专利名称：一种超声球磨破碎机的制作方法
技术领域：
本发明涉及粉末制备加工机械领域，具体地说是一种超声球磨破碎机。
背景技术：
纳米材料的制备是纳米技术研究的最重要的基础技术，目前制备纳米材料大部分采用的是气相法和液相法，这些方法都存在工艺复杂、操作精细、成本昂贵或前驱体制备困难等缺点，只能实现实验室内少量样品制备，难以实现工业化生产。近年来，随着超声波技术的日益发展与成熟，其在新材料合成、化学反应、传递过程的强化等领域都得到了广泛的应用。超声波既是一种波动形式，又是一种能量形式，在传播过程中与媒介相互作用产生空化和声流效应。超声波与媒介相互作用可分为机械作用、空化作用和热作用。目前国内外已有将超声波应用于纳米粉体材料制备方面的相关报道，主要有超声化学法、超声雾化法、超声电解法等，但这些方法依然存在工艺复杂，产率低，控制要求高等缺点，还不足以实现工业化生产。CN1M8525A公开了一种“超声波粉碎机”;是利用超声波和机械搅拌相结合的超声波粉碎机。它虽然能使微米级的MgO、金属铜粉末部分粉碎到纳米级，但这种结构超声能量损耗大，传递效率低；这是由于其设计的带有超声波发射器的超声波发生筒固定在搅拌桶外部，类似超声波清洗杯的结构，是隔着桶壁对物料进行作用，超声波能量衰减快，大部分能量被料筒壁所吸收，不能在物料介质中形成高密度能量场。特别是对于具有片层状结构的二硫化钨、二硫化钼和石墨等固体润滑材料则达不到纳米细化效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种产率高、工艺简单、易操控、适用面广的超声球磨破碎机。本发明的技术方案是包括机架、搅拌桶及搅拌桶上的冷却水套层、进出水口、进出料口、排球口，传动电机带动搅拌轴转动、搅拌轴推动磨球对物料进行粉碎研磨，物料循环系统，其特征在于，在搅拌桶上盖或/和搅拌桶壁上开有安插超声波发生器的孔洞和安装凸台，1 12套超声波发生器竖直或/和斜插通过螺纹或法兰安装在搅拌桶盖或桶壁的安装凸台上，超声波发生器的工具头深入搅拌桶内，与物料直接接触，使物料完全吸收强超声言旨量。所述搅拌桶，搅拌棒，机架，物料循环系统为模块化设计，它们之间相互活动连接。所述超声波发生器倾斜安装在搅拌桶桶壁的安装凸台上，超声波发生器安装高度范围为桶底至桶顶处，超声波发生器对物料呈0 90°倾斜方向倾斜角度实现超声波的能量输入，并在物料中心部位聚焦。所述超声波发生器既竖直安装在搅拌桶盖上又同时倾斜安装在桶壁上，所述竖直安装的超声波发生器距桶底的距离为50mm至桶顶盖处，所述倾斜安装的超声波发生器安装高度为桶底至桶顶处，倾斜角度为0 90°，竖直与倾斜超声波发生器的超声能场对物料呈交叉汇聚作用。
所述超声波发生器的工作频率为20 lOOkz，单套超声波发生器的功率为0. 8 3. Okw0所述搅拌棒为多层一字型或十字型结构， 所述磨球直径为1 5mm，
本发明能在对物料搅拌球磨的同时，施加强超声能场作用，产生一种高密度能量场，可将微米级或亚微米级(0. 7 30 μ m)粉末破碎至纳米级(20 600nm)粉末。与现有技术比较具有以下优点
(1)产量效率高超声波工具头与料筒内的物料为直接接触式，超声能量直接由工具头传递到物料当中，基本上无超声能量损耗，可充分发挥超声空化促进球料碰撞研磨、搅拌发挥超声空化的优势，可快速破碎粉末至纳米级水平，比现有其他纳米粉末制备技术产量更大，效率更高。(2)设备模块化设计，共分为搅拌桶，搅拌棒，机身，物料循环系统等4大模块，可根据物料制备时的粒度粗细、产量大小、搅拌桶损耗等不同情况更换30L或100L搅拌桶， 搅拌棒也可从联轴器轻松拆卸，根据目标要求或损耗情况装上十字型或一字型等多层搅拌棒，超声波发生器与搅拌桶亦是螺纹或法兰连接，易于拆卸检修或更换。(3)直接接触式超声+搅拌球磨复合能场制备纳米粉末，更容易实现窄分布纳米粉体颗粒所要求的介观均勻混合，消除局部浓度不均，可有效防止颗粒团聚，适合工业化生产。(4)本发明的单套超声波发生器功率达到0. 8 3. OKw,是CN1M8525A单套超声波发生器功率的8 30倍，容易实现纳米粉末的高能场制备。
图1为实施例1超声球磨破碎机正视结构示意图； 图2实施例1超声球磨破碎机侧视结构示意图3为实施例2超声球磨破碎机正视结构示意图； 图4为实施例2中四个超声波发生器安装位置俯视图； 图5为实施例3中超声球磨破碎机正视结构示意图。
具体实施例方式实施例1
参照图1
本实施例用于盛放物料的搅拌桶1的内径为500mm，外径560mm，内外桶中间隔有冷却水套层2，桶底部有出料口 7与排球孔8，
