一种剪切球磨一体化装置的制作方法

本发明属于剪切和球磨设备技术领域，特别涉及一种剪切与球磨一体化装置。

背景技术：

在食品加工行业，常常需要将食品进行超细粉碎，如辣椒粉、芝麻粉、核桃粉，只有超细颗粒达到300目以下才能有很好的口感。因此，剪切和球磨是两种较为常见的粉碎操作。在剪切操作过程中：由于转子高速旋转所产生的高切线速度和高频机械效应带来的强劲动能，使物料在定子和转子两个狭窄的间隙的机械剪切作用而被切断，此法可用于粉碎脆性物料，新形成的物料表面比较规则，而且易于控制颗粒的大小；在球磨操作过程中，物料在两个相对滑动的粗糙工作面之间受到摩擦、剪切等作用，当剪切力达到物料的剪切强度极限时，就会被磨削成细粒。此法可用于小块或韧性物料的粉磨。目前，现有的剪切设备和球磨设备大多属于独立的单机设备。食品加工生产过程中，首先需要将待加工原料先送入剪切设备，等待剪切过程完成，将大块的物料剪切为多个小块物料，然后再将小块物料收集后再统一送入球磨设备，等待球磨过程完成，最终收集球磨完成的物料。此生产加工过程，操作工序繁杂，所耗费的工时较长，同时也降低了生产加工的效率。因此，现在亟需一种高效的剪切球磨一体化设备。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足，该剪切与球磨一体化装置用于干法剪切与球磨，不存在任何溶剂的污染，可提高待加工物料的清洁性与安全性。

提供一种剪切球磨一体化装置，本发明的技术方案是：

一种剪切球磨一体化装置，其特征在于，

包括壳体，所述壳体上一侧设置有进料口，所述壳体另一侧设置有出料口、球磨介质进口和排渣口；

所述壳体为中空的腔体，腔体内依次设置有均质输送区、剪切区和超细球磨区；

均质输送区中心设置有推送装置，所述推送装置用于将进料口进入的原料均匀推进到剪切区，所述超细球磨区中心设置有球磨装置，在球磨介质的参与下球磨装置用于球磨从剪切区剪切后的原料。

对上述方案的进一步改进，均质输送区上设置有进料口，均质输送区一端通过第一轴承连接第一带轮，所述均质输送区另一端与锥形剪切区首端相接，所述锥形剪切区末端与超细球磨区的左端衔接，所述超细球磨区的右端通过第二轴承与第二带轮连接；

所述超细球磨区的右端面上部连接有球磨介质进口，下部连接一排渣口。

对上述方案的进一步改进，所述均质输送区内的推送装置为输送主轴，所述输送主轴周向连接有螺旋叶片，所述输送主轴一端伸出壳体的腔体外并与第一带轮相连；输送主轴与壳体的连接处设置第一轴承和第一轴承盖。

对上述方案的进一步改进，所述剪切区内设置有剪切转子，剪切转子连接在球磨主轴上并由球磨主轴驱动旋转，剪切转子呈锥形结构，剪切转子外锥面上间隔垂直均匀排布有多个筋板，在各筋板一端安装挡板，各筋板的另一端固定有剪切组件。

对上述方案的进一步改进，所述超细球磨区中心设置有球磨主轴，所述球磨主轴外圆周设置有球磨动转子，所述球磨动转子在球磨主轴的驱动下旋转，所述球磨主轴的另一端伸出球磨区的腔体外并与第二带轮相连；在球磨区的腔体内部周向设置有筛网，所述筛网套设在球磨动转子的外围并贴近腔体内壁设置，所述筛网上均匀排布有微米级小孔。

对上述方案的进一步改进，所述剪切区与球磨区之间过渡的壳体内壁为抛物线结构。

对上述方案的进一步改进，所述剪切组件与壳体内壁的之间的间距为l，且l的范围为1mm-5mm。

对上述方案的进一步改进，所述剪切组件为两片锯齿状的剪切刀片，剪切刀片并排固定在筋板的前端两侧面。

对上述方案的进一步改进，剪切刀片背向安装在筋板上，剪切刀片一面有倾斜角a为30°±2°的锋面刃口。

对上述方案的进一步改进，所述进料口设置在壳体的上部，穿过壳体后与输送区相连通，所述球磨介质进口和排渣口分别位于壳体端面的上部和下部，球磨介质进口和排渣口穿过壳体后与球磨区相连通。

