一种多磨罐串通双向冲击式纳米搅拌磨的制作方法

本发明专利涉及一种高能球磨设备。具体地说是一种生产微、纳米新材料粉体加工装置，特别是一种多磨罐串通双向冲击式纳米搅拌磨。

背景技术：

现有的球磨机都是为单向转动式。虽然有人提出双向甩砸式，但只是个概念，很难克服双向转动的机械驱动中的部件在疲劳状态中的损坏。技术的进步，使上述驱动变成可能，伺服电机的进展可通过编程控制器，搭配简单运动控制模块，实现主轴往返快速摆动，如单机推动力不够，还可通过伺服光纤网络实现双侧同步运动控制，从而实现轴两端同步往返快速摆动、启、停。彻底的解决了电磁驱动中的难题，另外由于材料的进步，碳纤维复合缆绳，芳绝纤维缆绳及新材料高强度耐磨缆绳的出现，为本发明中的柔性牵拉驱动、提供了驱动缆绳。

本专利发明是受调酒罐或摇骰子罐的动作原理启发，并模拟发挥延伸开来，发明了一种多磨罐串通双向冲击式纳米搅拌磨。

司空见惯的调酒罐、摇骰子罐的快速双向往返转动的手臂动作中，罐中的球或骰子，往返双向剧烈撞击，冲击力、冲击速度如同很多锤子在锤打，这一运动原理如能运用到球磨机上，将是冲击速度、冲击角度、冲击力的完美体现。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有球磨机技术不足而设计的一种多磨罐串通双向冲击式纳米搅拌磨。

本发明公开一种多磨罐串通双向冲击式纳米搅拌磨，包括支撑支架以及支撑轴承，支撑轴承安装在支撑支架上，其特征在于：还包括粉碎系统，粉碎系统由支撑轴承承载，粉碎系统由空心轴、磨罐、磨罐封盖、上料口、下料管，上料口和下料管分别安装在空心轴两端并连通，磨罐至少有两个，磨罐中具有通过开启磨罐封盖添加的磨介，磨罐与空心轴相连通，且空心轴与磨罐连接处有流料孔，磨介的直径大于流料孔直径，空心轴内腔中具有搅拌棒，空心轴通过轴承座倾斜安装在支撑支架上，支撑支架上安装有驱动空心轴运动的驱动动力源系统，驱动动力源系统包括电磁力驱动系统或柔性牵引驱动系统，磨罐与空心轴连接并带动磨罐双向运动，空心轴与磨罐摆动角度为100-250度。

进一步的，支撑支架具有支撑底座、用于安装上述粉碎系统的支撑面板以及用于调节支撑面板角度的角度支架，通过调节角度支架调整支撑面板的角度，带动安装在支撑面板上空心轴的倾斜度，从而控制空心轴物料的流速角度。

进一步的，空心轴依次有序穿过磨罐，将每个磨罐均分成磨罐上室和磨罐下室，磨罐上室和磨罐下室均安装有上述磨罐封盖，流料孔开在空心轴置于磨罐内腔部。

进一步的，磨罐垂直的附着空心轴左面及右面排成两排，每个磨罐与空心轴附着处加工成通道，并在通道与磨罐连通处打上上述物料孔使磨罐与空心轴相通，通道与空心轴之间、通道与磨罐之间用焊接法或结构件紧密固定。

进一步的，磨介直径比物料孔要大2-8mm，磨介的填装量占磨罐容积的三分之一；磨介选取铜球、不锈钢球、钢球、锆球、氧化铝陶瓷球、玛瑙球、氮化硅球、钼合金球、钛合金球、橡胶球其中一种或多种组合。

进一步的，上料口上面有用于加气孔注入的加气孔，注入惰性气体时会使磨罐压力大于磨罐外压力，参与个磨罐中的物料保质工作，最后与物料一起由出料口一同在出料口的间隙中逸出。

进一步的，柔性牵引驱动系统包括电机、具有柔性牵引缆绳的缆绳拉动轮、带动轮、带动电机带动的偏心轮，与带有轴承的偏心轮上支点以及推动推杆，通过偏心轮下支点在轴心的配合下拉到缆绳拉动轮，带动轮由固定螺旋与主轴固定牢固，带动轮在柔性牵引缆绳的牵动下往返转动，通过支撑轴承支撑带动空心轴。

