CN1011665B - 搅拌研磨机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流动性物料的搅拌研磨机，从前的搅拌研磨机。都存在着辅助研磨体分布不均匀以及分离器磨损厉害等缺陷。本发明所述搅拌研磨机中，杯状搅拌器(21)安设于内定子圆筒(24)和研磨容器(3)之间，形成外研磨室(9′)和内研磨室(9″)，其中物料供给室(53)安设在外研磨室(9′)上游，分离器(34)安设在内研磨室(9″)游下，而用来回收辅助研磨体(41)的旁通回路(60)则位于分离器(34)之上游。因此本搅拌研磨机具有辅助研磨体分布均匀、分离器磨损殊小的优点。

Description

本发明涉及一种处理流动性物料的搅拌研磨机。

联邦德国28    11    899号专利揭示过一种类似的搅拌研磨机，其中外研磨室和内研磨室均呈锥形，亦即，研磨室的横截面在纵向中心线两侧均为倾斜的。搅拌器的横截面亦呈锥形，被研磨物料在搅拌研磨机内是从内向外流动的，亦即，首先进入内研磨室直径较小的一端，然后流经径向逐渐扩大的内研磨室，复经转向室进入沿径向逐渐扩大的外研磨室。此后，被研磨物料流经一个径向逐渐缩小的研磨室，该研磨室的一侧由搅拌器限定。最后到达一个分离器，磨碎了的物料就从该分离器排出，一个旁通回路的入口，设置在分离器的下游，亦即，所述旁通回路的入口是沿径向安置在所述分离器的内部的。辅助研磨体经由该入口而流过设于旋转体内的旁通回路，然后进入内研磨室的起始区。当然，旋转体内亦可设置几个旁通回路。

第0    146    852号欧洲专利揭示了另一个搅拌研磨机，它具有一个由圆柱形内壁及圆柱形旋转体形成的研磨室，和一个由旋转体及研磨容器内壁形成的研磨室。搅拌器在其自由端具有中空部份，其中安设分离器。搅拌器在分离器周围的区域内设有一些凹孔，连同被研磨物料一起自由地流入所述中空部份的辅助研磨体，可经由所述凹孔沿径向而回流。

美国专利4    496    106号所揭示的搅拌研磨机具有一个在圆柱形旋转体和研磨容器的柱形内壁之间形成的研磨室。被研磨物料是由下方向研磨室供给的，经由顶部的一个分离器而排出。在研磨容器内分离器的上游处设有一旁通回路，辅助研磨体在到达分离器之前，因离心力作用而进入该旁通回路。这样，它们在进入研磨室之前，又被重新搀杂在被研磨物料中。

本发明的目的是开发一种合适的搅拌研磨机，使得辅助研磨体在研磨室内循环的同时，得以尽可能均匀的分布，而且循环过程中分离器所受磨损尽可能地小。

本发明所述搅拌研磨机包括一个研磨容器以及一个位于所述研磨容器上部 并与之固定在一起的固定壳体。固定壳体中部形成一个中心圆筒，一根纵轴贯穿其中，并和安置在研磨容器内的旋转体的基座紧固在一起。纵轴上端有皮带轮，通过传动皮带和马达连接。在旋转体和研磨容器外壳之间还设有一个内套，呈倒置杯状的旋转体罩在一个内定子圆筒上，后者借助於一个环形底板与研磨容器的外壳固紧为一体，旋转体外壁与前述内套之间为外研磨室;旋转体内壁与内定子圆筒之间为内研磨室。前述固定壳体之中心圆筒一侧设有一待研磨物料供给管，物料由此而入，经过位于固定壳体和旋转体基座之间的物料供给室，由上而下地进入外研磨室。旋转体自由端下方为转向室，被研磨物料经由转向室转向，流入内研磨室并向上运动，内定子圆筒之顶部安有分离器，磨碎了的物料经分离器流入安置在内定子圆筒中心的排管，从下方排出。为提高研磨效果而搀入被研磨物料中的辅助研磨体，则依靠离心力作用，从开设在旋转体基座上的旁通回路回流至外研磨室之入口端。由于内、外研磨室基本上呈环柱形，物料供给室安置在外研磨室之上游，分离器安置在内研磨室之下游，而旁通回路位于分离器之上游，因此能达到前述的发明目的。

