專利名稱：具有撞擊粉碎和擠壓剪切粉碎功能的粉碎機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有撞擊粉碎和擠壓剪切粉碎功能的粉碎機(jī)，該粉碎機(jī)在谷物加工、飼料加工、冶金、化學(xué)工程、塑料、醫(yī)藥、建筑、電子和能源等諸多領(lǐng)域用于將一定粒度的各種脆性或塑性固態(tài)物料粉碎成細(xì)小顆粒。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)外小麥制粉行業(yè)廣泛使用一種名為撞擊式磨粉機(jī)的粉碎機(jī)械。撞擊磨粉機(jī)由機(jī)殼，轉(zhuǎn)子部件、定子部件和電機(jī)組成。其中轉(zhuǎn)子部件包括輪轂，固定在輪轂上的圓盤形轉(zhuǎn)子盤和安裝在轉(zhuǎn)子盤上至少3圈、每圈16 40個(gè)轉(zhuǎn)子柱銷。定子部件包括蓋板、固定在蓋板上的定子盤和安裝在定子盤上的至少3圈、每圈20 60個(gè)定子柱銷。
現(xiàn)有轉(zhuǎn)子柱銷和定子柱銷的工作部分都是橫截面為正方形的四棱柱體，連接部分是一段螺桿或光桿。部件安裝時(shí)，所述螺桿或光桿穿進(jìn)轉(zhuǎn)子盤或定子盤的孔后用螺母緊固或用焊接方法固定。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子柱銷和定子柱銷能接觸到物料、對(duì)設(shè)備粉碎功能有直接影響且磨損快的表面是面對(duì)物料的徑向表面。它們分別是轉(zhuǎn)子柱銷徑向撞擊工作面和定子柱銷徑向撞擊工作面(以下把能直接影響設(shè)備粉碎功能的表面均稱作柱銷的工作面)?，F(xiàn)有轉(zhuǎn)子柱銷和定子柱銷的徑向撞擊工作面都焊接硬質(zhì)合金片保護(hù)。
現(xiàn)有撞擊磨粉機(jī)總裝完成后，定子柱銷切向表面與轉(zhuǎn)子柱銷切向表面平行，轉(zhuǎn)子柱銷和定子柱銷之間徑向間隙為I 2mm。在面粉廠使用的撞擊磨粉機(jī)(目前其它行業(yè)很少使用撞擊磨粉機(jī))加工的物料粒度都在O. 4mm以下，轉(zhuǎn)子柱銷和定子柱銷不可能同時(shí)接觸到任何一個(gè)物料顆粒，所以撞擊磨粉機(jī)只能靠高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子盤上的柱銷在空間撞擊物料顆粒達(dá)到粉碎物料的目的。
從現(xiàn)有撞擊磨粉機(jī)工作原理上分析，所有入機(jī)物料在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)力和轉(zhuǎn)子柱銷撞擊力的作用下都以一定速度沿圓周方向運(yùn)動(dòng)。物料顆粒運(yùn)動(dòng)速度越大，同向運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子柱銷撞擊它的強(qiáng)度就越低，物料顆粒被粉碎的幾率也越小。定子柱銷的阻擋作用是能夠把撞到其徑向撞擊工作面上的物料顆粒運(yùn)動(dòng)速度降為零，也能把靠近其徑向撞擊工作面的物料顆粒運(yùn)動(dòng)速度大幅度降低，使轉(zhuǎn)子柱銷徑向撞擊工作面撞擊這部分物料時(shí)的撞擊強(qiáng)度和粉碎效果明顯提聞。
然而現(xiàn)有技術(shù)中，轉(zhuǎn)子柱銷徑向撞擊工作面的兩側(cè)棱線部位只能在極短暫的瞬間撞到靠近其內(nèi)側(cè)和外側(cè)棱線部位的I 2mm空隙內(nèi)(即轉(zhuǎn)子柱銷和定子柱銷之間徑向間隙) 因定子柱銷徑向撞擊工作面阻擋而減速的物料顆粒。除此瞬間外，定子柱銷的阻擋做的都基本是無用功(極少數(shù)高速運(yùn)動(dòng)且強(qiáng)度特別低的被撞擊物料顆粒撞擊到定子柱銷上也可能破碎)。而且，在此瞬間處于定子柱銷徑向撞擊工作面上的物料(按入機(jī)物料均勻分布分析， 這部分物料比位于轉(zhuǎn)子柱銷與定子柱銷之間I 2_徑向間隙內(nèi)的物料多I. 