專利名稱：噴射式粉碎機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種水平旋流型噴射式粉碎機。
近年來已開發出各種噴射式粉碎機，該粉碎機用于制造農藥、調色涂料等不耐熱粉體或陶瓷粉體等多種領域，利用高速噴射使粉體彼此碰撞進行微粉碎。
例如，日本專利公告第16981/1988號公報(以下稱為A號公報)揭示了超音速噴射粉碎機，該粉碎機中，在面對高壓氣體噴射用主噴嘴出口的碰撞板與噴嘴出口之間，形成碰撞空間，使圓形分離室的外周的一部分面臨該碰撞空間，用朝圓形分離室外周切線方向延伸的旁通路，使該圓形分離室與原料供給通路(該原料供給通路與上述主噴嘴的中途連通)的出口側連通，在圓形分離室的中央部連接著微粉體排出路。另外，在日本專利公開第50554/1982號公報、專利公開第50555/1982號公報、專利公開第50556/1982號公報、專利公開第290560/1992號公報、專利公開第184966/1993號公報、專利公開第275731/1995號公報、專利公開第152742/1996號公報、專利公開第155324/1996號公報、專利公開第182937/1996號公報、專利公開第254855/1996號公報、專利公開第323234/1996號公報、實用新型公告第52110/1991號公報、實用新型公告第53715/1995號公報、實用新型公告第8036/1995號公報、實用新型公開第19836/1994號公報中也揭示了同樣的構造。
日本專利公告第17501/1988號公報(以下稱為B號公報)揭示的噴射式粉碎機中，在一端形成固氣混合室，在該固氣混合室相鄰地開設原料供給口和噴射高壓氣體的碎料供給噴嘴，在另一端形成旋轉粉碎室，該旋轉粉碎室設有碰撞板并配設著噴射高壓氣體的粉碎噴嘴。用朝向上述碰撞板的加速管將固氣混合室與旋轉粉碎室的一端連通，在該加速管外周通過整流區形成與旋轉粉碎室連通的分級室，在該分級室設置圍繞加速管的環狀分級板，使其內側與排出孔連通，使其外側與固氣混合室連通。
日本專利公告第9057/1989號公報(以下稱為C號公報)揭示的噴射式粉碎機中，對B號公報的噴射式粉碎機作了改進，在碰撞板上備有突起(中心柱)，該突起的中心部朝著加速管出口中心最突出。
日本專利公開第254427/1994號公報(以下稱為D號公報)揭示的噴射式粉碎機中，備有將高壓氣體向旋轉粉碎室內噴射而形成旋流的若干個噴嘴和朝著各粉碎噴嘴的噴射口設置的碰撞部件，碰撞部件是扁平的碰撞板，該碰撞板的沿著旋流方向的下手側端和上手側端的形狀，形成為薄的刃狀，其碰撞面傾斜，其傾斜范圍是在旋流的流動方向與相向的粉碎噴嘴中心線之間所成角度α為30至60度的范圍內，固定地配設著可調節角度的安裝機構。
日本專利公開第111459/1990號公報(以下稱為E號公報)揭示的噴射式粉碎機中，加速管的擴開角度是7°～9°。另外，在實用新型公告第25227/1995號公報中也揭示了同樣的構造。
現有的噴射式粉碎機中，設置了碎料的供給噴嘴和噴射高壓氣體的噴射噴嘴，將噴射噴嘴配置在等分旋轉粉碎室圓周的位置，將碎料的供給噴嘴在等分配置著的噴射噴嘴之間配設一個，噴嘴的總數為奇數。
但是，上述現有的噴射式粉碎機存在以下問題。
A號公報等記載的噴射式粉碎機，當使碎料、例如硬度高的化學合成陶瓷碎料隨著高壓氣體噴射流碰撞固定壁時，被碰撞的部分磨耗而形成凹坑，在短時間內固定壁磨損，缺乏耐久性。
B號公報記載的噴射式粉碎機，存在著與A號公報同樣的問題，并且，由于將原料供給旋轉氣流的中央部(減壓部)，所以，被粉碎的微粉體殘留在中央，分級效率低，存在著粒度分布廣的問題。
C號公報記載的噴射式粉碎機，碎料的供給和微粉體的排出都在旋轉粉碎室上部進行，所以，形成粉碎噴嘴的旋流的正常流動紊亂。該紊亂的旋流加大了壓力損失，結果使旋流的速度降低，粉碎能力欠佳。
D號公報記載的噴射式粉碎機，利用設在旋轉粉碎室的四個碰撞板的碰撞作用，其粉碎效率高，但是，由于碰撞板的存在，使高速噴射的旋流的速度降低，粉體的形狀呈方形，粒徑分布的調節困難。