进一步的，电磁力驱动系统包括一台减速机与一台伺服电机驱动，在进料口与出料口各有一轴承座，由轴承支撑空心轴，减速机与伺服电机的机座放在空心轴任意一端。

进一步的，柔性牵引缆绳包括碳纤维复合缆绳、芳纶ppta纤维缆绳、高分子量聚乙烯、高性能聚酯聚丙烯、聚酯涤纶、尼龙、聚丙烯、高强度或高柔性钢丝绳。

进一步的，搅料棒选取1-5根四棱或六棱不锈钢棒、铜棒、陶瓷棒、或与物料相关的金属棒和陶瓷棒或树脂棒其中一种或多种放置在空心轴中。

本发明受调酒师双向转动的调酒罐及摇骰子的骰罐双向运动原理的启发，产生了空心轴贯穿多筒磨罐的一种多磨罐串通双向冲击式纳米搅拌磨的系列设计，其特征是由单罐延伸到数罐、十数罐或数十磨罐串连在一条空心轴上，使空心轴穿过长筒磨罐并焊牢。将一个长筒磨罐分隔成两个磨罐，使两个磨罐各有一开合口，以便装入磨介。两个磨罐与空心轴的间隔壁上打上若干孔，物料可以进出，但磨介不能脱出，在空心轴的两端设计有上料口与下料口，空心轴的两头设有联轴器，各自联接至两头的减速机并联接伺服电机的轴上。伺服电机由控制箱计算机调控，空心轴带动磨罐双向运动，使磨罐中的磨球双向冲击。空心轴与磨罐摆动角度为100-250度，优选的为180-220度。空心轴双向往返转动由每分钟80-600次/分可调。优选地为200-300次/分。

一种多磨罐串通双向冲击式纳米搅拌磨空心轴的长轴水平角度可调，由两端的支撑柱的可调正的角度支架的控制下，上下滑动而改变角度，从而控制物料的流速角度，可在5-45度之间调正，优选地为10-25度。

磨介比间隔壁孔要大出2-8mm,优选地3-5mm。磨介的填装量占磨罐容积的三分之一为优选地。磨介选取与物料相益的种类。可以举出的有铜球、不锈钢球、钢球、锆球、氧化铝陶瓷球、玛瑙球、氮化硅球、钼合金球、钛合金球、橡胶球等。

空心轴与磨罐采用风冷、空调制冷、或水雾冷却法或夹层套循环水冷。加热系用远红外照射法或电热风加热。

在上料口上面有一加气孔，氮气、氩气等惰性气体可由此孔缓缓加入，使机内压力大于机外压力，参与个磨罐中的物料保质工作，最后与物料一起由出料口一同在出料口的布袋间隙中逸出。

同样的设计只限于1-5个磨罐，是采用一台减速机与一台伺服电机，在进料口与出料口附近各有一轴承座，由轴承支持空心轴而减速机与伺服电机的机座可放在任何一端。

同样的驱动也产生了多罐双排磨罐夹空心轴系列的设计，空心轴不从磨罐穿过，磨罐垂直的附着空心轴左面及右面排成两排，每个磨罐与空心轴附着处加工成一定面积的平面，并打上若干孔相通，用焊接法或结构件紧密固定，磨罐两端均设有开合盖。这样使磨罐内容积加大，磨介抛距延长，增加了磨介的冲击力，增加了磨罐内物料的流动量，使该设计产量较磨罐空心轴穿通型显著提高。

少罐型（1-5组）双排磨罐夹空心轴的设计，是采用一台减速机与一台伺服电机驱动，在进料口与出料口附件各有一轴承座，由轴承支持空心轴，而减速机与伺服电机的机座，可放在任何一端。

