专利名称：内外双重冷却的搅拌式低温球磨机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种材料加工技术领域的装置，具体是一种内外双重冷却的搅 拌式低温球磨机。
背景技术：
球磨机是现代粉体加工技术领域中必不可少的机械设备，不仅适用于一般的 物料粉碎，还可用于纳米粉末等高新材料的制备。球磨机的工作原理是，通过磨 球在球磨容器内的碰撞和摩擦，强制机械力作用于物料并促使其实现粉碎。根据 磨球运动方式的不同，球磨机可划分为多种类型，如滚筒式球磨机、行星式 球磨机、搅拌式球磨机、振动式球磨机等。其中，搅拌式球磨机结构简单、能 量利用率高，具备超细粉碎能力，而且易于从实验室到工业化生产的逐级放大， 因而近年来得到了长足的发展。搅拌式球磨机的主要部件包括容纳磨球和物 料的搅拌桶，及带动磨球和物料运动的搅拌臂。根据搅拌臂垂直或是水平放置， 搅拌式球磨机又可进一步分为立式搅拌磨和卧式搅拌磨。搅拌桶和搅拌臂的结 构形式和匹配关系是决定粉碎效率的关键因素，此外，温度也是球磨过程中重 要的影响因素。由磨球和搅拌臂的动能转化的热能，以及物料自身反应放出的 热能，都将引起温度升高。某些情况下，球磨过程中的温度升高对于被加工的 物料来说是难以接受的，因此需要采取冷却措施控制球磨过程中的温升。现有 的搅拌磨设计中，搅拌桶通常采用具有冷却夹层的双层结构，借助流经冷却夹层 的冷却工质，从外部对搅拌桶内部的磨球和物料进行冷却。
经对现有技术的文献检索发现，美国专利号No. 4174074，专利名称为"Ball Mill"(球磨机)，该专利为搅拌轴设置了冷却夹层，流经其中的冷却工质可以 从搅拌桶的内部对磨球和物料进行冷却，从而与搅拌桶外部的冷却夹层一起，起 到内外双重冷却的效果。然而该专利的不足之处在于，作为旋转的传动部件，搅 拌轴的直径通常不宜太粗，因此其换热面积非常有限，内部冷却的效果差强人意； 其次，搅拌轴的冷却夹层由多个环状组件堆叠而成，结构较为复杂，制造和维护成本较高。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足之处，提供了一种内外双重冷却 的搅拌式低温球磨机，使其具有简单的结构和强化的搅拌桶内部冷却能力，以 便实现对物料的低温球磨加工。
本发明是通过如下技术方案实现的，本发明包括外筒体、中筒体、内筒体、 传动盘、搅拌臂、磨球、传动轴和端盖，其中外筒体中套有中筒体，中筒体中 套有内筒体，外筒体、中筒体、内筒体共同组成搅拌桶，外筒体与中筒体之间形 成冷却夹层，内筒体内部设有空腔，内筒体的空腔与冷却夹层相通，中筒体与内 筒体之间形成球磨机的工作空间，磨球置于工作空间，工作空间沿圆周方向分布 着若干组搅拌臂，搅拌臂固定于传动盘上，传动盘的中心设有传动轴，所述的外 筒体上方设有端盖，传动轴穿过端盖与外界的动力装置相连。
传动轴与端盖之间设有轴承。
所述的外筒体、中筒体、内筒体，相互之间为永久性的固定连接或可拆卸的 活动连接。
所述内筒体的空腔内、以及外筒体与中筒体之间的冷却夹层内均注有冷却工质。
所述外筒体，其上端设置冷却工质进口，冷却工质进口与冷却夹层相连，外 筒体的下端设置冷却工质出口，冷却工质出口通过导管与内筒体的内部空腔相 连。
所述冷却工质，为液体或气体。
