專利名稱：用于加工納米粉體的旋擊機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于納米材料加工設備技術領域，更明確地說涉及用于加工納米粉體的旋擊機的設計。
背景技術：
傳統(tǒng)的機械粉碎工藝基本上都是以剪切、摩擦、擠壓、擊打或者其組合等方法對物料進行破碎。傳統(tǒng)的超微粉體加工設備主要有各種氣流粉碎機、各種球磨機、膠體磨和砂磨機等。其中砂磨機采用氧化鋁或氧化鋯小球在金屬罐內(nèi)對物料進行研磨(或稱球磨)。由于研磨時溫升快，需要消耗大量冷卻水，因此，不但耗能高，而且生產(chǎn)效率很低。另外，由于研磨時金屬罐體也會被磨損，所加工的超微粉體中還會含有有害重金屬。
總體而言，機械粉碎法的優(yōu)點是工藝簡單、產(chǎn)量大、成本相對氣相合成法和液相合成法為低。但是，傳統(tǒng)的機械粉碎法也存在著下述缺點一是耗能高，生產(chǎn)效率低。二是噪音大，污染環(huán)境，嚴重損害操作者的健康。三是由于研磨時金屬罐體內(nèi)壁和研磨介質(小球)也會被磨損，所加工的超微粉體中會含有有害重金屬。四是粉體的粒度范圍很寬，需采用后續(xù)精細分級技術才能得到絕大部分(97％以上)小于1μm的超微粉體。
一般認為，傳統(tǒng)的機械粉碎法存在一定的“粉碎極限”，制備嚴格意義上的單分散納米(不大于0.1μm)或納米粉體是非常困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就在于克服上述缺點和不足，提供一種用于加工納米粉體的旋擊機。它加工時的溫升低、耗能低，生產(chǎn)效率高；噪音低，無噪音污染；所加工的超微粉體中不含有害重金屬；可以制備單分散納米(不大于0.1μm)和納米粉體。
為了達到上述目的，本發(fā)明包括機座、固定在機座中的電機、固定在機座上的研磨器、安裝在研磨器下底中心的高速軸承、安裝在高速軸承中且位于研磨器中的旋擊軸、安裝在電機軸和旋擊軸上以電機拖動的傳動機構。上述研磨器包括帶有進料閥和底閥的儲料室、連接在底閥下面的工作室、與儲料室和工作室連接的二位三通截止閥、安裝在二位三通截止閥上的抽真空系統(tǒng)、安裝在旋擊軸上端位于工作室中的旋擊盤。旋擊盤周邊均布著100～120個旋擊頭。工作室包括扁圓筒體、與扁圓筒體連為一體的上蓋和下底和帶有中心孔的隔板。工作室下部帶有出料口，出料口中安裝著出料閥，隔板位于旋擊盤和出料口之間。扁圓筒體的內(nèi)側為鋸齒條狀。工作室的上蓋上安裝有真空表，加工時工作室中的真空度為(5～7)×0.01Pa。
工作時，先打開進料閥，將被研磨的粉體材料自研磨器的進料閥進入儲料室，然后關閉進料閥。再打開二位三通截止閥、啟動抽真空系統(tǒng)將儲料室和工作室均抽成真空度為(5～7)×0.01Pa的真空狀態(tài)，然后關閉二位三通截止閥。隨后打開底閥，使粉體材料落入工作室中的旋擊盤上，接著關閉底閥。即可啟動電機開始工作。高速電機經(jīng)傳動機構的增速后，拖動旋擊軸高速旋轉。粉體材料被高速旋轉的旋擊盤帶動高速旋轉。在離心力的作用下，被迅速拋至扁圓筒體內(nèi)側。隨后在旋擊頭的斜尖形頭部和鋸齒條狀扁圓筒體內(nèi)側之間被來回多次撞擊、反彈，斷裂、破碎后的顆粒在重力的作用下自旋擊頭的斜尖形頭部和鋸齒條狀筒體內(nèi)側的間隙進入工作室底部。最后打開出料閥從出料口排出。
