專利名稱：行星環(huán)隙式粉體超細粉碎方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型超細粉碎方法，尤其是提供了一種行星環(huán)隙式粉體超細粉碎方法及設(shè)備，屬于超細粉體研磨、分散和反應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，在超細粉碎技術(shù)領(lǐng)域中，是通過研磨介質(zhì)把機械力作用于物料顆粒上，實現(xiàn)對物料顆粒的擠壓、摩擦、剪切等，使物料顆粒不斷碎裂，獲得超細粉體，或使由超細粉體團聚成的團聚體分散開，或使超細粉體發(fā)生機械力化學(xué)變化。由于超細粉碎過程存在逆粉碎現(xiàn)象，逆粉碎速度隨物料顆粒變細而增加，當粉碎進行到一定程度時，逆粉碎速度與粉碎速度相當，出現(xiàn)了粉碎□逆粉碎的可逆平衡。這時，即使繼續(xù)延長粉碎時間，物料顆粒群的平均粒徑也不會減小，甚至有時還會出現(xiàn)變大的現(xiàn)象。出現(xiàn)了提高研磨作用頻次與獲得足夠大的研磨作用力的矛盾。
現(xiàn)有的環(huán)隙式砂磨機，通過減小研磨介質(zhì)球徑的同時增加轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速來克服這一現(xiàn)象，雖然轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的增加提高了研磨作用力，但提高的程度有限，往往不足以彌補減小介質(zhì)球徑造成的研磨作用力下降，其研磨產(chǎn)品粒度較大且粒度分布范圍較大。并且很難找到針對具體物料性質(zhì)、粉體用途、粉碎環(huán)境等因素提出的、特定的粉碎作用頻次與粉碎作用力的最佳配合。
而采用行星式球磨機可獲得較大的粉碎作用力，具有方便調(diào)節(jié)的特點，但行星式球磨機的粉碎作用以沖擊粉碎為主，粉碎作用頻次較低，介質(zhì)磨損嚴重，產(chǎn)品細度不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種行星環(huán)隙式粉體超細粉碎方法，既可獲得高粉碎作用頻次，又可獲得足夠大的粉碎作用力，本發(fā)明還提供了利用上述方法制成的粉碎設(shè)備，通過調(diào)整設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)，獲得不同的粉碎作用頻次與粉碎作用力的配合，以適應(yīng)不同種類物料和滿足不同的超細粉體產(chǎn)品的具體粉碎要求。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下由外磨筒、內(nèi)磨筒構(gòu)成的環(huán)隙式砂磨單元呈行星式布置在由公轉(zhuǎn)軸和上、下兩個公轉(zhuǎn)盤制成的公轉(zhuǎn)系統(tǒng)上，使其在動力裝置的直接驅(qū)動下，為公轉(zhuǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生公轉(zhuǎn)離心力，其數(shù)值遠大于重力，是超細粉碎過程中研磨力的主要來源；同時在公轉(zhuǎn)系統(tǒng)的驅(qū)動下，位于行星位置的環(huán)隙式砂磨單元自轉(zhuǎn)，這種自轉(zhuǎn)的特點是相鄰層磨筒的轉(zhuǎn)動方向相反，因而帶動相鄰層磨筒間介質(zhì)產(chǎn)生對物料的研磨作用。公轉(zhuǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、自轉(zhuǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速及兩個系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速比，均可根據(jù)物料的性質(zhì)、粉碎產(chǎn)品要求的技術(shù)指標等進行設(shè)定，從而獲得粉碎作用力和粉碎作用頻次的最佳配合。
