一種超細顆粒破碎裝置及破碎方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種超細顆粒破碎裝置，特別涉及一種超細顆粒破碎裝置及利用其對原料進行微米、納米級破碎的破碎方法，屬于破碎設備技術領域。
【背景技術】
[0002]納米材料的制備是納米技術研究的最重要的基礎技術，目前制備納米材料大部分采用的是氣相法和液相法，這些方法都存在工藝復雜、操作精細、成本昂貴或前驅體制備困難等特點，只能實現實驗室內少量樣品制備，難以實現工業化生產。
[0003]目前還有一些涉及到納米級原料的制備方法，都是先將物體破壁，或者通過水、醇或二氧化碳等溶劑進行高溫水煮，加入表面活性劑，并通過攪拌、超聲波振動、高壓質機粉碎等方法，以得到納米級原料。但是通過這些制備方法所用設備大都效率低，能耗大，生產和維修成本都很高，且對于實現納米級原料的大規模生產，現有設備難以實現。再者，加入的溶劑或表面活性劑若與原料發生化學反應，還會產生衍生物，會進一步提高納米破碎過程的難度。
[0004]因而，根據現有納米破碎設備存在的缺點，如何進一步加以改進，提高破碎效率，簡化工藝方法，成為目前業界研發人員新的研究方向。
【發明內容】
[0005]本發明的主要目的在于提供一種超細顆粒破碎裝置及破碎方法，以克服現有技術中的不足。
[0006]為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括:
[0007]本發明實施例提供了一種超細顆粒破碎裝置，它包括:
[0008]破碎混料腔室，具有高壓流體輸入口和原料輸入口，高壓流體經所述高壓流體輸入口連續進入破碎混料腔室，并在破碎混料腔室內產生負壓，使原料從原料輸入口被吸入破碎混料腔室且與所述高壓流體混合而被流速差剪切破碎，形成包含有一次破碎的原料與高壓流體的第一混合物料；
[0009]破碎噴頭，用于接收所述破碎混料腔室輸出的第一混合物料，并利用空穴爆破效應使所述第一混合物料所含的一次破碎的原料被二次破碎，由此形成包含有二次破碎的原料與高壓流體的第二混合物料。
[0010]作為本發明的優選方案之一，所述超細顆粒粉碎裝置還包括:破碎靶，設置在與所述破碎噴頭的物料出口對應位置處，使所述破碎噴頭輸出的第二混合物料能夠直接撞擊所述破碎靶，從而使所述第二混合物料所含的二次破碎的原料被三次破碎。
[0011 ]優選的，所述一次破碎的原料或二次破碎的原料具有微米級粒徑或納米級粒徑。
[0012]更優選的，所述二次破碎的原料或三次破碎的原料具有微米級粒徑或納米級粒徑。
[0013]進一步的，所述高壓流體的壓力為350_400MPa，所述高壓流體優選為水，也可以是氣體或油，且尤其優選為水。
[0014]所述原料可以是粉體狀、顆粒狀、液態或其它合適形態。
[0015]作為另一優選方案，所述超細顆粒粉碎裝置還包括:破碎裝置桶，用于接收三次破碎的原料，所述破碎裝置桶的頂部與破碎混料腔室連通，底部設置有原料輸出口。
[0016]進一步的，所述破碎混料腔室通過高壓流體輸入口與高壓流體供給裝置連接，所述高壓流體輸入口處還設置有壓緊螺套，所述壓緊螺套內還設置有螺套芯。
[0017]更進一步的，所述高壓流體輸入口與一高壓流體噴嘴連接，原料輸入口設置于破碎混料腔室的一側，并與破碎混料腔室內的物料輸送通道連通，物料輸送通道豎直設置，破碎噴頭設置于所述物料輸送通道的末端。
[0018]具體的，所述破碎噴頭的外側設置有噴頭鎖緊螺母；
[0019]和/或所述破碎噴頭與噴頭鎖緊螺母之間設置有噴頭夾緊套。
[0020]優選的，所述破碎靶設置于破碎靶座上，所述破碎靶座呈U型結構。
[0021 ]優選的，所述原料輸出口與真空濃縮裝置連接。
[0022]本發明實施例還提供了一種超細顆粒破碎方法，主要是基于前述超細顆粒破碎裝置而實施，其包括:
[0023]高壓流體通過高壓流體輸入口連續進入破碎混料腔室，并在破碎混料腔室內產生負壓，使原料從原料輸入口被吸入破碎混料腔室內且與所述高壓流體混合而被流速差剪切破碎，產生第一次破碎，并形成包含有一次破碎的原料與高壓流體的第一混合物料；
[0024]第一混合物料通過破碎噴頭噴出，并利用空穴爆破效應使所述第一混合物料所含的一次破碎的原料被二次破碎，由此形成包含有二次破碎的原料與高壓流體的第二混合物料。
[0025]優選的，所述破碎方法還包括:
[0026]所述第二混合物料直接撞擊在所述破碎靶上，從而使所述第二混合物料所含的二次破碎的原料被三次破碎，最終得到超細顆粒的原料。
