双轴驱动湿式介质搅拌研磨的制造方法
【专利摘要】一种双轴驱动湿式介质搅拌研磨机，利用研磨介质将加工流体中的原料粒子研磨成微细粒子，并可自该加工流体中分离该研磨介质，其包含：一个研磨腔体、一个搅拌装置、一个离心装置，以及一个带动该加工流体进出该研磨腔体的一个研磨室的循环单元。该搅拌装置包括一支具有一个位在该研磨室内的主搅拌部的搅拌器，以及一个驱动该搅拌器旋转的第一马达单元，而该离心装置包括一个具有一个位在该研磨室内的主离心部的离心座，以及一个驱动该离心座旋转的第二马达单元。前述结构可以根据加工条件需要分别调整该搅拌器及该离心座的转速，以提高研磨机的研磨品质及运用范围。
【专利说明】双轴驱动湿式介质搅拌研磨机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种研磨机，特别是涉及一种以离心方式自加工流体中分离出研磨介质的双轴驱动湿式介质搅拌研磨机。
【背景技术】
[0002]介质搅拌机又称为研磨机，它是一种利用搅拌器旋转产生的动能，来驱动位在研磨室内的原料粒子与高硬度的研磨介质产生高能量密度的撞击与剪切力，进而使原料粒子微细化的装置。当原料粒子被微细化后，再以具有间隙或者筛网的过滤组件将微细粒子及研磨介质分离。
[0003]以往研磨机在使用时，受到间隙及筛网制造条件的限制，只适合制作粒径大于0.3mm的微细粒子，原因在于:以往研磨机在制造微细粒子时，微细粒子的平均粒径大约是研磨介质的粒径的1/1000。举例来说，若要制作平均粒径在IOOnm(0.1 μ m)以下的微细粒子时，需要使用粒径0.1mm的研磨介质，且过滤组件的间隙的宽度或者筛网的网孔必须小于研磨介质粒径的1/3以下，才能有效地分离微细粒子。也就是说，当制作的微细粒子的粒径越小，过滤组件的间隙的宽度或者筛网的孔径就必需更小，前述加工条件的限制不但会造成过滤组件制作时的困难，运作时也比较容易发生咬入、阻塞等问题，故以往研磨机无法制作纳米化的微细粒子。
[0004]为了改善前述缺失，有些专利提出以离心配合搅拌的混合模式来研磨原料粒子，例如中国台湾证书号数第1355290号发明专利，这类型研磨机的主要特色是利用单一转轴来同步驱动搅拌器及离心座旋转，利用该搅拌器的搅拌，可以使研磨介质与加工流体中的原料粒子相互撞击，以达到将原料粒子微细化的目的，而通过该离心座将该研磨介质及加工流体分离。以往离心式的研磨机虽然可以改善早期研磨机的许多问题，但其可研磨的尺寸仍受到限制，也比较不适合运用在高黏度的加工流体上。
[0005]产生前述缺失的原因在于:目前研磨介质尺寸的开发越来越小，也就是说，以目前产业的水平，已经可以制作出0.03mm、0.015mm及0.007mm等等微米尺寸的研磨介质,运用微米尺寸的研磨介质就可以研磨出纳米级的微细粒子。但是从研磨的角度来看，尺寸越小的研磨介质可得到越小且越均匀的纳米分散液。而以往单轴式研磨机无法承载粒径小于
0.05mm的研磨介质,主要的原因在于:在高流体黏度下，粒径太小的研磨介质会随着流体流出研磨室，也就是与搅拌同转速的离心座无法自高黏度的加工流体中分离该研磨介质，如此一来，该研磨室内的研磨介质的数量就会不足，研磨效果比较差。
[0006]另一方面，如果在低转速下进行研磨及分离的作业时，进料流速容易造成研磨介质喷出，故研磨效果也不佳。此外，当原料粒子的初始粒径过大时，与搅拌同速度的离心装置也比较无法将密度差异小的研磨介质与加工流体分离，必需等到原料粒子的粒径小到一定的程度才能被分离。显然以往单轴式研磨机虽然可以改善以过滤组件进行分离的以往研磨机的许多缺点，但其可研磨尺寸及运用范围都受到限制。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的在于提供一种省电、运用范围更广，并可制作出更小尺寸的微细粒子的双轴驱动湿式介质搅拌研磨机。
[0008]本实用新型的研磨机可利用研磨介质将加工流体中的原料粒子研磨成微细粒子，并自该加工流体中分离该研磨介质，该研磨机包含:一个包括一个研磨室的研磨腔体、一个搅拌装置、一个离心装置，以及一个带动该加工流体进出该研磨腔体的研磨室的循环单元。该搅拌装置包括一个安装在该研磨腔体上的搅拌器，以及一个驱动该搅拌器旋转的第一马达单元，该搅拌器具有一个位在该研磨腔体的研磨室内的主搅拌部。而该离心装置包括一个安装在该研磨腔体上的离心座，以及一个驱动该离心座旋转的第二马达单元，该离心座具有一个位于该研磨腔体的研磨室内并用来分离研磨介质及加工流体的主离心部。
