分级磨，包括搅拌轴、磨筒及设置于磨筒上的进料口和出料口，所述搅拌轴位于磨筒内，其上设有叶片，其特征在于所述磨筒包括串联排列的两级或两级以上筒体，各级筒体上分别设有进料口和出料口，一级筒体的进料口与末级筒体的出料口分别作为整个磨筒的进料口和出料口，各次级筒体的进料口与其上一级筒体的出料口相连通。
2.根据权利要求1所述的超细分级磨，其特征在于所述各级筒体的进料口设置在各级筒体的下部，各级筒体的出料口设置在各级筒体上部。
3.根据权利要求2所述的超细分级磨，其特征在于所述各级筒体的出料口设置在各级筒体上部端面的中心附近。
4.根据权利要求1所述的超细分级磨，其特征在于所述各级筒体的上部端面内径依次逐渐增大。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的超细分级磨，其特征在于所述各级筒体的纵截面为下小上大内径逐渐增大的形状。
6.根据权利要求5所述的超细分级磨，其特征在于所述各级筒体的横截面为圆形或正多边形。
7.根据权利要求6所述的超细分级磨，其特征在于所述各级筒体的纵截面为倒立的梯形。
8.根据权利要求1～4任意一项所述的超细分级磨，其特征在于所述叶片包括两种类型，一种具有沿搅拌轴轴向的导流孔，另一种不具有导流孔；所述具有导流孔的叶片设置在各级筒体的下部，所述不具有导流孔的叶片设置在各级筒体的上部。
9.根据权利要求5所述的超细分级磨，其特征在于所述叶片包括两种类型，一种具有沿搅拌轴轴向的导流孔，另一种不具有导流孔；所述具有导流孔的叶片设置在各级筒体的下部，所述不具有导流孔的叶片设置在各级筒体的上部。
10.根据权利要求1～4任意一项所述的超细分级磨，其特征在于还包括盛于各级筒体中的研磨介质，所述研磨介质具有刚性本体，在其刚性本体上还包覆有弹性耐磨层。
全文摘要
本发明公开了一种超细分级磨，包括搅拌轴、磨筒及设置于磨筒上的进料口和出料口，所述搅拌轴位于磨筒内，其上设有叶片，所述磨筒包括串联排列的两级或两级以上筒体，各级筒体上分别设有进料口和出料口，一级筒体的进料口与末级筒体的出料口分别作为整个磨筒的进料口和出料口，各次级筒体的进料口与其上一级筒体的出料口相连通。本发明的优点在于采用依次串联的多级筒体，令粉体连续经过多个单元的研磨和粒径分选，研磨效果和分级作用逐级倍增，使得在一个磨筒中通过一次作业完成了多级研磨、分级的处理过程，省时、省力，达到更好的控制最后出料粉体的粒度分布、提高研磨效率和效果的作用。
文档编号B02C17/16GK1692985SQ20051002068
公开日2005年11月9日 申请日期2005年4月5日 优先权日2005年4月5日
发明者毕舒 申请人:华南理工大学