本发明所述搅拌研磨机中，内、外研磨室设计成环柱形，因此待研磨物料特别是辅助研磨体，在流过研磨容器时只须沿径向移动较短距离。此外，在立式搅拌研磨机的场合下，被研磨物料供给室和分离器均位于上部。当辅助研磨体到达内研磨室上部时，因离心作用而经旁通回路返回外研磨室上部。旁通回路的方向，基本上和搅拌器的纵向中心线正交，而且是斜向开设的，其倾斜方向正好为搅拌器旋转方向之反方向。这能加速辅助研磨体的回流。另外，旁通回路通向外研磨室的一端，基本上保持和被研磨物料流动方向平行的方向，这样就把辅助研磨体顺利地回送至被研磨物料供给室和外研磨室之间的过渡区内，由于原来过渡区内基本上不存在辅助研磨体，因此从一开始就基本上避免了辅助研磨体在研磨室内分布不均匀甚至堆积起来的现象。

此外，本发明所述搅拌研磨机中，在位于转向室内的旋转体自由端上安设了一些指向内侧并具有倾斜面的升送器，能防止辅助研磨体在转向室内的堆积，使得辅助研磨体在整个研磨室中分布均匀。搅拌机有立式、卧式、倾斜式三种， 尤其是在立式场合下，若无上述升送器装置，启动搅拌机后，辅助研磨体特别容易堆积在转向室内。

本发明所述搅拌研磨机在运行时，被研磨物料及辅助研磨体混合物是沿径向从外向内移动的，而辅助研磨体的回流方向则为从内向外，正好利用了离心力作用。由于旁通回路位于分离器的上游，因此辅助研磨体在达到分离器之前就被回收循环，故能最大限度地避免分离器受辅助研磨体撞击，因而分离器的磨损可谓微乎其微。另外，本发明所述搅拌研磨机的分离器安设在内定子圆筒之顶部，或者说它的前端，并且至少是局部被搅拌器所包围，在分离器侧壁与搅拌器侧壁之间形成一个前室，前室之直径小于内定子圆筒之外径，且经由一径向配置的通道和内研磨室连通。这就进一步防止辅助研磨体到达分离器，保护后者不受磨损。由于分离器基本上不受研磨体碰撞，因而可以采用极小的槽缝宽度。例如，当辅助研磨体的直径为0.2毫米时（这是可能出现的最小直径），采用0.05毫米的槽缝宽度，亦不会致使分离器被破坏，因为辅助研磨体是不可能聚集在分离器前面的。

在装入特别稠粘的物料（比如巧克力）时，可改变径向配置的旁通回路的开设位置，使之直接和前述径向配置的通道相通，这样就可以避免研磨体堆积在分离器前面的区域内。因为这时不仅利用了研磨体自身圆周运动所产生的离心加速度，而是在它们到达分离器之前就进行了强制性的回收循环。

原则上，本搅拌研磨机在搅拌器或内定子圆筒上不附加搅拌器具的情况下，照样能工作。但是，如果至少在搅拌器上装上附加搅拌器具，会提高搅拌效果的。如果搅拌器和内定子圆筒上均安设附加搅拌器具，则内定子圆筒上靠近旁通回路的部位，不宜附设前述之搅拌器具，以免减低辅助研磨体在该区域内的运动速度。

本发明所述搅拌研磨机中，由于被研磨物料被送入位于研磨容器和搅拌器之间的研磨室内，磨碎了的物料被从内定子圆筒中心排管排出，因而搅拌器纵轴和研磨容器之间的轴封基本上不受压力。另外，前述分离器之外径比内定子圆筒的内径小，利用一个安设在中心排管下方的手把，可将分离器拉出，便於清洗。

综上所述，本发明所述搅拌研磨机和现有技术相比，具有以下优点：辅助研磨体分布均匀;分离器不会受辅助研磨体碰撞，磨损微乎其微，槽缝可设计得很窄;清洗方法简易。

附图说明如下：图1为本发明所述搅拌研磨机的侧面示意图;图2为本搅拌研磨机之研磨容器的纵剖视图;图3为图2之放大局部剖视图;图4为沿图2中A-A线之搅拌器局部剖面图;图5为改良型搅拌研磨机实施例之局部剖视图。

以下结合附图，详细说明本发明所述搅拌研磨机的实施例。

图1所示的搅拌研磨机具有一个传统的支架（1），支架（1）的上部固定着一个悬臂（2），悬臂（2）下方固定着一个柱形研磨容器（3）。支架（1）内装有一个电机（4），所述电机具有一个三角皮带轮（5），后者通过三角皮带（6），能驱动三角皮带轮（8）旋转，皮带轮（8）是和纵轴（7）紧固在一起的。

