CN103170395B - 一种凸销涡轮介质搅拌磨 - Google Patents

Abstract

本发明是一种凸销涡轮介质搅拌磨，含有一个至多个凸销涡轮，零个至多个爪轮，料珠分离器组合，研磨腔筒体，入料缸盖和出料室。涡轮上有若干个凸销，凸销中间掏空形成涡流槽；涡轮的径向开若干个通孔，通孔与若干条中间涡槽连通；当涡轮运动时，驱使浆料及研磨介质(即磨珠)作圆周循环运动及作径向循环运动，凸销的搅拌作用产生更强的剪切力。爪轮转动时，产生强力的向心驱动力。驱使被涡轮甩出的物料及磨珠进入涡轮内孔，加强循环流动。本发明由于加强了流体的循环驱动力及搅拌力，研磨效率大幅度提高，经一次研磨的产品粒度明显减小，可广泛应用于物料超细研磨及超细分散领域，尤其对于制备纳米粒级产品或高粘稠度物料的超细研磨及分散效果更佳。

Description

一种凸销涡轮介质搅拌磨

技术领域

本发明属于立式或卧式介质搅拌磨领域，具体涉及一种凸销涡轮介质搅拌磨。 

背景技术

普通立式或卧式介质搅拌磨根据其搅拌转子结构大约可分为三大类：轮盘式，棒销式，涡轮式。广泛应用于涂料、油墨、染料、电子材料、生物、制药、化妆品等行业的湿法研磨领域中。轮盘式介质搅拌磨简单造价低，但其研磨效率低，而不易制备粒径在5微米以下的研磨产品。棒销式介质搅拌磨的搅拌功能比较好，粒径分布较均匀，但研磨效果仍不够理想，需要反复多次研磨才能使产品粒径要达到5微米以下，若获得亚微米级产品需要施加很高的能量才可实现。涡轮式介质搅拌磨的研磨效能与棒销式近似，其驱使流体作圆周循环流动及作径向循环流动优于棒销式机，但其搅拌功能上没有棒销式机好，体现在流场中形成的磨珠之间的速度产生的剪切力没有棒销式的强，两者的研磨效能近似、涡轮式机械制造难度更大、造价更高。因此, 发明一种综合具有棒销式搅拌磨和涡轮式介质搅拌磨实现高效超细研磨、尤其是获得亚微米粒级和纳米粒级产品，这对使用介质搅拌磨的企业有着重要的意义，并有广泛的应用前景。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种凸销涡轮介质搅拌磨，本发明含有：一个至多个带凸销的涡轮，零个至多个爪轮，料珠分离器组合，研磨腔筒体，缸盖和出料室。只有单个凸销涡轮结构的搅拌磨或用于研磨水性、低粘稠度物料的搅拌磨不需要装爪轮，爪轮装在两个涡轮之间。 

 所述带凸销涡轮，每个涡轮的两头圆周平均分布有两圈凸销，凸销的中心部分掏空与涡轮内圆连通形成凸销涡流槽，涡轮的轴向开若干个斜孔与通孔连通，形成中心涡流槽。每个涡轮可以是整体式，也可以从中间分体做成左右两半组合式以方便加工。转动的涡轮产生很强的离心力，驱使流体作径向运动；涡轮上的凸销产生很强的搅拌力。 

 所述爪轮在转动时除起搅拌作用外，还产生向心力，驱使流体向轴 心方向流动，加强了流体作径向循环运动，也加强了两涡轮间的物料作圆周运动。 

 本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果： 

1）由于本发明的凸销涡轮的涡流槽开在凸销的内部，流道较长、加速力更强，转动时产生强大的离心力，促使物料及研磨介质作高速的径向循环运动及圆周运动。磨珠之间产生强大的剪切力把物料中的颗粒破碎。

2）由于涡轮的凸销在涡轮外形凹凸状，使得涡轮的搅拌阻力更大，搅拌作用更大，流体作圆周运动更强烈，磨珠之间、磨珠与涡轮之间、磨珠与缸壁之间产生的剪切力更大，物料中的颗粒更易被粉碎。 