本发明工作时，磨球和被加工的物料装入中筒体和内筒体之间的工作空间， 在搅拌臂及传动轴、传动盘的驱动下高速运动，产生大量热量，冷却工质流经外 筒体与中筒体之间的冷却夹层和内筒体的内腔，对磨球和物料起到内外双重冷却 的作用，实现对物料的低温球磨加工。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果 (1)本发明以静止的内筒体取代现有设计中的搅拌轴及其冷却夹层，不仅 结构简单，而且排除了搅拌桶中心的低效研磨空间，提高了能量利用率，为达到 大致相同的粉末出料粒度，本发明球磨机所用时间比传统搅拌磨縮短20%以上；
(2) 内筒体减小了球磨机的装球量，并将磨球局限在环形的高速运动空间， 而周向分布的多组搅拌臂则强化了高速搅拌能力，因此本发明球磨机的球磨效率 明显提高，所得粉末中亚微米颗粒的含量比传统搅拌磨增加30%以上；
(3) 内筒体减小了球磨机的装球量而增大了换热面积，因此本发明球磨机 显著强化了搅拌桶内部的冷却能力，借助内外双重冷却较好地解决了搅拌磨的散 热问题，搅拌桶内的温度比传统搅拌磨至少降低了 3CTC。
图l是本发明的纵剖面结构图中l.传动轴，2.轴承，3.端盖，4.传动盘，5冷却工质进口， 6.内筒体， 7.搅拌臂，8磨球，9.冷却工质，10.外筒体，ll.中筒体，12.导管，13.冷却
工质出口；
图2是本发明球磨机的搅拌桶的A—A横剖面示意图； 图3是本发明球磨机的传动盘的B—B横剖面示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案 为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护 范围不限于下述的实施例。
如图1、 2、 3所示，本实施例包括传动轴l、端盖3、传动盘4、内筒体 6、搅拌臂7、磨球8、冷却工质9、外筒体IO、中筒体ll，其中外筒体10中 套有中筒体ll，中筒体ll中套有内筒体6，外筒体IO、中筒体U、内筒体6共 同组成搅拌桶，外筒体10与中筒体11之间形成冷却夹层，内筒体6内部设有空 腔，内筒体6的空腔与冷却夹层相通，中筒体11与内筒体6之间形成球磨机的 工作空间，磨球8置于工作空间，工作空间沿圆周方向分布着若干组搅拌臂7， 搅拌臂7固定于传动盘4上，传动盘4的中心设有传动轴1，外筒体10上方设 有端盖3，传动轴1穿过端盖3并与外界的动力装置相连。
传动轴1与端盖3之间设有轴承2。
所述的外筒体IO、中筒体ll、内筒体6，相互之间为永久性的固定连接或可 拆卸的活动连接。
所述内筒体6的空腔内、以及外筒体10与中筒体11之间的冷却夹层内均注有冷却工质9。
所述外筒体10，其上端设置冷却工质进口 5，冷却工质进口 5与冷却夹层相 连，外筒体10的下端设置冷却工质出口 13，冷却工质出口 13通过导管12与内 筒体6的内部空腔相连。
所述冷却工质9，为液体或气体。
本实施例工作时，磨球8和被加工的物料装入中筒体11和内筒体6之间的 工作空间，在搅拌臂7在传动轴1、传动盘4的驱动下高速运动，产生大量热量， 冷却工质9流经外筒体10与中筒体11之间的冷却夹层和内筒体6的内腔，对磨 球8和物料起到内外双重冷却的作用，实现对物料的低温球磨加工。
本实施例采用内筒体6不仅增大了搅拌桶内部的换热面积，而且排除了搅拌 桶中心的低效研磨空间，将磨球8局限于环形的高速运动空间，而周向分布的多 组搅拌臂7则强化了高速搅拌能力。因此，本实施例的球磨机可以进行更高效的 粉碎并维持较低的温度。
