一種超聲破碎行星球磨機的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種超聲破碎行星球磨機，包括行星齒輪傳動機構，該行星齒輪傳動機構的輸入端與電機連接，該行星齒輪傳動機構的轉動盤上設置有至少兩個球磨罐，所述球磨罐內設置有超聲波發生器。本發明在對物料行星球磨的同時施加超聲波強能量場，可以實現混料均勻同時將物料粉末從微米級破碎成納米級，具有結構簡單、球磨效率高和實現粉料破碎的優點。
【專利說明】
一種超聲破碎行星球磨機
技術領域
[0001]本發明涉及球磨機技術領域，具體涉及一種采用超聲破碎的行星球磨機。
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【背景技術】
目前，行星球磨機是根據將小計量金屬、非金屬、有機物材料樣品的混合、細磨的功能來開發，可以實現多個樣品同時加工。當轉動盤公轉時，多個球磨罐和轉動盤形成行星式運動，球磨罐發生自傳帶動球磨罐中的研磨球發生高速的相互碰撞，從而對粉體進行球磨并實現混合物料、粉碎物料的效果。但行星球磨機無法或者無法高效地將硬度較大的平均粒度為幾個微米到幾十微米的物料粉碎達到納米級別50-1000nm，如金屬和無機物。
[0003]CN102284326A公開來一種“帶超聲波的行星球磨機”，在球磨罐底部安裝超聲波振子，實現行星球磨的同時加入超聲波振動。它雖然可以通過球磨罐內部產生超聲波振蕩來解決沉底、結塊、粘壁、團聚等問題，但對于高效地將硬度較大的物料粉碎達到納米級別50-1OOOnm并沒有涉及;這是由于它使用的是超聲波的振動作用，而沒有選用高頻率超聲波特有的高密度能量場作用，從而無法高效地破碎粉末。同時，它雖然可以提高研磨效率，但這種結構能量傳遞效率低，能量消耗大;這是由于超聲波振子安裝在球磨罐底部，隔著球磨罐對物料進行超聲，大部分超聲波能量被球磨罐壁吸收。
[0004]
【發明內容】
[0005]為了解決傳統行星球磨機無法或者無法高效地將硬度較大的物料粉碎達到納米級別50-1000nm的問題，本發明提供一種可以將硬度較大的物料粉碎達到納米級別的超聲破碎行星球磨機，大大的提高球磨效率，縮短工作時間。
[0006]為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:
一種超聲破碎行星球磨機，包括行星齒輪傳動機構，該行星齒輪傳動機構的輸入端與電機連接，該行星齒輪傳動機構的轉動盤上設置有至少兩個球磨罐，所述球磨罐內設置有超聲波發生器。
[0007]在小尺寸球磨罐中，所述球磨罐的上蓋連接有一個超聲波發生器，該超聲波發生器的中心線與球磨罐的中心線重合。
[0008]在大尺寸球磨罐中，所述球磨罐的側面傾斜設置有至少一對超聲波發生器，該些超聲波發生器沿球磨罐側面周向均勻分布，所述超聲波發生器的中心線與球磨罐的中心線的傾斜角度為30-60°。
[0009]也可以在大尺寸球磨罐的上蓋中連接超聲波發生器，該超聲波發生器的中心線與球磨罐的中心線重合。
[0010]優選地，所述球磨罐通過外罐與設置在轉動盤上的轉軸固定連接，外罐的頂端設置有用于固定球磨罐的旋緊機構。
[0011]優選地，所述轉軸采用中空結構，該轉軸的外側套設有導電滑環，該導電滑環與穿入轉軸內的超聲波發生器的導線電連接。
[0012]優選地，所述超聲波發生器的底部離球磨罐底部的距離為2_5mm。
[0013]由以上技術方案可知，本發明具有如下有益效果:
(1)超聲波頻率高，工作功率大，和球磨同時發揮破碎粉末的作用，能高效地破碎粉末至納米級粉末(50_1000nm)；
(2)效率高。超聲波發生器直接與物料接觸，超聲波發生器的底部離球磨罐底部的距離為2mm，超聲波能量直接傳遞到物料中，能量損耗很小；
(3)高頻率的超聲波帶來的強超聲波振動可以直接傳導到物料，加速物料循環，可以更加有效的解決傳統行星球磨機沉底、結塊、粘壁、團聚等問題，使得物料更加均勻。
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【附圖說明】
[0015]圖1為本發明實施例1的結構示意圖；
圖2為本發明實施例2的結構示意圖；
圖3為圖2中超聲波發生器和球磨罐的裝配示意圖。
[0016]圖中:1、行星齒輪傳動機構，11、轉動盤，2、電機，3、球磨罐，4、超聲波發生器，5、夕卜罐，6、轉軸，7、旋緊機構，8、導電滑環。
[0017]
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本發明的一種優選實施方式作詳細的說明。
[0019]如圖1和2所示，所述超聲破碎行星球磨機包括電機2、行星齒輪傳動機構1、球磨罐
3、外罐5和超聲波發生器4。所述行星齒輪傳動機構I設置有轉動盤11，該轉動盤上設置有多個用于連接外罐的轉軸6，所述球磨罐3置于外罐5內，并通過設置在外罐頂端的旋緊機構7對球磨罐進行固定。所述超聲波發生器4設置在球磨罐3內，與物料直接接觸，使物料直接吸收尚頻率超聲波的強超聲能量而到達超聲破碎的效果。