[0009]本实用新型所述的研磨机，该搅拌装置的搅拌器以及该离心装置的离心座都围绕一个旋转中心转动，该离心座的转速与该搅拌器的转速不同。
[0010]本实用新型所述的研磨机，该离心座的转速高于该搅拌器的转速。
[0011]本实用新型所述的研磨机，该离心座还具有一个位在该旋转中心上并与该主离心部连接的离心轴部，该离心轴部具有一个主流道，以及至少一个邻近该主离心部并与该主流道连通的连通流道，而该循环单元带动加工流体沿着一个循环方向前进，并将加工流体由邻近该搅拌器的一端送入该研磨室内，同时由该离心座的主流道送出。
[0012]本实用新型所述的研磨机，该离心座的主离心部具有一个基壁、数个围绕该旋转中心并安装在该基壁上的扇叶，以及数个分别介于所述扇叶中相邻的其中两个间的离心通道，该基壁并具有一个位于中央的组装孔，而该离心轴部插设在该组装孔内，且该离心轴部的连通流道对应所述离心通道。
[0013]本实用新型所述的研磨机，该研磨腔体还包括一个腔壁、一个位在该腔壁下方并供该搅拌器架设的底壁，以及一个位在该腔壁上方并供该离心座架设的盖壁，而该研磨室由该腔壁、该底壁及该盖壁共同界定而成。
[0014]本实用新型所述的研磨机，该研磨腔体的腔壁具有一个内壁部、一个围绕在该内壁部外周围的外壁部，以及一个介于该内壁部及该外壁部间并围绕该研磨室的冷却空间，又该研磨机还包含一个将冷却水送进并送出该冷却空间的冷却系统。
[0015]本实用新型所述的研磨机，该循环单元包括一个具有一个预混槽的预混座、一个用来搅拌预混槽内的加工流体的预混器、一条连接该预混槽及该研磨室的进料管、一条连接该预混槽及该离心座的离心轴部的主流道的出料管，以及一个设在该进料管上并且将加工流体送到该研磨室内的帮浦；该进料管的一端安装在该研磨腔体的底壁上，又该循环单元还包括一个将该出料管的一端架设在该离心座的主流道内的轴封。
[0016]本实用新型的有益效果在于:由于该离心座及该搅拌器的转速由不同的马达单元控制，故可根据加工条件不同调整该搅拌器及该离心座的转速，以提高该研磨机的分离效果，同时可使该研磨机的运用范围更广。而在相同产能的研磨机上，本实用新型该第一马达单元及该第二马达单元的马力总和需求比以往研磨机低，因此可达到省电的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型研磨机的一个较佳实施例的元件配置关系图；[0018]图2是该较佳实施例的一个局部剖视图，说明该研磨机的一个研磨腔体、一个搅拌装置及一个离心装置的相对关系；
[0019]图3是一个未完整的立体分解图，说明该离心装置的局部构造。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明。
[0021]参阅图1、2、3，本实用新型研磨机的一个较佳实施例是利用研磨介质将一个加工流体中的原料粒子研磨成微细粒子，并可自该加工流体中分离该研磨介质。在本较佳实施例中，该研磨介质为硬度高于该原料粒子的材料制成，其粒径可介于0.007-1000mm,也就是本实施例可以利用微米级的研磨介质，将原料粒子研磨成纳米等级的微细粒子。为了达到以上的目的，本实施例该研磨机包含:一个研磨腔体1、一个冷却系统2、一个搅拌装置3、一个离心装置4，以及一个带动该加工流体沿着一个循环方向源源不断流动的循环单元6。
[0022]该研磨腔体I包括:一个双层筒状并围绕一个旋转中心10的腔壁11、一个位在该腔壁11底部的底壁12、一个位在该腔壁11顶端的盖壁13，以及一个由该腔壁11、该底壁12及该盖壁13界定而成的研磨室14，该腔壁11具有一个内壁部111、一个围绕在该内壁部111外周围并间隔设置的外壁部112，以及一个介于该内壁部111及该外壁部112间并围绕该研磨室14的冷却空间113。该外壁部112具有相间隔的一个冷水流入管114、一个冷水流出管115。而该底壁12具有一个贯穿并位于该旋转中心10上的第一架孔121，以及一个贯穿并与该研磨室14连通的原料入孔122，而该盖壁13具有一个贯穿并位在该旋转中心10上的第二架孔131。本实施例该冷却系统2可将冷却水由该冷水流入管114送入该冷却空间113，再由该冷水流出管115送出该冷却空间113，如此一来，可以降低该研磨腔体I的研磨室14的研磨温度。
