CN101801532B - 搅拌式研磨机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种搅拌式研磨机，该搅拌式研磨机具有研磨容器(2)和以能被驱动旋转的方式布置在所述研磨容器中的搅拌轴(5)。在搅拌轴(2)的一端部处安装有最后一个搅拌盘(17)，在所述最后一个搅拌盘上安装有具有贯通部(20)的基本上为筒形的笼架(19)。筛装置(23)布置在笼架(19)内。倒数第二个搅拌盘(14)与最后一个搅拌盘(17)之间的距离使得能够在避免将研磨物从助磨介质(31)和粗研磨物颗粒中预筛出来的情况下形成辫状流动(32)。在最后一个搅拌盘(17)中形成有通道(22)，研磨物连同助磨介质(31)一起经该通道进入由最后一个搅拌盘(17)与抗转动地连接在该最后一个搅拌盘上的中间壁(27)形成的环形间隙(28)中。在由最后一个搅拌盘(17)与笼架(19)形成的分离室(21)中进行助磨介质(31)以及粗研磨物颗粒的分离。

Description

搅拌式研磨机

技术领域

本发明涉及一种搅拌式研磨机。

背景技术

由EP 0 751 830B1已知一种该类型的搅拌式研磨机。在这种搅拌式研磨机中，支承着笼架的最后一个搅拌盘与相邻的搅拌盘之间的距离显著小于其余的搅拌盘彼此之间的距离。原因在于，除最后一个搅拌盘之外，搅拌盘之间的距离的大小为使得能够形成所谓的辫状流动即，由于搅拌盘施加的切向动量，在搅拌盘邻近，研磨物连同助磨介质一起向外流；在相邻搅拌盘之间的中部区域中，研磨物和助磨介质向着搅拌轴回流。为了能够形成前述的辫状流动，相邻搅拌盘之间的距离必须足够大。该距离也可通过两条线之间所夹的所谓分离角/夹角(Trennwinkel)来定义。其中，一条线在搅拌盘的在搅拌轴上的径向内端部之间延伸。另一条线平行于搅拌轴的轴线延伸。为了形成这种辫状流动，分离角应当在30°与60°之间。为了使助磨介质——包括尚未充分磨碎的研磨物颗粒——与研磨物很好地分离，最后一个搅拌盘与相邻的搅拌盘之间的距离被显著减小，以使得通过避免形成辫状流动而在分离装置的上游处进行初筛。由此要实现至少大部分助磨介质和尚未充分磨碎的粗研磨物颗粒不会进入分离装置，然后在该分离装置中进行余留的助磨介质和粗研磨物颗粒的二次分离。这具有这样的缺点，即这些措施使得有效的研磨空间减小而总的分离区域增大。

由EP0700723A已知一种具有包围研磨室的研磨容器的搅拌式研磨机，其中研磨物输入口和研磨物排出口设置在研磨室的同一端部。在研磨室中设置有可旋转驱动的搅拌轴，在该搅拌轴上以彼此间相等的间距设置有搅拌盘。在邻近研磨物排出口的搅拌盘上设置有带有穿通槽的柱体。在该柱体内设置有布置在研磨物排出口上游的长眼筛。在从研磨物流动方向上看位于最后一个的搅拌盘与邻近的研磨容器盖之间设置有较大的自由空间，入口通道从该自由空间通到一形成在搅拌轴中的返回通道中。在邻近长眼筛的搅拌盘上安装有转向盘，该转向盘与邻近的搅拌盘形成一缝隙。返回通道通入此缝隙中。研磨物夹带着助磨介质从研磨物输入口起流过研磨室，在研磨室中以已知的方式对研磨物进行研磨和分散。在最后一个搅拌盘与邻近的研磨容器盖之间的较大的自由空间中，研磨物流入返回通道中并通过该返回通道流入转向盘与邻近的搅拌盘之间的缝隙中，在该缝隙中助磨介质被向外离心分离出并重新被进入研磨室中的研磨物夹带而回到研磨处理过程中。

发明内容

本发明的目的是，这样设计这一类型的搅拌式研磨机，使得能够进行更大强度的研磨和分散处理而不会增加整个装置的长度，同时实现助磨介质和研磨不充分的粗研磨物颗粒的更好的分离。