由附图（特别是图2）可知，前述研磨容器（3）具有一个圆柱形内套（10），所述内套外面被一个基本上为圆柱形的外壳（11）包围，内套内部则包含有一个研磨室（9）。内套（10）和外壳（11）之间所划定的界限是外部冷却室（12）。前述研磨室（9）的下端面是一个环形底板（13），环形底板（13）藉螺丝（14）和研磨容器（3）固定在一起。

研磨容器（3）上端具有一个环状凸缘（15），藉此用螺栓（17）把研磨容器（3）和一个盖子（16）固定住，而盖子（16）则把研磨室（9）封闭住。所述盖子（16）又和一固定壳体（18）之下端固定住，而固定壳体（18）之上端则和搅拌机悬臂（2）固定住。固定壳体（18）中部形成一个中心圆筒（19），后者和研磨容器（3）具有同心的纵向中心线（20）。中心圆筒（19）被一个纵轴（7）贯穿，纵轴中心线和纵向中心线（20）重合。在纵轴（7）下端固定着一个搅拌器（21），搅拌器的旋转体（42）位于研磨室（9）内。在固定壳体（18）的中心圆筒（19）上靠近研磨室（9）的一端接有一根物料供给管（22）。供给管入口上方，亦即在该供给管（22）和悬臂（2）之间，设有一个密封环（23），所述密封环位於搅 拌器（21）和中心圆筒（19）之间，用以防止物料朝上流向悬臂（2）。

前述环形底板（13）上紧固着一个内定子圆筒（24），该内定子圆筒大致呈杯状，向上伸入研磨室（9）中，它包括一个圆柱形外壁（26）和一个圆柱形内壁（27），内壁和外壁同心，它们的中心线和纵向中心线（20）重合，而外壁（26）确定了研磨室（9）的界限。内定子圆筒（24）的外壁（26）和内壁（27）之间形成一个内部冷却室（28），该内部冷却室（28）和环形底板（13）内的底部冷却室（29）连通，后者底端设有冷却水供水管（30），由此往底部冷却室内灌注冷却水，冷却水由一出水管排出，后者在图中未画出。研磨容器（3）的外部冷却室（12）分别具有进水管（31）和排水管（32），用以不断供给冷却水。

内定子圆筒（24）的前端（33）位于研磨室内，在前端（33）上安置着一个用来分离物料和辅助研磨体的分离器（34），分离器和物料排管（35）连接。在分离器（34）和排管（35）之间安装着一个收集物料的漏斗（36）。排管（35）在环形底板（13）的部位安设有一个手把（37），所述手把上设有一个固定环（38），后者藉螺钉（39）可拆卸地固定在环形底板（13）上，实际上是固定在和所述环形底板紧固在一起的内定子圆筒（24）上。分离器和内定子圆筒（24）的环形前端（33）之间装有起密封作用的密封圈（40）。若拧松螺钉（39），就可以把分离器连同排管（35）和收集漏斗（36），从内定子圆筒（24）中向下拉出，手把（37）即是为此目的而设的。因而，把分离器（34）从研磨室（9）内拉出来时，不必把研磨室内所存在的辅助研磨体（41）从研磨室内卸出，因为当搅拌器（21）停止运行时，充入研磨室（9）内的辅助研磨体（41）并不是满到和前端（33）平齐的。

搅拌器（21）在结构上，基本上呈杯形，亦即，它具有一个基本上为圆柱形的旋转体（42），所述旋转体具有圆柱形的外侧壁（43）和圆柱形的内侧壁（44），二侧壁同心，且二者中心线和纵向中心线（20）重合。这样，在旋转体（42）的外侧壁（43）和内侧壁（44）之间，就形成了一 个转体冷却室（45）。旋转体（42）安装在旋转体基座（46）上，基座是和纵轴（7）固定在一起的。前述转体冷却室（45）的冷却水供水及排水，是分别由冷却水导管（47）和（48）实现的，该二导管安设在纵轴（7）内部。研磨室（9）分为两部份，即环柱形的外研磨室（9′）和内研磨室（9″），研磨容器（3）的内套（10）和旋转体（42）的外侧壁（43），以及旋转体（42）的内侧壁（44）和内定子圆筒（24）的外壁（26），分别确定了上述二研磨室的界限。内、外研磨室由位于环形底板（13）部位的转向室（49）连通在一起。