除上述伺服电机的电磁力驱动系统外，另外还设计了一种柔性牵引驱动系统的设计。

柔性牵引驱动系统由普通电机减速机带动涡轮上的推杆，推动驱动轮往返转动，驱动轮上的1-3条柔性纤维缆绳缠绕在固定于空主轴轴上的被动轮上并锁住，当驱动轮往返转动时，柔性纤维缆绳拉动被动轮，就像古时用绳子拉动金刚钻一样，拉动主轴带动空心轴与磨磨罐进行往返运行，成为另一种多磨罐串通双向冲击式纳米搅拌磨，并适用空心轴穿通式或双排磨罐夹空心轴式的各种机型。

柔性牵引缆绳优选碳纤维复合缆绳，其次是芳纶ppta纤维缆绳，还可举出超高分子量聚乙烯（uhmwpe）、高性能聚酯聚丙烯（pet+pp）、聚酯涤纶（pet）、尼龙（pa）、聚丙烯（pp）、等材料制成的纤维缆绳。以及高强度或高柔性钢丝绳。

综上所述一种多磨罐串通双向冲击式纳米搅拌磨的主要特征是：伺服电机电磁力驱动系统或普通或节能电机柔性牵引驱动系统。驱动空心轴与磨罐往返快速运动，产生了冲击式球磨粉碎内环境，物料由上料斗加入通过空心轴与磨罐的孔道进入磨罐接受粉碎，并通过磨罐的转动、磨介的冲击推动物料再由孔道回到空心轴腔，由于空心轴腔的坡度及搅拌棒的搅动，物料流入下一排磨罐中接受粉碎，再流出，再流入下一磨腔接受粉碎，最后由出料口流出得到要求的纳米粉体，如达不到要求，则可再循环粉碎，直至达到要求为止。

一种多磨罐串通双向冲击式纳米搅拌磨：可连续进出料，即可干磨，又可湿磨，即可开放式球磨，又可相对控制气氛，控制气氛的方法是：上料斗加满料后，盖好、紧固，由加气孔缓缓加入氮气、氩气等惰性气体，有益物料保质。可广泛的应用与动、植物、矿物、金属、陶瓷等有机、无机材料的纳米加工，并可量产。

附图说明

图1是多磨罐串通双向冲击式纳米搅拌磨的结构示意图；

图2是磨罐剖视图；

图3是图1中空心轴贯穿少磨罐型结构示意图；

图4是双排磨罐夹轴型的结构示意图；

图5是图4空心轴贯穿少磨罐型结构示意图；

图6是图4中双排磨罐剖视图；

图7是柔性牵拉驱动系统的结构示意图；

图8是图7的右侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施实例对本发明进一步说明。

实施例1一种多磨罐串通双向冲击式纳米搅拌磨，空心轴贯穿多磨罐型：

如图1所示本发明首先提供一种多磨罐串通双向冲击式纳米搅拌磨之空心轴贯穿多磨罐型技术方案。该设计主要由支撑结构机底座1、机支架2、角度支架5、平台支架4、平台面板6、减速机支架7、瓦轴支架8、轴承支架13、上料器支架20构成设计的支撑系统。支撑轴承由瓦轴总成9、轴承座14、轴承15、上料器轴承21、下料口轴承18组成，再由轴承承载着粉碎系统。

粉碎系统由空心轴、磨罐上室17、磨罐下室18、磨罐封盖19、上料口22、上料加气孔23、下料管25组成粉碎腔体，磨介通过磨罐封盖处加入磨罐室，体积占磨罐室1/3为优选地。粉碎系统通过连轴器12与驱动系统减速机10、伺服电机11连接在一起，当伺服电机做出200度左右的快速往返驱动，抛动磨介高速锤打、高冲击力撞击、切剪、高能球磨，将物料加工成纳米粉体。

图2：为磨罐整体其中一个磨罐横向主机剖面：是由空心轴16、磨料室、与空心轴同磨料室阻隔壁孔27（流料孔），形成磨料进出流动通道，而搅拌棒4通过磨罐左右摆动而滚动，搅动物料进出通畅，下行顺滑。而磨罐封盖28密封于开启是由密封圈与螺丝来完成的。