传动电机3固定在机架10上，电机3通过皮带轮4和联动轴5带动搅拌桶内的搅拌轴 6和叶片7转动、本实施例的搅拌轴的材料为马氏体不锈钢；搅拌叶片共四层，采用螺纹连接并焊死，搅拌叶片层高45mm。搅拌叶片推动放置在搅拌桶内的若干个磨球对物料进行粉碎研磨；磨球材料为氧化锆，平均粒径为2mm。共8套超声波发生器9的超声波变幅杆安装在搅拌桶盖的开孔和安装凸台上；变幅杆底部距桶底300mm ；超声波对物料进行竖直方向的超声能场作用。
参照图2
内冷却水套层水层套左侧下方有进水口 11，右侧上方有出水口 12，设备还配备了物料循环系统，该系统由循环泵13和循环管道14、循环进料口 15和循环出料口 16构成。本实施例经12小时的连续工作可将5kg平均粒度为4 5 μ m的二硫化钨或二硫化钼粉末破碎到平均粒度为1. 0 μ m左右，其中粒径IOOnm以下的比例达到8%左右。实施例2: 参照图3和图4:
本实施例物料从进料口 18进入搅拌桶；四个超声波发生器9通过法兰倾斜45度安装在搅拌桶1桶壁的孔洞和安装凸台17上，对物料呈45°倾斜方向的超声波能场作用。本实施例经12小时的连续工作可将2kg平均粒度为4 5 μ m的二硫化钨或二硫化钼粉末破碎到平均粒度为0. 6 μ m左右，其中粒径IOOnm以下的比例达到20%左右。实施例3: 参照图5:
本实施例与实施例1不同的是4个超声波变幅杆竖直安装在搅拌桶盖上，工具头距桶底为50mm，4个超声波变幅杆倾斜45°安装在桶壁上，竖直与倾斜超声波发生器的超声能场对物料呈交叉汇聚作用。本实施例经12小时的连续工作可将2kg平均粒度为4 5 μ m 的二硫化钨或二硫化钼粉末破碎到平均粒度为0. 3 μ m左右，其中粒径IOOnm以下的比例达到40%左右。
权利要求
1.一种超声球磨破碎机，包括机架、搅拌桶及搅拌桶上的冷却水套层、进出水口、进出料口、排球口，传动电机带动搅拌轴转动、搅拌轴推动磨球对物料进行粉碎研磨，物料循环系统，其特征在于，在搅拌桶上盖或/和搅拌桶壁上开有安插超声波发生器的孔洞和安装凸台，1 12套超声波发生器竖直或/和斜插通过螺纹或法兰连接或焊接在搅拌桶盖或桶壁的安装凸台上，超声波发生器的工具头深入搅拌桶内，与物料直接接触，使物料完全吸收强超声能量。
2.根据权利要求1所述的超声球磨粉碎机，其特征在于，所述搅拌桶，搅拌棒，机架，物料循环系统为模块化设计，它们之间相互活动连接。
3.根据权利要求1所述的超声球磨粉碎机，其特征在于，所述超声波发生器倾斜安装在搅拌桶桶壁的安装凸台上，超声波发生器安装高度范围为桶底至桶顶处，超声波发生器对物料呈0 90°倾斜方向倾斜角度实现超声波的能量输入，并在物料中心部位聚焦。
4.根据权利要求1所述的超声球磨粉碎机，其特征在于，所述超声波发生器既竖直安装在搅拌桶盖上又同时倾斜安装在桶壁上，所述竖直安装的超声波发生器距桶底的距离为50mm至桶顶盖处，所述倾斜安装的超声波发生器安装高度为桶底至桶顶处，倾斜角度为 0 90°，竖直与倾斜超声波发生器的超声能场对物料呈交叉汇聚作用。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的超声球磨粉碎机，其特征在于，所述超声波发生器的工作频率为20 lOOkz，单套超声波发生器的功率为0. 8 3. Okw。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的超声球磨粉碎机，其特征在于，所述搅拌棒为多层一字型或十字型结构。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的超声球磨粉碎机，其特征在于，所述磨球直径为 1 5mm0
全文摘要
一种超声球磨破碎机，包括机架、搅拌桶及搅拌桶上的冷却水套层、进出水口、进出料口、排球口，传动电机带动搅拌轴转动、搅拌轴推动磨球对物料进行粉碎研磨，物料循环系统，其特征在于，在搅拌桶上盖或/和搅拌桶壁上开有安插超声波发生器的孔洞和安装凸台，1～12套超声波发生器竖直或/和斜插通过螺纹或法兰连接或焊接在搅拌桶盖或桶壁的安装凸台上，超声波发生器的工具头深入搅拌桶内，与物料直接接触，使物料完全吸收强超声能量。本发明能在对物料搅拌球磨的同时，施加强超声能场作用，产生一种高密度能量场，可将微米级或亚微米级(0.7～30μm)粉末破碎至纳米级(20～600nm)粉末。其产量效率高、工艺简单、易操控、可消除局部浓度不均，可有效防止颗粒团聚，适合工业化生产。
文档编号B02C17/14GK102284326SQ20111015889
公开日2011年12月21日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者李登伶, 毛向辉, 毛大恒, 毛艳, 石琛, 陈鋮彬 申请人:长沙市晟大润滑科技有限公司