专利名称：用于生产球形石墨的气流涡旋粉体细化机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气流涡旋粉体细化机，具体地说是专用于生产球形石墨的气流涡旋粉体细化机。
背景技术：
目前，用于生产普通石墨粉的粉碎设备较多，其品种也较为杂乱，但是，专用于生 产球形石墨粉的设备还没有问世。近几年来，有个别的生产企业为生产球形石墨粉，对生产 普通石墨粉的设备进行了改造，但其生产效果不好，制得的产品远达不到球形石墨粉的指 标要求，特别是石墨粉的球形圆度、球形石墨粉的粒度分布范围、球形石墨粉的密度指标和 比表面积指标等无法实现用户所需的技术要求，在一定的程度上制约了我国及国际上对球 形石墨粉的应用，制约了特殊行业的需求。究其技术方面的主要原因是因一般石墨粉(不 包括球形石墨粉)采用的是机械粉碎的原理，即采取的技术方案是将石墨粉用机械的方式 进行粉碎，使大颗粒变成小颗粒即可。机械方式粉碎出的石墨粉，其颗粒状呈不规则形，片 状的、三角形的、类似球形的混杂在一起。就粒度的分布来说，因设备的技术因素使得产品 粒度分布大小不一，粉筛时也十分困难，为此，制得的产品只能作为一般的材料使用。从现 有设备不能制得球形石墨粉的具体缺陷来说，其技术上困扰的难题体现在如下方面一是， 设备的粉碎腔或球化室设计不合理，一般设备的物料进口和出料口均设置在粉碎腔上，当 物料进入后直接在粉碎腔实施粉碎，在很短时间内从出料口排出，只形成机械的破碎过程， 缺乏物理碰撞和团聚的过程；二是，磨盘及刀具设计不合理，一般的设备均采用“破碎机”磨 盘的工作原理，将刀具设置在磨盘上平面上，当物料从破碎腔进入后直接落入磨盘的上平 面上，磨盘转动中只能使物料在磨盘的上方进行破碎或运动，其磨盘上的刀具只能实施局 部的剪切；三是，一般的设备采用较高的转子速度，人们普遍认为速度越高其破碎的效果越 好，其实并非如此。上述问题是当今石墨制备中严重制约本技术领域的技术人员发展的关 键因素，也是阻碍制备球形石墨粉技术的关键因素。
实用新型内容本实用新型的目的旨在解决上述技术问题的不足，提供一种专用于生产球形石墨 的气流涡旋粉体细化机，该设备能够使得石墨粉在气流涡旋球化室内实现粉碎、剪切、碰 撞、摩擦和团聚的物理过程，或实现物理球化过程与机械粉碎过程相结合，以实现制得的产 品为球形，其球形石墨粉的粒度分布、振实密度和比表面积，均可控制在事先设定值的范围 内，可提高产率3倍以上，可实现全自动控制，设备的密闭性能好，无粉尘外露，可极大降低 生产成本。本实用新型为解决上述技术问题，所采用的技术方案是用于生产球形石墨的气 流涡旋粉体细化机，由机体、球化传动装置和内分级机传动装置组成，在机体的下端设有进 料口，在机体的顶端设有出料口，在机体内壁中部设有齿圈，齿圈的下端面与机体底面之间 为物料流动室，齿圈的下端面与机体顶面之间为球化室；在物料流动室中设有一个密封体，在密封体的上端设有一个粉体球化转盘，粉体球化转盘的圆周端面与齿圈相对，在粉体球 化转盘的圆周上平面一周等距设有粉体刀，粉体刀的数量为13-18个，粉体刀长度的三分 之一伸出粉体球化转盘；粉体球化转盘固定在转轴上，转轴上设有轴承和轴承座，转轴、轴 承和轴承座设置在密封体内，在密封体与轴承座之间为一个密闭的空腔，在空腔内设有可 循环流动的冷却液；在球化室内设有分流环和内分级机，内分级机设置在分流环内。 本实用新型，所述的进料口由物料流动室经齿圈和粉体球化转盘之间的间隙与球 化室相通。本实用新型，所述的出料口，经分流环与球化室相通。本实用新型，所述的球化传动装置，由电机、传动带和转轴组成。本实用新型，所述的内分级机传动装置，由内分级机电机、传动带和内分级机转轴 组成。