按照本发明，该目的通过一种搅拌式研磨机来实现，该搅拌式研磨机具有：

-研磨容器，

--所述研磨容器包围一研磨室，

--研磨物入口在一端部通入所述研磨容器内，

--研磨物排出口在另一端部从所述研磨容器通出，以及

--所述研磨容器接收助研介质，

-布置在所述研磨室中的搅拌器，所述搅拌器具有：

--具有轴线的、能被驱动旋转的搅拌轴，

--直径为b’的最后一个搅拌盘，所述最后一个搅拌盘安装在所述搅拌轴上并邻近于所述研磨物排出口，以及

--直径为b的搅拌盘，所述搅拌盘安装在所述搅拌轴上、设置在所述最后一个搅拌盘的轴向上游处、以轴向距离a彼此隔开，

--其中彼此相邻的上游搅拌盘确定一分离角α，而所述最后一个搅拌盘与相邻的搅拌盘确定一分离角β，

--其中每个分离角α、β由一搅拌盘的在所述搅拌轴上的径向内端部和一相邻的搅拌盘的外边缘之间的连线与平行于所述轴线的线形成，并且

--其中满足：30°＜α＜60°，

-布置在所述研磨物排出口上游的助磨介质分离装置，所述分离装置具有：

--布置在所述研磨物排出口紧上游的筛装置，和

--在所述轴线方向上包围所述筛装置的笼架，所述笼架与所述最后一个搅拌盘固定连接并具有沿径向的穿通部，以及

-邻近于所述搅拌轴地形成在所述最后一个搅拌盘中的通道，所述通道通入分离装置内，

所述最后一个搅拌盘与相邻的搅拌盘之间的分离角β也满足：30°＜β＜60°，

在所述分离装置中，在所述最后一个搅拌盘与所述筛装置之间布置有中间壁，所述中间壁抗转动地相对于所述搅拌器不转动地与所述搅拌器相连接并延伸至少超过所述筛装置的直径d。

通过本发明的措施，使得在最后一个搅拌盘与相邻搅拌盘之间也能进行大强度的研磨和分散处理，其中在该区域中也能形成进行所述处理所需的辫状流动。助磨介质和未充分研磨的粗研磨物颗粒的分离在分离装置内进行。随着搅拌轴一起转动的中间壁防止助磨介质以及粗研磨物颗粒与封闭筛装置的盖板发生轴向碰撞，并使得研磨物和助磨介质以高的径向速度朝向笼架输送。助磨介质和尚未充分研磨的粗颗粒基本上穿过笼架中的穿通部径向地离心分离，而经细磨的分散的研磨物在笼架内绕中间壁的外边缘偏转并通过筛子排出。根据本发明的以下改进方案对这些效果进行了增强：

对于中间壁的直径c与筛装置的直径d的关系，满足：c≥d；

中间壁一直延伸到紧密地靠近所述笼架；

在中间壁与最后一个搅拌盘之间设置有间隔件；

最后一个搅拌盘距紧邻的搅拌盘的距离a’等于所有的上游搅拌盘彼此之间的距离a。

根据本发明的另一改进方案，上游搅拌盘设置有开口，最后一个搅拌盘在该最后一个搅拌盘的面向所述相邻的搅拌盘的一侧上设有凹陷部。通过该改进方案，将会更突出地实现：在最后一个搅拌盘与相邻搅拌盘之间也出现所述的辫状流动，从而能进行强度与上游搅拌盘之间的一样大的研磨处理。根据本发明的以下改进方案具有相同的目的：凹陷部具有与开口相同的横截面；所有搅拌盘的直径b、b’相等。

根据本申请的另一改进方案使得研磨物连同具有惯常浓度的助磨介质一起完全穿过通道输入最后一个搅拌盘与中间壁之间的间隙中，在该改进方案中，通道设计成逆着搅拌轴的转动方向地朝中间壁延伸。