另外，碎料供給噴嘴和噴射噴嘴配設數為奇數的現有噴射式粉碎機，用偶數的粉碎噴嘴形成了旋流后，用一個碎料供給噴嘴將固氣混相流推入旋轉粉碎室內，所以，后被推入的該混相流容易產生旋流的偏析，并且，必須分別設定碎料供給噴嘴和噴射噴嘴的高壓氣體量，其運轉控制煩雜，操作性欠佳，同時，由于噴嘴數為奇數，容易產生偏析，粉碎效率和分級效率欠佳。
另外，各噴射噴嘴分別只有一個噴射口，所以，由于將旋流的流線作為一條線進行二元解析地制作旋轉粉碎室，所以，在旋轉粉碎室的上方部(頂內襯)和下方部(底內襯)處流速降低，大粒子在旋轉粉碎室內滯留時間長，從而使上方部和下方部內襯的磨耗加劇。
另外，由于微粉體粒度的調節是僅靠噴射流的壓力或風量變更進行的，所以，由于碎料的特性，容易產生旋流的偏析以及微粉體對旋轉粉碎室器壁等的壓接，使旋轉粉碎室的環形內襯、頂內襯、底內襯部的磨耗加劇，不能穩定地連續生產。
本發明是為了解決上述問題，提供一種噴射式粉碎機，本發明的粉碎機，不會引起偏析的產生，可得到高的粉碎效率和分級率，能以極高效率得到粒徑分布窄的微粉，同時，可使旋轉粉碎室的混相流的流速分布均勻，降低碎料對旋轉粉碎室內壁面的碰撞度，提高碎料之間的碰撞度，減少壁面的磨耗，極力減少微粉的壓接，縮短在該旋轉室內的滯留時間，顯著提高粉碎能力，可進行長時間的連續處理。
本發明的噴射粉碎機，是水平旋流型噴射式粉碎機，其中，備有中空圓盤狀的旋轉粉碎室、m個粉碎噴嘴、n個文丘里噴嘴(m+n=a，a是整數，m＞n)、形成在文丘里噴嘴上流的固氣混合室、與上述固氣混合室連設的碎料供給部、與文丘里噴嘴同軸地配設在上述固氣混合室的推入噴嘴、配設在上述旋轉粉碎室中心部的上部用于排出微粉體的出口；上述m個粉碎噴嘴配設在上述旋轉粉碎室的側壁，其噴射口傾斜于周壁，用于噴射高壓氣體形成旋流；上述n個文丘里噴嘴配設在旋轉粉碎室的側壁，將碎料隨著高壓氣體導入；上述固氣混合室的文丘里噴嘴導入部與上述推入噴嘴排出側的距離l，用l=(D/d)×k表示，并且k值為k=7～12，最好k=8～10(D是文丘里噴嘴導入部的直徑，d是推入噴嘴排出側的直徑)。
這樣，由于固氣混合室的文丘里噴嘴導入部與推入噴嘴排出側的距離l，用l=(D/d)×k表示，并且k值為k=7～12，最好k=8～10(D是文丘里噴嘴導入部的直徑，d是推入噴嘴排出側的直徑)，所以，文丘里噴嘴和粉碎噴嘴同時以相同的空氣壓力開始動作，同時，無論碎料是何種類，都可以順利地進行碎料的吸入，可連續運轉。
這里，文丘里噴嘴與推入噴嘴的距離l，是文丘里噴嘴的導入部入口與推入噴嘴前端部的距離，用(D/d)×k=l，并且k=7～12，最好k=8～10的關系表示，根據噴射式粉碎機的解析和實驗結果，如果k值小于8，則碎料的吹入力有減小的傾向，如果k值大于10，則來自推入噴嘴的高速噴射流完全從文丘里噴嘴跑掉，有產生壓力損失的傾向，所以都是不理想的。
旋轉粉碎室、粉碎噴嘴、推入噴嘴和文丘里噴嘴的材質，可采用鐵、鋁、銅、鈦等金屬或合金或含陶瓷的復合材料等，從耐磨性考慮，最好采用硬質合金。
高壓氣體可根據碎料種類和粉碎條件，采用空氣或氮氣、氬氣等惰性氣體。
本發明的噴射式粉碎機，上述文丘里噴嘴，在喉部與文丘里噴嘴導入部之間備有負壓發生部。
這樣，除了具有上述作用外，由于在文丘里噴嘴的喉部與文丘里噴嘴導入部(上流側)之間備有負壓發生部，所以，碎料借助來自推入噴嘴的高速噴射流，以不泄漏到文丘里噴嘴的方式被吸入，高速且穩定地供給旋轉粉碎室。
負壓發生部形成在文丘里噴嘴的喉部與導入部之間。喉部的入口(負壓發生部的后部)的傾斜角度θ1和喉部的出口的傾斜角度θ2，相對于文丘里噴嘴的軸線，為0.5°≤θ1≤θ2，最好為0.7°≤θ1≤θ2。另外，θ2為2.5°～6°，最好為3°～5°。
如果θ1小于0.7°，則負壓發生量減小，產生吸入不足的傾向。如果θ2大于5°，則同樣地負壓發生量減小，產生吸入不足的傾向，所以是不理想的。
如果θ2小于3°，則導入部入口處產生壓力損失，負壓發生部不發揮作用，有使粉碎能力降低的傾向。另外，如果大于5°，則有使固氣混相流的流速降低、粉碎能力降低的傾向，因此也不理想。
負壓發生部的長度g為文丘里噴嘴導入部的直徑D的2～4.2倍，最好為2.2～3.8倍。喉部的長度h為喉部入口口徑e的2.25～5倍，最好為3～4倍。
