CN115382646A - 新型微粒加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气流粉碎设备技术领域，公开了一种新型微粒加工设备，包括螺栓连接的上筒体和下筒体，下筒体的下端设有气流室，下筒体的筒身上设有多个喷嘴，喷嘴的一端设有气流管道，气流管道与气流室连接；喷嘴旁设有进料口，下筒体内还竖向设有螺旋桨；上筒体内设有分级轮，上筒体的上端设有转接筒，转接筒上还设有出料口，转接筒内竖向设有传动轴，传动轴的下端与分级轮连接，传动轴的上端设有皮带轮；传动轴旁还设有支架，支架上设有电机，电机的输出端与皮带轮通过皮带连接。本发明具有提高物料粉碎加工效率以及保障物料粉碎加工粒度质量的有益效果。

Description

新型微粒加工设备

技术领域

本发明涉及气流粉碎设备技术领域，具体涉及一种新型微粒加工设备。

背景技术

随着生产技术的进步与发展，原材料来源广泛、价格相对便宜、加工制造技术成熟的超细非金属矿物材料在化工中的应用越来越重要，在此大环境下，气流粉碎机得到了广泛的应用。气流粉碎机广泛应用于化工行业，在催化剂、阻燃剂、涂料、染料、碳酸钙、氧化物等原料的加工中，在生产过程中，气流破碎机组主要利用压缩空气，通过设备内的喷嘴形成超音速空气流，再通过强压旋转进入研磨室，使研磨室中待粉碎的材料呈现出流态化的形式，在粉碎室内，加速材料聚集在几个喷嘴的喷发气流交叉口，产生剧烈的碰撞、摩擦、剪切，达到颗粒的超细粉碎，粉碎后的物料被上升的气流输送到叶轮分级区，在分级轮离心力和风机抽力的作用下，实现粗细粉的分离，粗粉根据自身重力返回粉碎室，继续粉碎，而合格的细粉随气流进入旋风收集器。

传统的气流粉碎机中，直接利用固定气流速度以及气流种类来进行物料粉碎，物料在被初步粉碎后直接进入分级区来筛选出合格粒径的物料微粒，而较大粒径的微粒则会重新回到粉碎区再次进行粉碎，这样的加工过程使得整个物料粉碎过程繁琐且效率低下，同时多次粉碎筛选的过程也使物料粉碎的经济效益低，物料粉碎加工的生产成本过高。

发明内容

本发明意在提供新型微粒加工设备，以提高物料利用气流粉碎成微粒时的粉碎加工效率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：新型微粒加工设备，包括螺栓连接的上筒体和下筒体，下筒体的下端设有气流室，下筒体的筒身上设有多个喷嘴，喷嘴的一端设有气流管道，气流管道与气流室连接；喷嘴旁设有进料口，下筒体内还竖向设有螺旋桨；上筒体内设有分级轮，上筒体的上端设有转接筒，转接筒上还设有出料口，转接筒内竖向设有传动轴，传动轴的下端与分级轮连接，传动轴的上端设有皮带轮；传动轴旁还设有支架，支架上设有电机，电机的输出端与皮带轮通过皮带连接。

本方案的原理及优点是：实际应用时，通过将预先准备好的高速气体从喷嘴喷射进下筒体中，利用高速气体吹动物料从而进行物料的粉碎，同时因下筒体内设置有螺旋桨，不仅使气流带动物料的碰撞作用更剧烈，使粉碎效果更好，同时能够由螺旋桨的辅助气流带动物料上升，当物料完成粉碎后，随着气流往上运动，再次经过分级轮筛选出不合格粒径的物料微粒，并且这部分物料微粒在重力的作用下再次返回下筒体内进行二次粉碎，直至物料微粒的粒径符合要求，同时合格的物料微粒从出料口溢出。相比于现有技术，本方案的优点在于能够利用螺旋桨对高速气流的对冲作用，将物料粉碎得更彻底，不仅有效提高了物料的粉碎加工效率，同时也大幅提高了物料的粉碎效果，使物料的粉碎质量符合生产规范要求，避免进行多次加工增加生产成本。

优选的，作为一种改进，喷嘴以预设角度与下筒体倾斜连接。

有益效果：通过将喷嘴与下筒体倾斜设置，能够通过改变气流进入下桶体的方向，从而改变气流对待加工材料的冲击力，便于根据不同的材料调整对应的角度以及气流速度，进而保证对材料的粉碎加工效果。