[0023]该搅拌装置3包括一支可转动地架设在该研磨腔体I的第一架孔121上的搅拌器31，以及一个驱动该搅拌器31围绕该旋转中心10旋转的第一马达单元32，该搅拌器31具有一个位在该研磨室14内的主搅拌部311，以及一支直立地插设在该底壁12的第一架孔121上的搅拌轴部313，该主搅拌部311具有数支上下排列并等角度或错位设置的搅拌件312，所述搅拌件312的一个自由端往该研磨腔体I的腔壁11突伸。在设计上，所述搅拌件312的形式并无特别的限制，也可以是叶片等等可以搅动流体的其他形式的搅拌结构。而该第一马达单元32具有一个第一马达321，以及一个动力衔接该第一马达321及该搅拌器31的搅拌轴部313的第一皮带轮组322。
[0024]本实施例该离心装置4包括一个可转动地安装在该研磨腔体I的盖壁13的第二架孔131上的离心座41，以及一个驱动该离心座41围绕该旋转中心10转动的第二马达单元42，该离心座41具有一个位于该研磨腔体I的研磨室14内并用来分离研磨介质及加工流体的主离心部411，以及一个位在该旋转中心10上与该主离心部411连动地结合且顶端穿出该第二架孔131的离心轴部412。该主离心部411具有一个圆盘状的基壁413、数个围绕该旋转中心10地安装在该基壁413上的扇叶414，以及数个分别介于所述扇叶414中相邻的其中两个间的离心通道415，该基壁413具有一个位于中央的组装孔416。而该离心轴部412插设在该组装孔416内，具有一个直向且开口朝上的主流道417，以及数个由外表面往该主流道417穿设的连通流道418，所述连通流道418与该主离心部411的离心通道415对应。而该第二马达单元42具有一个第二马达421，以及一个动力衔接该第二马达421及该离心座41的离心轴部412的第二皮带轮组422，在本较佳实施例，该第一及该第二皮带轮组322、422都是由皮带轮及皮带所组成。可以理解的是，该连通流道418也可以只有一个。
[0025]本实施例该循环单元6包括一个具有一个预混槽611的预混座61、一个用来搅拌预混槽611内的加工流体的预混器62、一条连接该预混槽611及该研磨腔体I的底壁12的原料入孔122的进料管63、一条连接该预混槽611及该离心座41的出料管64、一个将该出料管64的一端架设在该离心座41的主流道417内的轴封66，以及一个设在该进料管63上并且将加工流体泵送到该研磨室14内的帮浦65，利用该轴封66的安装，可以避免该出料管64随着该离心座41旋转。
[0026]本实施例的研磨机在使用时，该加工流体是摆放在该循环单元6的预混槽611内，受到该预混器62搅拌后，再以该帮浦65输送到该研磨室14内，而用来研磨该加工流体内的原料粒子的研磨介质，可置放在该研磨腔体I的研磨室14内，或者与加工流体一起打入研磨室14内。此时，操作者可根据加工流体的黏度，以及待研磨的原料粒子等等加工条件的差异，决定该搅拌器31及该离心座41的转速。较佳地，本实施例该搅拌器31的线速度范围可控制在大于O并小于或等于12m/s，而该离心座41的线速度范围可控制在大于O并小于或等于15m/s，该搅拌器31的转速通常低于该离心座41的转速。通过该帮浦65源源不断地将预混槽611内的加工流体由底部送入该研磨室14内，以及该搅拌器31的搅拌及推送，加工流体将因为该搅拌器31的搅拌及加工流体的推送逐渐地通过该搅拌器31。当加工流体通过设置该搅拌器31的区域时，位于该研磨室14内的研磨介质就会和加工流体中的原料粒子撞击，并达到研磨及纳米化的目的。
[0027]当经过研磨的加工流体在通过该离心座41时,在高速旋转下,加工流体与研磨介质都会因为离心力作用被甩开，但由于研磨介质的质量比加工流体大，故研磨介质会被甩的比较远，由于该循环单元6的帮浦65仍持续推动加工流体螺动前进，因此,加工流体会由该离心轴部412的连通流道418进入该主流道417，最后由该出料管64进入该预混槽611中。如此源源不断的混合、搅拌、研磨，就可将原料粒子撞击成所需尺寸的微细粒子。而在离心座41转动的过程中，质量相对较大的研磨介质会被该离心座41的离心力甩出所述离心通道415，然后慢慢地沉降到设置该搅拌器31的区域，也就是被分离的研磨介质可以持续加入搅拌研磨的过程中，使得原料粒子可以被研磨介质不断地碰撞、研磨，以提高研磨的品质。