不采用冷却工质9时，在球料比、填充率、转速相同的条件下，本实施例的 球磨机与相同尺寸、但不含内筒体6的传统搅拌磨进行对比，达到大致相同的粉 末出料粒度，本实施例球磨机所用时间比传统搅拌磨縮短20%以上。
不采用冷却工质9时，在球料比、填充率、转速和时间相同的条件下，本实 施例的球磨机与相同尺寸、但不含内筒体6的传统搅拌磨进行对比，本实施例球 磨机所得粉末中，亚微米颗粒的含量比传统搅拌磨增加30%以上。
采用空气作为冷却工质9，在球料比、填充率、转速、时间和空气流速相同 的条件下，通过真空泵或空气压縮机强制空气流经传统搅拌磨的冷却夹层，及流 经本实施例球磨机的冷却夹层和内筒体6的内腔，与相同尺寸、但不含内筒体6 的传统搅拌磨向相比，本实施例球磨机搅拌桶内的温度较传统搅拌磨至少降低 30°C。
采用水作为冷却工质9，在球料比、填充率、转速、时间和冷却水流速相同 的条件下，通过水泵或增压泵强制冷却水流经传统搅拌磨的冷却夹层，及流经本 实施例球磨机的冷却夹层和内筒体6的内腔，与相同尺寸、但不含内筒体6的传 统搅拌磨相比，本实施例球磨机搅拌桶内的温度较传统搅拌磨至少降低5CTC。
权利要求
1、一种内外双重冷却的搅拌式低温球磨机，包括外简体、中筒体、传动盘、搅拌臂、磨球、传动轴和端盖，其特征在于，还包括内筒体，外简体中套有中筒体，中筒体中套有内简体，外简体、中筒体、内简体共同组成搅拌桶，外筒体与中筒体之间形成冷却夹层，内简体内部设有空腔，内筒体的空腔与冷却夹层相通，中筒体与内筒体之间形成球磨机的工作空间，磨球置于工作空间，工作空间沿圆周方向分布着若干组搅拌臂，搅拌臂固定于传动盘上，传动盘的中心设有传动轴，所述的外简体上方设有端盖，传动轴穿过端盖与外界的动力装置相连。
2、 根据权利要求1所述的内外双重冷却的搅拌式低温球磨机，其特征是， 所述的外筒体、中筒体、内筒体，相互之间为永久性的固定连接或可拆卸的活动 连接。
3、 根据权利要求1所述的内外双重冷却的搅拌式低温球磨机，其特征是， 所述的传动轴与端盖之间设有轴承。
4、 根据权利要求1所述的内外双重冷却的搅拌式低温球磨机，其特征是， 所述内筒体的空腔内、以及外筒体与中筒体之间的冷却夹层内均注有冷却工质。
5、 根据权利要求1或2或4所述的内外双重冷却的搅拌式低温球磨机，其特征是，所述外筒体，其上端设置冷却工质进口，冷却工质进口与冷却夹层相连， 外筒体的下端设置冷却工质出口，冷却工质出口通过导管与内筒体的内部空腔相 连。
6、 根据权利要求4所述的内外双重冷却的搅拌式低温球磨机，其特征是， 所述冷却工质，为液体或气体。
全文摘要
一种材料加工技术领域的内外双重冷却的搅拌式低温球磨机，包括外筒体、中筒体、传动盘、搅拌臂、磨球、传动轴、轴承、端盖和内筒体，外筒体中套有中筒体，中筒体中套有内筒体，外筒体、中筒体、内筒体共同组成搅拌桶，外筒体与中筒体之间形成冷却夹层，内筒体内部设有内腔，内筒体的空腔与冷却夹层相通，中筒体与内筒体之间形成球磨机的工作空间，磨球置于工作空间，工作空间沿圆周方向分布着若干组搅拌臂，搅拌臂固定于传动盘上，传动盘的中心设有传动轴，外筒体上方设有端盖，传动轴穿过端盖与外界的动力装置相连，传动轴与端盖之间设有轴承。本发明球磨机提高了能量利用率和球磨效率。
文档编号B02C17/16GK101185909SQ20071017258
公开日2008年5月28日 申请日期2007年12月20日 优先权日2007年12月20日
发明者荻 张, 张文龙, 李志强 申请人:上海交通大学