3）两圈凸销之间的中间槽内的珠子的速度相对较小，与两侧经凸销涡流槽及凸销加速的高速的珠子形成较大的速度差，产生更强的剪切力。 

4）本发明综合了棒销式介质搅拌磨和涡轮式介质搅拌磨的优点，转动时产生了一个更复杂、更强的流场、剪切力更强、破碎效果更好。 

5）爪轮的作用是强化物料及磨珠径向循环，也增加了对流体的搅拌作用，特别是对高粘稠度物料的研磨效果更佳。      

附图说明

图1是本发明的凸销涡轮介质搅拌磨的结构示意图。图中：1-凸销涡轮，2-爪轮，3-料珠分离器组合，4-研磨腔筒体，5-缸盖，6-出料室。 

图2是本发明中的凸销涡轮结构示意图。 

图3是本发明中的爪轮结构示意图。 

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。 

如图1所以，本发明的凸销涡轮介质搅拌磨含有：凸销涡轮1，爪轮2，料珠分离器组合3，研磨腔筒体4，进料缺盖5，出料室6。 

如图2所示，所述凸销涡轮的两头圆周分别均匀若干个凸销、凸销的中心位掏斜孔与涡轮内圆连通，形成涡流槽称之凸销涡轮流槽，在涡轮的径向开若干个通孔，在两圈凸销之间的中间槽的中心开若干个斜孔与通孔连通，称之为中心涡流槽。中心涡流槽甩出的物料及介质促使中间槽内的物料及介质不停循环，防止物料及介质长时间滞留在槽内研磨。 

如图3所示，所述爪轮有若干个带弧度的爪，内侧呈渐开线或近似渐开线，外测为相应的圆弧线，转动时爪轮对流体的驱动作用与凸销涡轮的驱动作用方向相反。爪的根部开两个斜槽，方便被向轴心驱动的物料向两斜槽滑出流向涡轮内侧。 

根据上述，发明人制造了一台凸销涡轮介质搅拌磨，这台介质搅拌磨容积为30L，电机功率为55KW，这台机器放在一个油墨公司里应用，并和同是30L的棒销式介质搅拌磨作对比的工业使用试验。 

根据长时间的工业生产对比实验的结果可知，这种凸销涡轮介质磨比原来的棒销式介质搅拌磨在研磨性能上有大幅度的提高，具体体现如下几点： 

1、研磨效率上有较大的提高，同时研磨一种原料粒径为50微米的黑色油墨，本发明的凸销涡轮介质搅拌磨的流量是265公斤/小时，传统棒销搅拌磨的流量为187公斤/小时。

2、单次研磨产品的粒径大幅度降低，本发明的凸销涡轮机经第一次研磨产品粒径由50微米减小到28微米，经第二次研磨产品粒径下降到16微米，经第三次研磨产品粒径下降到8微米。棒销搅拌磨则要研磨5次后才达到8微米。 

3、研磨产品的粒径分布更窄、更均匀。 

本发明的凸销涡轮介质搅拌磨经三次研磨的产品粒径分布为d9μm以上占8%、d5~8μm占89%、d5μm以下占4%。 

普通棒销介质搅拌磨经过5次研磨的产品粒径分布为d9μm以上占11%、d5~8μm占86%、d5μm以下占3%。 

本发明人还把本发明的凸销涡轮介质搅拌磨应用于二氧化钛，三氧化二铝，氧化锆等物料的超细研磨，经过一定时间的循环研磨，产品粒径均可达到100纳米以下甚至达到50纳米以下的细度。 

 由于本发明的凸销涡轮介质搅拌磨具有高效、超细、粒径更均匀等优点，如果在超细研磨、超细分散领域里推广，每年将增加经济效益数亿元以上。因此本发明有很大的推广价值及应用前景，可广泛应用于物料研磨粉碎，超细分散领域。 

Claims (3)

1.一种凸销涡轮介质搅拌磨，其特征在于：包括多个带凸销的涡轮，多个爪轮； 所述带凸销的涡轮，每个涡轮的两头圆周平均分布有两圈凸销，每个凸销中间有一条涡槽，涡轮的轴向开若干个通孔，每个通孔与中间涡槽连通；每个涡轮是整体式，或者从中间分体做成左右两半组合式以方便加工。

2.根据权利要求1所述的凸销涡轮介质搅拌磨，其特征在于：两个带凸销的涡轮之间装有一个爪轮，爪轮的齿内侧呈近似渐开线，另一侧为相应的圆弧线，转动时爪轮对流体的驱动作用与凸销涡轮的驱动作用方向相反。

3.根据权利要求1所述的凸销涡轮介质搅拌磨，其特征在于：当其用于研磨水性、低粘稠度物料时，只设一个带凸销的涡轮不装爪轮。