优选的，作为一种改进，预设角度的范围为30-90度。

有益效果：通过此种设置，既能保证喷嘴进气的便捷性，又能最大程度上保证对待加工材料的粉碎加工效果，尽可能在初次粉碎时就达到微粒径的要求，避免进行多次粉碎，提高加工效率的同时也能够有效节能。

优选的，作为一种改进，气流室提供多级速度的气流，且速度值根据加工材料的性质动态调节。

有益效果：通过此种设置，能够使气流室根据材料的特性来针对性提供对应速度的气流，在保证加工设备安全的前提下，尽可能提高材料的粉碎加工效率。

优选的，作为一种改进，气流包括压缩空气、过热蒸汽、氮气、二氧化碳气体和其他气体。

有益效果：通过此种设置，能够提供多种不同的气流来对材料进行粉碎加工，并且还能根据材料的不同以及粒径的要求来选择最合适的气流，既能保证加工的粒径要求，又能有效提高粉碎加工效率。

优选的，作为一种改进，喷嘴上设有阀门。

有益效果：通过此种设置，在喷嘴上设置阀门，能够在基于气流室不停止运转的基础上，截断进行粉碎加工的气流，从而便于对筒体内部的微粒进行查验，以便于确认后续的加工参数条件的调整，进而保证粉碎加工质量。

优选的，作为一种改进，下筒体内壁上竖向设有多个折线形凸起。

有益效果：通过此种设置，能够利用设置的折线形凸起改变气流与下筒体内壁碰撞后的轨迹，从而尽可能使气流多次作用于待加工的材料上，以便有效提高对待加工材料的粉碎效果。

优选的，作为一种改进，下筒体的底部为圆台状底部。

有益效果：通过此种设置，利用圆台状底部能够快速直接反弹气流，从而使气流在粉碎加工后竖直向上流动，进而带动粉碎后的微粒一起向上运动，进行后续的筛选工作，有效提高了气流的利用率以及设备的加工效率。

优选的，作为一种改进，下筒体的筒身厚度大于等于3毫米。

有益效果：通过此种设置，能够保证设备的强度要求，以保证材料的粉碎加工操作正常运转，同时也能保障设备安全和操作人员的人身安全。

优选的，作为一种改进，上筒体与转接筒通过螺栓连接。

有益效果：通过螺栓连接的方式，既能保证上筒体与转接筒连接的稳定性，同时还方便将两种拆分开，从而对分级轮进行定期维护以及残渣清理。

附图说明

图1为本发明新型微粒加工设备实施例一的整体结构示意图。

图2为本发明新型微粒加工设备实施例二阀门的示意图。

图3为本发明新型微粒加工设备实施例三折线形凸起的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的标记包括：上筒体1、下筒体2、气流室3、喷嘴4、气流管道5、进料口6、分级轮7、转接筒8、出料口9、传动轴10、皮带轮11、支架12、电机13、折线形凸起14、螺旋桨15、阀门16。

实施例一：

本实施例基本如附图1所示：新型微粒加工设备，包括螺栓连接的上筒体1和下筒体2，下筒体2的下端固定安装有气流室3，气流室3上安装有气流管道5，下筒体2的筒身上均匀安装有4个喷嘴4，并且每个喷嘴4均通过气流管道5与气流室3连接；喷嘴4的上方横向安装有进料口6，下筒体2内的轴心上还竖向安装有螺旋桨15，下筒体2的下端为圆台状底部；上筒体1顶端的内部安装有分级轮7，且上筒体1的上端还安装有转接筒8，且转接筒8与上筒体1螺栓连接，转接筒8上还安装有一个横向的出料口9，转接筒8内竖向安装有传动轴10，传动轴10的下端与分级轮7连接，传动轴10的上端安装有皮带轮11；传动轴10右侧还安装有支架12，该支架12上竖向安装有电机13，且电机13的输出端与皮带轮11通过皮带连接。

具体的，喷嘴4以30-90度范围的角度与下筒体2倾斜连接，本实施例中，喷嘴4与下筒体2的连接角度为90度，也即喷嘴4与下筒体2垂直设置。

具体的，气流室3提供多级速度的气流，且速度值根据加工材料的性质动态调节，其中，多级速度包括亚音速、超音速、超高音速，并且根据初始进料材料的初始粒度大小和种类进行对应选择。

