CN106622597A - 一种用于生产纳米颗粒的粉碎机***以及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于生产纳米颗粒的粉碎机***，包括依次连接的冷空气生产装置、粉碎机、颗粒空气分离装置，其特征在于，所述的冷空气生产装置和粉碎机的进料口之间设有加料装置，所述的粉碎机包括由粉碎腔和水平设置在粉碎腔内的粉碎盘，所述的进料口设置在粉碎腔的顶壁，所述的粉碎腔的底板上设有与颗粒空气分离装置相连的出料口，所述的粉碎腔的侧壁的内表面设有由多个第一齿条依次排列形成的第一齿圈，所述的粉碎盘的边缘设有多个刀具。本发明的目的在于提供一种用于生产纳米颗粒的粉碎机***以及生产纳米颗粒的方法，该粉碎机***能够将颗粒粉碎至纳米级别并且不破坏颗粒中的有效成分。

Description

一种用于生产纳米颗粒的粉碎机***以及生产方法

技术领域

本发明涉及纳米材料生产设备和工艺领域，具体地说是一种用于生产纳米颗粒的粉碎机***以及生产纳米颗粒的方法。

背景技术

中国专利CN201210249109.X公开了一种超微粉碎机，包括上箱体、下箱体，上箱体和下箱体上分别设有出料口和进风口，下箱体连接主轴，主轴上端连接粉碎盘，主轴下端连接主机皮带轮，上箱体连接分级轴和导流环，分级轴上端连接分级皮带轮，分级轴下端连接分级轮，分级轮设置在导流环内，上箱体上端面设有若干和上箱体内腔连通的吹气孔，上箱体上固定连接储气缸，储气缸上连出若干根出气管，出气管连接吹气孔，出气管上连接控制气体通断的控制阀，控制阀电连接控制器；上箱体和下箱体之间连接中间箱体，中间箱体的侧壁上设有若干和中间箱体内腔连通的清理口，清理口的外端边缘活动连接盖板，中间箱体和下箱体连接位置连接进料装置。其在说明书第23段记载：在粉碎盘和出料口之间的粉碎机内壁上设有环形齿圈，粉碎盘和齿圈的共同作用将物料粉碎。通过该专利文件的说明书第22段最后一句话记载，在粉碎盘和出料口之间的粉碎机内壁上设有环形齿圈，粉碎盘和齿圈的共同作用将物料粉碎。

中国专利CN201310404322.8公开了一种无筛超微粉碎机，其包括有主轴、端板、齿圈、转子和主电机，齿圈和固接于齿圈两侧的粉碎机端板构成粉碎室，螺旋喂料器的出料口与斜槽一端连通，斜槽另一端伸入所述粉碎室内；进风管一端与所述粉碎室连通，进风管另一端与所述粉碎机外部空间连通。根据该专利的说明书第11段记载无筛粉碎机，通过含锤片的转子和转子外侧的齿圈配合，有效避免粉碎过程中物料环流层的形成，提高产量，降低使用成本；进风管的设计，使粉碎机外的环境空气能进入粉碎室，提高粉碎效果。

现有的粉碎机***都只能将固体粉碎到微米级别，无法将颗粒粉碎到纳米级。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于生产纳米颗粒的粉碎机***以及生产纳米颗粒的方法，该粉碎机***能够将颗粒粉碎至纳米级别并且不破坏颗粒中的有效成分。

本发明的具体的技术方案为：一种用于生产纳米颗粒的粉碎机***，包括依次连接的冷空气生产装置、粉碎机、颗粒空气分离装置，其特征在于，所述的冷空气生产装置和粉碎机的进料口之间设有加料装置，所述的粉碎机包括由粉碎腔和水平设置在粉碎腔内的粉碎盘，所述的进料口设置在粉碎腔的顶壁，所述的粉碎腔的底板上设有与颗粒空气分离装置相连的出料口，所述的粉碎腔的侧壁的内表面设有由多个第一齿条依次排列形成的第一齿圈，所述的粉碎盘的边缘设有多个刀具，所述的刀具靠近粉碎腔的一侧设有多个第一刀头，所述的第一齿条和第一刀头相互垂直布置。

在上述的用于生产纳米颗粒的粉碎机***中，所述的进料口设置在顶壁的中心，所述的出料口设置在底板的中心，所述的粉碎腔为圆柱形。优选地，粉碎腔的顶壁、侧壁、底板内均设有冷却水夹层。