5 4倍)轉(zhuǎn)子柱銷撞不到。顯然，定子柱銷阻擋后減速并能讓轉(zhuǎn)子柱銷撞擊到的物料太少(轉(zhuǎn)子柱銷撞擊到被定子柱銷阻擋而減速的物料的幾率太小)是現(xiàn)有技術(shù)一大缺欠。此外，只有一個(gè)工作面(現(xiàn)有技術(shù)中即撞擊物料的一面)的柱銷用在撞擊磨粉機(jī)上，只能靠轉(zhuǎn)子柱銷空間撞擊來粉碎谷物等強(qiáng)度較低(麥粒的抗壓強(qiáng)度 為6MPa左右)的脆性固態(tài)物料，無法粉碎礦石等高強(qiáng)度(巖石的抗壓強(qiáng)度為20MPa 200MPa)脆性材料?，F(xiàn)有技術(shù)中的撞擊磨粉機(jī)用于粉碎橡膠和塑料等韌性材料時(shí)的效率也較低。因此，現(xiàn)有定子柱銷和轉(zhuǎn)子柱銷的配合結(jié)構(gòu)造成撞擊磨粉機(jī)適用面窄是現(xiàn)有技術(shù)一大缺欠。
長(zhǎng)期大量的實(shí)踐證明轉(zhuǎn)子柱銷與定子柱銷之間的間隙越小，定子柱銷阻擋的作用就越大，撞擊式磨粉機(jī)粉碎工藝效果就越好，同時(shí)轉(zhuǎn)子柱銷和定子柱銷徑向撞擊工作面的磨損相應(yīng)也越快。現(xiàn)有技術(shù)在柱銷工作面上焊接了硬質(zhì)合金片，使柱銷使用壽命至少延長(zhǎng)數(shù)十倍。但試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示在面粉廠使用I年的撞擊磨粉機(jī)的焊接有硬質(zhì)合金片的柱銷上， 硬質(zhì)合金片兩側(cè)棱角處的磨損達(dá)O. 2mm左右。據(jù)此推斷，這種柱銷若用于粉碎礦石類高強(qiáng)度物料時(shí)，硬質(zhì)合金片的兩側(cè)棱角處每年的磨損量至少在I 2mm。轉(zhuǎn)子柱銷與定子柱銷撞擊間隙增大I 2_必然使設(shè)備工作效率、成品率和經(jīng)濟(jì)效益等明顯降低，因此，使用壽命短是現(xiàn)有撞擊磨粉機(jī)的柱銷的另一缺欠。
理論上分析，每個(gè)轉(zhuǎn)子柱銷接近每個(gè)定子柱銷的瞬間都能形成一次強(qiáng)烈撞擊。這樣計(jì)算，一臺(tái)撞擊粉碎機(jī)機(jī)殼中每秒鐘形成的強(qiáng)烈撞擊達(dá)30 60萬次。因此，與輥式磨粉機(jī)和大多數(shù)功能和使用場(chǎng)合相近的粉碎機(jī)械相比，撞擊磨粉機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、粉碎功能強(qiáng)大、售價(jià)低廉，安裝維修方便，能耗低和適用面廣等許多優(yōu)點(diǎn)。
在粉體工程(研究將固態(tài)物料粉碎成粉末狀的工藝與設(shè)備及各種粉體的特性等的一門跨學(xué)科、跨行業(yè)的綜合性極強(qiáng)的技術(shù)學(xué)科)領(lǐng)域有一種由兩個(gè)截錐體組成的圓錐破碎機(jī)。圓錐破碎機(jī)的定錐(又稱外錐)是機(jī)架的一部分，動(dòng)錐(又稱內(nèi)錐)固定在主軸上。主軸的中心線與定錐的中心線相交于O點(diǎn)，主軸懸掛在交點(diǎn)O上，主軸下端活動(dòng)地插在偏心襯套中(襯套的中心在定錐的中心線上)，這樣，主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)錐沿定錐的內(nèi)表面做偏旋運(yùn)動(dòng)。在靠近定錐處，物料受動(dòng)錐擠壓和剪切作用而被粉碎；在偏離定錐處，已破碎的物料靠自身重力下落排出。圓錐破碎機(jī)是以擠壓-剪切粉碎方式工作的機(jī)械。它具有生產(chǎn)能力大， 粉碎比(入機(jī)平均粒徑與出機(jī)平均粒徑的比值)大，單位電耗低等優(yōu)點(diǎn)，但亦有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、投資費(fèi)用大、檢修維護(hù)困難和只能用于破碎較大顆粒物料等缺點(diǎn)。