本发明具有以下优点：

本发明的一种剪切与球磨一体化装置结构合理，拆装方便；

1、剪切区锯齿状刀片可提升物料的剪切效率，既能够有效实现对物料的剪切功能，其中具有一面锋面刃口的剪切刀片实现了剪切的单向性，增强物料在加工过程中的单向流动性，并使得剪切效果得到保证，同时对物料有很好的导向性；

2、球磨区中大面积分离筛网设计，极大提高出料效率，使得在线剪切球磨功能更加流畅与完善；

3、剪切区与球磨区之间的壳体内壁采用抛物线结构过渡，有利于降低结构应力，提高了设备的可靠性。

4、整体结构集剪切功能、球磨功能于一体，可有效提高物料加工效率，大大减少加工时间；能够缩短物料加工工序，实现从原材料直接到微米级粉体颗粒的剪切研磨过程，生产过程无污染产生，粉体生产效率得到极大提高。

附图说明

图1为本发明一种剪切与球磨一体化装置的结构示意图。

图2为本发明一种螺旋输送的结构示意图。

图3为本发明一种剪切转子的结构示意图。

图4为本发明图1中虚线框中的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种剪切球磨一体化装置，其特征在于，

包括壳体4，所述壳体4上一侧设置有进料口5，所述壳体另一侧设置有出料口16、球磨介质进口19和排渣口20；出料口连接在球磨区的球磨腔体中心位置上，且通过其他出料方式将物料抽出出料口。

所述壳体为中空的腔体，腔体内依次设置有均质输送区、剪切区和超细球磨区；

均质输送区中心设置有推送装置，所述推送装置用于将进料口进入的原料均匀推进到剪切区，所述超细球磨区中心设置有球磨装置，在球磨介质的参与下球磨装置用于球磨从剪切区剪切后的原料。

对上述方案的进一步改进，均质输送区上设置有进料口5，均质输送区一端通过第一轴承3连接第一带轮1，所述均质输送区另一端与锥形剪切区首端相接，所述锥形剪切区末端与超细球磨区的左端衔接，所述超细球磨区的右端通过第二轴承17与第二带轮21连接；第二带轮21与外部一电机连接，驱动球磨主轴旋转。第一带轮1与外部另一电机相连，通过电机驱动输送主轴旋转。

所述超细球磨区的右端面上部连接有球磨介质进口19，下部连接一排渣口20。

连接出料口的超细球磨区的腔体下部带有锥度，且锥角为10°，以保证物料在自身重力作用下更好地流向出料口，从而提升出料效率。

对上述方案的进一步改进，所述均质输送区内的推送装置为输送主轴6，所述输送主轴6周向连接有螺旋叶片7，所述输送主轴一端伸出壳体的腔体外并与第一带轮1相连；输送主轴6与壳体4的连接处设置第一轴承3和第一轴承盖2。

螺旋叶片的直径根据生产能力和物料的类型具体确定，螺旋螺距为螺旋叶片直径的0.8倍。

对上述方案的进一步改进，所述剪切区内设置有剪切转子10，剪切转子连接在球磨主轴15上并由球磨主轴驱动旋转，剪切转子呈锥形结构，剪切转子外锥面上间隔垂直均匀排布有多个筋板9，在各筋板一端安装挡板11，各筋板的另一端固定有剪切组件8。相邻两筋板与剪切转子之间共同构成物料导向槽12，被剪切加工后的物料，沿着导向槽，通过挡板的开口，流入球磨区。剪切区既能够有效实现对物料的剪切功能，同时对剪切后的碎物料有很好的导向性，增强碎物料在加工过程中的单向流动性。