具体的，气流室3中可提供多种不同种类的气流，包括压缩空气、过热蒸汽、氮气、二氧化碳气体和其他气体，其他气体包括其他非常见的惰性气体，例如氦气、氖气、氩气、氙气等。在具体使用时根据材料的不同对应选择，具体对应情况如表1所示。

	压缩空气	过热蒸汽	氮气	二氧化碳	其他气体
						一类物料	亚音速	亚音速	超音速		超音速
二类物料	超音速	超音速	超音速	超音速	超音速
						三类物料	超高音速	超高音速	超高音速	超高音速	超高音速
四类物料	超音速		超音速		超音速
						五类物料	亚音速		超音速		超音速

其中，一类物料为严格规限最大颗粒并要求粒度分布狭窄的物料，例如高岭土，滑石粉、云母、生长素、氢氧化铝、复印机墨粉等；

二类物料为加工杂质含量要求极严的物料或对铁质极其敏感的物料，例如高纯硅、荧光粉、硅胶、铝、铜、铌粉等各种高纯颜料；

三类物料为莫氏硬度七级以上的坚硬物料，例如碳化硅、石榴石、金刚石、碳化硼、碳化钨、特种陶瓷、刚玉等；

四类物料为热敏性物质或塑性材料，例如硫磺、二硫化钼、杀虫剂、环氧树脂、聚四氟乙烯、橡胶、磷铁等。

五类物料为对物料的自然属性与纯度要求高的物料，例如花粉、山楂、香菇、珍珠粉、胃药、尼莫地平、抗生素类药物、造影药物、灵芝、五倍子、何首乌等。

具体的，下筒体2的桶身厚度大于等于3毫米，本实施例中，厚度设置为1厘米。

本方案通过检测和预测外界环境的变化，调节气流速度和粉碎加工时间，将加工过程片段化，更加符合本加工设备所在实际空间的实际条件，避免因不可抗力、灾害等因素而对物料粉碎加工造成危害影响。

具体的，本方案中将温度划为三段，第一阶段温度为小于20℃，第二阶段21-35℃，第三阶段35℃以上；若当前环境温度为在20℃以下，则控制加工设备的气流速度为超高音速，同时控制喷嘴4的喷射范围为竖直方向上30-150度，设备的加工时间控制在12小时以内，且完成当前批次物料粉碎加工后间隔20分钟再继续加工；若当前环境温度在21-35℃范围内，则控制加工设备的气流速度为超音速，且控制喷嘴4的喷射范围为45-135度，同时控制设备的加工时间在8小时以内；若当前环境温度在35℃以上，则控制加工设备的气流速度为亚音速，喷嘴4的喷射范围为60-120度，同时控制设备的加工时间在6小时以内。通过实时检测环境温度，对加工设备的气流速度、加工时间、喷嘴角度进行动态调节，既能保证物料的粉碎加工效率和质量，又能最大程度上避免设备长时间负荷工作影响设备安全性。

本方案中还通过检测当前环境的湿度来控制调节加工设备的气流速度、气流速度和喷嘴的角度范围，若当前环境湿度在45％RH-65％RH范围内，则保持加工设备的气流速度不变，将设备的加工时间上调10％，同时将喷嘴的喷射角度范围上调20％；若环境湿度低于45％RH，则将气流速度降低20％，设备的加工时间上调5％，同时将喷嘴的喷射角度范围下调10％；若环境湿度大于65％RH，则将气流速度提高15％，设备的加工时间保持不变，喷嘴的喷射角度范围上调10％。通过检测环境的湿度动态调节加工设备的参数，在保证加工设备安全性的基础上，既能保证物料的粉碎加工效率，同时还能够最大程度保障物料的粉碎加工质量。

同时，本方案还会根据预测外界环境的变化，例如自然灾害、断电等情况将物料的粉碎加工过程片段化，若收到停电通知且短时间无法恢复，则调节加工设备的气流速度为最大的超高音速，同时将喷嘴的喷射范围调整为30-150度，并且对物料均只进行初步粉碎加工，不再进行后续的分级筛选，先在断电前将所有物料以最快的速度完成初步粉碎，待后续电力恢复后再调节气流速度为亚音速，喷嘴的喷射范围调整为45-135度，对粗加工后的物料进行精加工粉碎。通过此种加工调节方式，能够最大程度实现设备的节能，且避免因断电导致当前物料粉碎加工中断，降低加工设备的负荷，保证设备的安全，且将全部物料进行粗加工，能够极大程度提高后续加工的效率。