一些搅拌器具（50）设计成凸耳状，它们固定在确定研磨室边界的侧壁（包括内套（10）、外侧壁（43）、内侧壁（44）和外壁（26））的表面上，并向外突出伸入外研磨室及内研磨室中。在旋转体（42）的下部自由端上，设有一些升送器（51），它们向内侧内定子圆筒（24）的方向凸出，并具有倾斜的升送面，藉以将被研磨物料和辅助研磨体的混合物向上转向运送，亦即在搅拌器（21）转速合适时，把混合物向上运送入内研磨室（9″），向分离器（34）方向运动。被研磨物料在研磨室内的流动方向如箭头（52）所示，它从物料供给管（22）进入，经过一个位于旋转体基座（46）和盖子（16）之间的物料供给室（53），沿外研磨室（9′）向下移动，然后在转向室（49）内沿径向向内侧移动后，复转向进入内研磨室（9″）向上移动至分离器（34）。当搅拌器（21）旋转时，被研磨物料在外研磨室（9′）、转向室（49）以及内研磨室（9″）内，在辅助研磨体（41）的辅助作用下，被逐步磨碎。被磨碎的物料，经由分离器（34）而离开研磨室（9），并流入下方的物料排管（35）内。

由图3可见，分离器（34）由一堆重叠在一起的环状圆片（54）构成，每二圆片之间形成一敞开的槽缝（55），槽缝的宽度应小於所采用辅助研磨体（41）中最小研磨体的直径，一般应小於最小辅助研磨体直径的一半。所述环状圆片堆的前端由盖板（56）封住。在物料收集漏斗（36）上方设有一定位圈（57），所述定位圈上开设有一些斜槽（58），藉助於这些斜 槽，可将定位圈固定在内定子圆筒（24）上所设有的定位销（59）上，犹如卡口插座一般。分离器（34）由定位圈（57）、环状圆片（54）和盖板（56）组成，在按前述方法把分离器从内定子圆筒（24）内拔出之后，通过单独拧旋，很容易把分离器和收集漏斗（36）以及排管（35）分离开。

在圆柱形旋转体（42）及其基座（46）之间的过渡区内，沿物料流动示意箭头（52）的方向，在基座（46）内开设了一些旁通回路（60），它们位于分离器（34）之前。参见物料流动方向示意箭头（52），这些旁通回路（60）正好把内研磨室（9″）的终端和外研磨室（9′）的起始端连通了，或者说和研磨室（9）的物料供给区连通了。由图4可见，搅拌器（21）按旋转方向（61）旋转，而上述旁通回路则是朝着旋转方向（61）的反方向倾斜，并沿径向自内而外地延伸，使得内研磨室（9″）中具有离心加速度的辅助研磨体（41）得以顺利地沿所述旁通回路被离心分离出来，或者说被抽吸出来，返回到物料入口处。由图2及图3可见，这些旁通回路（60）在径向位置上具有和内定子圆筒（24）之前端（33）相重叠的部份，它们从旋转体（42）之内侧壁（44）沿径向向内延伸，并向下通入内研磨室（9″），就好像旁通回路（60）的侧壁（62）在该区域内形成了一些运送叶片，这些叶片使辅助研磨体（41）在到达分离器（34）之前就被向外离心分离出来，并经由一个按箭头（52）所示流动方向开设的漏斗形导管（63），返回至物料供给室（53）和外研磨室（9′）之间的过渡区域内。所述漏斗形导管（63）亦起到了防止物料由其供给室（53）直接向分离器（34）的短路流动。分离器（34）的盖板（56）和旋转体基座（46）之间的空间可用密封垫圈（64）封死，以防止个别辅助研磨体（41）进入该空间内。实际上该情况下盖板（56）可省掉。

图5所示为改进型实施例。图5中，盖板（56′）、环状圆片（54′）的重叠组件（圆片之间间隔确定了槽缝（55′）的宽度）以及定位圈（57′），用长螺钉（65）固定在一起了，形成了一个独立的分离器（34′）。在该实施例中，分离器（34′）之旁通回路（60′）的安设 位置，相对于箭头（52）所示的流动方向来说，更加靠上游。因此，本实施例中辅助研磨体（41）亦不可能进入旋转体基座（46）和分离器（34）或（34′）之间的狭窄的环柱状前室（66）。在本实施例和前一实施例中，环柱状前室（66）都是通过较狭窄的、径向延伸的唯一环状通道（67）和内研磨室（9″）连通的，由于辅助研磨体受方向相反的离心力的作用，它们不可能沿径向向内侧流入上述通道中。因此，前室（66）的直径d小於内定子圆筒（24）之外径D。既然分离器（34）或（34′）的直径d′比前室（66）的直径d还要小，那么它当然更加小於内定子圆筒（24）的外径D。另外，分离器的外径d′设计得略小于内定子圆筒（24）之内径D′，以便按前述方法把分离器***。

