專利名稱：高機械能混合分散研磨裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于物料的混合、分散或研磨的設備，尤其是涉及高機 械能混合分散研磨裝置。
背景技術：
在化工、醫藥、材料等生產或科研活動中，常常需要將諸如粉末或液體 或膏體等物料進行混合、分散以使物料形成均一性的混合物，或者需要將物 料進行研磨以達到使用要求。
當前，業界已經推出多種混合分散研磨裝置，其中，行星式混合裝置應 用較多。傳統的行星式混合裝置主要包括機臺、動力源、公轉機構、自轉機 構、設于自轉機構上以容納待混合或研磨物料的物料罐。通過行星式的旋轉 機構，使容器同步進行公轉、自轉，以使裝于容器內的物料得以混合或研磨。 但是，傳統的這種行星式混合裝置由于其自轉機構的自轉軸心線與物料罐的 幾何中心線是重合的，在運行過程中，位于容器內自轉中軸線附近的物料易 出現陀螺效應而趨于穩定，由此導致自轉中軸線附近的物料的分散、混合、 研磨效果不夠理想，難以滿足高精度加工的要求。此外，這種裝置的容器需 要由裝夾機構緊緊地夾緊，否則在裝置運動過程中，整個容器易被甩出。同 時，物料會飛濺到物料罐蓋的內表面上，導致浪費及清洗困難。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于提供一種高機械能混合分散研磨裝置， 其能提供高機械能，以達到較佳的混合、分散、研磨的效果。
為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案 一種高機械能混合分 散研磨裝置，包括動力源、由動力源驅動的公轉機構、與公轉機構傳動配合 的自轉機構、設于自轉機構的自轉軸上的自轉支架、設于自轉支架上的物料 罐座以及設于物料罐座上的物料罐，所述自轉支架包括與自轉軸固定相連的 連接部以及分別自連接部的兩側平行于自轉軸伸出的支撐部，兩支撐部且相對于自轉軸對稱；所述物料罐座為一端開口的筒體，物料罐座筒壁的相對兩 側分別借助于樞軸結構可轉動地設置于兩支撐部上，在筒壁與支撐部之間還 設有限位結構。
進一步地，所述自轉機構的自轉軸心線與公轉機構的公轉軸心線具有夾
角a，所述自轉軸心線朝向公轉軸心傾斜或者背離公轉軸心線傾斜而形成所述 夾角a。 CR0度或者CF45度左右是較佳的選擇，當a-0度時，自轉軸心線與 公轉軸心線平行。
本發明的有益效果是通過將物料罐可擺動地設置于自轉支架上，在裝 置運行過程中，物料罐在公轉、自轉的同時，還會規律性地進行大幅度搖擺 振動，從而使物料在多種運動的復合作用下，受到的機械能很大，混合、分 散、研磨效果非常好，特別是對團聚納米粉體的分散效果很突出，應用前景 非常廣闊；本發明還通過將自轉軸心線與公轉軸心線之間形成的夾角a設定 為45度角左右，而可達到在裝置運行過程中物料罐只需放置于物料罐座中而 不需軸向夾緊的效果，從而有利于取放物料罐的操作，同時，使物料不會飛 濺到物料罐蓋的內表面上，物料也不會甩出。當a為45度角左右時，大幅搖 擺所形成的振動力與公轉、自轉運動形成的能量會更有效地疊加，會進一步 提高裝置的機構能。本發明在現有的行星式公轉、自轉模式的基礎上，加入 大幅搖擺振動，可以做到同樣的輸入功率的條件下，使物料的混合分散、研 磨效果成倍提高，達到前所未有的最大值，應用前景廣闊。
圖1為本發明高機械能混合分散研磨裝置的分解圖。 圖2為沿圖1中l-l的剖視放大圖。
圖3為本發明高機械能混合分散研磨裝置的物料罐座擺動到極限位置時 的結構示意圖。
圖4為本發明高機械能混合分散研磨裝置的物料罐座在圖3所示位置經 自轉180度后的示意圖。