本發(fā)明的粉碎設(shè)備結(jié)構(gòu)如下粉碎裝置的公轉(zhuǎn)系統(tǒng)由公轉(zhuǎn)軸和上、下兩個公轉(zhuǎn)盤制成一體與動力系統(tǒng)連接，直接驅(qū)動公轉(zhuǎn)系統(tǒng)；自轉(zhuǎn)系統(tǒng)為若干外磨筒、內(nèi)磨筒構(gòu)成的環(huán)隙式砂磨單元，其中，外磨筒及內(nèi)磨筒的下端軸通過軸承安裝于下公轉(zhuǎn)盤上，公轉(zhuǎn)系統(tǒng)與外磨筒下端軸構(gòu)成運動副，使外磨筒除繞公轉(zhuǎn)軸心發(fā)生公轉(zhuǎn)外，還繞自身軸心發(fā)生自轉(zhuǎn)；外磨筒上端軸通過軸承安裝于上公轉(zhuǎn)盤上，內(nèi)磨筒空心端軸通過軸承安裝于外磨筒上端軸內(nèi)，內(nèi)磨筒處于外磨筒內(nèi)部并且二者同軸；外磨筒上端軸與下圓錐齒輪、過渡圓錐齒輪、上圓錐齒輪及內(nèi)磨筒空心端軸構(gòu)成運動副，內(nèi)磨筒與外磨筒旋向相反；內(nèi)磨筒與外磨筒不完全封閉成環(huán)形空間，環(huán)形空間內(nèi)填充研磨介質(zhì)，環(huán)形空間的兩端有很小的環(huán)形縫隙，環(huán)形縫隙的尺寸可以保證把介質(zhì)封閉于環(huán)形空間內(nèi)而不影響物料進出環(huán)形空間；在公轉(zhuǎn)軸上端設(shè)有杯形給料口，通過導(dǎo)料溜管與內(nèi)磨筒空心端軸、磨腔聯(lián)通，物料進入磨腔后一邊被粉碎一邊逐漸向出料環(huán)形縫隙運動，在出料環(huán)形縫隙處實現(xiàn)粉碎產(chǎn)品和介質(zhì)的分離，在公轉(zhuǎn)離心力作用下粉碎產(chǎn)品甩入集料槽，在集料槽中粉碎產(chǎn)品被收集。
本發(fā)明的積極效果在于采用環(huán)隙式及行星式球磨機結(jié)構(gòu)，兼顧了粉碎作用力和粉碎作用頻次對粉體產(chǎn)品細度的影響，使粉碎過程中機械力所做的功最大限度地用于使物料顆粒粉碎上。因此，使各個被粉碎物料顆粒經(jīng)歷的粉碎過程趨于相同，通過控制給料速度，控制物料在設(shè)備中的被粉碎時間，加上對較大粒徑顆粒的選擇性粉碎作用，最終的粉體產(chǎn)品粒度均整性很好，粒度分布范圍很小，可使產(chǎn)品的粒度達納米級。粉碎介質(zhì)和磨筒內(nèi)壁磨耗較低，消除了粉碎介質(zhì)之間及粉碎介質(zhì)和磨筒內(nèi)壁之間的相互沖擊，粉碎過程對粉體產(chǎn)品的污染程度低，產(chǎn)品純度好。
粉碎介質(zhì)和粉碎產(chǎn)品之間的分離是在大離心力和離心力方向料位差的作用下，通過活動間隙自動分離，因此，既無需給料加壓裝置，又無需設(shè)置篩網(wǎng)來分離粉碎介質(zhì)和粉碎產(chǎn)品，不會出現(xiàn)給料加壓裝置難以控制給料速度、損壞及分離粉碎介質(zhì)和粉碎產(chǎn)品的篩網(wǎng)很快磨損或堵塞等故障。


圖1為本發(fā)明工作原理圖。
圖2為本發(fā)明設(shè)備結(jié)構(gòu)原理圖。
圖3為本發(fā)明設(shè)備總體結(jié)構(gòu)的左下局部放大圖。
圖4為本發(fā)明設(shè)備總體結(jié)構(gòu)的左上局部放大圖。
圖5為本發(fā)明設(shè)備總體結(jié)構(gòu)另一可選方案的左下局部放大圖。
具體實施例方式