[0028]由以上说明可知，本实用新型该研磨机以该第一马达321及该第二马达421分别传动该搅拌器31及该离心座41旋转的设计不但结构新颖，该项设计还可以根据加工条件不同选择不同的转速，使该搅拌器31及该离心座41具有不同的传动速率。因此，当本实用新型运用在高黏度的加工流体上，且预备将原料粒子研磨成纳米级的微细粒子时，只要选用粒径小于0.03mm的研磨介质,就可以通过提高该离心座41的旋转速率,而让研磨介质更容易与微细粒子分离，同时也可以改善在低转速研磨以及初始研磨时，研磨介质及原料粒子难以分离的缺失，故实用本新型的研磨机不但具有较佳的研磨效果，还适合运用在高黏度的加工流体，以及在低转速下将加工粒子纳米化等领域中，故也具有适用的研磨范围广等优点。除此之外，在相同产能的前提下，本实用新型的第一马达321及第二马达421的马力总和需求比以往研磨机低，故本实用新型还具有省电的功效。
【权利要求】
1.一种双轴驱动湿式介质搅拌研磨机，可利用研磨介质将加工流体中的原料粒子研磨成微细粒子，并自该加工流体中分离该研磨介质，该研磨机包含:一个包括一个研磨室的研磨腔体、一个搅拌装置、一个离心装置，以及一个带动该加工流体进出该研磨腔体的研磨室的循环单元，该搅拌装置包括一个安装在该研磨腔体上的搅拌器，该搅拌器具有一个位在该研磨腔体的研磨室内的主搅拌部，而该离心装置包括一个安装在该研磨腔体上的离心座,该离心座具有一个位于该研磨腔体的研磨室内并用来分离研磨介质及加工流体的主离心部；其特征在于: 该搅拌装置还包括一个驱动该搅拌器旋转的第一马达单元，而该离心装置还包括一个驱动该离心座旋转的第二马达单元。
2.根据权利要求1所述的双轴驱动湿式介质搅拌研磨机，其特征在于:该搅拌装置的搅拌器以及该离心装置的离心座都围绕一个旋转中心转动，该离心座的转速与该搅拌器的转速不同。
3.根据权利要求2所述的双轴驱动湿式介质搅拌研磨机，其特征在于:该离心座的转速高于该搅拌器的转速。
4.根据权利要求3所述的双轴驱动湿式介质搅拌研磨机，其特征在于:该离心座还具有一个位在该旋转中心上并与该主离心部连接的离心轴部，该离心轴部具有一个主流道，以及至少一个邻近该主离心部并与该主流道连通的连通流道，而该循环单元带动加工流体沿着一个循环方向前进，并将加工流体由邻近该搅拌器的一端送入该研磨室内，同时由该离心座的主流道送出。
5.根据权利要求4所述的双轴驱动湿式介质搅拌研磨机，其特征在于:该离心座的主离心部具有一个基壁、数个围绕该旋转中心并安装在该基壁上的扇叶，以及数个分别介于所述扇叶中相邻的其中两个间的离心通道，该基壁并具有一个位于中央的组装孔，而该离心轴部插设在该组装孔内，且该离心轴部的连通流道对应所述离心通道。
6.根据权利要求5所述的双轴驱动湿式介质搅拌研磨机，其特征在于:该研磨腔体还包括一个腔壁、一个位在该腔壁下方并供该搅拌器架设的底壁，以及一个位在该腔壁上方并供该离心座架设的盖壁，而该研磨室由该腔壁、该底壁及该盖壁共同界定而成。
7.根据权利要求6所述的双轴驱动湿式介质搅拌研磨机，其特征在于:该研磨腔体的腔壁具有一个内壁部、一个围绕在该内壁部外周围的外壁部，以及一个介于该内壁部及该外壁部间并围绕该研磨室的冷却空间，又该研磨机还包含一个将冷却水送进并送出该冷却空间的冷却系统。
8.根据权利要求7所述的双轴驱动湿式介质搅拌研磨机，其特征在于:该循环单元包括一个具有一个预混槽的预混座、一个用来搅拌预混槽内的加工流体的预混器、一条连接该预混槽及该研磨室的进料管、一条连接该预混槽及该离心座的离心轴部的主流道的出料管，以及一个设在该进料管上并且将加工流体送到该研磨室内的帮浦；该进料管的一端安装在该研磨腔体的底壁上，又该循环单元还包括一个将该出料管的一端架设在该离心座的主流道内的轴封。
【文档编号】B02C17/10GK203678460SQ201320861185
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】陈成家, 廖志伟, 赖柏宏 申请人:富鑫奈米科技股份有限公司