專利名稱：用于微粉化固體材料的設(shè)備及其用途的制作方法
用于微粉化固體材料的設(shè)備及其用途描述發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及基于粉碎機(jī)構(gòu)想的用于微粉化固體材料的改進(jìn)設(shè)備及其用途。
技術(shù)問題通過本發(fā)明解決的基本技術(shù)問題是用于微粉化固體材料的已知設(shè)備的撞擊元件(葉片)的新的結(jié)構(gòu)幾何形狀，其基于具有承載所述葉片的兩個(gè)相反旋轉(zhuǎn)的盤的粉碎機(jī)的構(gòu)
本巨
ο通過本發(fā)明解決的第二個(gè)技術(shù)問題是進(jìn)行微粉化的具有新形狀的盤的圈狀物(wreath)的葉片的相對(duì)位置，且目的是提高微粉化工藝的效率。
現(xiàn)有技術(shù)研磨是化學(xué)品、食物處理、建筑以及許多其他行業(yè)的一項(xiàng)基本技術(shù)操作，其中材料被磨碎至不同精細(xì)水平的粒或粒度。微粉 化是高度有效的研磨種類，其提供了由相對(duì)粗糙的粒度，如0.1-1mm的起始材料直接生產(chǎn)非常細(xì)的顆粒，通常是5-50 μ m。在生產(chǎn)用于藥物、化妝品和農(nóng)業(yè)化學(xué)行業(yè)；還在化學(xué)行業(yè)(如填料、顏料)以及許多其他領(lǐng)域的活性物質(zhì)和賦形劑中廣泛采用微粉化的技術(shù)操作?？梢酝ㄟ^在不同種類的分級(jí)磨機(jī)中延長(zhǎng)研磨來實(shí)施微粉化，其中研磨工藝主要受到研磨的材料顆粒與設(shè)備的撞擊元件碰撞的影響[A.D.Salman, M.Ghadiri, Μ.J.Hounslow:Handbook of powder technology, 第 12 卷，Particle Breakage(2007)Elsevier]: (i)球磨機(jī)；(ii)棒磨機(jī)；(iii)錘磨機(jī)；*(iv)振動(dòng)磨機(jī)。對(duì)上述每一種磨機(jī)構(gòu)想而言，可以在文獻(xiàn)中找到改進(jìn)的版本[如，對(duì)球磨機(jī)而言，T.0rlandi!Grinding Process and a Continuous High-Capacity Micronizing Mill forits Implementation，US5，174，512 (1992) Snamprogetti S.P.A.]。微粉化的有效得多的技術(shù)是那些主要基于微粉化的材料顆粒的相互碰撞:(i)在膠體磨機(jī)的懸浮液中(濕研磨)；(ii)在所謂的噴射磨機(jī)中干研磨，這影響研磨，因?yàn)榇罅康念w粒在壓縮空氣流中碰撞[H.G.Zander，H.Bornefeld，B.M.Holl:Process and Device forMicronizing Solid Matter in Jet Mills, EP0276742 (1994)Bayer AG];或在(iii)粉碎機(jī)中[D.Muschenbornj R.Rautenbach:1mpact Mill, US4，522，342 (1985) ; Τ.Lelas:Devicefor micronizing materials，HR990263A2(1999)]。本發(fā)明涉及基于正如現(xiàn)有技術(shù)中描述的[如T.Lelas:Device for micronizingmaterials, HR990263A2 (1999)]粉碎機(jī)構(gòu)想的改進(jìn)版本的微粉化設(shè)備。所述粉碎機(jī)是基于在相反的方向上高速旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)相對(duì)的盤的構(gòu)想。盤承載某些撞擊元件、葉片，在材料顆粒穿過設(shè)備的過程中，撞擊元件、葉片研磨/微粉化材料顆粒。此夕卜，它們使大量微粉化的材料顆粒相互碰撞。在文獻(xiàn)中，描述了盤上具有不同形狀的葉片的設(shè)備:(i)圓形葉片；(ii)立方形葉片；(iii)細(xì)長(zhǎng)板形狀的葉片；以及(iv)略微彎曲的板的形狀，沒有或有額外的特定機(jī)械細(xì)節(jié)(如，鋸齒狀的撞擊表面)，其最終改進(jìn)了微粉化工藝的過程。這樣的設(shè)備顯示在