本实用新型，所述粉体刀12的外端面与齿圈6之间的间隙为5mm 35mm，所述粉 体刀12可选用合金钢、陶瓷或者铸铁等耐磨材料，粉体刀12形状可以为长方体。本实用新型，所述的齿圈6，其高度为110-140mm，直径为750_800mm，在其内表面 上等距垂直设有多条凸凹的齿条，齿条数为90-125个，齿条的厚度为1-2. 5mm，所述的齿圈 可选用合金钢、陶瓷或者铸铁等耐磨材料。本实用新型的有益效果是为充分说明本实用新型有益效果，在没有相同技术领域的现有技术比较的情况 下，将本实用新型与相关技术领域中的现有技术对比，作如下的区别分析。本实用新型与相关技术领域中的现有技术中的区别之一是，将气流涡旋球化机中 的腔体设置为上球化室和下物料流动室，其物料入口设置在流动室的底部，当物料从入口 流向球化室时，必须从底部的流动室向上流动，当向上流动的过程中，物料所流向的唯一通 路是球化转盘与齿圈之间的间隙，即实现了石墨粉在流向球化室的通路中进行粉碎、剪切、 碰撞、摩擦和团聚的第一个过程。本实用新型与相关技术领域中的现有技术的区别之二是，产品的出口设置在球化 室的顶部，当石墨粉流向出口时，必须经过球化室中设置的分流环和上分级机，石墨粉在分 流环和上分级机的作用下，必须再经过球化室的碰撞、摩擦和团聚的多次过程后，再由分流 环和上分级机分离后合格的颗粒排出，未能合格的颗粒继续继续碰撞、摩擦和团聚的物料 过程。本实用新型与相关技术领域中的现有技术的区别之三是，刀具的设置方式，即刀 具设置在球化转盘端部，其粉体刀长度的三分之一伸出粉体球化转盘，粉体刀的外端面与 齿圈之间的间隙为5mm 35mm，所述的齿圈的高度为110_140mm，直径为750_800mm，在其内 表面上等距垂直设有多条凸凹的齿条，齿条数为90-125个，齿条的厚度为1-2. 5mm,通过设 置以上参数有效控制了石墨粉从底部向上流动的速度，有效控制了石墨粉的粉碎、剪切、碰 撞、摩擦和团聚的质量。本实用新型与相关技术领域中的现有技术的区别之四是，球化转动中的转轴、轴 承和轴承座的冷却系统，设置该冷却系统后可有效降低机体内的温度，其作用有二，一是能 够降低机体内部的温度，确保石墨粉在所要求的恒定温度范围内进行物理化过程；二是可 降低转轴、轴承和轴承座温度，减少转子的故障率，确保设备能够实现长时间的运转。[0017]本实用新型与相关技术领域中的现有技术对比，可提高产率3倍以上；能够实现制得的产品为球形，其球形石墨粉的粒度分布、振实密度和比表面积，均可控制在事先设 定值的范围内，可满足不同用户的需求；可实现全自动控制；设备的密闭性能好，无粉尘外 露；可实现降低能耗50%以上，可极大降低生产成本；该设备可实现多天连续运转，安全可罪。
图1是本实用新型的结构示意图。图中标记1、机体，2、球化传动装置，3、内分级机传动装置，4、进料口，5、出料口， 6、齿圈，7、粉体球化转盘，8、转轴，9、轴承，10、轴承座，11、密封体，12、粉体刀，13、分流环， 14、球化室，15、电机，16、内分级机电机，17、内分级机转轴，18、内分级机，19、物料流动室， 20、空腔，21、传动带，22、传动带。
具体实施方式
如图所示，用于生产球形石墨的气流涡旋粉体细化机，由机体1、球化传动装置2 和内分级机传动装置3组成，在机体1的下端设有进料口 4，在机体1的顶端设有出料口 5， 在机体1内壁中部设有齿圈6，齿圈6的下端面与机体1底面之间为物料流动室19，齿圈6 的下端面与机体1顶面之间为球化室14 ；在物料流动室19中设有一个密封体11，在密封体 11的上端设有一个粉体球化转盘7，粉体球化转盘7的圆周端面与齿圈6相对，在粉体球化 转盘7的圆周上平面一周等距设有粉体刀12，粉体刀12的数量为16个，粉体刀12长度的 三分之一伸出粉体球化转盘7 ；粉体球化转盘7固定在转轴8上，转轴8上设有轴承9和轴 承座10，转轴8、轴承9和轴承座10设置在密封体11内，在密封体11与轴承座10之间为 一个密闭的空腔20，在空腔20内设有可循环流动的冷却液；在球化室14内设有分流环13 和内分级机18，内分级机18设置在分流环13内。