若收到地震、泥石流等自然灾害预警，则立即调节气流速度为最大，且喷嘴的喷射范围调整为45-135度，完成当前物料的粉碎加工，待本批次物料粉碎加工完成后，切断气流室3的气流供应，将待粉碎的物料先初步进料至进料口，待此次灾害过去且设备所处当前环境安全后再次开始物料的粉碎加工。

本实施例中，待粉碎加工的物料为硫磺，故选择超音速的氦气来进行粉碎加工。

本实施例的具体实施过程如下：

第一步，打开气流室3开关使气流室3开始上电工作，然后根据本次粉碎加工材料对应调节气流室3中气流的种类以及速度，粉碎加工用的气流种类选择氦气，并将气流速度设置为超音速，然后打开电机13开关，电机13带动分级轮7开始工作。

第二步，从进料口6加入待粉碎的硫磺，硫磺进入下筒体2后，被超音速气流加速，并在交叉点相互碰撞、剪切、摩擦等，当加在硫磺粒子上的外力大于粒子本身的允许应力时，硫磺粒子就会被粉碎成更小粒度的微粒，则达到了粉碎的目的。

第三步，整个上筒体1和下筒体2均为封闭状态，只有转接筒8上设置有出料口9，因此在气压的作用下，气流会在下筒体2中上升，则粉碎后的硫磺微粒会随上升的气流往上流动，并且在下筒体2中螺旋桨15的引导下，快速准确进入分级轮7中进行粒度筛选。

第四步，当硫磺微粒进入分级轮7后，在分级轮7的高速旋转作用下，大粒度的硫磺微粒由于受到的离心力大于气流对其的上升力，因此大粒度的硫磺微粒会被抛到上筒体1的内壁上，再经过上升的气流进行二次冲刷，将粘接在大粒度的硫磺微粒上的细粉再一次分离，确保硫磺没有过粉碎，分离后的细粉再一次进入分级轮7后，由于受到的离心力小，则在气流的带动下继续上升，最终从出料口9出去，而大粒度的硫磺微粒则会进行二次粉碎，直至粒度满足要求为止。

随着生产技术的进步与发展，气流粉碎机也广泛应用于化工行业，在催化剂、阻燃剂、涂料、染料、碳酸钙、氧化物等原料的加工中，其主要原理是利用高速的气流带动物料高速运动，高速运动的物料粒子在碰撞、摩擦后，由于施加在粒子上的外力大于其本身允许的应力时，物料粒子则会被粉碎成更细小的微粒，从而达到超细粉碎的目的。而目前常规的气流粉碎机，则是通过固定气流种类以及速度，来对所有的物料进行粉碎，而当遇到粉碎效果不佳时，则会进行多次粉碎加工以使粒度大小符合要求，虽然这样也能完成粉碎，但是整体的粉碎加工效率却并不高。

而本方案中，则是专门针对上述问题进行了改进，不仅从粉碎机的结构上作出了改进，在粉碎机筒内设置了螺旋桨15，以便辅助粉碎后的微粒上升运动，从而快速进行分级筛选，提高物料粉碎加工效率，同时还改变喷嘴4与筒体的连接角度，改变高速气流进入筒体的初始方向，从而针对不同的物料进行对应调整，以确保能够进行充分粉碎加工；更重要的是，本方案中还针对不同种类的物料进行了分级，并且根据每一级种类物料的特性特定选择了气流种类以及规定了不同的气流速度，从而使气流粉碎设备的粉碎加工不再单一，而是能够根据不同物料的不同性质针对性选择最佳的气流和速度，以便从最开始就能够达到预想的粉碎效果，避免还需进行后续的二次粉碎加工，通过以上不同方面的技术改进，能够大幅提高物料粉碎加工的效率，同时也能够有效保证物料粉碎加工质量。

实施例二：

本实施例基本实施例一相同，区别在于：如附图2所示，每个喷嘴4上均设置有阀门16。

本实施例的具体实施过程与实施例一相同，区别在于：

第一步，打开气流室3开关使气流室3开始上电工作，然后根据本次粉碎加工材料对应调节气流室3中气流的种类以及速度，粉碎加工用的气流种类选择氦气，并将气流速度设置为超音速，在气流准备阶段，先关闭喷嘴4上的阀门16，待气流速度达到预设值后，再打开阀门16，然后打开电机13开关，电机13带动分级轮7开始工作。