而粉體工程領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛的球磨機(jī)雖然有適應(yīng)性強(qiáng)、生產(chǎn)能力大、粉碎比大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作可靠和密封性好等優(yōu)點(diǎn)，但亦有機(jī)體笨重、投資大、需配昂貴減速機(jī)、工作時(shí)噪聲大、研磨體及襯板消耗大和工作效率低等缺點(diǎn)。其中有效電能利用率僅為2%左右是其最突出和危害最大的缺欠。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種使用范圍廣、低耗高效的粉碎機(jī)，既能夠作為高效撞擊磨粉機(jī)使用，又能夠作為高速擠壓剪切粉碎機(jī)使用。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具有撞擊粉碎和擠壓剪切粉碎功能的粉碎機(jī)包括電機(jī)、機(jī)殼、轉(zhuǎn)子部件和定子部件，電機(jī)固定在機(jī)殼底部；轉(zhuǎn)子部件包括輪轂、固定在輪轂上的轉(zhuǎn)子盤和安裝在轉(zhuǎn)子盤上至少3圈轉(zhuǎn)子柱銷，轉(zhuǎn)子部件位于機(jī)殼內(nèi)并通過輪轂固定在電機(jī)軸上；定子部件包括蓋板、固定在蓋板上的定子盤和安裝在定子盤上至少3圈定子柱銷，定子部件通過其蓋板固定在機(jī)殼面部，所述轉(zhuǎn)子柱銷和所述定子柱銷結(jié)構(gòu)相同，均包括橫截面為正方形的四棱柱形鋼坯，鋼坯上設(shè)有連接部分，連接部分為螺桿或光桿，所述四棱柱形鋼坯的相鄰兩側(cè)面分別作為撞擊面和擠壓面，撞擊面和擠壓面統(tǒng)稱工作面，工作面上焊接或粘接有耐磨構(gòu)件，耐磨構(gòu)件的截面呈L形，耐磨構(gòu)件L形的兩端與鋼坯的兩個(gè)非工作面相齊平；耐磨構(gòu)件截面拐角處設(shè)有斜邊，使耐磨構(gòu)件形成相互垂直的寬面、窄面以及連接寬面與窄面的斜面，斜面與窄面的夾角α的角度為15° 35° ;所述耐磨構(gòu)件的寬面作為轉(zhuǎn)子柱銷和定子柱銷的徑向撞擊工作面，所述耐磨構(gòu)件的窄面作為轉(zhuǎn)子柱銷和定子柱銷的切向擠壓工作面，所述耐磨構(gòu)件的斜面作為轉(zhuǎn)子柱銷和定子柱銷的傾斜工作面；以與定子盤和轉(zhuǎn)子盤同軸線的虛擬圓柱面為A柱面，所述轉(zhuǎn)子柱銷的切向擠壓工作面與轉(zhuǎn)子柱銷處的A 柱面相切；所述定子柱銷的切向擠壓工作面與穿過該定子柱銷軸線的A柱面在定子柱銷軸線處的切面之間的夾角β為10° 30°。
所述耐磨構(gòu)件由硬質(zhì)合金或特種陶瓷類超硬耐磨材料制造而成。
所述耐磨構(gòu)件的斜面和窄面為鋸齒形表面。
將本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)要總結(jié)如下本發(fā)明把現(xiàn)有技術(shù)只有一個(gè)撞擊工作面的柱銷改成有三個(gè)工作面的柱銷，并在把柱銷安裝到轉(zhuǎn)子盤和定子盤上時(shí)，使柱 銷的三個(gè)工作面都具有直接撞擊物料或擠壓剪切物料的功能。本發(fā)明用于加工粒度小于轉(zhuǎn)子柱銷與定子柱銷之間最小間隙的物料時(shí)，因定子柱銷工作面阻擋物料顆粒運(yùn)動(dòng)的作用成倍增加以及轉(zhuǎn)子柱銷撞擊粉碎物料的功能成倍增大，所以本發(fā)明粉碎率比現(xiàn)有撞擊磨粉機(jī)至少高一倍。本發(fā)明用于加工粒度大于轉(zhuǎn)子柱銷與定子柱銷之間最小間隙的物料時(shí)，開創(chuàng)了用高速運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子柱銷直接擠壓剪切位于轉(zhuǎn)子柱銷和定子柱銷之間的物料顆粒達(dá)到粉碎目的的全新的工作方式。