專利名稱：環流型離心磨的制作方法
技術領域：
本發明是一種利用離心慣性力粉碎物料的機械裝置。
現有離心磨碎機械有拋擲式與非拋擲式之分。屬于前者的兩項蘇聯發明，發明者證書NO632390(B02C13/26)-19977年、NO613811(B02C19/00)-1976年，在技術實質上與本發明極為接近。它們具有固定的外殼，殼內有沿立軸旋轉的呈盤狀的轉子、物料被旋轉的轉子拋出，與外殼沖撞并互撞后，回到轉子中部，再重復上述過程，如此反復，于是被粉碎。其外殼內壁開狀以使物料與殼壁撞擊后能回到轉子中部，實現重復拋擲循環為準。此類裝置依靠沖擊作用實現粉碎，故屬沖擊型。由于物料與外殼之間不可避免沖擊，因此在使用時，雖可提高粉碎效率，卻大大增加了設備損耗。而且不能連續生產，產品粒度一致性差，使用性能仍比不上歷史悠久的球磨機、棒磨機、盤磨機等，故未能獲得廣泛的工業應用。
本發明的任務是提供一種對物料進行反復磨碎，包括超細粉碎，直到所需粒度，并立即隨時排出機外的，效率較高，能連續生產的離心磨。
本發明的任務是這樣實現的在機座上，將端面為內凹旋轉曲面的轉子和導流罩靠近、相對、同軸安置，構成環形室-磨碎室。以環形室外側轉子與導流罩端面周邊間的間隙為磨碎室的排料口，導流罩中心開孔，使環形室內側轉子與導流罩間間隙與外部溝通，作為磨碎室的給料口中。顯然上述結構可形成一個以上同心分布的環形磨碎室，而內圈磨碎室的排料口即成為外圈主要成分碎室的給料口。磨碎室內，轉子上有沿園周均布的葉片-徑向式、后向式，或其他型式葉片，以帶動物料;導流罩上有順轉子旋轉方向，從外緣盤旋向內延伸的導向筋或槽，使轉子周邊拋邊的物料返回到磨碎室內側。
于是，當轉子軸線為豎直方向時，從位于轉子上面，靜止或以低于轉子轉速旋轉的導流罩上的給料口加入的物料，被旋轉的轉子帶動，一面同樣繞軸旋轉，一面在離心慣性力作用下向外側運動，很快到達排料口。在排料口處，導流罩內徑DD一般略大于轉子內徑DB，因此有這兩同心園間，大園上一點到小園上切點間的距離S;設排料口寬度為L;物料顆粒直徑為d;物料顆粒離開轉子邊緣的瞬時速度與轉子旋轉平面間夾角角為α。那末，保證產品在排料口暢通無阻的條件是L>Ssinα、Ssinα>L-Ssinα即Ssinα<L<2Ssinα。在理想狀況下，進入排料口的最大物料顆粒d<2(L-Ssinα)。可見，在一定范圍內改變L可調節產品粒度，并保證排料暢通。當然，磨機中的實際工作情況與理想狀況相距甚遠，設計仍應參考實驗數據，并考慮其他多項參數。如干法精細磨或物料比重較輕時，排料口中氣流就成為影響排料的極重要因素，因此必須對磨碎室內氣流及室內外氣壓差等參數多加考慮。此外，與沖擊型離心磨不同，導流罩放轉曲面，及其內導向筋或槽的設計，以盡量減少離開轉子邊緣進入導流罩的物料與其的沖擊作用為原則之一，故DD/DB只宜略大于1。
未能進入排料口的顆粒，依靠慣性，順導流罩從其外緣沖向內緣。此時由于運動方向、速度大小不斷改變，空間漸趨縮小，因此不但存在物料顆粒與導流罩之間的強力研磨作用，而且顆粒間也有劇烈的研磨、碰撞。當顆粒最終由導流罩回到轉子上時，更會發生的沖擊作用。因到轉子上的顆粒，再重復上述由一環形空間內側-外側-內側的循環運動，并在不斷的研磨、沖擊作用下被粉碎為更小的顆粒，直至能進入排料口，排出機外。由于磨碎室容積、內外側極不對稱-內側大大小小外側，而物料顆粒在室內側的運動速度又低于外側，即停留時間相對較長，從而產生物料在內側的“堆積”。這就對給料形成一種自動節制，以保持磨碎定室內物料量的穩定;同時雙使沖擊作用幾乎完全發生在顆粒之間，不但局部避免了轉子的磨損，而且這也是在磨碎工作中使磨介，提高磨碎效率或實現超細粉碎的依據。關于磨介的使用，可參考球磨機，但一般所需考慮的參數要少得多，充填率要低得多。
本發明顯然具有以下優點1)避免了過粉碎現象。可簡化粉碎篩分流程，降低能耗。小規模生產時，可降低設備投資額。
2)可隨時根據需要采用干法或濕法球磨、自磨等不同的磨碎工藝。自磨的適應物料品種范圍廣，故可降低鋼耗。
3)可有效地應用于對多種物料的超細粉碎。
4)對各種性質的物料及較寬的的給料粒度組成，有一定自適應能力，操作參數少，使用方便，可應用范圍廣。