如果負壓發生部的長度g小于文丘里噴嘴導入部直徑D的2.2倍，則在導入部產生旋流，吸入負壓有減小的傾向。如果大于3.8倍，則容易產生負壓發生部的壓接，還是不理想。
喉部的長度h如果小于喉部入口口徑e的3倍，則受排出部的影響，負壓有減小的傾向，如果大于4倍，則容易產生喉部的壓接，仍然不理想。
本發明的噴射式粉碎機，除上述之外，上述粉碎噴嘴和文丘里噴嘴的總數m+n是偶數，并且5≤m≤15，1≤n≤5，最好是5≤m≤14，1≤n≤2。
這樣，除了如上所述的作用外，由于在旋轉粉碎室的周壁，各噴嘴不象已往那樣偏置地以等間隔配置，所以，可以使由粉碎噴嘴和文丘里噴嘴構成的系統噴射的壓力同步，取得平衡，從而防止旋流的偏析，運轉操作容易，降低碎料與壁面的碰撞度，提高粒子之間的碰撞度，顯著抑制旋轉粉碎室內襯部的磨耗。另外，由于防止碎料在旋轉粉碎室內偏析，所以，可提高粉碎效率和分級率。
如果粉碎噴嘴的個數少于五個，則旋流的形態和速度的控制性欠佳，如果多于十四個，則噴射式粉碎機的構造復雜，固氣混相流的控制困難。
本發明的噴射式粉碎機，上述每個粉碎噴嘴備有上下p層(2≤p≤5)和/或左右q排(1≤q≤5)的噴射部。
這樣，除了具有上述作用外，還可以三維地控制旋轉粉碎室內的粉碎區和分級區的旋流，同時，粒子的形狀成為圓形，縮窄粒徑分布，可自由地控制粒徑分布范圍。
由于各粉碎噴嘴具有多層和/或多排噴射部，可將旋轉粉碎室內的流線作為多層三維地得到，減小粉碎機內高度方向的速度差，縮短粒子在粉碎機內的滯留時間，提高粉碎能力。
這里，粉碎噴嘴的噴射部的層數(p)為2≤p≤5，最好是p=3。層數p少于2時，旋轉粉碎室內上下方向旋流的流速有比中央部低的傾向，如果p多于4，或者噴射部的排數(q)超過五排，則旋流不容易平衡，而且不容易三維地控制旋流。
本發明的噴射式粉碎機，上述噴射部的、上述各排和/或各層的噴射口口徑和/或噴射部的噴射角度，其中一個以上不同。
這樣，除了具有上述作用外，由于粉碎噴嘴各層的各噴射部的噴射口口徑有一個以上不同，所以，可控制水平面和高度的三維的粉碎旋流的形態和速度。通過三維地控制固氣混相旋流，可根據各物性不同的各種碎料，形成最適當的旋流，所以，可進行粒度調節和防止微粉壓接，同時沒有偏析，防止內襯部的磨耗。
另外，由于粉碎噴嘴的各排噴射角度有一個以上不同，所以，提高旋流中碎料之間的碰撞度，同時，可根據各物性不同的各種碎料，形成最適當的旋流。
粉碎噴嘴的各排及各層噴射口的口徑和噴射角度，通過在上流側用塞子等塞住，可改變為與碎料相應的噴射口徑和噴射角度，所以，對于陶瓷等比重較大的碎料，加大下側噴射口的口徑，增加風量；對于電極用的焦炭、碳、調色涂料等比重較小的碎料，則加大上側噴射口的口徑，這樣，可提高碎料的碰撞頻度，在短時間內得到粒度分布窄的微粉體。
由于只改變粉碎噴嘴，就可以改變各排的噴射角度，所以，對于每種物性不同的碎料，可控制旋轉粉碎機內的旋流，形成適合于各種碎料的旋流。
通過改變粉碎噴嘴，可將粉碎噴嘴和各排噴射部的噴射角度，調節在20°～80°的范圍，就可以調節旋流中的碎料之間的碰撞度。設推入噴嘴的風量為qP，一個粉碎噴嘴的風量為qG，則各排噴射口的口徑滿足0.3qG≤qP≤2.1qG。如果qp小于0.3qG，則文丘里噴嘴的負壓發生量小，碎料的吸入減弱；如果qP大于2.1qG，則噴射式粉碎機內的旋流產生紊亂。
如果粉碎噴嘴的各排噴射部的噴射角度小于20°，則粉碎旋流的速度降低，碎料在旋轉粉碎室的偏析、粉碎效率降低。如果大于80°，則旋轉粉碎室的環形內襯的磨耗加大。
另外，為了使粉碎噴嘴具有普遍性，各排噴射部的噴射角度，組合了22.5°(容易偏析的碎料和不容易分散的碎料)、45°(硬度大、容易磨損內襯部的碎料)、67.5°(具有壓接性的碎料)三種噴射角度，這樣，從比重大的碎料到比重小的碎料，都可以有效地進行破碎。
本發明的噴射式粉碎機，上述粉碎噴嘴的上述噴射部，具有形成在上流側的塞子插孔。
這樣，除了具有上述作用外，只要把塞子插入插孔內，就可得到與碎料相應的最適當的粉碎條件。
這里，插入插孔的塞子，可采用金屬制或合成樹脂制塞子。