這種工作方式能粉碎各種脆性和韌性材料，并具有高效、節(jié)能、適應(yīng)性強(qiáng)和適用范圍廣等顯著優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明的有效電能利用率至少在30%以上，這比球磨機(jī)至少高十幾倍。此外，與球磨機(jī)和圓錐破碎機(jī)等現(xiàn)有粉碎機(jī)械相比，高速擠壓剪切粉碎機(jī)還有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、粉碎功能強(qiáng)大、成本售價(jià)低廉，體積和占地面積小、安裝維修方便、操作簡(jiǎn)單、密封性好、易損件少和輔助材料消耗少等許多優(yōu)點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是多棱柱銷的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的俯視圖；圖4是轉(zhuǎn)子柱銷與定子柱銷的配合結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4中呈最大間隙狀態(tài)的A處的放大圖；圖6是圖5中的轉(zhuǎn)子向前運(yùn)動(dòng)并使該處呈最小間隙狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
方向說明定子盤15上的零件如定子柱銷4以接近定子盤15軸線的方向?yàn)閮?nèi)向，反之為外向；轉(zhuǎn)子盤14上的零件如轉(zhuǎn)子柱銷5以遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子盤14軸線的方向?yàn)橥庀?，反之為?nèi)向。圖4中弧線箭頭所示方向?yàn)檗D(zhuǎn)子盤14的旋轉(zhuǎn)方向。
相關(guān)定義本發(fā)明中將與定子盤15和轉(zhuǎn)子盤14同軸線的虛擬圓柱面稱為A柱面21。
定子柱銷4的切向擠壓工作面7與定子柱銷傾斜工作面9相交的棱線稱為定子柱銷基準(zhǔn)棱線8。
定子柱銷徑向撞擊工作面6與定子柱銷傾斜工作面9相交棱線稱為定子柱銷4第二棱線22。
轉(zhuǎn)子柱銷切向擠壓工作面13與轉(zhuǎn)子柱銷傾斜工作面11相交的棱線稱為轉(zhuǎn)子柱銷基準(zhǔn)棱線12。
結(jié)構(gòu)說明如圖I以及圖2至圖4所示，本發(fā)明的具有撞擊粉碎和擠壓剪切粉碎功能的粉碎機(jī)包括電機(jī)40、機(jī)殼34、轉(zhuǎn)子部件和定子部件，機(jī)殼34是一個(gè)周邊有高邊的圓盤狀殼體，機(jī)殼34 沿切線方向設(shè)有一個(gè)長(zhǎng)方形出料口 31，機(jī)殼34的下端面與電機(jī)40相連，機(jī)殼34上還設(shè)有進(jìn)料口 32。
轉(zhuǎn)子部件包括輪轂39、固定在輪轂39上的轉(zhuǎn)子盤14和安裝在轉(zhuǎn)子盤14上至少3 圈轉(zhuǎn)子柱銷5，轉(zhuǎn)子柱銷5以轉(zhuǎn)子盤14的軸心線為中心沿圓周方向均布。轉(zhuǎn)子部件位于機(jī)殼34內(nèi)并通過輪轂39固定在電機(jī)軸上。
定子部件包括蓋板33、固定在蓋板33上的定子盤15和安裝在定子盤15上至少3 圈定子柱銷4,定子柱銷4以定子盤15的軸心線為中心沿圓周方向均布。定子部件通過其蓋板33固定在機(jī)殼34面部。
如圖2至圖6以及圖I所示(圖4中虛線所示為轉(zhuǎn)子盤14)，所述轉(zhuǎn)子柱銷5和所述定子柱銷4結(jié)構(gòu)相同，均包括橫截面為正方形的四棱柱形鋼坯2，鋼坯2上設(shè)有連接部分 I，連接部分I為螺桿或光桿。