在上述的用于生产纳米颗粒的粉碎机***中，所述的第一刀头为水平布置，所述的第一齿条垂直于水平面布置。

在上述的用于生产纳米颗粒的粉碎机***中，所述的第一齿条的高度为10-12cm，垂直于第一齿条的长度方向的剖面为三角形。多个第一刀头依次连接形成波浪形结构，设置第一刀头的表面的弧度为2.5-5°，以利于和粉碎腔的侧面配合。所述的刀具的高度为35-50mm，刀具上下交替的分布在粉碎盘的上下表面。

在上述的用于生产纳米颗粒的粉碎机***中，所述的粉碎盘包括盘体，所述的刀具设置在盘体的边缘，所述的盘体的上表面均匀分布有多个呈环形布置的第一叶片；所述的盘体下表面均匀分布有多个呈环形布置的第二叶片，所述的第一叶片和第二叶片均为弧形；第一叶片的长度约为150-170mm，整个盘体的直径约为45-55cm。

在上述的用于生产纳米颗粒的粉碎机***中，相邻的两个第一叶片之间设置一个刀具，设置位置优选设置在两个第一叶片之间，同理，在两个第二叶片之间设置一个刀具，设置位置优选设置在两个第二叶片之间。

所述的底板的上表面的边缘设有由多个第二齿条构成的第二齿圈；所述的顶壁的下表面的边缘设有由多个第三齿条围成的第三齿圈；所述的第二齿条沿底板的上表面的径向方向延伸；所述的第三齿条沿顶壁的下表面的径向方向延伸；所述的刀具的上表面和下表面上均设有多条第二刀头；所述的第二刀头分别和第二齿条以及第三齿条垂直。

在上述的用于生产纳米颗粒的粉碎机***中，所述的刀具远离粉碎腔的侧壁的面上设有多个第三刀头；所述的第一刀头和第一齿条之间的间距为0.5-1cm。

在上述的用于生产纳米颗粒的粉碎机***中，所述的多个第一叶片在盘体中心位置围成一个进料空间，所述的多个第二叶片在盘体中心位置围成一个出料空间，所述的进料口上连接有向粉碎腔内延伸的上导流圈，所述的出料口上连接有向粉碎腔内延伸的下导流圈，所述的上导流圈延伸至进料空间内，所述的下导流圈延伸至出料空间内。

优选地，所述的盘体上还连接有转轴，所述的转轴的外侧设有轴套，所述的转轴穿过出料口延伸至粉碎腔外侧。所述的盘体上还连接有转轴，所述的转轴的外侧设有轴套，所述的转轴穿过出料口延伸至粉碎腔外侧。所述的第一叶片和第二叶片的延长线均与转轴的表面相切；所述的第一叶片和第二叶片上下交替布置；所述的第一叶片和第二叶片的数量相等，第一叶片的数量为5-8片，优选为6片。所述的第一叶片的高度为25-40mm，所述的第一叶片和第二叶片的厚度均为20-40mm。

在上述的用于生产纳米颗粒的粉碎机***中，所述的盘体上还连接有转轴，所述的转轴的外侧设有轴套，所述的转轴穿过出料口延伸至粉碎腔外侧；所述的第一叶片和第二叶片上下交替布置；所述的第二叶片的长度比第一叶片长度长10-20mm。

在上述的用于生产纳米颗粒的粉碎机***中，所述的颗粒空气分离装置包括与出料口相连的旋风分离器、与旋风分离器相连的布袋除尘器，所述的布袋除尘器的出口连接有抽风机，所述的抽风机的出口连接有排放管。

在上述的用于生产纳米颗粒的粉碎机***中，所述的旋风分离器的底部设有排料管，所述的排料管下方连接有排料阀，所述的排料管中部连接有回流管，所述的回流管的另一端连接至加料装置，所述的回流管内设有用于驱动物料前行的通过电机驱动的螺杆，所述的布袋除尘器的底部设有产品排出口。

在上述的用于生产纳米颗粒的粉碎机***中，所述的冷空气生产装置包括蓄冷池、用于将蓄冷池中的冷媒冷却的制冷机组以及用于将空气冷却的热交换器，所述的热交换器包括壳体和设置在壳体内的多个依次设置的表冷器，所述的表冷器的管程与蓄冷池连通，所述的壳体的一侧为空气进口，所述的壳体的另一侧为空气出口，所述的空气出口与粉碎机的进料口连通，所述的表冷器之间设有至少一个温度探头，所述的表冷器和蓄冷池之间设有至少一个流量控制阀。