附图说明

从以下参照附图对本发明实施例进行的说明中，可得知本发明的其它

特征、优点和细节。附图中：

图1示出搅拌式研磨机的部分剖开的示意性侧视图，

图2示出搅拌式研磨机的出口区域的第一实施例，

图3示出搅拌式研磨机的出口区域的第二实施例，

图4示出搅拌盘的透视图，

图5示出具有笼架的最后一个搅拌盘的透视图，

图6示出搅拌盘的另一个实施例，

图7示出具有笼架的最后一个搅拌盘的另一个实施例的透视图，以及

图8示出沿着图7中的剖切线VIII-VIII剖开的最后一个搅拌盘的部分剖面。

具体实施方式

附图中所示的搅拌式研磨机具有机架1，研磨容器2可拆卸地固定在在该机架上。在该机架1中设置有驱动电机3，该驱动电机通过带传动装置4驱动搅拌器6的搅拌轴5。搅拌轴5在机架1中以可转动的方式支承在轴承7中。在研磨容器2中、尤其是在研磨容器的与机架1相对的端部上，搅拌轴5没有被支承，即，搅拌轴5悬臂式地支承在机架1中。

研磨容器2通过盖件8相对于机架1密封，搅拌轴5穿过该盖件，其中密封通过轴密封件9来实现。在盖件8的区域中，研磨物入口11通入由研磨容器2包围的研磨室10中。研磨物排出口13在研磨容器2的与研磨物入口11相对的端部从封闭研磨室的底部12通出。

设计成搅拌盘14形式的搅拌工具安装在作为搅拌器6的一部分的搅拌轴5上，其中搅拌盘14的***区域中具有开口15。相邻搅拌盘14之间的、在搅拌轴5的轴线16方向上的距离a都相同。仅紧邻盖件8的搅拌盘14离盖件8的距离小于该距离a。

如图2所示，搅拌器6的邻近底部12的最后一个搅拌盘17借助于紧固螺钉18紧固在搅拌轴5上。该搅拌盘17离相邻的、搅拌器6的倒数第二个搅拌盘14的距离a’等于前述的、各相邻搅拌盘14之间的轴向距离a。所有搅拌盘14的直径b和搅拌盘17的直径b’也相等。

筒形笼架19形成在最后一个搅拌盘17的外周上，该筒形笼架可与最后一个搅拌盘17一体地形成。所述笼架具有分布在其外周上的多个穿通部20。最后一个搅拌盘17中的、形成在搅拌轴5邻近的通道22通入由搅拌盘17和笼架19包围的分离室21中。

在分离室21中，筛装置23以与轴线16同心的方式设置在底部12上。筛装置23尤其是以使得该筛装置23在从底部12拆下之后能被向外拉出的方式安装在底部12上。亦即筛装置23以不可转动的方式与研磨容器2相连接。研磨物排出口13从筛装置23的内部空间24通到外面。筛装置23能够通过在其柱形外周上以已知的方式相互间以小的间距设置的环形盘来形成。因而搅拌盘17的内侧、笼架19以及筛装置23形成分离装置25。邻近于搅拌盘17，筛装置23具有封闭的盖板26。从而筛装置23的内部空间24仅经由筛装置23与分离室21相连接。

在搅拌器6上，在搅拌盘17和盖板26之间布置有封闭的中间壁27，该中间壁随着搅拌器6一起转动并界定了间隙28。虽然在根据图2的实施例中该中间壁借助于紧固螺钉18紧固到搅拌轴5上，但在根据图3的实施例中中间壁27’借助于绕周缘分布的翼状间隔件29直接固定到搅拌盘17上。该中间壁27和27’各自在径向上至少延伸超过盖板26，即满足：c≥d，其中c是中间壁27或27’的各自的直径，而d是盖板26的直径。优选地，c＞d，其中相应的中间壁27’一直延伸至离笼架19很近的距离内。

根据图3的实施例与根据图2的实施例的不同之处在于，在搅拌器17’中在面向相邻的搅拌盘14的一侧上形成有与搅拌盘14中的开口15具有相同形状的一侧封闭的凹陷部(Vertiefung)30，所述凹陷部具有与开口15相同的横截面，但并不通入分离室21中。