所述四棱柱形鋼還2的相鄰兩側(cè)面分別作為撞擊面和擠壓面，撞擊面和擠壓面統(tǒng)稱工作面，工作面上焊接或粘接有耐磨構(gòu)件3，耐磨構(gòu)件3的截面呈L形，耐磨構(gòu)件L形的兩端與鋼坯2的兩個(gè)非工作面相齊平。
耐磨構(gòu)件3截面拐角處設(shè)有斜邊，使耐磨構(gòu)件3形成相互垂直的寬面3 A、窄面 3 B以及連接寬面3 A與窄面3 B的斜面3 C，斜面3 C與窄面3 B的夾角α的角度為 15。 35。。
所述耐磨構(gòu)件3的寬面3 A作為轉(zhuǎn)子柱銷5的徑向撞擊工作面10和定子柱銷4 的徑向撞擊工作面6，所述耐磨構(gòu)件3的窄面3 B作為轉(zhuǎn)子柱銷5的切向擠壓工作面13和定子柱銷4的切向擠壓工作面7，所述耐磨構(gòu)件3的斜面3 C作為轉(zhuǎn)子柱銷5的傾斜工作面 11和定子柱銷4的傾斜工作面9。
所述耐磨構(gòu)件3由硬質(zhì)合金或特種陶瓷類超硬耐磨材料制造而成。所述耐磨構(gòu)件 3的斜面3 C和窄面3 B為鋸齒形表面。
所述轉(zhuǎn)子柱銷5的切向擠壓工作面13與該處的A柱面21相切。定子柱銷4的切向擠壓工作面與穿過定子柱銷4軸線的A柱面21在定子柱銷4軸線處的切面之間的夾角 β 為 10。 30。。
本發(fā)明在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，轉(zhuǎn)子柱銷5與定子柱銷4之間的徑向間隙總是一個(gè)從最大到最小的變化過程。轉(zhuǎn)子柱銷5開始接近某一定子柱銷4時(shí)，轉(zhuǎn)子柱銷基準(zhǔn)棱線12與定子柱銷第二棱線22的最小徑向間距稱作轉(zhuǎn)子柱銷5與定子柱銷4之間的最大間隙LI (如圖 5所示)。
轉(zhuǎn)子柱銷5即將遠(yuǎn)離某一定子柱銷4時(shí)，轉(zhuǎn)子柱銷基準(zhǔn)棱線12與定子柱銷的切向擠壓工作面7末端棱線的最小徑向間距稱作轉(zhuǎn)子柱銷5與定子柱銷4之間的最小間隙L2 (如圖6所示)。
本發(fā)明工作時(shí)，進(jìn)入粉碎機(jī)機(jī)殼34內(nèi)定子盤15和轉(zhuǎn)子盤14之間的空間的物料在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)形成的離心力、風(fēng)力及轉(zhuǎn)子柱銷5的撞擊力作用下從機(jī)殼34中心向外緣運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明用于加工粒度小于最小間隙L2的物料時(shí)，細(xì)小的入機(jī)物料在運(yùn)動(dòng)過程中，被至少3圈轉(zhuǎn)子柱銷5反復(fù)撞擊粉碎后，從出料口 31排出。本發(fā)明用于加工粒度在最小間隙L2和最大間隙LI之間的物料時(shí)，粒度大于最小間隙L2的較大物料顆粒必然在靠近最大間隙LI處有被轉(zhuǎn)子柱銷5和定子柱銷4鉗持住的瞬間，此瞬間過后，轉(zhuǎn)子柱銷5運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子柱銷切向擠壓工作面13靠近定子柱銷的切向擠壓工作面7必然給物料顆粒施加巨大的擠壓-剪切力，使最大物料顆粒迅速破碎。大顆粒物料破碎后，轉(zhuǎn)子柱銷切向擠壓工作面13繼續(xù)靠近定子柱銷的切向擠壓工作面7必然擠壓到較小的物料顆粒并使其瞬間破碎……直至將粒度大于最小間隙L2的物料顆粒都粉碎后，已粉碎的物料從出料口 31排出。
使用、安裝過程及設(shè)計(jì)說明(參見附圖I至6):本發(fā)明用于加工粒度小于最小間隙L2的物料時(shí)，設(shè)備主要靠轉(zhuǎn)子柱銷空間撞擊物料顆粒達(dá)到粉碎物料目的，所以稱高效撞擊磨粉機(jī)；用于加工粒度介于最小間隙L2和最大間隙LI之間的物料時(shí)，設(shè)備主要靠高速運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子柱銷擠壓剪切位于轉(zhuǎn)子柱銷和定子柱銷之間的物料顆粒達(dá)到粉碎物料目的，所以稱高速擠壓剪切粉碎機(jī)。