同时，本发明还公开了一种采用上述的粉碎机***生产纳米颗粒的方法，将粒径为5mm以下的原料颗粒加入到加料装置中，同时冷空气生产装置供应温度为-2℃以下的温度的冷空气，原料颗粒和冷空气混合后加入到粉碎机中，粉碎机的转速为5000-6000r/min，处理速度为50-100kg，原料颗粒经过粉碎后进入到颗粒空气分离装置中进行分离，分离得到的纳米颗粒。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明采用冷空气生产装置提供温度低于-2℃的空气，然后配合特制的粉碎机，可以在提高粉碎效果的同时，将粉碎机内的温度进行有效的控制，这样可以使设备磨损程度更低，且利于维持类似于中药材类物质的有效成份不变性。当粉碎腔的顶壁、侧壁、底板的夹层通入冷却水后其效果更为明显。

本发明的粉碎机的粉碎腔将进料口和出料口分别设置在顶壁和底板上，这样当粉碎盘安装到本粉碎腔内后，粉末气体混合流体会经过进料口，流经粉碎盘表面到达侧壁的内表面然后下降到达底板位置，最后到达出料口，这样可以延长物料的流动路径，且各方向的路径长度一致，非常重要的是，第二齿圈可以将经过第一齿圈粉碎的颗粒再次进行粉碎，该粉碎的原理在于第二齿圈和外设的粉碎盘边缘的刀具，提高粉碎效果，但是该第二齿圈只能设置在底板上表面的边缘，因为如果分布在底板的整个表面，则腔室内的气体阻力位显著增大，使驱动转轴转动的电机的负荷显著增加，不具有实现的意义。因此本方案能够进一步提高粉末粉碎效果。

作为本方案的进一步改进，在顶壁的下表面的边缘设置第三齿圈，其原理同第二齿圈，在此不做阐述。

作为本方案的进一步改进，本方案改变了传统的转轴为水平伸入粉碎腔的设置，将转轴设置在出料口的中心，用于与外设的粉碎盘传动连接，这样的好处在于，外设的粉碎盘可以水平布置使粉体在各个方向流动的路径一致，避免了传统的粉碎腔的转轴水平设置导致的物料受重力影响在各个不同位置的粉碎力度不一致的问题。

作为本方案的进一步改进，上导流圈和下导流圈起到了非常重要的作用，其意义在于，将粉体直接输送到外设的粉碎盘的表面，使粉体气体混合流体经过粉碎盘导流到粉碎腔的侧壁位置，下导流圈的作用在于，阻挡过重的粉体排出，优先共较轻的粉体从出料口排出，较重的粉体在粉碎盘的导流的作用下回到粉碎腔的边缘。

作为本方案的进一步改进，冷却水夹层可以降低流体的温度同时降低第一齿圈、第二齿圈、第三齿圈的表面温度。

本方案的另一优势在于，旋风分离器所收集的大颗粒物料可以重回粉碎机继续进行粉碎，提高粉碎效果，使绝大多数的产品颗粒的粒径达到纳米级。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1的粉碎机的结构示意图；

图3是本发明实施例1的粉碎腔的结构示意图；

图4是本发明实施例1的图3的B-B剖视图；

图5是本发明实施例1的图3的A-A剖视图；

图6是本发明实施例1的粉碎盘的结构示意图；

图7是本发明实施例1的粉碎盘的俯视图；

图8是本发明实施例1的粉碎盘的仰视图；

图9是本发明实施例1的转轴的结构示意图；

图10是本发明实施例1的刀具的主视图；

图11是本发明实施例1的刀具的左视图；

图12是本发明实施例1的刀具的后视图；

图13是本发明实施例1的冷空气生产装置的结构示意图；

图14是本发明实施例1的颗粒空气分离装置、加料装置的结构示意图；

图15是本发明实施例1粉碎机生产的木屑的电镜图；

图16是本发明实施例1粉碎机生产的氧化铁红的电镜图；

图17是本发明实施例1粉碎机生产的云母的电镜图；

图18是本发明实施例1粉碎机生产的中药混合物的电镜图；

图19是本发明实施例1粉碎机生产的木屑的检测报告扉页；

图20是本发明实施例1粉碎机生产的木屑的检测报告正文。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。