根據(jù)圖1及圖2，由外磨筒15和內(nèi)磨筒16構(gòu)成的環(huán)隙式砂磨單元呈行星式布置在設(shè)備機架10上與驅(qū)動機構(gòu)的公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤14上，公轉(zhuǎn)軸8按回轉(zhuǎn)方向9回轉(zhuǎn)，外磨筒15和內(nèi)磨筒16在繞公轉(zhuǎn)軸8公轉(zhuǎn)的同時，還分別按回轉(zhuǎn)方向1、5和回轉(zhuǎn)方向2自轉(zhuǎn)。此時，內(nèi)磨腔6中的介質(zhì)4和外磨腔7中的介質(zhì)3在公轉(zhuǎn)產(chǎn)生的巨大離心力作用下，密集堆垛在磨腔遠離公轉(zhuǎn)軸一側(cè)，并在磨筒的摩擦力作用下出現(xiàn)分層循環(huán)運動。每一磨腔中相鄰層介質(zhì)的相對運動，起到不斷研碎介質(zhì)間物料的作用。由于公轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力遠大于重力，有效地避免了高速循環(huán)的介質(zhì)出現(xiàn)懸浮的情況，保證了研磨介質(zhì)對物料研磨作用的連續(xù)性，大大增加了粉碎速度而不增加逆粉碎速度。
調(diào)整恒星齒輪12和行星齒輪18的齒數(shù)比，可獲得不同的磨筒自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速與公轉(zhuǎn)軸公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的比值，以適應(yīng)不同的物料及不同的粉碎產(chǎn)品的要求。
參見圖3，帶輪19固定安裝于下公轉(zhuǎn)盤14上，下公轉(zhuǎn)盤14與公轉(zhuǎn)軸8為一體，公轉(zhuǎn)軸8開始旋轉(zhuǎn)。下軸承座17固定于下公轉(zhuǎn)盤14上，外磨筒15的下端軸通過軸承安裝于下軸承座17上，外磨筒15下端軸上安裝有行星齒輪18，行星齒輪18與恒星齒輪12嚙合，恒星齒輪12固定于機座13上，外磨筒上端軸25通過軸承安裝于上軸承座29上(見圖4)，上軸承座29固定安裝于上公轉(zhuǎn)盤22上，上公轉(zhuǎn)盤22與公轉(zhuǎn)軸8為一體。外磨筒上端軸25的上端安裝有下圓錐齒輪28，下圓錐齒輪28與過渡圓錐齒輪24嚙合，同時與過渡圓錐齒輪24嚙合的還有上圓錐齒輪27，上圓錐齒輪27安裝于內(nèi)磨筒端軸26的上端，內(nèi)磨筒端軸26通過軸承安裝于外磨筒上端軸25內(nèi)，內(nèi)磨筒端軸26的下端與內(nèi)磨筒16結(jié)為一體。過度圓錐齒輪24通過軸承安裝于軸架21內(nèi)，軸架21固定于上公轉(zhuǎn)盤22上。導(dǎo)料管23一端與喂料口11相通，另一端通入內(nèi)磨筒端軸26內(nèi)。外磨筒15與外磨筒上端軸25的連接處開有出料口30。集料槽31安裝于機架10內(nèi)，刮料器32可沿集料槽31內(nèi)壁運動。
動力經(jīng)皮帶20傳入，驅(qū)動帶輪19，這時，下公轉(zhuǎn)盤14、公轉(zhuǎn)軸8、上公轉(zhuǎn)盤22等開始公轉(zhuǎn)。由于恒星齒輪12固定不動，與它嚙合的行星齒輪18在繞公轉(zhuǎn)軸8公轉(zhuǎn)的同時，還要繞磨筒軸心線自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)方向與公轉(zhuǎn)方向相同。這種自轉(zhuǎn)運動通過外磨筒15、外磨筒上端軸25、下圓錐齒輪28、過度圓錐齒輪24、上圓錐齒輪27、內(nèi)磨筒端軸26，一直傳遞到內(nèi)磨筒16上，使內(nèi)磨筒16產(chǎn)生與外磨筒15方向相反的旋轉(zhuǎn)。
來料由喂料口11喂入，然后經(jīng)導(dǎo)料管23導(dǎo)入內(nèi)磨筒端軸26內(nèi)，在重力的作用下進入內(nèi)磨腔6，首先受到介質(zhì)4的研磨，同時逐漸向下運動。當運動到內(nèi)磨腔6的底部時，由于內(nèi)磨筒16的下端口與外磨筒15構(gòu)成的縫隙允許物料通過而不允許介質(zhì)4通過，經(jīng)過介質(zhì)4研磨的物料經(jīng)過此縫隙與介質(zhì)4分離進入外磨腔7。在外磨腔7中，物料受到介質(zhì)3的研磨，并逐漸向上運動。當運動到外磨腔7的上部時，由于內(nèi)磨筒16的上端與外磨筒15構(gòu)成的縫隙允許物料通過而不允許介質(zhì)3通過，經(jīng)過介質(zhì)3研磨的物料經(jīng)過此縫隙與介質(zhì)3分離，在公轉(zhuǎn)離心力的作用下，經(jīng)出料口30甩離外磨筒15，進入集料槽31，被刮料器刮到特定的位置排出機外。