本發明的噴射式粉碎機，備有配設在旋轉粉碎室下面中央的中心柱，該中心柱的頂點和上述出口的下端面，位于旋轉粉碎室高度方向的中心線上。
這樣，除了具有上述作用外，通過將旋轉粉碎室的上面中心柱和旋轉粉碎室的下面出口形成在旋轉粉碎室的中心線上，可以將旋轉粉碎室內明確地劃分為分級區和粉碎區，預定尺寸的微粉并且粒徑分布窄的微粉從旋轉粉碎室上部的出口排出，同時，粗粉借助高速噴射流的離心力飛散到外周，提高高速噴射流中原料的相互碰撞度。
出口和中心柱的材質，可采用鐵、鋁、銅、鈦等金屬或合金，或者含陶瓷的復合材料等。從耐磨性方面考慮，最好采用硬質合金。
圖1是本發明實施形態1之噴射式粉碎機的要部截面圖。
圖2是圖1中的Ⅰ-Ⅰ線截面圖。
圖3是本發明實施形態1之噴射式粉碎機的固氣混合室的要部截面圖。
圖4是本發明實施形態1之噴射式粉碎機的文丘里噴嘴的要部截面圖。
圖5是本發明實施形態2之噴射式粉碎機的要部截面圖。
圖6是圖5中的Ⅱ-Ⅱ線要部截面圖。
圖7(a)是本發明實施形態2中的粉碎噴嘴的背面透視圖。圖7(b)是粉碎噴嘴的仰視圖。圖7(c)是圖7(b)中的Ⅲ-Ⅲ線的要部截面圖。
圖8(a)、圖8(b)、圖8(c)、圖8(d)、圖8(e)、圖8(f)、圖8(g)是表示本發明的復合噴射噴嘴的一排噴射口的口徑與旋流關系的模式圖。
圖9(a)是本發明實施形態2中組裝粉碎噴嘴的本體要部截面圖。圖9(b)是組裝粉碎噴嘴的本體仰視圖。圖9(c)是組裝粉碎噴嘴的本體主視圖。圖9(d)是組裝粉碎噴嘴的插接式噴射部的要部截面圖。
圖10是表示本發明實施例2與比較例2的粉碎后微粉體的粒徑與粒徑累計％的關系的圖。
圖11是表示本發明實施例3之高速噴射流的壓力為7.5kgf/cm2時，微粉體的粒徑分布％的依賴關系圖。
圖12是表示本發明實施例3之高速噴射流的壓力為4.5kgf/cm2時，微粉體的粒徑分布％的依賴關系圖。
下面，參照
本發明的實施形態。
(實施形態1)用以下
本發明實施形態1之噴射粉碎機。
圖1中，1是實施形態1中的噴射式粉碎機。2是中空圓盤狀的旋轉粉碎室。3是以等間隔配設在旋轉粉碎室2的七個粉碎噴嘴。4是配設在旋轉粉碎室2的一個文丘里噴嘴。5是通過固氣混合室8與文丘里噴嘴4同軸地配設在文丘里噴嘴上流側的推入噴嘴。6是本體箱。7是旋轉粉碎室2的環形內襯。8是固氣混合室。9、10是配設在旋轉粉碎室2上下的頂內襯和底內襯。11是可裝卸地配設在底內襯10中央部的、上部略呈圓錐形的中央柱。12是與中央柱11同軸并可裝卸地配設在頂內襯9上的出口。13是與固氣混合室8連設著的碎料導入口。14是用套管14a形成的微粉體排出口。14a是套管。15是高壓端管。15a是將高壓氣體從高壓端管15送到粉碎噴嘴3或推入噴嘴5的高壓氣體管。16是調節高壓氣體管15a的壓力的壓力調節閥。
圖2中，α是文丘里噴嘴的噴射角度，γ是粉碎噴嘴的噴射部的噴射角度。α為20°～70°，最好為30°～50°。如果小于30°，則在混相流的吸入中產生阻力，使旋流紊亂。如果大于50°，則在內襯部容易產生壓接和磨耗，所以，均不是理想的。γ值因粉碎噴嘴的個數和碎料的種類而異。
圖3中，D是文丘里噴嘴4上流側的開口部的入口徑，d是推入噴嘴5的出口徑，l是文丘里噴嘴4的導入部與推入噴嘴5的排出側的距離。
推入噴嘴5的位置這樣決定使固氣混合室8的文丘里噴嘴4的導入部與推入噴嘴5的排出側端部的距離l，滿足公式l=(D/d)×k。式中，k值是根據解析和實驗得出的值，采用k=7～12，最好采用k=8～10。
圖4中，θ1是喉部Z3的入口(負壓發生部Z2的后部)相對于文丘里噴嘴軸線的傾斜角度，θ2是文丘里噴嘴的喉部Z3的出口的傾斜角度，θ3是文丘里噴嘴的導入部Z1的傾斜角度，Z1是文丘里噴嘴上流側的擴開的固氣混相流的導入部，Z2是從導入部端部相對于軸線緩緩傾斜形成的負壓發生部，Z3是略平行于軸線地形成的喉部，Z4是從喉部Z3的后部擴開的排出部，e是喉部Z3的入口口徑，h是喉部Z3的長度，g是負壓發生部Z2的長度。