如图4所示，搅拌盘14中的开口15可以具有圆形横截面。因此搅拌盘17’中的一侧封闭的凹陷部30相应地设计成圆形，如图5所示。

根据图6，搅拌盘14中的开口15’可以具有近似于向外扩宽的梯形的横截面。对于相应的搅拌盘17’中的一侧封闭的凹陷部30’也是如此，如图7所示。

工作方式如下：

在工作过程中，用助磨介质31将研磨室10填充到可观的程度。通过研磨物入口11，借助于未示出的泵将可流动的研磨物连续地泵送通过研磨室10。在所述操作中，搅拌器6由驱动电机3旋转驱动。研磨物向着由研磨物排出口13形成的研磨物出口的方向流过研磨室10。在此流动期间，研磨物受到助磨介质31的强剪切应力作用，由此将研磨物颗粒磨碎，此外还使研磨物均匀化。该过程以这样的方式进行，即分别在相邻的搅拌盘14之间以及14与17之间形成如图1和2所示的辫状流动32。它们可以这样来解释：研磨物和助磨介质31在各个搅拌盘14或14和17邻近处受到的切向动量，比在两个相邻的搅拌盘14、17之间的中部区域中的强。这使得邻近各搅拌盘14或14和17的助磨介质31和研磨物更强地向外流，而在两个相邻搅拌盘14之间或14和17之间的各中部区域中，助磨介质31和研磨物朝向搅拌轴5向内回流。该研磨和均匀化过程在所有的搅拌盘14之间以及14与17之间都相同，因为这些搅拌盘14、17的距离a和a’相同、直径b和b’相同、且转速相同。一侧封闭的凹陷部30确保最后一个搅拌盘17’与相邻搅拌盘14之间的所述的辫状流动32也与上述的辫状流动32相同。

对应于每单位时间流过研磨室10的研磨物的量，在辫状流动32上叠加一穿过研磨室10的轴向流动。在邻近搅拌轴5处，研磨物和助磨介质31的分流从倒数第二个搅拌盘14与搅拌盘17之间的最后一个辫状流动32流出，穿过搅拌盘17中的通道22进入笼架19内的分离室21中。这些分流的总和基本上对应于通过研磨物入口11输入并通过研磨物排出口13排出的研磨物的体积流。这些分流在由搅拌盘17和转动的中间壁27形成的间隙28中相对于轴线16沿径向向外偏转并沿切向加速。由于搅拌盘17和中间壁27的转动，研磨物和助磨介质31在间隙28中再次得到向外指向的、特别高的加速度，其中对于助磨介质31和可能的仍然残留的特别粗的研磨物颗粒尤其如此。这些研磨物颗粒和助磨介质31通过笼架19的穿通部20被向外离心分离。因此，助磨介质31和未充分磨碎的粗研磨物颗粒重新返回到辫状流动32中。不穿过笼架19离心分离出去的、经研磨的研磨物在中间壁27的外周27b与笼架19之间的环状间隙27a中沿轴向流动方向偏转并通过筛装置23排出。助磨介质31以及可能的粗研磨物颗粒的分离因此仅在分离装置25内进行。

为了说明与辫状流动32的形成有关的、搅拌盘14、17、17’的直径b与它们的轴向距离a、a’之间的关系，应当指出，定义了所谓的分离角α或β。分离角α或β形成在两条线33和34之间。线33从搅拌盘14的在搅拌轴5上的内端部35延伸到相邻搅拌盘14的外边缘36。另一条线34是平行于轴线16的线。分离角β是最后一个搅拌盘17或17’与离它最近的搅拌盘14之间的角。为了形成所述的辫状流动32，分离角应当满足：30°＜α＜60°和30°＜β＜60°。换言之，这意味着即使在距离a和a’不相等的情况下，最后一个搅拌盘17或17’与最邻近的搅拌盘14之间的分离角β也使得能形成所述辫状流动32。

尽管在所述各实施例中搅拌式研磨机都具有水平的轴线16，但本发明自然也可应用于具有竖直轴线的搅拌式研磨机。

最后，搅拌盘17、17’中的通道22可以设计成主动输送的

如仅在图8中示出的那样。在这种情况下通道的壁部37不是平行于轴线16延伸，而是逆着转动方向38并在流动方向39上——即在朝向中间壁27的方向上——与轴线16的平行线成一角度γ地延伸。因此，研磨物和助磨介质31特别强地被拉入通道22中并穿过该通道被推入间隙28中。因此，上面提到的分流的总量实际上近似相当于通过研磨物入口11输入并通过研磨物排出口13排出的研磨物体积流的总体积流量，其中在此区域中，因为存在辫状流动32，因此在研磨物中存在正常浓度的助磨介质31，所述助磨介质也一起被沿着通道22输送。在上述实施例中，角度γ满足：γ＝0°。对于主动输送的通道22的实际的实施例，满足：0°＜γ＜45°。