5)便于密封，污染少。，以下，將結合附圖對本發明進一步描述
圖1是單顆粒物料在環形磨碎室內作循環運動的示意圖。(此圖廉作摘要附圖)圖2是不同的環形室截面數例。
圖3是理想狀況下，顆粒進入排料口的示意圖。
圖4是本發明的一種微型機結構簡圖。
圖5是本發明的一種兩級離心磨除驅動、操縱外的主要工作部分結構簡圖。
現分別說明如下
圖1中，B、D分別為轉子和導流罩上的某種旋轉曲面，箭頭G為給料方向;箭頭Q為排料方向;環形室內虛線為轉子以速度ω旋轉時，顆粒作內側-外側-內側循環運動的某種空間軌跡。
圖2所示環形室截面，左側均為環形室外側，即排料口側，右側均為環形室內側，即給料口側。顯然，構成不同截面的上、下兩條曲線即分別為導流罩和轉子上旋轉曲面的母線，圖例也不是這些母線的所有可選擇曲線和唯一組合方式，截面(1)一般為加工物料比表面較大的磨碎室采用，因室內側底部個外傾，故轉子葉片可設計得較短，又因截面近似園形，較易形成氣流的螺管運動，有利于物料的循環運動和排料。截面(Ⅱ)，一般中、小型磨碎室均可采用個外側導流罩園弧部分的園心位于排料口以上，即形成一“內勾”弧面，因而有利于提高產品粒度一致性。截面(Ⅲ)一般為室內、外側壁環周長相近的磨碎室采用，如多級離心磨的外環形室，其內側下部形成物料流滯留區，故有利于發揮沖擊粉碎作用。截面(Ⅳ)(Ⅴ)一般為大型磨碎室采用，其導流罩在排料口上部有一段園柱面或園錐面，導向筋或槽即設置在此面上，物料在這段路程中，運動方向被迫由切向改為垂直或斜向上，然后由頂部園弧導回轉子中部，為降低生產成本，導流罩采用可更換襯板的組裝結構。其中截面(Ⅳ)環形室導流罩中心的錐筒部分為可上、下調節的活動結構，用以調節給料速度，使磨碎室內物料量保持在最佳穩定值，而截面(Ⅴ)環形室則是變了形的，因為雖然去掉了導流罩中心錐筒部分，物料仍將主要集中在一環形空間內循環運動，顯然，此磨碎室給料粒度范圍可很寬，但需另配備可調速的給料系統。其排料口寬度L、DD/DB均較一般磨碎室大，且L≤Ssind，故排料粒度由送入磨碎室的風量控制。
圖3中，DB、DD分別為轉子和導流罩在排料口處內徑，α為物料顆粒離開轉子時的瞬時速度與轉子旋轉平面間夾角角，L為排料口寬度，d1、d2為球形顆粒直徑。如圖示，離開轉子后的顆粒上半部某點最初與導流罩棱邊或周邊端面接觸時，顆粒可能折向，進入排料口，否則就不能，即有可能排料口顆粒d<2(L-Ssinα)。
圖4所示微型離子磨可供家用，借助于磨介-鋼球，能加工米粉等，它是在蝸殼<2>內置一由軸承支承，調節螺母<4>及碟形彈簧<5>作軸向定位的轉子<3>;在蝸殼<2>開口的端面上用螺釘壓緊導流罩<1>(圖中未壓緊)構成的，轉子<3>與導流罩<1>組成的環形室在排料口處DD略大于DB，環形室截面為圖2中構成截面(Ⅰ)(Ⅱ)的曲線交叉組合而成。環形室內，轉子<3>上的直線形徑向式葉片用以帶動物料，賦于顆粒動能，為避免過多占有環形室空間，葉片呈不等高形-外高內低，且高度滿足條件葉片與導向筋相對時，最大物物顆粒(包括磨介)可無阻通過。該設計讓物料顆粒由導流罩<1>回到轉子<3>上時的沖擊起主要粉碎作用，故在導流罩<1>上采用導向筋結構，先迫使物料運動從切向改為向心方向，再利用導流罩<1>內一段園弧，使之改為斜射向旋轉平面方向。顯然，導向筋或槽迫使物料偏離切線方向角度的大小及其展開長度，主要取決于讓那種粉碎作用-研磨或沖擊為主的考慮，而且這參數可通過改變導流罩運動狀態-靜止或旋轉(包括轉速大小或方向)，在一定范圍內加以調節，該裝置工作時導流罩<1>中心的孔-給料口朝上，電機空載直接驅動轉子<3>正常運轉后，以“填滿給料”方式給料，給料最大粒度一般取環形室截面橫向最大尺寸的1/15～1/20，因環形室尺度小，為提高效率，需使用磨介-可在加料開始時摻進數十粒鋼球。調正調節螺母<4>可使產品達到粒度要求，或補償轉子<3>與導流罩<1>端面周邊的磨損量，環形室排出的產品，在轉子<3>外緣葉片作用下，最后從蝸殼<2>出口-標Q'箭頭處，排出機外。