实施例1

如图1至14所示，一种用于生产纳米颗粒的粉碎机***，包括依次连接的冷空气生产装置A、粉碎机B、颗粒空气分离装置C，所述的冷空气生产装置A和粉碎机B的进料口3之间设有加料装置D，所述的粉碎机B包括由粉碎腔1和水平设置在粉碎腔1内的粉碎盘2，所述的进料口3设置在粉碎腔1的顶壁，所述的粉碎腔1的底板上设有与颗粒空气分离装置C相连的出料口4，所述的粉碎腔1的侧壁的内表面设有由多个第一齿条5依次排列形成的第一齿圈，所述的粉碎盘2的边缘设有多个刀具6，所述的刀具6靠近粉碎腔1的一侧设有多个第一刀头7，所述的第一齿条5和第一刀头7相互垂直布置。

本发明的工作方式在于：将粒径为5mm以下的原料颗粒加入到加料装置D中，同时冷空气生产装置A供应温度为-2℃以下的温度的冷空气，原料颗粒和冷空气混合后加入到粉碎机B中，粉碎机B的转速为5500r/min，处理速度为50-100kg，原料颗粒经过粉碎后进入到颗粒空气分离装置C中进行分离，分离得到的纳米颗粒。

本实施例的优势在于，采用冷空气生产装置A提供温度低于-2℃的空气，然后配合特制的粉碎机B，可以在提高粉碎效果的同时，将粉碎机B内的温度进行有效的控制，这样可以使设备磨损程度更低，且利于维持类似于中药材类物质的有效成份不变性。当粉碎腔的顶壁、侧壁、底板的夹层通入冷却水后其效果更为明显。

粉碎的机理在于旋转速度达到5500r/min的粉碎盘2可以和粉碎腔1侧壁的齿圈之间形成相互垂直的旋流，具体来说，第一齿圈周围会形成第一旋流，第一刀头7的位置会形成第二旋流，第一旋流和第二旋流的方向是垂直的，在刀具6和第一齿条5之间的空间中会形成巨大的撕扯力，这样就可以将固体颗粒撕扯成为更小的颗粒。

作为本实施例的进一步改进，所述的第一刀头7为水平布置，所述的第一齿条5垂直于水平面布置。这样设置的好处在于，第一刀头7水平设置可以降低空气阻力，降低对于电机的负荷。

在本实施例中，所述的进料口3设置在顶壁的中心，所述的出料口4设置在底板的中心，所述的粉碎腔1为圆柱形，所述的第一齿条5的高度为11cm，垂直于第一齿条5的长度方向的剖面为三角形。当然在实际应用中，根据设备的尺寸和规模，第一齿条5的高度是可以灵活变动的，对此无需过多限制。具体来说，多个第一刀头7依次连接形成波浪形结构，设置第一刀头7的表面的弧度为2.5-5°，以利于和粉碎腔1的侧面配合，所述的刀具6的高度为40mm，刀具6上下交替的分布在粉碎盘2的上下表面。这样上下布置的刀具6以及粉碎盘2的盘体8的厚度相加略小于第一齿条5的高度，以此为原则，刀具6的高度要和第一齿条5的高度相适应，如果设备进行放大，则相关数据也要做对应的放大。

在本实施例中，所述的粉碎盘2包括盘体8，所述的刀具6设置在盘体8的边缘，所述的盘体8的上表面均匀分布有多个呈环形布置的第一叶片9；所述的盘体8下表面均匀分布有多个呈环形布置的第二叶片10，所述的第一叶片9和第二叶片10均为弧形。

在此，需要强调，第一叶片9将进料口3输入的颗粒迅速的导入到粉碎盘2的边缘位置，同时，颗粒到达粉碎盘2边缘时的速度非常大，可以提高粉碎效果。

第二叶片10主要是用于进行回流，更为合适的，所述的多个第一叶片9在盘体8中心位置围成一个进料空间11，所述的多个第二叶片10在盘体8中心位置围成一个出料空间12，所述的进料口3上连接有向粉碎腔1内延伸的上导流圈13，所述的出料口4上连接有向粉碎腔1内延伸的下导流圈14，所述的上导流圈13延伸至进料空间11内，所述的下导流圈14延伸至出料空间12内。通过这样设置，下导流圈14可以起到阻挡较大颗粒直接经出料口4排出，出料口4只是将颗粒达到纳米级的颗粒随气流排出，需要说明的，在本实施例以及在传统技术中，出料口4都是需要连接负压抽吸的风机的，较大的颗粒在上升过程中，在第二叶片10的带动和离心力的作用下会甩到粉碎盘2的边缘，进行二次粉碎。这样提高粉碎效果。