喉部Z3的入口(負壓發生部的后部)的傾斜角度θ1和喉部Z3的出口傾斜角度θ2，相對于文丘里噴嘴的軸線為0.5°≤θ1≤θ2，最好為0.7°≤θ1≤θ2。另外，θ2為2.5°～6°，最好為3°～5°。負壓發生部Z2的長度g為文丘里噴嘴導入部的口徑D的2～4.2倍，最好為2.2～3.8倍。喉部Z3的長度h為喉部Z3的入口口徑e的2.25～5倍，最好為3～4倍。
下面說明上述構造的實施形態1之噴射式粉碎機的動作。
只要打開一個壓力調節閥16，高壓氣體以相同壓力被供給粉碎噴嘴3和推入噴嘴5。碎料從碎料導入口13供給，借助推入噴嘴5噴射的高速噴射流，在固氣混合室8中使碎料與空氣混合。由于文丘里噴嘴4與推入噴嘴5的距離l滿足(D/d)×k=l，k=7～12，最好k=8～10，旋轉粉碎室5和文丘里噴嘴4的出口沒有壓力損失，所以，從文丘里噴嘴4來的混相流從文丘里噴嘴4被穩定且高速度地導入旋轉粉碎室2。借助從粉碎噴嘴3噴出的高速噴射流，旋轉粉碎室2產生旋流，在旋轉粉碎室2的外周側形成粉碎區，在旋轉粉碎室2的中央側形成分級區。借助高速噴射流和旋流，碎料相互碰撞，進行碎料的微粉碎。在分級區分級后的微粉從旋轉粉碎室的出口12通過微粉體排出口14排出，同時粗粉借助旋轉產生的離心力旋轉到外周，粗粉彼此碰撞，進行反復破碎。
在文丘里噴嘴的負壓發生部的作用下，從導入部導入的固氣混相流被加速，噴射到旋轉粉碎室內。另外，由于將推入噴嘴與文丘里噴嘴的導入部保持預定距離，并且由于備有負壓發生部，所以可不損失推入噴嘴的風量和風壓地將該混相流噴射到旋轉粉碎室內，所以，不破壞旋流的平衡，可得到被控制的旋流。
根據上述實施形態1的噴射粉碎機，可實現文丘里噴嘴的順利的固氣混合流，結果，不產生偏析，提高粉碎效率和分級率，以極高的效率得到粒徑分布窄的微粉，同時，可使旋轉粉碎室的混相流的流速均勻，縮短碎料在旋轉粉碎室內的滯留時間，顯著提高粉碎能力。
(實施形態2)
用以下
本發明實施形態2之噴射式粉碎機。
與實施形態1相同的部分，注以相同標記，其說明從略。
圖5中，30是實施形態2之噴射式粉碎機。31是復合噴射噴嘴，其噴射部為上下三層、左右三排共九個，七個復合噴射噴嘴31以等間隔配設在旋轉粉碎室2上。32、33、34是分別形成在復合噴射噴嘴31的上中下三層上的噴射部。35、36是中心柱和出口。
圖6中，37是噴射角度β為67.5°的第一排粉碎噴嘴的噴射口。38是噴射角度γ為45°的第二排粉碎噴嘴的噴射口。39是噴射角度δ為22.5°的第三排粉碎噴嘴的噴射口。α是文丘里噴嘴的噴射角度。
圖7中，40是復合噴射噴嘴31的噴射部。41是在朝復合噴射噴嘴31的噴射部40的基部擴開形成的、根據碎料的種類或處理條件插入塞子42用的插孔。42是塞子。
下面說明上述構造的實施形態2之噴射式粉碎機的動作。
在旋轉粉碎室2的環狀內襯7上，在預定位置和角度設置七個復合粉碎噴嘴31，在一個復合粉碎噴嘴31上，共形成三排、三層共九個噴射口。上層的噴射部32，控制噴射式粉碎機30高度方向的上層；中層的噴射部33，控制噴射式粉碎機30高度方向的中層；下層的噴射部34控制噴射式粉碎機高度方向下層。這樣，可三維地控制粉碎旋流的形態和速度。通過把復合粉碎噴嘴31的第一排噴射口37的噴射角度β調節在50°～80°的范圍，可控制碎料與旋轉粉碎室的環形內襯7的碰撞度。通過把復合粉碎噴嘴31的第二排噴射口38的噴射角度γ調節在30°～60°的范圍，可控制旋流中碎料的相互碰撞度。通過把復合粉碎噴嘴31的第三排噴射口39的噴射角度δ調節在20°～50°的范圍，可控制碎料在噴射式粉碎機內的停留時間。借助從復合粉碎噴嘴31的各噴射口噴出的高速噴射流，在旋轉粉碎室2產生旋流，在旋轉粉碎室2的內周側形成粉碎區，在旋轉粉碎室2的中央側形成分級區。高速噴射流和旋流使原料相互碰撞，進行碎料的粉碎。在分級區分級后的微粉，從旋轉粉碎室的出口36通過微粉體排出口14a排出，同時粗粉借助旋轉產生的離心力，旋轉到外周，碎料相互碰撞，進行反復破碎。
另外，通過把塞子42插到插孔40內，可控制噴射部的噴射角度和噴射口數，形成適合于各種粉體的旋流。
下面，用模式圖說明將粉碎噴嘴的噴射部作成為一排、并改變各噴射部的噴射口口徑時的旋流狀況。
