专利名称：涡轮搅拌磨机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种涡轮搅拌磨机，它能把硬质固体物料粉磨至一微米以细，适合于湿法连续式或间歇式微细粉碎。本设备可广泛应用于精细陶瓷原料(如碳化硅、氧化铝、氧化锆、二氧化硅、四氮化三硅等)、高岭土、云母、钛白粉、石墨等需要制备超细粉末的各种生产领域。
本实用新型的发明目的是要提供一种新型的强力微细粉碎设备，它不但能高效地粉碎硬质固体物料至微米级粒度，而且能量利用率高、单位产品能耗低，同时，可根据需要采用间歇式或连续式作业。本设备结构紧凑，自身磨损小，维修简便，便于在低投入的条件下组织大规模生产。
粉碎硬质固体物料，通常使用一种所谓的滚筒式球磨机。该设备是由一个绕水平轴作周期转动的球磨桶作容器，把球磨介质和待粉碎物料装入其中。在外部动力驱动下球磨桶旋转，使得球磨介质和物料一起在桶内上下抛掷和撞击，以便破碎物料。为了承受上述力量的持续打击和磨损，球磨桶必须做得足够厚，一般是在其内壁加上相当厚的衬板。然而，球磨桶壁(即衬板)厚度的增加，势必增加整个球磨桶的重量，进而必须提高驱动设备的功率。因此，大部分功率并不能用来加速破碎物料，仅仅是为了克服球磨桶所受的重力以使其转动。因而，效率降低是显而易见的。
本实用新型采用另外一种粉碎原理工作。首先，园柱型的粉磨桶竖直安置。在粉磨桶上部的中心设有一根由动力驱动的竖直转轴(称为主轴)，该轴与一个笼式转子固定连接，构成一个笼式搅拌器。在粉磨桶内且在笼式转子外设置一个笼式定子，该定子与粉磨桶在底部通过固定梢连接在一起。笼式定子和笼式转子构成一个涡轮搅拌的粉碎系统。在外部动力驱动下，主轴高速运动，带动转子作同步的高速旋转。在粉磨桶内，研磨介质和被磨物料及分散液(如水)混合成料浆。在定子和转子之间的间隙处，料浆中的研磨介质(如石英砂或刚玉砂等)在高速转子的搅动下，对被磨物料施以强烈的碰撞、剪切和摩擦，使物料颗粒得以粉碎。在笼式转子内的料浆被不断地甩入定子和转子之间，且在碰到转子和定子的竖直框板时，迅速改变方向，使得被磨物料与来自不同方向的研磨介质和其它物料频繁地碰撞、剧烈地剪切和强力地摩擦，从而被磨物料的颗粒迅速减小，达到超细粉碎的目的。
被磨物料多为非金属材料，通常应避免金属杂质的污染，因此，在磨机内与物料相接触的各个表面的制作材料均选用耐磨的高分子材料聚氨基甲酸酯(简称“聚氨酯”)。用聚氨酯制作的磨机的内桶壁和笼式转子和笼子定子表层，一方面可保护被磨物料不受金属污染，另一方面，由于聚氨酯比一般钢材的耐磨性可提高近十倍，显然磨机中主要部件的使用寿命可大大延长。还须指出的是，聚氨酯的比重是一般被磨物料的比重三分之一，即使有聚氨酯磨损进入物料，也很容易用沉降法从物料中除去聚氨酯成份。
实验表明，利用本设备粉碎硬质固体物料至一微米，其生产效率约为滚筒球磨机的二十倍，且被磨物料粒度均匀，不受金属杂质污染，能够有效地满足被磨物料特别是精细陶瓷原料对细度和纯度的要求。
附图
是涡轮搅拌磨机的结构示意图。该机的双层粉磨桶［6］竖直放置，固定不动，其中内桶的内表面［3］由聚氨酯制作。双层桶之间的夹层可通过入口［2］和出口［13］通冷水，以调控磨机温度，确保正常工作。在磨桶［6］上部的水匝［4］，同样起到降低磨桶内因剧烈运动而温度升高的作用。
