对撞式气流粉碎机构及粉碎机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高速、高频、高效的对撞式气流粉碎机构及采用该机构的粉碎机。本发明采用超高速气流、高频对撞、渐进式工艺完成物料的粉碎。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的迅速发展，超微材料和纳米材料的研究应用，具有广阔的应用前景，对推动工业技术进步有着极其重要的作用。一般将粒度为I?10微米的粉体称为超细粉体，粒度为0.1?I微米的粉体称为超微粉体，粒度不大于0.1微米的粉体称为纳米粉体。
[0003]超细粉体的生产设备及技术目前主要有:机械冲击式粉碎机、气流粉碎机和振动研磨机等。这些技术设备的共性是，极限粒度只能达到5微米左右，要达到超细材料的工业化生产还有一定的技术及工艺难度，普遍存在产量低、能耗高、环保性能差、粉体纯度较低等问题。
[0004]机械冲击式粉碎机和振动介质研磨机是一种较传统的机械粉磨设备，机械种类比较多。其原理是利用机械能直接驱动介质运动来粉碎物料，粉碎效果也低，且难达到粉体纯度要求，粉体细度相比气流磨要差。例如:振动介质研磨机有效粉碎功率约为0.3%，而约为98%的能量转化为热量而逸散。
[0005]气流粉碎机是目前世界上比较先进的超细设备，主要有如下几种类型:扁平式气流粉碎机、循环式气流粉碎机、对喷式气流粉碎机、靶式气流粉碎机、流化床式气流粉碎机等。据《超细粉碎分级技术》(中国轻工业出版社，2001年出版)文献报道:气流粉碎机存在如下问题:1、能耗大，生产效率低;2、产量较少，一般不超过100kg/h，大部分小于50kg/h; 3、制备超细粉还比较困难;4、结构复杂，价格昂贵。
[0006]为了解决现有气流粉碎机存在的问题，本领域技术人员尝试着提出了不少解决方案。
[0007]公告为CN204724286的中国实用新型专利，公开了一种固体物料研磨机，包括由上至下依次设置的研磨室、工作仓和分级器，所述研磨室中部设有研磨体，与研磨体对应的研磨室侧壁上设衬板;研磨体中为中空结构，上部接料口与工作仓下料口连接，周向设有多个物料甩出口及锤击板;研磨室和工作仓通过多个导管连接，工作仓设有环形进风口 ；分级器依次连接螺旋收料器和布袋除尘器，螺旋收料器和布袋除尘器的出料口分别连接成品出料器;工作仓的进料口另外通过物料输送装置连接原料仓。
[0008]上述固体物料研磨机虽然对现有气流粉碎机的研磨体稍加改进，但与现有的气流粉碎机差别不大，依然存在:1、能耗大，生产效率低;2、产量较少;3、结构复杂，价格昂贵的问题。
[0009]申请人也提出过两项发明专利申请。一项公开号为CN103752388的发明专利申请，公开了一种环保节能型涡流粉碎机，包括由外筒体所围成的磨腔和布置在磨腔内的转动体以及驱动转动体转动的电机，还包括周向均布在转动体轴向两侧的若干内磨块、外磨块和设置在内磨块、外磨块之间的内筒体，内、外磨块沿旋转方向的一面为正压面，另一面为负压面，其中，从旋转方向看，内、外磨块的负压面上设置有一负压板，负压板相对内、夕卜磨块的负压面的那一面与磨块的负压面之间具有一定间隔，外筒体前端和后端分别设置有前密度盖板和后密度盖板，前密度盖板和后密度盖板上设置有与所述磨腔连通的出料口，磨腔内设置有进料口。另一项公开号为CN 103752387的发明专利申请则公开了一种环保节能型涡流粉碎机的磨粉结构。
[0010]对于公开号为CN 103752388及公开号为CN 103752387的专利而言，在转子轴旋转过程中，由于其筒体内壁上的齿形结构，会产生涡流，从而产生热量，使得整个粉碎机能耗增大。同时，受制于磨块的结构，其筒体内磨块的数量少，因此，对研磨效率的提升也不显著。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是提供一种高速、高频、高效的对撞式气流粉碎机构及采用该机构的粉碎机。
[0012]为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供了一种对撞式气流粉碎机构，包括外壳，在外壳内设有可绕轴旋转的旋转件，外壳上设有物料进口及物料出口，其特征在于:在旋转件内设有至少4个沿周向布置的磨区，每个磨区的外边缘与外壳的内壁间形成有通道，每个通道两端形成有通径，携带有物料的气流，定义为二相流，经由通径喷射入相应磨区的负压区，在每个磨区内均设有负压叶片、正压叶片及二相流导向部，正压叶片受力面截面积是通径截面积的N倍，N>1，相邻负压叶片间以及负压叶片与磨区的壁之间形成有负压区，相邻正压叶片间以及正压叶片与磨区的壁之间形成有正压区，在任一负压区的左右两边是正压区，在任一正压区的左右两边是负压区，其中，将旋转件的轴向定义为前后，将垂直于前后的水平方向定义为左右；
[0013]在旋转件旋转过程中，负压叶片旋转使得负压区产生负压，与此同时，正压叶片旋转使得正压区产生正压，从而产生气流;气流携带物料形成二相流至少从左右方向流出当前磨区的正压区；向右流出当前磨区的正压区的二相流经由通道及通径喷射入位于该正压区右侧且与其相邻的负压区内，该负压区位于当前磨区内；向左流出当前磨区的正压区的二相流经由通道及通径喷射入位于该正压区左侧且与其相邻的负压区内，该负压区位于与当前磨区左侧相邻的下一个磨区内；进入负压区的二相流被二相流导向部导向至同一磨区的正压区内，从而形成循环；