此外，由图5可见，在内定子圆筒（24）上靠近旁通回路（60′）的部位，不设有搅拌器具（50），这是为了防止辅助研磨体（41）在该区域内减慢速度。

所述搅拌器具（50）是凸耳形的，如图所示，不过它们亦可为碟形的或其它任何合适的形状。它们也可以仅仅是一些排列成螺旋线形的半球凸珠，如同联邦德国专利24    58    841号（对应於美国专利4    059    232号）所述那样。

Claims (12)

1、一种用以加工能流动的物料的搅拌研磨机，包括一个研磨容器(3)，所述研磨容器确定了一个基本上封闭的研磨室(9)，以及一个搅拌器(21)，所述搅拌器安设在前述研磨容器中并与之具有同一纵向中心线(20)，且能在其中转动，搅拌器设计成杯状，在搅拌器内安设有一个内定子圆筒(24)，所述内定子圆筒和研磨容器(3)紧固在一起，从而在研磨容器(3)和搅拌器(21)之外侧壁(43)之间形成一个外研磨室(9′)，而在搅拌器(21)之内侧壁(44)和内定子圆筒(24)之间形成一个内研磨室(9″)，所述内研磨室(9″)位於外研磨室(9′)内侧并与之同轴，且通过转向室(49)与外研磨室连通，所述外研磨室(9′)、转向室(49)和内研磨室(9″)，构成了整个研磨室(9)，其中局部充以辅助研磨体(41)，另有一物料供给室(53)安设於所述研磨室(9)之上游，而用以让物料通过的分离器(34，34′)则安设在所述研磨室之下游，所述物料供给室(53)和所述分离器(34，34′)大致上安设於前述研磨容器(3)之同一端，其中前述搅拌器(21)内还设有一些旁通回路(60，60′)，用以回收循环辅助研磨体(41)，使之脱离分离器(34，34′)区域并流回物料供给室(53)的区域内，其特征在于，前述外研磨室(9′)和内研磨室(9″)，设计成基本上呈环柱形，物料供给室(53)安置於外研磨室(9′)之上游，分离器(34，34′)安置在内研磨室(9″)之下游，而旁通回路(60，60′)则安置在分离器(34，34′)之上游。

2、如权利要求1所述的搅拌研磨机，其特征在于，所述分离器（34，34′）安置在内定子圆筒（24）之前端（33），并至少是局部地被搅拌器（21）所包围，从而形成一个环柱形的前室（66）。

3、如权利要求2所述的搅拌研磨机，其特征在于，所述前室（66）之直径d小於内定子圆筒（24）之外径D。

4、如权利要求3所述的搅拌研磨机，其特征在于，所述内研磨室（9″）是经由一径向延伸的通道（67）和前室（66）连通的。

5、如权利要求4所述的搅拌研磨机，其特征在于，所述旁通回路（60′）亦可沿通道（67）之方向开设。

6、如权利要求1所述的搅拌研磨机，其特征在于，旁通回路（60，60′）安置在一个基本上和纵向中心线（20）正交的平面内。

7、如权利要求1所述的搅拌研磨机，其特征在于，所述旁通回路（60，60′）的延伸方向并不穿过纵向中心线（20），而是向和搅拌器（21）旋转方向（61）相反的方向倾斜。

8、如权利要求1所述的搅拌研磨器，其特征在于，所述旁通回路（60）大致上沿着和箭头（52）所示被研磨物料流动方向相同的方向通入位于物料供给室（53）和外研磨室（9′）之间的过渡区域内。

9、如权利要求2所述的搅拌研磨机，其特征在于，所述分离器（34，34′）的直径d′小於内定子圆筒（24）之内径D′，且分离器（34，34′）设计成能沿内定子圆筒（24）向外拔出。

10、如权利要求1所述的搅拌研磨机，其特征在于，在内研磨室（9″）之起始端设有一些用以使辅助研磨体（41）作转向运动的升送器（51）。

11、如权利要求1所述的搅拌研磨机，其特征在于，在研磨室（9）内，至少在搅拌器（21）上设有一些搅拌器具（50）。

12、如权利要求11所述的搅拌研磨机，其特征在于，在内定子圆筒（24）上靠近旁通回路（60，60′）的部位，不设有上述搅拌器具（50）。

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