Claims (9)

1.一种搅拌式研磨机，具有：

-研磨容器(2)，

--所述研磨容器包围一研磨室(10)，

--研磨物入口(11)在一端部通入所述研磨容器内，

--研磨物排出口(13)在另一端部从所述研磨容器通出，以及

--所述研磨容器接收助研介质(31)，

-布置在所述研磨室(10)中的搅拌器(6)，所述搅拌器(6)具有：

--具有轴线(16)的、能被驱动旋转的搅拌轴(5)，

--直径为b’的最后一个搅拌盘(17，17’)，所述最后一个搅拌盘安装在所述搅拌轴(5)上并邻近于所述研磨物排出口(13)，以及

--直径为b的搅拌盘(14)，所述搅拌盘安装在所述搅拌轴(5)上、设置在所述最后一个搅拌盘(17，17’)的轴向上游处、以轴向距离a彼此隔开，

--其中彼此相邻的上游搅拌盘(14)确定一分离角α，而所述最后一个搅拌盘(17，17’)与相邻的搅拌盘(14)确定一分离角β，

--其中每个分离角α、β由一搅拌盘(14，17，17’)的在所述搅拌轴(5)上的径向内端部(35)和一相邻的搅拌盘(14)的外边缘(36)之间的连线(33)与平行于所述轴线(16)的线(34)形成，并且

--其中满足：30°＜α＜60°，

-布置在所述研磨物排出口(13)上游的助磨介质分离装置(25)，所述分离装置具有：

--布置在所述研磨物排出口(13)紧上游的筛装置(23)，和

--在所述轴线(16)方向上包围所述筛装置(23)的笼架(19)，所述笼架与所述最后一个搅拌盘(17，17’)固定连接并具有沿径向的穿通部(20)，以及

-邻近于所述搅拌轴(5)地形成在所述最后一个搅拌盘(17，17’)中的通道(22)，所述通道通入分离装置(25)内，

其特征在于，

所述最后一个搅拌盘(17，17’)与相邻的搅拌盘(14)之间的分离角β也满足：30°＜β＜60°，

在所述分离装置(25)中，在所述最后一个搅拌盘(17，17’)与所述筛装置(23)之间布置有中间壁(27，27’)，所述中间壁(27，27’)相对于所述搅拌器(6)不转动地与所述搅拌器(6)相连接并延伸至少超过所述筛装置(23)的直径d。

2.根据权利要求1所述的搅拌式研磨机，其特征在于，对于所述中间壁(27，27’)的直径c与所述筛装置(23)的直径d的关系，满足：c≥d。

3.根据权利要求2所述的搅拌式研磨机，其特征在于，所述中间壁(27，27’)一直延伸到紧密地靠近所述笼架(19)。

4.根据权利要求1所述的搅拌式研磨机，其特征在于，在所述中间壁(27’)与所述最后一个搅拌盘(17)之间设置有间隔件(29)。

5.根据权利要求1所述的搅拌式研磨机，其特征在于，所述最后一个搅拌盘(17，17’)距紧邻的搅拌盘(14)的距离a’等于所有的上游搅拌盘(14)彼此之间的距离a。

6.根据权利要求1所述的搅拌式研磨机，其特征在于，所述上游搅拌盘(14)设置有开口(15)，所述最后一个搅拌盘(17’)在该最后一个搅拌盘的面向所述相邻的搅拌盘(14)的一侧上设有凹陷部(30)。

7.根据权利要求6所述的搅拌式研磨机，其特征在于，所述凹陷部(30)具有与所述开口(15)相同的横截面。

8.根据权利要求1所述的搅拌式研磨机，其特征在于，所有搅拌盘(14，17)的直径b、b’相等。

9.根据权利要求1所述的搅拌式研磨机，其特征在于，所述通道(22)设计成逆着所述搅拌轴(5)的转动方向(38)地朝中间壁(27，27’)延伸。

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