圖8(a)、圖8(b)、圖8(c)、圖8(d)、圖8(e)、圖8(f)、圖8(g)表示復合噴射噴嘴的一排噴射口的口徑與旋流關系的模式圖。
圖8(a)、圖8(b)、圖8(c)、圖8(d)、圖8(e)、圖8(f)、圖8(g)中，于各層改變代替粉碎噴嘴31的一排噴射口的口徑，可得到與碎料相應的旋流。
圖8(a)情形是可在全層形成均勻的旋流，所以，可高效率地粉碎各種碎料。
圖8(b)情形是可在上層得到多量的風量，所以，適合于調色涂料或碳等比重小的碎料。
圖8(c)情形是可在下層得到多量的風量，所以，適合于精細陶瓷等比重較大的碎料。
圖8(d)情形適合于數種比重不同的粉體混合成的碎料。
圖8(e)情形適合于用小動力進行各種粉體粉碎。
圖8(f)情形適合于比重大尤其是分散性差的粉體的碎料。
圖8(g)情形適合于比重小、容易破壞的粉體的碎料。
這里，口徑比是指，設小口徑為a、中口徑為b、大口徑為c，則根據實驗大中小口徑比為a∶b∶c=a∶1.5～3a∶3a～6a。
下面，參照
實施形態2的變形例。
圖9(a)是本發明實施形態2中組裝粉碎噴嘴的本體要部截面圖。圖9(b)是組裝粉碎噴嘴的本體仰視圖。圖9(c)是組裝粉碎噴嘴的本體主視圖。圖9(d)是組裝粉碎噴嘴的插接式噴射部的要部截面圖。
圖9中，50是本發明實施形態2的變形例中的組裝粉碎噴嘴，該組裝粉碎噴嘴備有各排以不同的角度貫穿本體軸方向各排的插接式噴射部的插入孔。51是組裝粉碎噴嘴的本體。52、53、54分別是供第一排、第二排、第三排的插接式噴射部插入用的方形插入孔。為了將組裝粉碎噴嘴50插接在旋轉粉碎室內時得到預定的噴射角度(ex.22.5°、67.5°)，插入孔52、54相對于本體51的軸方向傾斜穿設。52a、53a、54a分別是插接在各排插入孔52、53、54內的插接式噴射部。42是塞子，必要時插入形成在插入孔52、53、54上流側的塞子插孔內。
下面說明上述構造的實施形態2變形例中組裝粉碎噴嘴的動作。
組裝粉碎噴嘴50的各排52、53、54和/或各層32、33、34的噴射口口徑和/或噴射角度，根據碎料種類和粉碎條件，只要選擇最適宜的插接式噴射部52a、53a、54a插接便可得到。這樣，可得到與碎料相應的最適宜的旋流。
由于插入孔形成為方形，所以，即使高壓氣體導入時噴射部也不會錯位，可保持預定位置和角度。
另外，為了得到預定的噴射角度，使插入孔52、54相對于本體51的軸方向傾斜穿設，但也可使插入孔52、54相對于本體51的軸方向平行穿設，而使插接式噴射部52a、54a的噴射孔相對于本體51的軸方向傾斜預定角度。
根據上述構造的實施形態2的水平旋轉型噴射式粉碎機，除了具有實施形態1的作用外，通過調節文丘里噴嘴的噴射角度α、復合粉碎噴嘴的噴射部的噴射角度β、γ、δ，在一個復合粉碎噴嘴上設置一排以上和一層以上的噴射口，可三維地控制旋轉粉碎室內的粉碎區和分級區的旋流，同時進行粒度調節和防止微粉的壓接，消除旋轉粉碎室內的碎料的偏析，將環部和頂、底的內襯部的磨耗抑制到最小，提高粉碎效率，使粒子形狀成為圓形，縮窄粒徑分布，同時可自由地控制粒徑分布范圍。
上面的說明中，在旋轉粉碎室2周圍的八等分的位置，除了文丘里噴嘴外，分別以預定角度設置了七個粉碎噴嘴。但是，也可以用其它的等分數，構成同樣的實施例。
另外，上面的說明中，排數是三排，但也可以用一排或若干排。
〔實施例〕下面，具體說明本發明的實施例。
(實施例1)使用實施形態1中的噴射式粉碎機，進行V2O5催化劑的粉碎試驗。
(1)噴射式粉碎機的尺寸和構造旋轉粉碎室的內徑是400mm，高度是70mm。
采用七個粉碎噴嘴，每個噴嘴一個噴射口，口徑為3.4mm，采用一個文丘里噴嘴，七個粉碎噴嘴和一個文丘里噴嘴配設在八等分旋轉粉碎室周壁的位置。
(2)碎料V2O5催化劑、X50=15μm。
(3)粉碎條件推入噴嘴和粉碎噴嘴的空壓為7kgf/cm2；碎料導入量為60kg/hr；連續運轉72hr。
用以上條件進行V2O5催化劑的粉碎試驗。運轉結束后，分解噴射式粉碎機，測定旋轉粉碎室內環狀內襯的V2O5催化劑壓接層。結果是，最大壓接層厚度為3.7mm。
(比較例1)比較例1是用現有的噴射式粉碎機，進行V2O5催化劑的粉碎試驗。