主轴［1］在外部动力(如电机)的驱动下高速旋转，转速通常保持在1000转／分钟至1600转／分钟的范围。与主轴［1］的下端相连的转子［21］为笼式结构，它由顶部园盘［7］和底部园盘［10］及一组竖框板［9］组成。园盘［7］和［10］具有相同的直径，且底部园盘［10］在中心处有一个园形孔，该园孔是为了在转子高速旋转时抽吸底部的料浆使其冲向上部，以充分的搅拌达到均匀粉碎物料的目的。竖框板［9］固定在园盘［7］和［10］的外园周边上构成笼式转子［21］。竖框板［8］与上园环［5］和下园环［11］固定在一起构成笼式定子［20］。转子［21］随主轴［1］高速旋转时，不与定子［20］发生任何接触。物料在此间隙内受到最剧烈的粉碎作用力。被磨物料、研磨介质和水组成的料浆［18］是通过开启阀［14］和［15］，关闭阀［16］由泵［17］而送入粉磨桶内。出料方式按连续作业和间歇作业，分别从出料端口［19］或阀［16］以下的管口送出。
在连续作业中，关闭阀［16］，开启阀［14］和［15］，泵［17］按稳定的速率送入待磨物料，被磨后的物料逐渐进入磨桶上部，微细颗粒悬浮在液体中，未达到细度要求的较粗的颗粒由于重力沉降作用，重新落入下部的粉磨空间，由于下部不断进料的原因，留在上部的微细颗粒的浆体的液面逐渐升高，通过流出端口［19］排出磨桶外，即作为已经完成粉碎的物料浆体，供后继工序进行颗粒分级和干燥处理。
在间歇作业中，当进料完成后，关闭泵［17］和阀［14］与［15］。物料在封闭的环境下被粉磨，粉磨完成后，打开下部的阀［14］和［16］排出全部浆体。在浆体中被磨物料和研磨介质可通过沉降加以分离。由于研磨介质的尺寸通常是被磨物料最终成品最大直径的100到700倍，所以，这样的分离很容易实现。
连续作业的生产效率高，适合于物料硬度低于莫氏硬度7的情况，间歇作业对于莫氏硬度在7以上且细度要求高的情况更为适宜。
权利要求1.由粉磨桶[6]、主轴[1]、定子[20]、转子[21]、泵[17]和阀[14]、[15]、[16]及出料端口[19]所组成的涡轮搅拌磨机，其特征是主轴[1]竖直安置在磨桶[6]上部的中心，主轴[1]的底端与转子[21]安装在一起，定子[20]通过固定梢[12]与磨桶固连，水匝[4]安装在磨桶[6]的上部。入料泵[17]及阀[14]、[15]、[16]通过管路与磨桶[6]的底部相通。
2.按权利要求1的搅拌磨机，其特征是转子〔21〕由一组竖框板〔9〕安装在上部园盘〔7〕和下部园盘〔10〕的外园周上而构成。
3.按权利要求1、2的搅拌磨机，其特征是上部园盘〔7〕和下部园盘〔10〕的直径相等，且下部园盘〔10〕的中心有一园孔。
4.按权利要求1的搅拌磨机，其特征是定子〔20〕由一组竖框板〔8〕安装在上、下园环〔5〕和〔11〕上而构成。
5.按权利要求1、4的搅拌磨机，其特征是定子〔20〕通过固定梢〔12〕与磨桶〔6〕的内桶壁连接在一起。
6.按权利要求1的搅拌磨机，其特征是定子〔20〕和转子〔21〕之间留有适当的空隙，使两者在运动中不相接触。
7.按权利要求1的搅拌磨机，其特征是出料端口〔19〕设置在粉磨桶〔6〕上端的侧壁上。
8.按权利要求1的搅拌磨机，其特征是粉磨桶〔6〕的内壁的内表面〔3〕由聚氨酯制作。
9.按权利要求1、2、3的搅拌磨机，其特征是转子〔21〕的表面层由聚氨酯材料制成。
10.按权利要求1、4、5的搅拌磨机，其特征是定子〔20〕的表面层由聚氨酯材料制成。
专利摘要本实用新型涉及一种涡轮搅拌磨机，它能把硬质固体物料粉磨至一微米以细，适合于湿法连续作业或间歇作业。它主要由一个双层粉磨桶及笼式转子和笼式定子等组成。笼式转子作为一个涡轮式的搅拌装置，在动力驱动下高速旋转，落入转子与定子之间的物料受到研磨介质频繁地碰撞、剧烈地剪切和强力地摩擦，从而物料得以迅速粉碎。本设备可广泛应用于精细陶瓷原料、高岭土、云母、钛白粉、石墨等需要制备超细粉末的各种生产领域。
文档编号B02C17/16GK2124068SQ922055
公开日1992年12月9日 申请日期1992年4月3日 优先权日1992年4月3日
发明者张永生 申请人:张永生