[0027]進一步的，常壓流體進入高壓流體供給裝置，將常壓流體加壓到350_400MPa，進入超細顆粒破碎裝置。
[0028]與現有技術相比，本發明的優點包括:
[0029](I)本發明的超細顆粒破碎裝置，結構簡單，生產和維修成本低，破碎效率高，穩定性好，可以充分破碎原料，特別是粉體狀、顆粒狀、液體等原料，使其內部顆粒大小達到微/納米級別，特別是納米級別，從而大大增加材料的使用性能。
[0030](2)本發明的超細顆粒破碎方法，工藝操作簡單，利用高壓流體將原料吸入破碎混料腔室，通過調節高壓流體的壓力、破碎的次數等，可以控制破碎的程度，實現原料的充分破碎，達到微/納米級別，特別是納米級別，易于實現大規模工業化生產。
[0031](3)本發明初步處理得到的納米級原料，采用真空濃縮裝置進一步濃縮，得到的介質再次進入高壓流體供給裝置，可循環使用，無毒無污染排放。
[0032](4)本發明的整個工藝為物理作用，不產生化學副產物，可廣泛應用于制藥、化工和生物等技術領域。
【附圖說明】
[0033]圖1是本發明優選實施例中超細顆粒破碎裝置的結構示意圖；
[0034]圖2是圖1的部分放大結構示意圖；
[0035]圖3是本發明優選實施例中破碎噴頭的局部放大結構示意圖。
[0036]附圖標記說明:1_破碎裝置桶，2-高壓流體輸送管路，20-高壓流體接頭，21-壓緊螺套，2Ia-螺套芯，3-原料輸出口，30-原料輸出接頭，4-破碎混料腔室，40-物料輸送通道，5-高壓流體噴嘴，6-原料進料接頭，7-破碎噴頭，71-噴頭鎖緊螺母，72-噴頭夾緊套，8-破碎靶，80-破碎靶座。
【具體實施方式】
[0037]在本發明的一個典型實施方案之中提供了一種超細顆粒破碎裝置，它包括:
[0038]破碎混料腔室，具有高壓流體輸入口和原料輸入口，高壓流體經所述高壓流體輸入口連續進入破碎混料腔室，并在破碎混料腔室內產生負壓，使原料從原料輸入口被吸入破碎混料腔室且與所述高壓流體混合，由于流體在管道內流速不同，產生剪切差，而被流速差剪切破碎，形成包含有一次破碎的原料與高壓流體的第一混合物料；
[0039]破碎噴頭，用于接收所述破碎混料腔室輸出的第一混合物料，并利用空穴爆破效應使所述第一混合物料所含的一次破碎的原料被二次破碎，由此形成包含有二次破碎的原料與高壓流體的第二混合物料。
[0040]作為本發明的優選方案之一，所述超細顆粒粉碎裝置還包括:破碎靶，設置在與所述破碎噴頭的物料出口對應位置處，使所述破碎噴頭輸出的第二混合物料能夠直接撞擊所述破碎靶，從而使所述第二混合物料所含的二次破碎的原料被三次破碎。
[0041 ]優選的，所述一次破碎的原料或二次破碎的原料具有微米級粒徑或納米級粒徑。
[0042]更優選的，所述二次破碎的原料或三次破碎的原料具有微米級粒徑或納米級粒徑。
[0043]進一步的，所述高壓流體的壓力為350_400MPa，所述高壓流體優選為水，也可以是氣體或油，且尤其優選為水。
[0044]所述原料可以是粉體狀、顆粒狀、液態或其它合適形態。
[0045]作為另一優選方案，所述超細顆粒粉碎裝置還包括:破碎裝置桶，用于接收三次破碎的原料，所述破碎裝置桶的頂部與破碎混料腔室連通，底部設置有原料輸出口。
[0046]進一步的，所述破碎混料腔室通過高壓流體輸入口與高壓流體供給裝置連接，所述高壓流體輸入口處還設置有壓緊螺套，所述壓緊螺套內還設置有螺套芯。
[0047]更進一步的，所述高壓流體輸入口與一高壓流體噴嘴連接，原料輸入口設置于破碎混料腔室的一側，并與破碎混料腔室內的物料輸送通道連通，物料輸送通道豎直設置，破碎噴頭設置于所述物料輸送通道的末端。
[0048]具體的，所述破碎噴頭的外側設置有噴頭鎖緊螺母；
[0049]和/或所述破碎噴頭與噴頭鎖緊螺母之間設置有噴頭夾緊套。
[0050]優選的，所述破碎靶設置于破碎靶座上，所述破碎靶座呈U型結構。
[0051 ]優選的，所述原料輸出口與真空濃縮裝置連接。
[0052]本發明實施例還提供了一種超細顆粒破碎方法，主要是基于前述超細顆粒破碎裝置而實施，其包括:
[0053]高壓流體通過高壓流體輸入口連續進入破碎混料腔室，并在破碎混料腔室內產生負壓，使原料從原料輸入口被吸入破碎混料腔室內且與所述高壓流體混合而被流速差剪切破碎，產生第一次破碎，并形成包含有一次破碎的原料與高壓流體的第一混合物料；
[0054]第一混合物料通過破碎噴頭噴出，并利用空穴爆破效應使所述第一混合物料所含的一次破碎的原料被二次破碎，由此形成包含有二次破碎的原料與高壓流體的第二混合物料。
[0055]優選的，所述破碎方法還包括:
[0056]所述第二混合物料直接撞擊在所述破碎靶上，從而