这里需要着重强调的是，所述的第二叶片10的长度比第一叶片9长度长10-20mm，第二叶片10长度大致为170mm，比第一叶片9长约10mm。这样的好处是为了提高颗粒在粉碎腔1中的滞留时间。

具体来说，第一叶片9可以将流体迅速分散到盘体8边缘，第二叶片10可以将流体循环回盘体8边缘，由于出料空间12位于盘体8的下表面，一般情况下，出料都是通过能够产生负压的风机提供流体流动动力。在不开风机的情况下，转动粉碎盘2我们可以发现气体是从下流到上面去的，这和正常生产中流体从上流到下的方向不同，这样我们可以得出结论，较长的第二叶片10可以产生相对大的气压。这个现象应用到实际生产中就会产生比较奇特的效果，即风机产生负压，粉碎盘2下表面的流体有向下流动的趋势，同时第二叶片10比较长，流体又同时具备向上流动的趋势，在这种情况下，较轻的颗粒随着负压流体进入到风机中，较重的颗粒由于流动性比较差，会在第二叶片10的机械作用力情况下顺利的回到粉碎盘2的边缘，这样就提高了大颗粒物料的回流效果。这样可以有效改善二次粉碎的效果，防止过多的大粒径颗粒从出料口4逃逸。

为了提高上述的二次粉碎的效果，所述的底板的上表面的边缘设有由多个第二齿条15构成的第二齿圈；所述的顶壁的下表面的边缘设有由多个第三齿条16围成的第三齿圈；最为优选地，第一齿条5、第二齿条15、第三齿条16相互对应相连形成一个完成的齿条结构，所述的第二齿条15沿底板的上表面的径向方向延伸；所述的第三齿条16沿顶壁的下表面的径向方向延伸；所述的刀具6的上表面和下表面上均设有多条第二刀头17；所述的第二刀头17分别和第二齿条15以及第三齿条16垂直。这样回流的较大的颗粒可以在第二刀头17和第三齿条16相互配合产生的撕扯力的作用下以及在第一齿条5和第一刀头7的作用下进行二次粉碎，这样从出料口4排出的物料就基本上都达到了纳米级。

在本实施例中，第二刀头17和第二齿条15的配合主要是将进料口3导入的气体流体中的部分颗粒进行预先粉碎，提高第一刀头7和第一齿条5的粉碎效果。

进一步优选地，整个盘体8的直径约为50cm，相邻的两个第一叶片9之间设置一个刀具6，设置位置优选设置在两个第一叶片9中间，同理，在两个第二叶片10之间设置一个刀具6，设置位置优选设置在两个第二叶片10中间。

在本实施例中，所述的刀具6远离粉碎腔1的侧壁的面上设有多个第三刀头18，这样做的目的在于对于在刀具6背面的颗粒进行粉碎，因为毕竟在夹杂颗粒的气体流体中并不会全部经过第一刀头7粉碎，依然有少量的流体会在刀具6阻力作用下到达刀具6的背面，这样第三刀头18就可以非常及时的将其粉碎，提高粉碎效果。

最为合适的，所述的第一刀头7和第一齿条5之间的间距为0.8cm，一般情况下，第一刀头7和第一齿条5不宜过宽，过宽则产生不了相互交汇撕扯的旋流，过窄则不利于颗粒进入和停留，粉碎效果太低。同样第二刀头17和对应的第二齿条15以及第二刀头17和对应的第三齿条16之间的间距符合上述要求。

同样，为了提高导流和回流效果，所述的盘体8上还连接有转轴19，所述的第一叶片9和第二叶片10的延长线均与转轴19的表面相切；为了改善盘体8转动时候的稳定性，所述的第一叶片9和第二叶片10上下交替布置，所述的第一叶片9和第二叶片10的数量均为6片，对应的刀具6数量为12个，所述的第一叶片9的高度为30mm，所述的第一叶片9和第二叶片10的厚度均为30mm。