(1)噴射式粉碎機的尺寸和構造旋轉粉碎室采用與實施例1相同的大小。粉碎噴嘴和文丘里噴嘴與實施例1中的相同。八個粉碎噴嘴配設在旋轉粉碎室的八等分位置上，一個文丘里噴嘴配設在二個粉碎噴嘴之間。
(2)碎料與實施例1中相同。
(3)粉碎條件與實施例1相同。
運轉結束后，分解噴射式粉碎機，測定旋轉粉碎室內環狀內襯的V2O5催化劑壓接層。結果，最大壓接層厚度為12mm。
從實施例1和比較例1的最大壓接層厚度值可知，實施例1的噴射式粉碎機與現有的相比，運轉72小時后，在噴射式粉碎機內的環狀內襯上的V2O5催化劑最大壓接層厚度僅為比較例1的31％。
根據上述實施形態1的實施例1，借助旋轉粉碎室內的高速噴射流，使碎料相互碰撞，提高粉碎效率。另外，粒子的形狀全部形成為圓形。因此，可得到高質量的微粉體。
(實施例2)使用實施形態2中的噴射式粉碎機，進行V2O5催化劑的粉碎試驗。
(1)噴射式粉碎機的尺寸和構造旋轉粉碎室與實施例1中的相同。
采用七個復合粉碎噴嘴，一排三個噴射口，口徑為2.0mm。采用一個文丘里噴嘴，粉碎噴嘴和文丘里噴嘴配設在八等分旋轉粉碎室周壁的位置。
(2)碎料和(3)粉碎條件均與實施例1中相同。
評價是用激光粒子分布計對粉碎后微粒體測定其粒子分布和粒徑。結果如圖10所示。圖10表示粉碎后的微粉體的粒徑與粒徑累計％的關系。
(比較例2)比較例2采用比較例1的噴射式粉碎機，在與實施例2相同的條件下進行。用與實施例2同一條件進行評價。其結果如圖10所示。
從圖10可知，實施例2的粉碎后微粉體的最大粒徑為6.0μm，而比較例2中為32.0μm。粒度分布范圍是，實施例2縮窄為比較例2的18％。實施例2中，借助旋轉粉碎室內的高速噴射流，使碎料相互碰撞，提高粉碎效率，同時消除旋轉粉碎室內的碎料偏析，提高粉碎效率，縮窄粒徑分布，提高微粉體精度，并可調節粒徑分布范圍。
另外，實施例2的粒徑X50為1.82μm，而比較例2的粒徑X50為3.82μm。實施例2的粒徑X50僅為比較例2的粒徑X50的47％，所以，實施例2的粒徑分布顯著縮窄。
實驗結束后，分解實施例2的噴射式粉碎機，確認旋轉粉碎室的內部，未見微粉的壓接現象。而比較例2中，可看見與比較例1同樣的壓接。從這里可知，在實施例2中不產生偏析，旋流平衡地被控制。
(實施例3)采用實施形態2中的噴射式粉碎機，確認碎料的粒徑分布與高速噴射流壓力的關系。
(1)高速噴射流的壓力為7.5kgf/cm2(a)、4.5kgf/cm2(b)進行。
(2)碎料和導入量采用環氧樹脂(X50=50μm)，各導入量為10kg/hr。
采用與實施例2同樣的方法，對粉碎后的微粉體測定其分布范圍和粒度分布。其結果如圖11、圖12所示。圖11表示高速噴射流的壓力為7.5kgf/cm2時，微粉體的粒徑與分布％的關系。圖12表示高速噴射流的壓力為4.5kgf/cm2時，微粉體的粒徑與分布％的關系。
從圖11、圖12可見，圖11的微粉體的粒度分布是，粒徑在2.5μm～23.3μm的范圍內，而圖12中是在7.0μm～35.0μm的范圍內。另外，粒徑分布曲線幾乎不變。
從這里可知，只要改變高速噴射流的壓力，就可以用狹窄的粒徑分布，自由地使粒度大小變化。
上述本發明的噴射式粉碎機，具有以下效果。
(1)由于固氣混合室的文丘里噴嘴導入部與推入噴嘴排出側的距離l，用式l=(D/d)×k表示，k值為k=7～12，最好為k=8～10(D是文丘里噴嘴導入部的直徑，d是推入噴嘴排出側的直徑)，所以，文丘里噴嘴和粉碎噴嘴同時以同一空氣壓力開始動作，無論何種碎料都可以順利地吸入，可連續運轉。
(2)由于在文丘里噴嘴的喉部與文丘里噴嘴導入部(上流側)之間備有負壓發生部，所以，碎料借助來自推入噴嘴的高速噴射流，不泄漏到文丘里噴嘴地被吸入，高速且穩定地供給旋轉粉碎室。
(3)由于在旋轉粉碎室的周壁，各噴嘴不象已往那樣偏置地以等間隔配置，所以，可以使由粉碎噴嘴和文丘里噴嘴構成的系統噴射的壓力同步，取得平衡，從而防止旋流的偏析，運轉操作容易，降低碎料與壁面的碰撞度，提高粒子之間的碰撞度，顯著抑制旋轉粉碎室內襯部的磨耗。另外，由于防止碎料在旋轉粉碎室內偏析，所以，可提高粉碎效率和分級率。