圖5為本發明高機械能混合分散研磨裝置的物料罐座在公轉離心力作用 下從圖4位置擺動至極限位置的示意圖。
圖6為本發明高機械能混合分散研磨裝置的自轉軸心線與公 軸心線具有夾角的結構示意圖。
圖7是本發明高機械能混合分散研磨裝置的自轉軸心線與公轉軸心線具
有夾角的另一種結構示意圖。
下面結合附圖對本發明做進一步描述
具體實施例方式
如圖1所示，本發明提供一種高機械能混合分散研磨裝置，包括動力源1、
由動力源1驅動的公轉機構2、與公轉機構2傳動配合的自轉機構3、設于自
轉機構3的自轉軸30上的自轉支架4、設于自轉支架4上的物料罐座5以及
設于物料罐座5上的物料罐6。
所述動力源1為公轉機構2及自轉機構提供動能， 一般采用馬達。 公轉機構2包括與動力源1相連的公轉軸20及固定于公轉軸2頂端的公
轉支承板22。
所述自轉機構3主要包括自轉軸30及自公轉軸20將動力傳遞給自轉軸 30的傳動副32， 一般地，所述傳動副32為皮帶副或齒輪副。所述自轉軸30 的頂端穿過公轉支承板22伸出，相應地，在公轉支承板22的對應處設有軸 承供自轉軸30穿過，從而可帶動自轉機構3進行公轉，同時也不會影響自轉 軸30的自轉。
上述的動力源1、公轉機構2、自轉機構3與現有的行星式混合研磨裝置 的相關結構基本相同，其并非本發明所創新之處，因此，在此不多贅述。
如圖2所示，所述自轉支架4包括與自轉軸30固定相連的連接部40以 及分別自連接部40的兩側垂直伸出的支撐部42，兩支撐部42相互平行且相 對于自轉軸30對稱。
所述物料罐座5為一端開口的筒體，筒壁的相對兩側分別借助于樞軸結 構可轉動地設置于兩支撐部42上，在如圖1、圖2所示的實施方式中，所述 樞軸結構包括設于物料罐座5筒壁兩側的軸桿520及設于支撐部42上以供所 述軸桿520穿設的軸孔420，通過軸孔配合，而使得物料罐座5可以以軸桿 520為轉軸實現擺動。在物料罐座5的筒壁與支撐部42之間還設有限位結構， 在如圖所示的實施方式中，所述限位結構包括設于物料罐座5上的限位柱522 以及相應設于支撐部42上以供限位柱522相對來回活動的限位槽422,所述限位槽422是以樞軸結構的軸心為圓心的圓弧狀槽，限位柱522隨物料罐座 5進行搖擺振動時只能在限位槽422所限定的范圍內來回活動，通過調整圓 弧狀的限位槽422的圓弧長度即可調整及限制物料罐座最大搖擺幅度。當限 位槽422的圓弧長度足夠長時，物料罐座的擺動可以不受到限制，從而可形 成物料罐座處于自由搖擺運動狀態。在本實施方式中，其初次最大搖擺幅度 為90度。如圖1所示，當裝置未啟動時，物料罐座5處于自然下垂狀態，其 自然垂下狀態稱為原點位置。裝置啟動后，當公轉速度足夠大時，物料罐座5 沿公轉離心力方向向外搖擺，此為初次搖擺(正向擺動)，其最大擺角為90 度(如圖3所示)。此時A面在上方，B面在下方。當物料罐座5自轉化0 度至另一端時，在重力及公轉離心力作用下，物料罐座5 (B面在下方)下垂 并高速大幅回擺，首先是從另一端極限位置擺動向原點位置，然后通過原點 位置后繼續沿公轉離心力方向向外擺動(即反向擺動)，直至受限位機構限制 產生撞擊振動為止。此時，B面在上方，A面在下方，如圖5所示，物料罐 座5搖擺擺動幅度已達反向的最大擺角。實際運行時，在公轉離心力作用下， 自轉支架每自轉一圈，物料罐座5來回搖擺兩次，即物料罐座的A面及B面 沿著公轉離心力的方向分別各向外搖擺一次。也就是說，在公轉離心力作用下， 每自轉一圈物料罐座內的物料被來回搖擺振動兩次。