对上述方案的进一步改进，所述超细球磨区中心设置有球磨主轴15，所述球磨主轴外圆周设置有球磨动转子14，所述球磨动转子在球磨主轴的驱动下旋转，所述球磨主轴15的另一端伸出球磨区的腔体外并与第二带轮21相连；在球磨区的腔体内部周向设置有筛网13，所述筛网套设在球磨动转子的外围并贴近腔体内壁设置，所述筛网上均匀排布有微米级小孔。筛网一端连接壳体，另一端连接球磨区的腔体，这样的圆筒结构的筛网，较现有的平面结构的筛网，其分离面积更大，分离效率提高。且筛网上均匀排布有微米级小孔，用于分离达到所需粒径要求的物料，提高出料效率，使得在线剪切球磨功能更加完善与流畅。球磨动转子为耐磨陶瓷材料，两者之间通过键与球磨主轴15连接。

对上述方案的进一步改进，所述剪切区与球磨区之间过渡的壳体内壁为抛物线结构22，抛物线方程为(r–5.2)²=4a(h-5.41)，其中r是抛物线截面半径值，h为抛物线截面高度值，a为焦准距。采用抛物线过渡结构，有利于降低结构应力，提高了设备的可靠性。

对上述方案的进一步改进，所述剪切组件与壳体内壁的之间的间距为l，该间距可根据不同的物料特性进行调节，且l的范围为1mm~5mm，以保证物料能够与剪切组件充分接触，剪切成一定的颗粒大小。

对上述方案的进一步改进，所述剪切组件8为两片锯齿状的剪切刀片，剪切刀片并排固定在筋板的前端两侧面。

对上述方案的进一步改进，剪切刀片一面有倾斜角a为30°±2°的锋面刃口。两刀片背向安装在筋板上，无论转轴旋转方向，均可获得优异的剪切效果。剪切刀片通过螺钉固定在剪切转子的筋板上，在刀片被磨损后，更换新的剪切刀片即可，无需连同剪切转子一起更换，更加方便实用。且每块筋板上固定两块对称的剪切刀片，增加剪切效率。剪切刀片的厚度为1mm~3mm。材质为钨钢合金，耐磨性能更高；且剪切刀片为锯齿状结构，对物料的剪切效果更佳。剪切刀片呈偶数列对称均匀排布于剪切转子的筋板上，使得物料剪切更佳均一，设备稳定性更好。

对上述方案的进一步改进，所述进料口5设置在壳体4的上部，穿过壳体后与输送区相连通，所述球磨介质进口和排渣口分别位于壳体端面的上部和下部，球磨介质进口19和排渣口20穿过壳体后与球磨区相连通。

所述球磨介质进口19为带有弯管的结构。带弯管的球磨介质进口19，有利于球磨介质的添加。

工作原理：物料从进料口加入，进而流入壳体4内部，传动系统带动输送主轴6高速旋转，物料受到螺旋叶片7的法向推力的作用，在该推力和螺旋叶片7对物料的摩擦力以及物料本身的重力下的共同作用，使得螺旋叶片7带动物料沿着轴向移动，物料被平稳的由进料口输送到剪切区。由于剪切刀片8连接于剪切转子10外表面的筋板9上，高速旋转的剪切转子10带动剪切刀片一起旋转，故当物料到达剪切区时，剪切刀片8会与物料之间产生强大的机械剪切力，使得大颗粒的物料被剪切为小块。每相邻的两个筋板9与剪切转子10共同组成一个导向槽，挡板11紧连着剪切转子10，且挡板11上有开口，挡板11与导向槽相结合，以到达更好的单向导向性。小块的物料沿着导向槽，途径挡板11上的开口，进入球磨腔体内部，与预先从球磨介质进口19加入的球磨介质相混合充满整个球磨腔体，高速旋转的球磨主轴15带动球磨转子14在球磨腔体内部高速旋转，从而加剧物料与球磨介质的碰撞摩擦与能量交换。

本装置的超细粉碎效果与传统球磨机相比，具有适应物料范围广、剪切和球磨工序实现了有机结合，物料快速高效剪切并自动甩入球磨腔，球磨过程没有任何研磨剂添加，纯物理的干法球磨，对物料无任何污染。粉体通过大面积的筛网进行过滤，出粉效率高缩短了工时，可提供更大的生产效率。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。