[0014]对于同一负压区而言，两股二相流分别经由左、右两侧的通径喷射入该负压区，自通径喷射出的二相流速度是正压叶片产生气流总和后的速度的N倍，两股二相流分别自左、右两侧的通径喷射出后在该负压区的入口处形成对冲，从而使得两股二相流中的物料碰撞粉碎。
[0015]优选地，在所述负压区内还设有二相流分流导向部，同一所述负压区的二相流被二相流分流导向部分流导向至同一所述磨区的多个所述正压区。
[0016]优选地，在每个所述磨区设有前后布置的多组叶片组，每组叶片组包括沿周向左右布置的所述负压叶片及所述正压叶片，还包括前后布置的两组用于实现分节和/或出料的分节引风叶片组，所有叶片组位于两组分节引风叶片组之间。
[0017]优选地，所述分节引风叶片组包括多片分节引风叶片，分节引风或为临界叶片、或为用于产生负压的负压叶片、或为用于产出正压气流的正压叶片。
[0018]本发明的另一个技术方案是提供了一种对撞式气流粉碎机，包括电机，其特征在于:在电机的输出轴上同轴安装有上述的粉碎机构，粉碎机构位于壳体内，在壳体上分别开有进料口及出料口，进料口经由进料通道与所述粉碎机构的物料进口相通，出料口经由出料通道与所述粉碎机构的物料出口相通。
[0019]本发明的另一个技术方案是提供了一种对撞式气流粉碎机，包括电机，其特征在于:在电机的输出轴上安装有内外两层上述的粉碎机构，分别为外圈粉碎机构及内圈粉碎机构，内圈粉碎机构的物料出口与外圈粉碎机构的物料进口相通，内圈粉碎机构的物料进口经由所述进料通道与所述进料口相通，外圈粉碎机构的物料出口经由所述出料通道与所述出料口相通。
[0020]优选地，在所述壳体上开有进气孔，外部气流经由进气孔被导入所述外圈粉碎机构内；所述内圈粉碎机构的外部气流则由所述进料口进入。
[0021]优选地，在所述壳体上开有回料口及回料进口，回料口一方面与所述粉碎机构的通径相通，回料口另一方面经由封闭管路与封闭的回料进口相通，回料进口与所述内圈粉碎机构的物料进口相通。
[0022]本发明具有如下优点:
[0023]1、能耗低，比挤压式的粉碎机能耗低50%，比一般气流粉碎机能耗低50%?70%。
[0024]2、符合环保要求，容器为负压，无泄漏，转速低，噪音小。
[0025]3、适合大工业生产，产量高。
[0026]4、制粉工艺采用的高速气流，高频对撞，渐进式的粉碎技术，能生产各种要求的细粉直至超微粉体。
[0027]5、集粉碎、分节、引风、出料于一体，不需分节器及引风机。
【附图说明】
[0028]图1为本发明提供的对撞式气流粉碎机的结构示意图；
[0029]图2为本发明中的对撞式气流粉碎机构的局部示意图；
[0030]图3为本发明中单个旋转件的示意图。
【具体实施方式】
[0031]为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0032]如图1所不，本发明公开了一种对撞式气流粉碎机，其包括电机9，在电机9的输出轴上固定有内圈粉碎机构17及套在内圈粉碎机构17外的外圈粉碎机构18。内圈粉碎机构17与外圈粉碎机构18均位于壳体10内。
[0033]内圈粉碎机构17与外圈粉碎机构18的结构相类似。在本实施例中，将内圈粉碎机构17与外圈粉碎机构18的轴向方向设定为前后方向，将垂直于前后方向的水平方向设定为左右方向。结合图2，本实施例中的粉碎机构包括外壳I，外壳I的位置固定，外壳I的外圈为耐磨圈。外壳I上设有物料进口及物料出口。在外壳I内设有可绕轴旋转的旋转件8，在本实施例中，采用多个前后布置的旋转件8(对于图1中的内圈粉碎机构17而言，图1示意性地画出了 9个旋转件8)。旋转件8固定在叶轮21上。结合图3，在旋转件8上设有多个沿周向布置的磨区2-1、2-2、2-3。每个磨区2-1、2-2、2-3的外边缘与外壳1的内壁间形成有通道23，每个通道23两端形成有通径3，携带有物料的气流，定义为二相流，经由通径3喷射入相应磨区2-1、2-2、2-3的负压区6。在每个磨区2-l、2-2、2-3内，沿周向左右布置有由多片负压叶片4-l、4-2、4-3、4-4及多片正压叶片5-l、5-2、5-3、5-4、5-5、5-6、5-7。结合图l，负压叶片及正压叶片的前后两侧均固定有筋板20。外圈粉碎机构18的筋板20通过键及螺钉固定在电机9输出轴上的叶轮21上；内圈粉碎机构17的筋板20通过螺钉、螺母与固定在电机9输出轴上的叶轮21连接固定。因注意的是，本实施例仅为一个示意，本领域技术人员可根据需要调整叶片组的数量以及调整叶片组内负压叶片及正压叶片的数量。正压叶片5-1、5-2、5-3、5-4、5-5、5-6、5-7的受力面截面积是通径3截面积的数倍至数十倍。相邻负压叶片4-1、4-2、4-3、4-4间以及负压叶片4-1、4-2、4-3、4-4与磨区2-1、2-2、2-3的壁之间形成有负压区6。相邻正压叶片5-1、5-2、5-3、5-4、5-5、5-6、5-7间以及正压叶片5-1、5-2、5-3、5-4、5-5、5-6、5-7与磨区2_
1、2-2、2-3的壁之间形成有正压区7。在磨区2-1中，发明人用虚线示意性地将负压区6与正压区7加以划分，正压叶片5-1、5-2、5-3、5-4、5-5、5-6、5-7所在的虚线一侧