本实用新型，所述的进料口 4由物料流动室19经齿圈6和粉体球化转盘7之间的 间隙与球化室14相通。本实用新型，所述的出料口 5，经分流环13与球化室14相通。本实用新型，所述的球化传动装置2，由电机15、传动带21和转轴8组成。本实用新型，所述的内分级机传动装置3，由内分级机电机16、传动带22和内分级 机转轴17组成。本实用新型，所述粉体刀12的外端面与齿圈6之间的间隙为5mm 35mm，所述粉 体刀12可选用合金钢、陶瓷或者铸铁等耐磨材料，粉体刀12形状可以为长方体。本实用新型，所述的齿圈6，其高度为130mm，其直径为770mm，在其内表面上等距 垂直设有多条凸凹的齿条，齿条数为112个，齿条的厚度为1.6mm，所述的齿圈可选用合金 钢、陶瓷或者铸铁等耐磨材料。本实用新型，所述的分流环13呈圆锥形，两端有开口，上端开口大于下端开口，所 述的分流环上端通过支架设置在出料口处，且其上端面与球化室的上壁距离为20-35mm，当 较重的颗粒被叶轮离心力甩至出料口时，可以沿分流环上端的缝隙处进入球化室，继续粉 体。[0028]本实用新型中所述的密封体11上设有冷却液进口和冷却液出口，冷却液进口设 置在密封体的下部，冷却液出口设置在密封体的上部，冷却液进口与外部压力泵连接，因 此，冷却液从下部进入时，沿轴承座四周并将其冷却(高速转动的轴承将产生的热量传递 给轴承座)，从上部的出口处将热量带出，有效降低其内轴承的温度，提高了设备使用寿命。本实用新型中所述的粉体细化是指将石墨颗粒实施粉体、细化的过程，已达到降 低其粒径的目的。本实用新型采用粉体刀切割和高速气流冲击，碰撞双重粉体功能于一体，在粉体刀切割粉体过程中，物料在粉体球化转盘的粉体刀与齿圈之间的摩擦、碰撞，同时粉体球化 转盘产生高速气流随粉体刀切割方向旋转，物料在气流中加速，并与固定齿圈产生高速碰 撞，使得天然鳞片在次过程中实施碰撞、剪切、气流摩擦、研磨、团聚等动作，反复循环冲击 使物料同时受到双重粉体，加速物料的粉体率。首先石墨颗粒在高速旋转的转子作用下，先 被迅速分散，同时不断受到粉体刀、齿圈和高速气流的强大冲击、粒子之间的相互碰撞、摩 擦和剪切等作用。石墨颗粒被不断循环，在较短时间内形状不规则石墨颗粒被处理为球形 或近球形颗粒，驱动电机转速为3000r/min，处理时间为10或15min。处理前后微晶石墨和 鳞片石墨颗粒的形状均发生了明显的变化，而且颗粒表面有小颗粒的粘附。因此可推断球 形化的形成机理为(1)在初始阶段是鳞片石墨微粉颗粒受冲击弯曲、叠合，同时研磨使得 尖锐的棱角断裂；(2)鳞片石墨微粉逐渐成球，但细颗粒增加；(3)细颗粒吸附在大颗粒上； (4)细颗粒固定和嵌入后继续受冲击，球形石墨微粉逐渐密实。也即初始阶段是冲击研磨过 程，然后是少量细颗粒在粗颗粒表面的粘附和固定密实过程。小颗粒吸附在大颗粒表面主 要发生在最初的几分钟内，牢固吸附主要发生在整形的后几分钟内，颗粒之间主要以范德 华引力和静电引力发生吸附。本实用新型在球化室的出料口处设置分流环13和内分级机18，其一、稳定气流， 加速物料粉体，使物料实施气流磨擦、团聚等动作后易处理成球形；其二、完成初步球化后 的分级，分级效果好，分流环将球化室分成两块，球化室和由分流环围成的空间构成的分级 室，分级机叶轮设置在分级室内并有变频电机驱动，由于分流环呈上下开口状，且下端开口 直径小于上端开口，因此在分级室中心处形成漩涡状气流，石墨被实施气流摩擦、团聚和分 流环壁碰撞后产生类球状石墨，同时，在分级室内形成强大的离心力，在离心力的作用下， 大或重的颗粒受离心作用力大，故被甩至分流环外围，并不再受离心力的影响，物料或者与 设置在球化室内的固定齿圈产生高速碰撞、冲击，或者落入粉体盘内继续粉体，小或轻的物 料受离心力作用小，在分级室内的中心处悬停，受风机的提供的负压影响被带至高处，顺管 道运动至下一组件内被分级或收集。