當然，可以理解地，可以將所述軸桿520與軸孔420的位置互換，即將 軸桿520設于兩支撐部42上，而軸孔420則對應設于筒體兩側，同樣可以 實現使物料罐座5搖擺振動及限制搖擺幅度的目的；此外，限位柱522與限 位槽422的位置也可互換，即將限位柱522設于支撐部42上，而將限位槽 422設于物料罐座5上，從而在物料罐座5搖擺式振動時，限位柱不動，而 以限位槽隨物料罐座5來回活動，此時，亦即相當于限位柱522相對于限位 槽422來回活動，當限位槽422的兩端觸及限位柱522即無法再沿當前擺動 方向擺動，而同樣實施限位目的。
所述物料罐6放置于物料罐座5筒體內，其用于容納待處理的各種物料。 在如圖1所示的實施方式中，所述自轉機構3的自轉軸心線與公轉機構 2的公轉軸心線處于平行狀態。當然，也可以如圖6所示的實施方式那樣， 自轉軸心線I-I是朝向公轉軸心線II-II傾斜的，或者如圖7所示的另一種實施方式，自轉軸心線i-i是背離公轉軸心線n-n傾斜的，這兩種實施方式均使得
所述自轉機構3的自轉軸心線I-I與公轉軸心線II-II之間形成一定的夾角a， 在設計時，該夾角a的取值范圍為0~90度，當a-O度時，即是自轉軸心線 與公轉軸心線平行，而a-90度時，即是自轉軸心線與公轉軸心線垂直。當a 角在45度左右，物料罐最大搖擺幅度為90度，實際運行時，通過限位機構 的控制，其搖擺幅度可在0 90度之間選擇。當a定為45度左右時，可以使 得物料罐在公轉離心力的作用下獲得一個壓向物料罐座底部的分力，其搖擺 幅度不超過90度時，物料罐6可以直接放置在物料罐座5上，而在物料罐座 5的中軸線方向上無需額外再進行固定鎖緊，工作時不會松脫，從而有利于提 高取放物料罐6的效率。同時，物料不會飛濺到物料罐蓋的內表面上，避免 了浪費及清洗上的麻煩。
下面對本發明裝置的具體運行過程及原理進行詳細描述
1、 裝置運行時，公轉機構及自轉機構分別帶動自轉支架及其上的物料罐 座、物料罐和物料同時進行公轉及自轉；
2、 當自轉機構自轉使軸桿520與公轉離心力方向垂直時，在公轉離心力 帶動下，物料罐座5將帶著物料罐6繞軸桿520由物料罐座5的A面在前地 (所謂前、后是指相對于擺動的方向而言)向外擺動，限位機構對物料罐座5 進行限制，并且形成撞擊產生振動，此時物料罐座5的A面在上方，而B面 在下方，如圖3所示；
3、 而隨著繼續自轉，公轉離心力對物料罐座5擺動的影響逐漸減小，當 軸桿520與公轉離心力平行時，物料罐座5及物料罐6在重力作用下開始回 落，物料罐座5則開始B面在前地沿公轉離心力方向擺動(即沿圖4中虛線 箭頭所示方向)，當軸桿520進一步自轉到與公轉離心力方向垂直時，物料 罐座5受到的公轉離心力作用的擺動力達到最大值，致使物料罐座5高速地 向公轉離心力方向擺動，當其受到限位機構的限制時再次發生撞擊振動，此 時物料罐座5的B面在上方，A面在下方，如圖5所示；
4、 通過公轉、自轉運動，在公轉離心力作用下，每自轉一周物料罐座5 發生兩次搖擺及兩次撞擊振動(沿物料罐座5的限位柱522與限位槽422的 兩個極限端各撞擊振動一次)。搖擺式撞擊振動使被混合、分散、研磨的物料得以振松動，并得到一個強大的振蕩力，這些附加的能量對在高速運動下 的行星式公轉、自轉的動能起到激化作用，從而具有作用加倍的功效，物料 在多種運動的同時作用下，受到的機械能非常高，混合、分散、研磨效果非常好。
5、本發明裝置的自轉機構的自轉軸心線與物料罐的幾何中心線之間存在 一個不斷變化的夾角，在物料罐的擺動過程中，夾角為零，即自轉軸心線與 物料罐的幾何中心線重合的情況只是極短的一瞬間，而絕大多數時間夾角不 為零，即自轉軸心線與物料罐的幾何中心線不重合，因此，不易出現傳統裝 置中難以避免的陀螺效應，即不會出現因物料罐幾何中心線與自轉中心線重 合，致使物料罐幾何中心線附近的物料混合、分散、研磨效果不好的現象， 從而使物料罐中心區域的物料也得到很好的混合、分散及研磨，這是一項全 新的突破。