圖1中，且在圖2中可以看到其截面，其中相對(duì)的盤的每一個(gè)上的葉片的兩層(圈狀物)，并且圖2中可以看到材料進(jìn)入微粉化設(shè)備的中心部分內(nèi)。
發(fā)明概述為了解決所述技術(shù)問題，構(gòu)建了
圖1顯示的用于微粉化固體材料的設(shè)備。設(shè)備包括外殼，其中設(shè)置了兩個(gè)盤；這些盤以所述盤在相反方向上旋轉(zhuǎn)的方式被獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)通過軸線。在每一個(gè)盤上，存在至少兩個(gè)或更多個(gè)葉片的圈狀物。屬于不同盤的兩個(gè)相鄰的圈狀物彼此相對(duì)地在相反的方向上旋轉(zhuǎn)，因而形成其中發(fā)生微粉化的區(qū)域。不同盤的葉片的圈狀物以使得所有葉片的圈狀物是相同的字母“T”形狀的方式彼此面朝著面。葉片由三個(gè)翼狀物組成，其中兩個(gè)翼狀物的尺寸是相同的且成直角放置，而第三個(gè)翼狀物的尺寸略大于前兩個(gè)翼狀物。全部三個(gè)翼狀物的中心線在葉片的中心處彼此交匯，在穿過圈狀物一半的環(huán)上。葉片在每一個(gè)盤上的位置以使得葉片的一個(gè)較短的翼狀物在圈狀物的旋轉(zhuǎn)方向上相對(duì)于穿過葉片中心的切線傾斜角度β的方式被構(gòu)建。角度β是120° -140°。同一圈狀物的所有葉片在相同的方向上傾斜。附圖描述
圖1.顯示了微粉化設(shè)備，從外面看，現(xiàn)有技術(shù)的微粉化設(shè)備與本發(fā)明的微粉化設(shè)備相同。圖2.顯示了微粉化設(shè)備的截面。本文是可見的相對(duì)的盤、在盤上設(shè)置成兩層(圈狀物)的撞擊元件(葉片)，在微粉化設(shè)備的外殼閉合過程中，一個(gè)盤的葉片的圈狀物如何進(jìn)入相對(duì)的盤上的葉片的圈狀物之間的方式。圖3.顯示了現(xiàn)有技術(shù)的具有略微彎曲的且鋸齒狀板的盤的一半以及它們的布置。圖4.顯示了本發(fā)明的具有字母“Τ”形狀的葉片的盤及它們的布置。圖5.顯示了使用現(xiàn)有技術(shù)的具有呈略微彎曲的且鋸齒狀的板形狀的葉片的盤(曲線kl，實(shí)驗(yàn)I)和使用本發(fā)明的具有呈字母“T”形狀的葉片的盤(曲線k2，實(shí)驗(yàn)2)微粉化的示例性物質(zhì)(石灰石礦物；主要是CaCO3)的粒度分析的結(jié)果。圖6.顯示了材料顆粒通過本發(fā)明的微粉化設(shè)備的流動(dòng)方向。圖7.顯示了在本發(fā)明的字母“T”形狀的葉片周圍微粉化的材料顆粒的流動(dòng)。圖8.描述了呈字母“T”形狀的葉片的扭曲角度(β )，在此角度下，葉片被固定在本發(fā)明的每一個(gè)盤上。發(fā)明詳述本發(fā)明顯示在
圖1-8中。
圖1和圖2顯示了實(shí)施本發(fā)明的一種可能的方式。微粉化設(shè)備是已知的且在結(jié)構(gòu)上與現(xiàn)有技術(shù)(如克羅地亞專利申請(qǐng)HR990263)中描述的設(shè)備相同。
在設(shè)備的外殼(4)內(nèi)設(shè)置了兩個(gè)盤(6a、6b),以使所述盤(6a、6b)在相反的方向上旋轉(zhuǎn)的方式通過軸(3a、3b)被馬達(dá)(2a、2b)獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)；在每一個(gè)盤(6a、6b)上，以使屬于不同的盤的兩個(gè)相鄰的圈狀物彼此相對(duì)地在相反的方向上旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置了至少兩個(gè)或更多個(gè)葉片的圈狀物(8a、8b)，因而形成了其中發(fā)生材料的微粉化的區(qū)域；不同盤(6a、6b)的葉片的圈狀物(8a、8b)彼此面朝面。圖3顯示了現(xiàn)有技術(shù)，特別是根據(jù)HR990263中所述發(fā)明的葉片的形狀和布置。在圖4上，顯示了本發(fā)明的葉片(7)的形狀和它們?cè)谖⒎刍O(shè)備中的布置。葉片