本發(fā)明定子部件安裝時(shí)，定子的切向擠壓工作面7與穿過該定子柱銷軸線的A柱面在軸線處的切面之間的夾角β為10° 30°。此舉一則使定子柱銷4徑向、切向和傾斜三個(gè)面對(duì)物料的表面都擁有了阻擋物料運(yùn)動(dòng)的功能，二則使轉(zhuǎn)子柱銷5在隨轉(zhuǎn)子盤14轉(zhuǎn)動(dòng)過程中與每一個(gè)定子柱銷4靠近時(shí)，都有一個(gè)轉(zhuǎn)子柱銷5與定子柱銷4之間的間隙由大到小的變化過程，為擠壓剪切粉碎創(chuàng)造必要條件。
本發(fā)明工作時(shí)，物料從進(jìn)料口 32進(jìn)入機(jī)殼34內(nèi)定子盤15和轉(zhuǎn)子盤14之間的空間，電機(jī)40帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)形成的離心力和風(fēng)力以及轉(zhuǎn)子柱銷5的撞擊力迫使物料從機(jī)殼34中心向外緣運(yùn)動(dòng)。從設(shè)備工作原理上分析，本發(fā)明中轉(zhuǎn)子柱銷5與轉(zhuǎn)子盤14、 輪轂39、和電機(jī)40轉(zhuǎn)子連成一體，轉(zhuǎn)子柱銷5擁有按l/2mv 2 (式中m是整個(gè)轉(zhuǎn)子部件的質(zhì)量，它通常要上百千克，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速V通常都在lOOOr/min 3000r/min)計(jì)算的動(dòng)能數(shù)值，該值比被夾擊物料顆粒的結(jié)合能大成千上萬倍，因此，本發(fā)明能輕松粉碎撞擊磨粉機(jī)撞不碎的礦石等高強(qiáng)度脆性材料。具有更強(qiáng)的粉碎性能是本發(fā)明的一大優(yōu)勢(shì)。
本發(fā)明作為高效撞擊磨粉機(jī)使用時(shí),最小間隙L2數(shù)值取O. 5 I. 5mm,最大間隙 LI數(shù)值取4 10mm。細(xì)小的入機(jī)物料在運(yùn)動(dòng)過程中，被至少3圈轉(zhuǎn)子柱銷5反復(fù)撞擊粉碎后，從出料口 31排出。在此過程中，定子柱銷4三個(gè)工作面都能阻擋住物料。定子柱銷徑向撞擊工作面6擋住的物料顆粒會(huì)沿其表面向外滑出供該定子柱銷4外側(cè)的轉(zhuǎn)子柱銷5撞擊。擁有鋸齒形表面的定子柱銷4切向擠壓工作面7和傾斜工作面9能使所有撞在其鋸齒棱上的物料的運(yùn)動(dòng)速度驟減為零后再反彈或向靠近轉(zhuǎn)子柱銷5方向滑出，因此本發(fā)明中定子柱銷4阻擋物料運(yùn)動(dòng)的作用遠(yuǎn)比現(xiàn)有技術(shù)中定子柱銷阻擋物料運(yùn)動(dòng)的作用高得多。因最大間隙LI數(shù)值(4 IOmm)比現(xiàn)有撞擊磨粉機(jī)轉(zhuǎn)子柱銷與定子柱銷之間的間隙(I 2mm) 大2 10倍，所以進(jìn)入這4 IOmm空隙中物料的數(shù)量就比現(xiàn)有撞擊磨粉機(jī)多2 10倍。 另外，根據(jù)最大間隙LI是最小間隙L2的3 20倍分析，進(jìn)到這4 IOmm空隙的物料，絕大部分會(huì)撞在定子柱銷的切向擠壓工作面7和傾斜工作面9的鋸齒形棱面上，所以被定子柱銷4阻擋住的物料不僅數(shù)量多而且運(yùn)動(dòng)速度衰減的幅度大。用在高效撞擊磨粉機(jī)上的轉(zhuǎn)子柱銷5徑向撞擊工作面10和傾斜工作面11的功能都是直接撞擊物料顆粒并將其粉碎。 轉(zhuǎn)子柱銷基準(zhǔn)棱線12是轉(zhuǎn)子柱銷5傾斜工作面最靠近定子柱銷的切向擠壓工作面7的部位(它同時(shí)也是轉(zhuǎn)子柱銷切向擠壓工作面13起始部位)，也是粉碎功能最強(qiáng)的部位(與現(xiàn)有轉(zhuǎn)子柱銷5徑向撞擊工作面兩側(cè)棱的作用等同)。