在本实施例中，所述的转轴19的外侧设有轴套20，所述的转轴19穿过出料口4延伸至粉碎腔1外侧。转轴19是提供盘体8旋转所需动力的装置，其与外设的电机相连。

在本实施例中，轴套20的上端设置第一限位凸圈21和设置在第一限位凸圈21外侧的第二限位凸圈22，对应的盘体8的下表面设置与第一限位凸圈21配合的第一限位凹槽，以及与第二限位凸圈22配合的第二限位凹槽，这样可以使盘体8在旋转过程中保持较好的稳定性。

为了降低第一齿条5、第二齿条15、第三齿条16以及粉碎腔1内的流体温度，在粉碎腔的顶壁、侧壁、底板内部均设有冷却水夹套(附图中未示出)

在本实施例中，如图13所示，所述的冷空气生产装置A包括蓄冷池23、用于将蓄冷池23中的冷媒冷却的制冷机组24以及用于将空气冷却的热交换器25，所述的热交换器25包括壳体和设置在壳体内的多个依次设置的表冷器，所述的表冷器的管程与蓄冷池23连通，所述的壳体的一侧为空气进口，所述的壳体的另一侧为空气出口，所述的空气出口与粉碎机B的进料口4连通，所述的表冷器之间设有至少一个温度探头31，所述的表冷器和蓄冷池23之间设有至少一个流量控制阀30。具体来说，所述的多个表冷器分为由前至后依次布置的第一表冷器组26、第二表冷器组27、第三表冷器组28和第四表冷器组29，第一表冷器组26和第二表冷器组27之间留有30-40cm宽度的间隙，第二表冷器组27和第三表冷器组28之间留有20-30cm宽度的间隙，第三表冷器组28和第四表冷器组29之间留有20-30cm宽度的间隙。所述的第一表冷器组26由两个并联设置的两个表冷器组成，所述的第二表冷器组27由两个并联设置的两个表冷器组成，第三表冷器组28由一个表冷器组成，第四表冷器组29由两个并联设置的两个表冷器组成。所述的第一表冷器组26和蓄冷池23之间设有一个流量控制阀30，所述的第二表冷器组27和蓄冷池23之间设有一个流量控制阀30，所述的第三表冷器组28和蓄冷池23之间设有一个流量控制阀30，所述的第四表冷器组29和蓄冷池23之间设有一个流量控制阀30，第一表冷器组26和第二表冷器组27之间设有一个温度探头31，第二表冷器组27和第三表冷器组28之间设有一个温度探头31，第三表冷器组28和第四表冷器组29之间设有一个温度探头31，空气出口设有一个温度探头31。壳体上与第一表冷器组26对应的位置设有排水装置32。

在上述的蓄冷池23中收集的是过冷水，通过过冷水对空气进行冷却，过冷水可以考虑采用含盐水或含乙二醇的水，这样凝固点都比较低，从设备腐蚀性角度来说，优选含乙二醇的水，由于这不在本发明的保护范围之内，对此不做过多介绍，通过过冷水对空气进行冷却，达到迅速降低空气温度的目的。

第一表冷器组26、第二表冷器组27、第三表冷器组28和第四表冷器组29之间预留空隙的目的在于，空隙利于空气的混合，因为表冷器内部散热组件较多，空气在冷却过程中混合不易均匀，因此需要预留空隙供空气冷却，同时，防止过多的水进入下一级表冷器组，降低能耗。

至于第一表冷器组26、第二表冷器组27、第三表冷器组28和第四表冷器组29之间预留空隙的大小主要考虑的是空气混合的难度和对于液态水的夹带两个方面，第一表冷器组26、第二表冷器组27之间留有30-40cm宽度的间隙可以很恰当的将空气混合，并使气液分离，间隙过小则混合不均匀且水汽容易带到第二表冷器组27中，在第二表冷器组27的表面形成液膜，降低第二表冷器组27的换热效果；间隙过大则壳体的体积相应变大，整个***向外界散热增多。

第二表冷器组27和第三表冷器组28之间留有20-30cm宽度的间隙，第三表冷器组28和第四表冷器组29之间留有20-30cm宽度的间隙的设置目的主要是单纯考虑空气的混合，在此过程中，气液分离已经不是非常紧要的事情，因为在第一表冷器组26中已经大体已经水汽分离出来了。