(4)可以三維地控制旋轉粉碎室內的粉碎區和分級區的旋流，同時，粒子的形狀成為圓形，縮窄粒徑分布，可自由地控制粒徑分布范圍。
(5)由于各粉碎噴嘴具有多層多排噴射部，可將旋轉粉碎室內的流線作為多層三維地得到，減小粉碎機內高度方向的速度差，縮短粒子在粉碎機內的滯留時間，提高粉碎能力。
(6)由于粉碎噴嘴各排的各噴射部的噴射角度各不相同，所以，可控制水平面和高度的三維的粉碎旋流的形態和速度。通過三維地控制固氣混相旋流，可根據各物性不同的各種碎料，形成最適當的旋流，所以，可進行粒度調節和防止微粉壓接，同時沒有偏析，防止內襯部的磨耗。
(7)由于粉碎噴嘴的各排噴射口的口徑和/或噴射角度有一個以上不同，所以，提高旋流中碎料之間的碰撞度，同時，可根據各物性不同的各種碎料，形成最適當的旋流。
(8)由于可改變粉碎噴嘴各排噴射口的口徑，所以，對于陶瓷等比重大的碎料，加大下側噴射口的口徑，增加風量；對于電極用的焦炭、碳、調色涂料等比重較小的碎料，則加大上側噴射口的口徑，這樣，可提高碎料的碰撞頻度，在短時間內得到粒度分布窄的微粉體。
(9)由于只要改變粉碎噴嘴，就可以改變各排的噴射角度，所以，對于每種物性不同的碎料，可控制旋轉粉碎機內的旋流，形成適合于各種碎料的旋流。
(10)只要把塞子插入插孔內，就可得到與碎料相應的最適當的粉碎條件。
(11)通過將旋轉粉碎室的下面中心柱和旋轉粉碎室的上面出口形成在旋轉粉碎室的中心線上，可以將旋轉粉碎室內明確地劃分為分級區和粉碎區，預定尺寸的微粉并且粒徑分布窄的微粉從旋轉粉碎室上部的出口排出，同時，粗粉借助高速噴射流的離心力飛散到外周，提高高速噴射流中碎料的相互碰撞度。
權利要求
1．噴射式粉碎機，是水平旋轉型噴射式粉碎機，其特征在于，備有中空圓盤狀的旋轉粉碎室、m個粉碎噴嘴、n個文丘里噴嘴(m+n=a，a是整數，m＞n)、形成在所述文丘里噴嘴上流的固氣混合室、與上述固氣混合室連設的碎料供給部、與文丘里噴嘴同軸地配設在上述固氣混合室的推入噴嘴、配設在上述旋轉粉碎室中心部的上部用于排出微粉體的出口；上述m個粉碎噴嘴配設在上述旋轉粉碎室的側壁，其噴射口傾斜于周壁，用于噴射高壓氣體形成旋流；上述n個文丘里噴嘴配設在旋轉粉碎室的側壁，將碎料隨著高壓氣體導入；上述固氣混合室的文丘里噴嘴導入部與上述推入噴嘴排出側的距離l，用式l=(D/d)×k表示，并且k值為k=7～12 ，最好k=8～10(D是文丘里噴嘴導入部的直徑，d是推入噴嘴排出側的直徑)。
2．如權利要求1所述的噴射式粉碎機，其特征在于，上述文丘里噴嘴，在喉部與文丘里噴嘴導入部之間備有負壓發生部。
3．如權利要求1或2所述的噴射式粉碎機，其特征在于，上述粉碎噴嘴和文丘里噴嘴的總數m+n是偶數，并且5≤m≤15，1≤n≤5，最好是5≤m≤14，1≤n≤2。
4．如權利要求1至3中任一項所述的噴射式粉碎機，其特征在于，上述每個粉碎噴嘴備有上下p層(2≤p≤5)和/或左右q排(1≤q≤5)的噴射部。
5．如權利要求1至4中任一項所述的噴射式粉碎機，其特征在于，上述噴射部的各排和/或各層的噴射口口徑和/或噴射部的噴射角度，其中一個以上不同。
6．如權利要求4或5所述的噴射式粉碎機，其特征在于，上述粉碎噴嘴的上述噴射部，具有形成在上流側的塞子插孔。
7．如權利要求1至6中任一項所述的噴射式粉碎機，其特征在于，備有配設在旋轉粉碎室下面中央的中心柱，該中心柱的頂點和上述出口的下端面，位于旋轉粉碎室高度方向的中心線上。
全文摘要
本發明的噴射式粉碎機,備有中空圓盤狀的旋轉粉碎室、m個粉碎噴嘴、n個文丘里噴嘴、形成在文丘里噴嘴上流的固氣混合室、與其連設的碎料供給部、與文丘里噴嘴同軸地配設在固氣混合室的推入噴嘴、配設在旋轉粉碎室中心部的上部用于排出微粉體的出口;上述m個粉碎噴嘴配設在上述旋轉粉碎室的側壁,其噴射口傾斜于周壁,用于噴射高壓氣體形成旋流;上述n個文丘里噴嘴配設在旋轉粉碎室的側壁,將碎料隨著高壓氣體導入。
文檔編號B02C19/06GK1287023SQ99119310
公開日2001年3月14日 申請日期1999年9月8日 優先權日1999年9月8日
發明者后藤昭一 申請人:株式會社威士諾