旋擊頭可為長方體形，其頭部為斜尖形，由超硬材料制作。斜尖形的頭部可增強研磨效果，有利于使較大的粉體顆粒在斜尖形頭部和鋸齒條狀筒體內(nèi)側之間多次撞擊后的斷裂、破碎。超硬材料可為硬質合金、硬質陶瓷或其它材料。
旋擊盤的周邊還均布著多個相同的漲縮槽，每個漲縮槽的內(nèi)端都帶有小孔。漲縮槽可以分散旋擊盤的熱應力，保證其即使在高溫下工作時，也不會變形。
扁圓筒體的內(nèi)壁可由多個超硬合金塊或超硬陶瓷塊鑲嵌而成，超硬合金塊或超硬陶瓷塊的內(nèi)側為鋸齒條狀。這種結構既便于安裝，又有良好的工藝性，生產(chǎn)成本也低。
旋擊盤的外側和扁圓筒體內(nèi)側的間隙為0.3～1mm時，效果最好。納米粉體材料研磨的質量高，生產(chǎn)效率高。
高速軸承為磁力軸承。磁力軸承無摩擦，在旋擊軸轉速高達28000轉/分鐘的工作情況下無溫升。
傳統(tǒng)機械粉碎法錘頭的線速度低，不超過100米/秒。粉碎過程是在空氣中進行的。由于空氣阻力很大，粉體之間以及粉體和錘頭、筒體內(nèi)側之間的碰撞和摩擦很快就衰減下來，實際上無法進行有效地多次強烈碰撞。同樣由于空氣阻力很大，工作時溫升很快，耗能很大，而且粉塵飛揚，對環(huán)境造成污染。
本發(fā)明擯棄了傳統(tǒng)的機械粉碎工藝，使研磨在(5～7)×0.01Pa的真空狀態(tài)下進行，消除了空氣阻力，大大降低了能耗和溫升，因而取得了十分顯著的效果。在破碎的過程中，旋擊頭的線速度可達446米/秒以上，已經(jīng)超過了空氣中331米/秒的音速。在如此高速、如此強烈的拋射、碰撞、反彈過程中，物質材料在極短的時間內(nèi)就會被加工成納米粉體。如每次進料為粒度0.01mm的100克，加工成納米粉體可僅用1分20秒鐘。
本發(fā)明的任務就是這樣完成的。
本發(fā)明加工時的溫升低、耗能低，生產(chǎn)效率高；噪音低，無噪音污染和三廢排放污染；所加工的超微粉體中不含有害重金屬?？蓮V泛應用于金屬、礦物、藥物、食品等各種納米粉體的制備中。


圖1為本發(fā)明的研磨器的結構示意圖。
圖2為旋擊盤的結構示意圖。
圖3為超硬合金塊鑲嵌而成的筒體內(nèi)壁及粉體被撞擊的示意圖。
具體實施例方式
實施例1。一種用于加工納米粉體的旋擊機，如圖1～圖3所示。它包括機座、固定在機座中的電機、固定在機座上的研磨器1、安裝在研磨器1下底中心的高速軸承2、安裝在高速軸承2中且位于研磨器1中的旋擊軸3、安裝在電機軸和旋擊軸3上以電機拖動的傳動機構。上述研磨器1包括帶有進料閥4和底閥5的儲料室6、連接在底閥5下面的工作室7、與儲料室6和工作室7連通的二位三通截止閥8、安裝在二位三通截止閥8上的抽真空系統(tǒng)9、安裝在旋擊軸3上端位于工作室7中的旋擊盤10。旋擊盤10周邊均布著100個旋擊頭11。工作室7包括扁圓筒體12、與扁圓筒體12連為一體的上蓋13和下底14和帶有中心孔的隔板22，工作室7下部帶有出料口，出料口中安裝著出料閥15，隔板22位于旋擊盤10和出料口之間。扁圓筒體12的內(nèi)側為鋸齒條狀16。工作室7的上蓋13上安裝有真空表17，加工時工作室7中的真空度為5×0.01Pa。
旋擊頭11可為長方體形，其頭部為斜尖形18，由超硬材料制作。旋擊盤10的周邊均布著4個相同的漲縮槽19，每個漲縮槽19的內(nèi)端都帶有小孔20。
扁圓筒體12的內(nèi)壁可由多個超硬合金塊21鑲嵌而成，超硬合金塊的內(nèi)側為鋸齒條狀16。旋擊盤10的外側和扁圓筒體12內(nèi)側的間隙為0.3～1mm。高速軸承2為磁力軸承。23為被加工的粉體顆粒。