为了提高控制精准度，每一个表冷器组对应一个流量控制阀30，同时本装置还设有一个控制器，在本方案中，第一表冷器组26和第二表冷器组27之间的温度探头31与第一表冷器组26的流量控制阀30是对应的，第二表冷器组27和第三表冷器组28之间的温度探头31与第二表冷器组27的流量控制阀30是对应的，第三表冷器组28和第四表冷器组29之间的温度探头31与第三表冷器组28的流量控制阀30是对应的，空气出口设置的温度探头31与第四表冷器组29的流量控制阀30是对应的，温度探头31感应温度并通过控制器控制流量控制阀30动作，实现精准控制。

为了提高分水效果，壳体上与第一表冷器组26对应的位置设有排水装置32，当然在壳体上与第二表冷器组27对应的位置也可以设有排水装置32，或者在壳体的最低位置设置排水装置32都是可选的。只要能够达到较好的排水效果，都可以作为本方案的优选方案。

作为本实施例的进一步细化，如图14所示，加料装置D包括料斗33、与粉碎机B的进料口3相连的进料管35，所述的进料管35和料斗33之间设有计量单元34，所述的计量单元34包括依次连接第一阀门36、第一计量管37、第二计量管38、第二阀门39，所述的第一计量管37和第二计量管38之间通过密封箍圈40密封连接，所述的第一阀门36与料斗33相连，所述的第二阀门39与进料管35相连，所述的料斗33、计量单元34、进料管35由上而下依次连接。

同时，上述的颗粒空气分离装置C具体包括与粉碎机1的出料口4相连的旋风分离器41、与旋风分离器41出口相连的布袋除尘器42，所述的布袋除尘器42的出口连接有抽风机43，所述的抽风机43的出口连接有排放管44，所述的旋风分离器41的底部设有排料管45，所述的排料管45下方连接有排料阀46，所述的排料管45中部连接有回流管47，所述的回流管47的另一端连接至用于向粉碎机1加料的料斗33上，所述的回流管47内设有用于驱动物料前行的通过电机驱动的螺杆48。布袋除尘器42的底部设有产品排出口49，纳米级的颗粒从该排出口排出收集即可。

在实际应用中，启动制冷机组24，将蓄冷池23中的冷媒降温到-2℃以下，启动电机，转轴19转动，轴套20不动防止对出料口4的流体产生影响，启动抽风机43，使整个***处于一种流动空气流体状态。粉碎盘2转动，从进料口3注入温度低于-2℃的冷空气流体，该流体中夹杂有由加料装置D注入的待粉碎的颗粒，颗粒粒径一般为微米或者毫米级别。气体流体经过上导流圈13进入到进料空间11，然后如图1的箭头所示，流体中的颗粒迅速的在第一叶片9的作用下分散到盘体8边缘，颗粒在第一叶片9的离心力作用下此时的速度是非常快的，这时，一部分颗粒会在第二刀片和第二齿条15之间进行粉碎，大部分的颗粒会进入到第一刀片和第一齿条5之间的空间中被撕扯称为小颗粒，同样还有少量的颗粒会在第三刀片的位置被粉碎，在第三刀片的位置大多通过机械切割力完成粉碎的。然后粉碎后的颗粒在流体流动力的作用下到达底板上表面并向出料口4流动，由于出料口4设置了下导流圈14，因此会对流程产生阻碍作用，流体有水平移动变成垂直移动，纳米级的颗粒在流体带动下排出，微米级的颗粒流动的活动性会降低，在第二叶片10作用下再次被甩到盘体8边缘，经第一刀片和第一齿条5以及第二刀片和第三齿条16配合作用进行二次粉碎具体如图1的箭头所示，这样就可以非常顺利的生产出纳米级的颗粒。颗粒经过旋风分离器41进行一级分离并通过布袋除尘器42进行二级分离，布袋除尘器42所收集的粉末就是纳米颗粒，旋风分离器41收集的粉末一般为微米级，需要通过回流管47输送会料斗33中，重新注入粉碎机中进行粉碎。

本实施例所涉及的设备不仅可以粉碎矿物材料，还可以粉碎金属粉末、植物药物干粉，具有非常广泛的应用前景。

如图12-15提供了木屑、矿物质、云母、中药干粉的粉碎效果的电镜图，同时图16-17提供了木屑粉碎后的检测报告。

以上所述的仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于生产纳米颗粒的粉碎机***，包括依次连接的冷空气生产装置、粉碎机、颗粒空气分离装置，其特征在于，所述的冷空气生产装置和粉碎机的进料口之间设有加料装置，所述的粉碎机包括由粉碎腔和水平设置在粉碎腔内的粉碎盘，所述的进料口设置在粉碎腔的顶壁，所述的粉碎腔的底板上设有与颗粒空气分离装置相连的出料口，所述的粉碎腔的侧壁的内表面设有由多个第一齿条依次排列形成的第一齿圈，所述的粉碎盘的边缘设有多个刀具，所述的刀具靠近粉碎腔的一侧设有多个第一刀头，所述的第一齿条和第一刀头相互垂直布置。