圖5所示兩級離心磨可供實驗室或工業生產用，它的轉子<11>通過軸承座<21>支承于機座<19>內，外導流罩<17>直接固定在機座<19>上端，與轉子<11>組成外環形室-次級磨碎室，其截面形狀采用圖2中的截面(Ⅲ)型，內導流罩<14>通過可調螺蓋<13>，固定螺母<16>，鎖緊螺母<12>和外導流罩<17>同軸連接，與轉子<11>組成內環形室-初級磨碎室，其截面形狀采用圖2中的截面(Ⅱ)型，內、外環型室均有DD/DB≈1.01，且內環形室排料口低于外環形室排料口，以免干擾后者的排料。內環形室內轉子<11>上高矮，長短不一的葉片交錯排列，主要是為了盡可能使物料能從整個周邊均勻地拋擲出去。內、外導流罩<14>、<17>均采用導向筋結構，迫使物料運動從切向改為向心方向，并備有循環冷卻水通道C1、C2。機座<19>下部還裝有推力油缸<22>及液壓鎖<20>，在液壓系統控制下可使軸承座<21>作軸向上、下移動，并固定在所需位置，實現外環開室排料口寬度調節，此時轉子<11>上端面位置由指針<23>指示，需要時，還可從固定螺母<16>上的孔F插入光源，從機座<19>上的孔E1插入專用的規測裝置，直接觀察外環形排料口寬度，當然，對這一寬度的監測及防誤操作，也可有采用其他更精密的機械、液壓或電子裝置，軸承座<21>下移至最低點時，驅動轉子<11>，即可拋出全部積存物，讓磨碎室得到清理，旋轉可調螺蓋<13>可調節內環室排料口寬度，寬度數值由刻度盤<15>上讀出，如需續數準確，可定期調節刻度盤<15>“對零”，與調節外環形室排料口寬度使產品達到所需粒度的目的不同，調節內環形室排料口寬度的目的主要是為了實現初、次級磨碎工作的良好匹配，即達到次級磨碎室的給料量等于或接近料量。因此在外導流罩<17>上設置了觀察窗口E2，借助于由孔F插入的光源，通過E2即可監視兩級磨碎的匹配情況，E2的另一個作用是在必要時，由此給次級磨碎室加入磨介。為適應干法超細粉碎或對比重較輕物料粉碎工作，內導流罩<14>給料口處留有進氣孔A2;機座<19>側壁上備有進氣孔A1，其內并可隨時裝上導風套<18>。同時調節外環形室排料口寬度，A1、A2處進氣量，就可使產品達到粒度要求。顯然，此時可任意選擇連續或間斷排料工作方式。外環形室排出的產品在轉子<11>外緣葉片作用下，最后從Q'箭頭處排出機外。
權利要求
1.利用離心慣性力粉碎物料的機械裝置，該裝置有用以拋擲物料，呈盤狀的轉子和機座。本發明的特征是a.由端面為內凹旋轉曲面的轉子和異流罩靠近、相對、同軸安置，構成環形磨碎室，以室內側兩者間間隙為給料口，室外側兩者間間隙為排料口；b.環形室內導流罩上有迫使物料改變運動方向的，從外緣向內延伸的導向筋或槽；c.工作時，轉子旋轉，導流罩靜止或以低于轉子轉速旋轉；
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征是同心分布的多個環形室相串連，即順序以內圈環形室排料口為外圈環形室給料口，組成多級磨碎;
3.根據權利要求所述的裝置，其特征是在環形磨碎室的排料口處，轉子與導流罩內徑不等-DD>DB;
4.根據權利要求所述的裝置，其特征是在環形磨碎室內側下部設置物料流滯留區;
5.根據權利要求所述的裝置，其特征是DD不等于導流罩最大內徑;
6.根據權利要求所述的裝置，其特征是用液壓或其他機構分別調節給料口、排料口寬度。
7.根據權利要求所述的裝置，其特征是轉子外緣有葉片，葉片所在空腔的進氣，配置有除環形磨碎室排料口外的其他通道;
8.根據權利要求所述的裝置，其特征是環形磨碎室排料口寬度L≤S·Sinα，控制對磨碎室的送風量，調節排料粒度。
全文摘要
本發明是一種利用離心慣性力，對物料進行反復磨碎，到所需粒度，立即隨時排出機外，可連續生產的機械裝置。該裝置由端面為內凹旋轉曲面的轉子和導流罩靠近、相對、同軸安置，構成環形室，以室內側兩者間間隙為給料口，室外側兩者間間隙為排料口，轉子旋轉，在導流罩及其內導向筋或槽作用下，物料在環形空間內，作內側—外側—內側的循環運動，并因運動中的研磨、沖擊作用而被不斷粉碎。它可應用于從家庭到礦業、建材、化工等各工業部門對多種物料的粉碎加工，尤宜作實驗室設備。
文檔編號B02C19/00GK1067833SQ9110411
公開日1993年1月13日 申請日期1991年6月16日 優先權日1991年6月16日
發明者羅叔壯 申請人:羅叔壯