每级产出的物料由质检员抽检查出其分布粒径，通过 变频调节叶轮的转速便可调整分级室中离心力的大小，达到初步分出指定粒度的物料的目 的。以上可知，该设备能够使得石墨粉在球化室内实现粉碎、剪切、碰撞、摩擦和团聚 的物理过程，或实现物理球化过程与机械粉碎过程相结合，以实现制得的产品为球形，其球 形石墨粉的粒度分布、振实密度和比表面积，均可控制在事先设定值的范围内，可提高产率 3倍以上，可实现全自动控制，设备的密闭性能好，无粉尘外露，可极大降低生产成本。
权利要求用于生产球形石墨的气流涡旋粉体细化机，由机体(1)、球化传动装置(2)和内分级机传动装置(3)组成，其特征是在机体(1)的下端设有进料口(4)，在机体(1)的顶端设有出料口(5)，在机体(1)内壁中部设有齿圈(6)，齿圈(6)的下端面与机体(1)底面之间为物料流动室(19)，齿圈(6)的下端面与机体(1)顶面之间为球化室(14)；在物料流动室(19)中设有一个密封体(11)，在密封体(11)的上端设有一个粉体球化转盘(7)，粉体球化转盘(7)的圆周端面与齿圈(6)相对，在粉体球化转盘(7)的圆周上平面一周等距设有粉体刀(12)，粉体刀(12)的数量为13-18个，粉体刀(12)长度的三分之一伸出粉体球化转盘(7)；粉体球化转盘(7)固定在转轴(8)上，转轴(8)上设有轴承(9)和轴承座(10)，转轴(8)、轴承(9)和轴承座(10)设置在密封体(11)内，在密封体(11)与轴承座(10)之间为一个密闭的空腔(20)，在空腔(20)内设有可循环流动的冷却液；在球化室(14)内设有分流环(13)和内分级机(18)，内分级机(18)设置在分流环(13)内。
2.根据权利要求1所述的用于生产球形石墨的气流涡旋粉体细化机，其特征是所述 的球化传动装置(2)，由电机(15)、传动带(21)和转轴⑶组成。
3.根据权利要求1所述的用于生产球形石墨的气流涡旋粉体细化机，其特征是所述 的内分级机传动装置(3)，由内分级机电机(16)、传动带(22)和内分级机转轴(17)组成。
4.根据权利要求1所述的用于生产球形石墨的气流涡旋粉体细化机，其特征是所述 粉体刀(12)的外端面与齿圈(6)之间的间隙为5mm 35mm。
5.根据权利要求1所述的用于生产球形石墨的气流涡旋粉体细化机，其特征是所述 的齿圈(6)，其高度为110-140mm，其直径为750-800mm，在其内表面上等距垂直设有多条凸 凹的齿条，齿条数为90-125个，齿条的厚度为1-2. 5mm。
专利摘要用于生产球形石墨的气流涡旋粉体细化机，包括机体、球化传动装置和内分级机传动装置组成，在机体内设有内分级机、粉体球化模块和冷却系统，本实用新型合理设计内部粉体模块和分级模块，从而提供一种专用于生产球形石墨的气流涡旋粉体细化机，该设备能够使得石墨粉在气流涡旋球化室内实现粉碎、剪切、碰撞、摩擦和团聚的物理过程，或实现物理球化过程与机械粉碎过程相结合，以实现制得的产品为球形，其球形石墨粉的粒度分布、振实密度和比表面积，均可控制在事先设定值的范围内，可提高产率3倍以上，可实现全自动控制，设备的密闭性能好，无粉尘外露，可极大降低生产成本。
文档编号C01B31/04GK201553612SQ200920258558
公开日2010年8月18日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者侯玉奇 申请人:洛阳市冠奇工贸有限责任公司