空心轴16从十个磨罐中段贯穿，使磨罐形成上、下两个磨罐室。每个磨罐室与空心轴之间的阻隔壁上设有十数个流料孔，形成磨料进出流动的通道。而搅拌棒通过磨罐的左右摆动而滚动，搅动物料进出通畅、下行顺滑，使物料能从上料口通过一节节的磨碎与流动从下料口流出。而磨罐封盖的密封与开启是由密封圈与螺丝来完成。

实施例2：一种多磨罐串通双向冲击式纳米搅拌磨，空心轴贯穿少罐型

如图3所示，本发明根据实施例1所述的设计方案，同时也根据技术要求提出一种少罐型机型。结构也是由机支架1、角度支架2上的平面面板承载轴承支架8、轴承座9、轴承、来承载空心轴11所贯穿的磨罐，如三个磨罐形成了6个上下磨室，每个磨室有磨罐封盖以便装卸磨介。空心轴与磨罐连接处有流料孔，只供物料进出，磨介不能脱出，这样物料由上料口22进入空心轴流至流料孔时进入磨室，经磨介打磨后流出，再进入下个磨室，直至由下料口流出。

实施例3一种多磨罐串通双向冲击式纳米搅拌磨双排磨罐夹轴型

本方案在实施例1的基础上进行改进，具体如下：结合图4来进一步说明一种多磨罐串通双向冲击式纳米搅拌磨双排磨罐夹轴型的结构，图中支撑系统系统由机底座1、机支架2、平台面板6、减速机支架7、轴承支架8、瓦轴总成9、上料器支架20、角度支架5、平台骨架4、骨架立板5，这些结构支撑着轴承座14上的轴承，承载着空心轴16、空心轴的两侧装上或焊上两排磨罐，磨罐与空心轴连接处设有十数个流料孔，磨罐的两端设有磨罐封盖28，以便装卸磨介，磨介只能在磨罐内、不能从流料孔脱出。运行时由伺服电机11、驱动减速机10、通过连轴器12转动空心轴16带动双排磨罐以200度左右的角度快速往返摆动。将罐内磨介与抛向两端，高速冲击物料由上料口22进入空心轴流至流料孔进入第一排，经受捶打、切剪、研磨后流出，再进入下一排磨罐捶打，依次下行，最后由下料管25流出。

为了进一步说明主机空心轴夹双排磨罐的机型，图5再用两个剖面图形式对上述结构作如下说明：

图5是主机十组双排磨磨罐夹空心轴纵向剖面，图中空心轴16与磨罐连接处设有流料孔27，使物料进出，搅拌棒较全空心轴长度稍短，以便使在空心轴转动时，搅拌棒能被动滚动，搅动物料在流料孔进出通畅，在空心轴腔中下行顺滑。图中磨罐盖5的开启、封闭是由密封圈与螺丝来完成。

实施例4一种多磨罐串通双向冲击式纳米搅拌磨，少罐双排磨罐夹空心轴型。

结合图6进一步说明空心轴通过联轴器、减速机、伺服电机、运行是由伺服电机驱动减速机快速摆动，带动空心轴与磨罐往返运动，将磨磨罐内磨介抛起，快速冲击、捶打、切剪，研磨物料。物料由上料口进入空心轴，在摆动中进入第一组左右磨罐中接受磨介冲击、捶打、切剪、研磨，流出后再进入下一组左右磨罐中，接受磨介冲击、捶打、切剪、研磨。流出后，由空心轴摆动推力把物料送出下料口。

实施例5，一种多磨罐串通双向冲击式纳米搅拌磨柔性牵拉驱动型，结合图7中进一步证明柔性牵拉驱动本发明的各类主机。是从侧面来说明柔性牵拉驱动系统的结构：图中电机30，带动减速机构31，带动偏心轮35，推动推杆上支点，带动推杆34，推动推杆下支点33，带动主动轮41，驱动带动轮40，驱动缆绳37，带动轮在缆绳的牵动下，往返转动，通过带动主轴36，连轴器37，轴套12，驱动整个空心轴系统。而这些结构是通过支座42，轴承支架38来支撑的。

对于本发明所用技术领域的普通技术人员来说，在不脱清本发明构思的前提下，其结构形式能够灵活多变，只是做出简单推演或替换，都应当视为用于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。