實施例2。一種用于加工納米粉體的旋擊機。它的旋擊盤10周邊均布著110個旋擊頭11。旋擊盤10的周邊均布著5個相同的漲縮槽19，每個漲縮槽19的內(nèi)端都帶有小孔20。加工時工作室7中的真空度為6×0.01Pa。余同實施例1。
實施例3。一種用于加工納米粉體的旋擊機。它的旋擊盤10周邊均布著120個旋擊頭11。旋擊盤10的周邊均布著6個相同的漲縮槽19，每個漲縮槽19的內(nèi)端都帶有小孔20。加工時工作室7中的真空度為7×0.01Pa。余同實施例1。
實施例1～3加工時的溫升低、耗能低，生產(chǎn)效率高；噪音低，無噪音污染和三廢排放污染；所加工的超微粉體中不含有害重金屬。可廣泛應用于金屬、礦物、藥物、食品等各種納米粉體的制備中。
權利要求
1.一種用于加工納米粉體的旋擊機，它包括機座、固定在機座中的電機、固定在機座上的研磨器、安裝在研磨器下底中心的高速軸承、安裝在高速軸承中且位于研磨器中的旋擊軸、安裝在電機軸和旋擊軸上以電機拖動的傳動機構，其特征在于上述研磨器包括帶有進料閥和底閥的儲料室、連接在底閥下面的工作室、與儲料室和工作室連接的二位三通截止閥、安裝在二位三通截止閥上的抽真空系統(tǒng)、安裝在旋擊軸上端位于工作室中的旋擊盤，旋擊盤周邊均布著100～120個旋擊頭，工作室包括扁圓筒體、與扁圓筒體連為一體的上蓋和下底和帶有中心孔的隔板，工作室下部帶有出料口，出料口中安裝著出料閥，隔板位于旋擊盤和出料口之間，扁圓筒體的內(nèi)側為鋸齒條狀，工作室的上蓋上安裝有真空表，加工時工作室中的真空度為(5～7)×0.01Pa。
2.按照權利要求1所述的用于加工納米粉體的旋擊機，其特征在于所說的旋擊頭為長方體形，其頭部為斜尖形，由超硬材料制作。
3.按照權利要求1或2所述的用于加工納米粉體的旋擊機，其特征在于所說的旋擊盤的周邊還均布著多個相同的漲縮槽，每個漲縮槽的內(nèi)端都帶有小孔。
4.按照權利要求1或2所述的用于加工納米粉體的旋擊機，其特征在于所說的扁圓筒體的內(nèi)壁由多個超硬合金塊或超硬陶瓷塊鑲嵌而成，超硬合金塊或超硬陶瓷塊的內(nèi)側為鋸齒條狀。
5.按照權利要求3所述的用于加工納米粉體的旋擊機，其特征在于所說的扁圓筒體的內(nèi)壁由多個超硬合金塊或超硬陶瓷塊鑲嵌而成，超硬合金塊或超硬陶瓷塊的內(nèi)側為鋸齒條狀。
6.按照權利要求5所述的用于加工納米粉體的旋擊機，其特征在于所說的旋擊盤的外側和扁圓筒體內(nèi)側的間隙為0.3～1mm。
7.按照權利要求6所述的用于加工納米粉體的旋擊機，其特征在于所說的高速軸承為磁力軸承。
全文摘要
一種用于加工納米粉體的旋擊機，屬于納米粉體加工設備。它包括機座、電機、研磨器、高速軸承、旋擊軸、傳動機構等。研磨器包括帶有進料閥和底閥的儲料室、連接在底閥下面的工作室、與儲料室和工作室連接的二位三通截止閥、安裝在二位三通截止閥上的抽真空系統(tǒng)、安裝在旋擊軸上端的旋擊盤。旋擊盤周邊均布100～120個超硬材料旋擊頭。工作室包括扁圓筒體、上蓋、下底和隔板，下部帶有出料口及出料閥，上蓋上有真空表，筒體內(nèi)側為鋸齒條狀。加工時工作室中的真空度為(5～7)×0.01Pa。它加工時的溫升低、耗能低，生產(chǎn)效率高；噪音低，無噪音污染；所加工的粉體中不含有害重金屬?？蓮V泛應用于金屬、礦物、藥物、食品等各種納米粉體的制備中。
文檔編號B02C13/26GK1806924SQ200610042368
公開日2006年7月26日 申請日期2006年2月9日 優(yōu)先權日2006年2月9日
發(fā)明者戴禮森 申請人:戴禮森