介質(zhì)3和介質(zhì)4的球徑可根據(jù)給料的粒徑等因素選擇，介質(zhì)4球徑大于或等于介質(zhì)3球徑。
內(nèi)磨筒16的下端口也可做成圖5中33的形式，此時，內(nèi)磨腔6和外磨腔7溝通為一個磨腔，介質(zhì)球徑也只有一種。
權(quán)利要求
1.一種行星環(huán)隙式粉體超細粉碎方法，其特征在于由外磨筒、內(nèi)磨筒構(gòu)成的環(huán)隙式砂磨單元呈行星式布置在由公轉(zhuǎn)軸和上、下兩個公轉(zhuǎn)盤制成的公轉(zhuǎn)系統(tǒng)上，使其在動力裝置的直接驅(qū)動下繞公轉(zhuǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生公轉(zhuǎn)離心力，同時公轉(zhuǎn)系統(tǒng)帶動位于行星位置的環(huán)隙式砂磨機構(gòu)自轉(zhuǎn)，并且外磨筒、內(nèi)磨筒自轉(zhuǎn)方向相反，使砂磨機構(gòu)中的磨筒間介質(zhì)產(chǎn)生對物料的研磨作用。
2.一種行星環(huán)隙式粉體超細粉碎設(shè)備，其特征在于粉碎裝置的公轉(zhuǎn)系統(tǒng)由公轉(zhuǎn)軸和上、下兩個公轉(zhuǎn)盤制成一體并與動力系統(tǒng)聯(lián)接，自轉(zhuǎn)系統(tǒng)為若干外磨筒、內(nèi)磨筒構(gòu)成的環(huán)隙式砂磨單元，其中，外磨筒的下端軸通過軸承安裝于下公轉(zhuǎn)盤上，公轉(zhuǎn)系統(tǒng)與外磨筒下端軸構(gòu)成運動副，外磨筒上端軸通過軸承安裝于上公轉(zhuǎn)盤上，內(nèi)磨筒空心端軸通過軸承安裝于外磨筒上端軸內(nèi)，內(nèi)磨筒處于外磨筒內(nèi)部，二者同軸；外磨筒上端軸與下圓錐齒輪、過渡圓錐齒輪、上圓錐齒輪及內(nèi)磨筒空心端軸構(gòu)成運動副，內(nèi)磨筒與外磨筒旋向相反；內(nèi)磨筒與外磨筒不完全封閉成環(huán)形空間，環(huán)形空間內(nèi)填充研磨介質(zhì)，環(huán)形空間的兩端有環(huán)形縫隙；在公轉(zhuǎn)軸上端設(shè)有杯形給料口，并通過導(dǎo)料溜管、內(nèi)磨筒空心端軸與磨腔聯(lián)通，在機架上相對環(huán)形縫隙的位置上設(shè)有環(huán)形集料槽和刮料板。
全文摘要
本發(fā)明公開一種行星環(huán)隙式粉體超細粉碎方法及設(shè)備，由外磨筒、內(nèi)磨筒構(gòu)成的環(huán)隙式砂磨單元呈行星式布置在由公轉(zhuǎn)軸和上、下兩個公轉(zhuǎn)盤制成的公轉(zhuǎn)系統(tǒng)上，內(nèi)磨筒與外磨筒內(nèi)填充研磨介質(zhì)，使其在動力裝置的直接驅(qū)動下作公轉(zhuǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生公轉(zhuǎn)離心力，同時帶動位于行星位置的環(huán)隙式砂磨機構(gòu)自轉(zhuǎn)，使磨筒間介質(zhì)產(chǎn)生對物料的研磨作用。采用環(huán)隙式及行星式球磨機結(jié)構(gòu)，兼顧了粉碎作用力和粉碎作用頻次對粉體產(chǎn)品細度的影響，通過控制給料速度、粉碎時間，使產(chǎn)品的粒度達納米級。粉碎介質(zhì)和磨筒內(nèi)壁磨耗較低，消除了粉碎介質(zhì)之間及粉碎介質(zhì)和磨筒內(nèi)壁之間的相互沖擊，粉碎過程對粉體產(chǎn)品的污染程度低，產(chǎn)品純度好。
文檔編號B02C17/08GK1743075SQ20041001107
公開日2006年3月8日 申請日期2004年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月2日
發(fā)明者王瑛瑋, 蔣引珊, 張延軍 申請人:王瑛瑋