轉(zhuǎn)子柱銷傾斜工作面11鋸齒形表面的每一條凸起的棱都使轉(zhuǎn)子柱銷5增加了一次撞擊被定子柱銷4阻擋運(yùn)動(dòng)速度驟降的物料的機(jī)會(huì)。因與定子柱銷的切向擠壓工作面7的距離比轉(zhuǎn)子柱銷基準(zhǔn)棱線12遠(yuǎn)，這些棱線撞擊物料的強(qiáng)度和粉碎效果會(huì)比轉(zhuǎn)子柱銷基準(zhǔn)棱線12低，但增加至少5個(gè)能強(qiáng)烈撞擊物料的棱面，無疑會(huì)使轉(zhuǎn)子柱銷5撞擊的粉碎率大幅度提高。根據(jù)進(jìn)入轉(zhuǎn)子柱銷5與定子柱銷4之間間隙的物料量增大2 10倍、被定子柱銷4阻擋的物料運(yùn)動(dòng)速度衰減的幅度大和轉(zhuǎn)子柱銷5高強(qiáng)度撞擊物料的幾率增大至少4倍這三點(diǎn)綜合分析，用于撞擊粉碎的本發(fā)明在粉碎率上至少比現(xiàn)有撞擊磨粉機(jī)高I倍。
本發(fā)明作為高速擠壓剪切粉碎機(jī)使用時(shí)，最小間隙 L2和最大間隙LI的數(shù)值根據(jù)被加工物料的粒度和強(qiáng)度等因素確定。定子柱銷4三個(gè)工作面的阻擋功能與前述撞擊磨粉機(jī)相同。不同的是定子柱銷的切向擠壓工作面7和傾斜工作面9的主要功能是與轉(zhuǎn)子柱銷5的切向擠壓工作面13—起鉗住物料顆粒，并施以擠壓剪切力使物料顆粒破碎。定子柱銷的切向擠壓工作面7和傾斜工作面9鋸齒形表面能增強(qiáng)鉗持力和摩擦力提高粉碎率。
本發(fā)明作為高速擠壓剪切粉碎機(jī)使用時(shí)，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子柱銷5徑向撞擊工作面10 和傾斜工作面11仍然都是直接撞擊物料顆粒的工作面。但因被撞擊物料強(qiáng)度高和顆粒大等因素影響，通常情況下，撞擊無法粉碎物料顆粒，所以撞擊粉碎不再做轉(zhuǎn)子柱銷5徑向撞擊工作面10和傾斜工作面11的功能論述。轉(zhuǎn)子柱銷5徑向撞擊工作面10的主要功能是讓撞在其表面的物料向外滑入由該柱銷傾斜工作面11和定子柱銷的切向擠壓工作面7組成的尖端向后(這里以轉(zhuǎn)子柱銷5的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)榍跋?，反之為后?的第一楔子形空間。轉(zhuǎn)子柱銷5傾斜工作面11的主要功能是與定子柱銷的切向擠壓工作面7 —起組成尖端向后的第一楔子形空間，容納并鉗住來自轉(zhuǎn)子柱銷5前方和從轉(zhuǎn)子柱銷5徑向撞擊工作面10滑入的物料顆粒，并對(duì)這些物料顆粒施加擠壓剪切力，迫使物料顆粒破碎。起始點(diǎn)為轉(zhuǎn)子柱銷基準(zhǔn)棱線12的轉(zhuǎn)子柱銷切向擠壓工作面13與起始點(diǎn)為定子柱銷基準(zhǔn)棱線8的定子柱銷的切向擠壓工作面7組成尖端向前的第二楔子形空間。轉(zhuǎn)子柱銷5向前運(yùn)動(dòng)，第二楔子形空間減小，即可鉗住位于轉(zhuǎn)子柱銷切向擠壓工作面13與定子柱銷的切向擠壓工作面7之間的物料顆粒，并對(duì)這些物料顆粒施加擠壓剪切力，迫使物料顆粒破碎。轉(zhuǎn)子柱銷5切向和傾斜工作面的鋸齒形表面能增加鉗持力和加大剪切力，并進(jìn)而提高設(shè)備工作時(shí)的粉碎率。
本發(fā)明作為高速擠壓剪切粉碎機(jī)使用時(shí)，轉(zhuǎn)速在1000r/min 3000r/min的轉(zhuǎn)子上的柱銷運(yùn)動(dòng)的線速度高達(dá)20m/s 100m/S。以如此高的速度剪切必定能高效輕松粉碎橡膠、塑料等韌性材料，因此，能夠高效粉碎橡膠、塑料等韌性材料也是本發(fā)明的突出優(yōu)勢(shì)之O