通过先将阀门16关闭，并在气流速度达到预设值后再打开，避免刚开始气流速度不达标的目标气流对物料进行粉碎加工，导致初始粉碎加工效果差，从而导致需要进行二次粉碎加工的物料量增多，也即一定程度上影响了整体的粉碎加工效率。

实施例三：

本实施例基本实施例二相同，区别在于：如附图3所示，下筒体2内壁上竖向设有多个折线形凸起14。

本实施例的具体实施过程与实施例二相同，区别在于：

第二步，从进料口6加入待粉碎的硫磺，硫磺进入下筒体2后，被超音速气流加速，并在交叉点相互碰撞、剪切、摩擦等，当加在硫磺粒子上的外力大于粒子本身的允许应力时，硫磺粒子就会被粉碎成更小粒度的微粒，则达到了粉碎的目的，同时气流经过设置的折线形凸起14的反射，从而来回在下筒体2内激射，再次对物料进行粉碎加工。

第三步，整个上筒体1和下筒体2均为封闭状态，只有转接筒8上设置有出料口9，因此在气压的作用下，气流会在下筒体2中上升，则粉碎后的硫磺微粒会随上升的气流往上流动，并且在下筒体2中螺旋桨15的引导下以及在折线形凸起14的反射作用下，快速完成上升并进入分级轮7中进行粒度筛选。

第四步，当硫磺微粒进入分级轮7后，在分级轮7的高速旋转作用下，大粒度的硫磺微粒由于受到的离心力大于气流对其的上升力，因此大粒度的硫磺微粒会被抛到上筒体1的内壁上，再经过上升的气流进行二次冲刷，将粘接在大粒度的硫磺微粒上的细粉再一次分离，确保硫磺没有过粉碎，分离后的细粉再一次进入分级轮7后，由于受到的离心力小，则在气流的带动下继续上升，最终从出料口9出去，而大粒度的硫磺微粒则会继续落入下筒体2中，由折线形凸起14反射的气流以及持续进入的新气流进行二次粉碎，直至粒度满足要求为止。

通过在下筒体2的内壁上设置多个折线形凸起14，从而改变气流在于下筒体2内壁碰撞后的反射角度，使气流能够持续对物料进行粉碎加工，既能保证物料的粉碎加工效率，又能使初始粉碎加工的物料的粒度最大程度满足粉碎加工要求。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.新型微粒加工设备，其特征在于：包括螺栓连接的上筒体和下筒体，所述下筒体的下端设有气流室，所述下筒体的筒身上设有多个喷嘴，所述喷嘴的一端设有气流管道，所述气流管道与气流室连接；所述喷嘴旁设有进料口，所述下筒体内还竖向设有螺旋桨；所述上筒体内设有分级轮，所述上筒体的上端设有转接筒，所述转接筒上还设有出料口，所述转接筒内竖向设有传动轴，所述传动轴的下端与分级轮连接，所述传动轴的上端设有皮带轮；所述传动轴旁还设有支架，所述支架上设有电机，所述电机的输出端与皮带轮通过皮带连接。

2.根据权利要求1所述的新型微粒加工设备，其特征在于：所述喷嘴以预设角度与下筒体倾斜连接。

3.根据权利要求2所述的新型微粒加工设备，其特征在于：所述预设角度的范围为30-90度。

4.根据权利要求1所述的新型微粒加工设备，其特征在于：所述气流室提供多级速度的气流，且速度值根据加工材料的性质动态调节。

5.根据权利要求4所述的新型微粒加工设备，其特征在于：所述气流包括压缩空气、过热蒸汽、氮气、二氧化碳气体和其他气体。

6.根据权利要求1所述的新型微粒加工设备，其特征在于：所述喷嘴上设有阀门。

7.根据权利要求1所述的新型微粒加工设备，其特征在于：所述下筒体内壁上竖向设有多个折线形凸起。

8.根据权利要求7的新型微粒加工设备，其特征在于：所述下筒体的底部为圆台状底部。

9.根据权利要求8所述的新型微粒加工设备，其特征在于：所述下筒体的筒身厚度大于等于3毫米。

10.根据权利要求1所述的新型微粒加工设备，其特征在于：所述上筒体与转接筒通过螺栓连接。

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