(7)被組織在屬于盤(6a、6b)的葉片的圈狀物(8a、8b)內(nèi)。每一個(gè)盤(6a)或(6b)最少包含兩個(gè)或更多個(gè)圈狀物(8a)或(8b)。在每一個(gè)圈狀物上，存在很多葉片(7)，其取決于圈狀物的直徑。圈狀物(8a、Sb )的所有葉片(7 )是相同的，具有字母“ T ”的形狀且包括三個(gè)翼狀物(7a.7b.7c)(圖7)。翼狀物(7a)和(7b)的尺寸是相同的且成直角放置，而翼狀物(7c)的尺寸大于翼狀物(7a、7b);且全部三個(gè)翼狀物的中心線在葉片的中心(10)處彼此交匯，在穿過所述圈狀物(8a、8b) —半的環(huán)上。圖8顯示了圈狀物(8a、8b)上的葉片(7)以使得翼狀物(7a)相對(duì)于穿過葉片中心(10)的切線朝圈狀物(8a、8b)的旋轉(zhuǎn)方向傾斜角度β的方式的布置；角度β是120° -140°，且同一圈狀物(8a、8b)的所有葉片(7)在相同的方向上傾斜。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例本發(fā)明的設(shè)備中的微粉化工藝的過程與
圖1和2中給出的現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備中的相同。向加料籃(I)中加入微粉化的材料。加料籃(I)使材料進(jìn)入旋轉(zhuǎn)盤的中心部分內(nèi)，在微粉化區(qū)域內(nèi)，圖2中可見。由于強(qiáng)烈的離心力，被微粉化的材料顆粒因?yàn)楦咚俣榷ㄟ^相對(duì)的盤(6a、6b)的旋轉(zhuǎn)葉片(7)的兩個(gè)或更多個(gè)圈狀物(8a、8b)。在此期間，在所有葉片之上，顆粒與微粉化器的材料之間發(fā)生大量的碰撞，以及發(fā)生顆粒的相互碰撞。通過使用具有下述技術(shù)特征的
圖1和2顯示的微粉化設(shè)備研究了葉片形狀對(duì)微粉化效率的影響:(i )微粉化器的盤的直徑(Φ )是500mm ；(ii)每一個(gè)盤上的葉片(7)的圈狀物(8a、8b)的數(shù)目是2 ；(iii)盤的每一個(gè)圈狀物(8a、8b)上的葉片(7)的數(shù)目從一側(cè)是20/16 (外圈狀物/內(nèi)圈狀物)；且從微粉化設(shè)備的另一側(cè)是18/16 (外圈狀物/內(nèi)圈狀物)；(iv)盤的轉(zhuǎn)速是500轉(zhuǎn)每分鐘(rpm);(V)微粉化設(shè)備配備有兩個(gè)相同的30kW功率的電動(dòng)機(jī)，其在380V和50Hz的頻率下工作；以及(Vi)從電動(dòng)機(jī)的軸線至微粉化設(shè)備的軸線的功率傳輸通過使用傳輸帶來實(shí)現(xiàn)(類似于
圖1)?；瘜W(xué)組成主要是碳酸鈣(CaCO3)的天然石灰石礦物被選擇為根據(jù)Mohs尺度的硬度為3的示例性物質(zhì)。起始材料具有O-1mm的名義粒徑、0.3-0.5mm的平均粒徑，其是以用于生產(chǎn)建筑粘合劑、塑料等的細(xì)礦物填料而市售的。因而每Ikg的石灰石礦物的樣品通過使用由上述技術(shù)數(shù)據(jù)表征的且僅盤上的葉片形狀不同的
圖1和2顯示的現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備被微粉化:
(i)略微彎曲且鋸齒狀的板(圖3 ;試驗(yàn)-1)和(ii)本發(fā)明的呈字母“T”的形狀(圖4 ;試驗(yàn)-2)。通過使用MasterSizer2000 (Malvern儀器)儀器使這樣制備的微粉化的石灰石礦
物的樣品經(jīng)受粒度分析。試驗(yàn)-1和試驗(yàn)-2的結(jié)果顯示在表I中且圖示在圖5中。表1.微粉化設(shè)備(