2.根据权利要求1所述的用于生产纳米颗粒的粉碎机***，其特征在于，所述的第一刀头为水平布置，所述的第一齿条垂直于水平面布置。

3.根据权利要求1所述的用于生产纳米颗粒的粉碎机***，其特征在于，所述的粉碎盘包括盘体，所述的刀具设置在盘体的边缘，所述的盘体的上表面均匀分布有多个呈环形布置的第一叶片；所述的盘体下表面均匀分布有多个呈环形布置的第二叶片，所述的第一叶片和第二叶片均为弧形；

所述的底板的上表面的边缘设有由多个第二齿条构成的第二齿圈；所述的顶壁的下表面的边缘设有由多个第三齿条围成的第三齿圈；所述的第二齿条沿底板的上表面的径向方向延伸；所述的第三齿条沿顶壁的下表面的径向方向延伸；所述的刀具的上表面和下表面上均设有多条第二刀头；所述的第二刀头分别和第二齿条以及第三齿条垂直。

4.根据权利要求3所述的用于生产纳米颗粒的粉碎机***，其特征在于，所述的刀具远离粉碎腔的侧壁的面上设有多个第三刀头；所述的第一刀头和第一齿条之间的间距为0.5-1cm。

5.根据权利要求3所述的用于生产纳米颗粒的粉碎机***，其特征在于，所述的多个第一叶片在盘体中心位置围成一个进料空间，所述的多个第二叶片在盘体中心位置围成一个出料空间，所述的进料口上连接有向粉碎腔内延伸的上导流圈，所述的出料口上连接有向粉碎腔内延伸的下导流圈，所述的上导流圈延伸至进料空间内，所述的下导流圈延伸至出料空间内。

6.根据权利要求5所述的纳米颗粒生产用粉碎机，其特征在于，所述的盘体上还连接有转轴，所述的转轴的外侧设有轴套，所述的转轴穿过出料口延伸至粉碎腔外侧；所述的第一叶片和第二叶片上下交替布置；所述的第二叶片的长度比第一叶片长度长10-20mm。

7.根据权利要求1所述的用于生产纳米颗粒的粉碎机***，其特征在于，所述的颗粒空气分离装置包括与出料口相连的旋风分离器、与旋风分离器相连的布袋除尘器，所述的布袋除尘器的出口连接有抽风机，所述的抽风机的出口连接有排放管。

8.根据权利要求7所述的用于生产纳米颗粒的粉碎机***，其特征在于，所述的旋风分离器的底部设有排料管，所述的排料管下方连接有排料阀，所述的排料管中部连接有回流管，所述的回流管的另一端连接至加料装置，所述的回流管内设有用于驱动物料前行的通过电机驱动的螺杆，所述的布袋除尘器的底部设有产品排出口。

9.根据权利要求7所述的用于生产纳米颗粒的粉碎机***，其特征在于，所述的冷空气生产装置包括蓄冷池、用于将蓄冷池中的冷媒冷却的制冷机组以及用于将空气冷却的热交换器，所述的热交换器包括壳体和设置在壳体内的多个依次设置的表冷器，所述的表冷器的管程与蓄冷池连通，所述的壳体的一侧为空气进口，所述的壳体的另一侧为空气出口，所述的空气出口与粉碎机的进料口连通，所述的表冷器之间设有至少一个温度探头，所述的表冷器和蓄冷池之间设有至少一个流量控制阀。

10.一种采用如权利要求1-9任一所述的粉碎机***生产纳米颗粒的方法，其特征在于，将粒径为5mm以下的原料颗粒加入到加料装置中，同时冷空气生产装置供应温度为-2℃以下的温度的冷空气，原料颗粒和冷空气混合后加入到粉碎机中，粉碎机的转速为5000-6000r/min，处理速度为50-100kg，原料颗粒经过粉碎后进入到颗粒空气分离装置中进行分离，分离得到的纳米颗粒。