[0020]所述轉軸6采用中空結構，該轉軸的外側套設有導電滑環8，該導電滑環與穿入轉軸內的超聲波發生器的導線電連接。
[0021]所述超聲波發生器4的工作頻率為20?80kz，單個球磨罐需要的超聲波工作功率為Iw?100w0
[0022]所述球磨罐3的數量可以為2個、4個或者6個，單個球磨罐可配1-6個超聲波發生器，大小適中，可在球磨罐的上蓋中配置超聲波發生器，也可在球磨罐側面配置至少一對超聲波發生器，且超聲波發生器之間呈現一定角度均勻分布，優選為兩組4個超聲波發生器或三組6個超聲波發生器為最佳。
[0023]本發明能在對物料進行球磨的同時，施加超聲波高密度能量場，將超聲波破碎和行星球磨相結合，高效率地將硬度較大的物料(如金屬和無機物)粉碎達到納米級別50-1OOOnm0
[0024]實施例1: 本實施例用于盛放物料的球磨罐3的內徑為50mm，外徑為60mm。球磨罐材料為氧化錯，磨球材質為氧化鋯，磨球平均直徑為1mm。
[0025]如圖1所示，所述超聲波發生器4的中心線與球磨罐3的中心線重合，傾斜角度為0°。所述超聲波發生器的底部離球磨罐底部的距離為2_，超聲波發生器探入球磨罐部分的長度為58mm，球磨罐高度為60mm，球磨機的轉速控制為400rpm。
[0026]所述行星齒輪傳動機構I上設有6個球磨罐3，每個球磨罐的上蓋放置I個超聲波發生器，所述的超聲波發生器通過焊接方式連接球磨罐上蓋，超聲波發生器深入固定罐內，與物料直接接觸，使物料直接吸收高頻率超聲波的強超聲能量而到達超聲破碎的效果。
[0027]本實施例1經過10小時的連續工作，可以將5g平均粒度為6?1um的富鋰錳基鋰離子正極材料或者磷酸鐵錳鋰鋰離子正極材料破碎到平均粒度為500nm左右。
[0028]實施例2:
本實施例用于盛放物料的球磨罐3的內徑為300mm，外徑為320mm。球磨罐材料為氧化錯，磨球材質為氧化錯，磨球平均直徑為5mm。
[0029]如圖2所示，所述行星齒輪傳動機構I上設有2個球磨罐3，每個球磨罐的側面放置6個超聲波發生器4，且超聲波發生器之間呈現60°均勻分布，參照圖3。所述超聲波發生器4的中心線與球磨罐3的中心線的傾斜角度為45°，超聲波發生器的底部離球磨罐底部的距離為5mm，球磨罐高度為320mm，球磨機的轉速控制為400rpm。
[0030]所述超聲波發生器4通過焊接方式連接球磨罐3側面，超聲波發生器深入固定罐內，與物料直接接觸，使物料直接吸收高頻率超聲波的強超聲能量而到達超聲破碎的效果。
[0031]本實施例2經過10小時的連續工作，可以將2kg平均粒度為6?1um的富鋰錳基鋰離子正極材料或者磷酸鐵錳鋰鋰離子正極材料破碎到平均粒度為10nm左右。
[0032]以上所述實施方式僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均落入本發明的權利要求書確定的保護范圍內。
【主權項】
1.一種超聲破碎行星球磨機，其特征在于，包括行星齒輪傳動機構(I)，該行星齒輪傳動機構的輸入端與電機(2)連接，該行星齒輪傳動機構的轉動盤(11)上設置有至少兩個球磨罐(3)，所述球磨罐內設置有超聲波發生器(4)。2.根據權利要求1所述的超聲破碎行星球磨機，其特征在于，所述球磨罐(3)的上蓋連接有一個超聲波發生器，該超聲波發生器的中心線與球磨罐的中心線重合。3.根據權利要求1所述的超聲破碎行星球磨機，其特征在于，所述球磨罐(3)的側面傾斜設置有至少一對超聲波發生器，該些超聲波發生器沿球磨罐側面周向均勻分布。4.根據權利要求1所述的超聲破碎行星球磨機，其特征在于，所述球磨罐(3)的上蓋連接有超聲波發生器，該超聲波發生器的中心線與球磨罐的中心線重合，所述球磨罐(3)的側面傾斜設置有至少一對超聲波發生器，該些超聲波發生器沿球磨罐側面周向均勻分布。5.根據權利要求3或4所述的超聲破碎行星球磨機，其特征在于，設置在球磨罐側面的超聲波發生器(4)的中心線與球磨罐(3)的中心線的傾斜角度為30-60°。6.根據權利要求1所述的超聲破碎行星球磨機，其特征在于，所述球磨罐(3)通過外罐(5)與設置在轉動盤(11)上的轉軸(6)固定連接。7.根據權利要求6所述的超聲破碎行星球磨機，其特征在于，所述外罐(5)的頂端設置有用于固定球磨罐的旋緊機構(7)。8.根據權利要求6所述的超聲破碎行星球磨機，其特征在于，所述轉軸(6)采用中空結構，該轉軸的外側套設有導電滑環(8)，該導電滑環與穿入轉軸內的超聲波發生器的導線電連接。9.根據權利要求1所述的超聲破碎行星球磨機，其特征在于，所述超聲波發生器(4)的底部離球磨罐底部的距離為2-5mm。
【文檔編號】B02C19/18GK105921221SQ201610419288
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月13日
【發明人】徐平紅, 陳方, 高玉仙
【申請人】合肥國軒高科動力能源有限公司