圖1和2)的盤的撞擊元件(葉片)的形狀對(duì)具有0.3-0.5mm的
平均粒度的示例性物質(zhì)(石灰石礦物)的微粉化工藝的效率的影響。在實(shí)驗(yàn)-1中，使用具有
呈略微彎曲的且鋸齒狀板形狀的葉片(7)的盤(6a、6b)，而在試驗(yàn)-2中釆用具有呈字母“T”
形狀的葉片(7)的盤(6a、6b)(圖4)。
權(quán)利要求
1.一種用于微粉化固體材料的設(shè)備，其中外殼(4)被設(shè)置了兩個(gè)盤(6a、6b);所述盤(6a、6b)以所述盤(6a、6b)在相反方向上旋轉(zhuǎn)的方式被馬達(dá)(2a、2b)獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)通過軸線(3a,3b);在每一個(gè)盤(6a、6b)上，存在至少兩個(gè)或更多個(gè)葉片的圈狀物(8a、8b)，所述圈狀物(8a、8b)以下述方式被分布:屬于不同盤的兩個(gè)相鄰的圈狀物彼此相對(duì)地在相反的方向上旋轉(zhuǎn)，因而形成其中發(fā)生微粉化的區(qū)域，且不同盤(6a、6b)的葉片的圈狀物(8a、8b)彼此面朝面，其特征在于，圈狀物(8a、8b)的所有葉片(7)是相同的，具有字母“T”形狀，由三個(gè)翼狀物(7a、7b、7c)組成，其中翼狀物(7a)和(7b)的尺寸是相同的且成直角放置，而翼狀物(7c)的尺寸大于翼狀物(7a、7b)，且全部三個(gè)翼狀物的中心線在葉片的中心(10)處彼此交匯，在穿過所述圈狀物(8a、8b)—半的環(huán)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于微粉化固體材料的設(shè)備，其特征在于，圈狀物(8a、8b)上的葉片(7)的位置以使得翼狀物(7b)相對(duì)于穿過葉片中心(10)的切線朝圈狀物(8a、8b)的旋轉(zhuǎn)方向傾斜角度β的方式被界定，其中所述角度β是120° -140°，且其中同一圈狀物(8a、8b)的所有葉片(7)在相同的方向上傾斜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的用于微粉化固體材料的設(shè)備，其用于微粉化無機(jī)和有機(jī)固體材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于微粉化固體材料的設(shè)備。該設(shè)備由具有兩個(gè)盤(6a、6b)的外殼(4)組成，所述盤(6a、6b)以所述盤(6a、6b)在相反方向上旋轉(zhuǎn)的方式被馬達(dá)(2a、2b)獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)通過軸線(3a、3b)。每一個(gè)盤(6a、6b)以使得屬于不同盤的兩個(gè)相鄰的圈狀物彼此相對(duì)地在相反的方向上旋轉(zhuǎn)，因而形成其中發(fā)生微粉化材料的區(qū)域的方式承載至少兩個(gè)或更多個(gè)葉片的圈狀物(8a、8b)。不同盤(6a、6b)的葉片的圈狀物(8a、8b)彼此面朝面。圈狀物(8a、8b)的所有葉片(7)是相同的，具有字母“T”形狀，且包括三個(gè)翼狀物(7a、7b、7c)；翼狀物(7a)和(7b)的尺寸是相同的且成直角放置，而翼狀物(7c)被設(shè)定成尺寸大于翼狀物(7a、7b)。全部三個(gè)翼狀物的中心線在葉片的中心(10)處彼此交匯，在穿過所述圈狀物(8a、8b)一半的環(huán)上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明使微粉化效率提高了17-19%。
文檔編號(hào)B02C13/20GK103167912SQ201180050028
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者安東尼奧·里拉斯, 馬利安·拉姆利亞克, 伊維卡·塞帕耐克, 阿洛伊茲·德爾瓦爾 申請(qǐng)人:萊姆巴諾貿(mào)易有限公司