使用本裝置進行有關試驗表明，本裝置解決了傳統方式對物料進行混合、
分散、研磨所存在的眾多難題。例如對團聚納米粉體分散、研磨的效果很 好，避免了研磨時，研磨珠在物料罐底部中央部分結團以及在物料罐底部四 周內壁結團而導致研磨效果不佳的現象。同時，納米分散時的效率也得到提 高，分散質量改善。又如，在膏狀物料與粉體進行混合時，因使用需要，要 求先將粉體先置于物料罐底部然后再將膏狀物料加至粉體上部，分別使用傳
統混合裝置和本發明裝置進行混合相同的時間(如2.0分鐘)，傳統混合裝 置效果不佳，底部粉體得不到分散，不能與膏體很好混合；而本發明裝置的 分散、混合效果很好，底部粉體已完全分散并與膏體混合均勻。
本發明在現有的行星式公轉、自轉模式的基礎上，加入大幅搖擺振動， 可以做到在同樣的輸入功率的條件下，使物料的混合、分散、研磨效果成倍 提高，達到前所未有的最大值，應用前景廣闊。
權利要求
1、一種高機械能混合分散研磨裝置，包括動力源、由動力源驅動的公轉機構、與公轉機構傳動配合的自轉機構、設于自轉機構的自轉軸上的自轉支架、設于自轉支架上的物料罐座及設于物料罐座上的物料罐，其特征在于所述自轉支架包括與自轉軸固定相連的連接部以及分別自連接部的兩側平行于自轉軸伸出的支撐部，兩支撐部且相對于自轉軸對稱；所述物料罐座為一端開口的筒體，物料罐座筒壁的相對兩側分別借助于樞軸結構可轉動地設置于兩支撐部上，在筒壁與支撐部之間還設有限位結構。
2、 如權利要求1所述的高機械能混合分散研磨裝置，其特征在于所述 限位結構包括設于物料罐座筒壁上或支撐部上的限位柱以及相應設于支撐部 上或物料罐座筒壁上以供限位柱相對來回活動的限位槽，所述限位槽是以樞 軸結構的軸心為圓心的圓弧狀槽。
3、 如權利要求1或2所述的高機械能混合分散研磨裝置，其特征在于所述樞軸結構包括軸桿及與供所述軸桿穿設的軸孔，所述軸桿設于物料罐座 筒體兩側或兩支撐部上，而軸孔則對應設于兩支撐部上或物料罐座筒體兩側。
4、 如權利要求2所述的高機械能混合分散研磨裝置，其特征在于物料罐座搖擺幅度最大為180度。
5、 如權利要求1所述的高機械能混合分散研磨裝置，其特征在于所述自轉機構的自轉軸心線與公轉機構的公轉軸心線具有夾角a。
6、 如權利要求5所述的高機械能混合分散研磨裝置，其特征在于所述的夾角a-0度或者a-45度。
7、 如權利要求5所述的高機械能混合分散研磨裝置，其特征在于所述自轉機構的自轉軸心線朝向公轉機構的公轉軸心線傾斜或者所述自轉機構的自轉軸心線背離公轉機構的公轉軸心線傾斜，從而形成所述夾角a。
全文摘要
一種高機械能混合分散研磨裝置，包括動力源、公轉機構、自轉機構、設于自轉軸上的自轉支架、設于自轉支架上的物料罐座及設于物料罐座上的物料罐，自轉支架包括與自轉軸固定相連的連接部及分別自連接部兩側平行自轉軸伸出且相對于自轉軸對稱的兩支撐部；物料罐座為一端開口的筒體，其筒壁的相對兩側分別借助于樞軸結構可轉動地設置于兩支撐部上，筒壁與支撐部之間還設有限位結構。本發明通過適當選定自轉軸心線與公轉軸心線夾角，可實現性能最佳化；且通過將物料罐可擺動地設置于自轉支架上，物料罐在公轉、自轉的同時，還會規律性地進行大幅度搖擺振動，物料在多種運動復合作用下，受到很高的機械能，混合、分散、研磨效果非常好，應用前景廣闊。
文檔編號B01F9/00GK101554568SQ200910105590
公開日2009年10月14日 申請日期2009年2月27日 優先權日2009年2月27日
發明者張天松 申請人:深圳市海力爾技術有限公司