幾乎所有固態(tài)材料的抗拉和抗剪強(qiáng)度都遠(yuǎn)比抗壓強(qiáng)度低，所以，以剪切為主要粉碎方式的本發(fā)明能耗低的優(yōu)勢(shì)必定顯著。此外，本發(fā)明工作時(shí)的能耗只有空載運(yùn)轉(zhuǎn)能耗、粉碎物料能耗、物料粉碎產(chǎn)生熱量耗能和轉(zhuǎn)子帶動(dòng)物料運(yùn)動(dòng)能耗等4項(xiàng)能耗。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，空載能耗比大多數(shù)粉碎機(jī)械低。本發(fā)明工作時(shí)，轉(zhuǎn)子柱銷5帶動(dòng)物料做圓周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)物料也從轉(zhuǎn)子中心迅速向轉(zhuǎn)子外緣運(yùn)動(dòng)，并從機(jī)殼34的出料口 31排出。對(duì)每個(gè)轉(zhuǎn)子柱銷 5來說，帶動(dòng)同一物料顆粒運(yùn)動(dòng)只有一次(現(xiàn)有的球磨機(jī)和圓錐破碎機(jī)等都是反復(fù)多次)，所以本發(fā)明帶動(dòng)物料運(yùn)動(dòng)能耗也比大多數(shù)粉碎機(jī)械低得多。將上述因素綜合分析，本發(fā)明很可能是迄今為止能耗最低，有效動(dòng)能利用率最高的粉碎機(jī)械。
本發(fā)明中四棱柱形鋼坯2的所有工作面都用焊接或粘接L字形耐磨構(gòu)件3的方法保護(hù)起來。采用本發(fā)明設(shè)備的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，任意一個(gè)轉(zhuǎn)子柱銷切向擠壓工作面13上至少5 條鋸齒棱的最高點(diǎn)棱線基本處在同一個(gè)A柱面21內(nèi)，工作時(shí)的磨損量基本相同。本發(fā)明定子柱銷的切向擠壓工作面7上至少10條鋸齒棱都有阻擋物料運(yùn)動(dòng)和給被鉗持住的物料施加摩擦力的功能。在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，這些長(zhǎng)條狀棱線磨損的幾率大體上相同?？梢缘贸鲆韵陆Y(jié)論不可能出現(xiàn)只有某一鋸齒棱快速磨損的情況。因此，只有轉(zhuǎn)子柱銷切向擠壓工作面13 全部鋸齒棱磨損或定子柱銷的切向擠壓工作面7大部分鋸齒棱磨損才會(huì)出現(xiàn)因轉(zhuǎn)子柱銷5 與定子柱銷4間隙加大導(dǎo)致粉碎功能下降的情況。按粉碎同等物料的數(shù)量相等和粉碎比相同分析對(duì)比，本發(fā)明比現(xiàn)有焊接硬質(zhì)合金片柱銷的使用壽命至少長(zhǎng)5倍。
最后，本發(fā)明能夠在各種現(xiàn)有撞擊粉碎(磨粉)機(jī)的基礎(chǔ)上改造而成。采用本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)可以對(duì)各種撞擊粉碎進(jìn)行改造，如可以對(duì)將申請(qǐng)?zhí)枮?01210186136. 7號(hào)專利 (水冷式撞擊磨粉機(jī))的轉(zhuǎn)子柱銷和定子柱銷的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)子柱銷和定子柱銷安裝在轉(zhuǎn)子盤和定子盤上的位置關(guān)系按本發(fā)明改造就組成水冷高效撞擊磨粉機(jī)或水冷高速擠壓剪切粉碎機(jī)。其功能除給被加工物料降溫一項(xiàng)外，全部與本發(fā)明相同。因此，在本發(fā)明的基礎(chǔ)上進(jìn)行的各種改進(jìn)、利用本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)進(jìn)行的各種形式上的變換均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.具有撞擊粉碎和擠壓剪切粉碎功能的粉碎機(jī)，包括電機(jī)、機(jī)殼、轉(zhuǎn)子部件和定子部件，電機(jī)固定在機(jī)殼底部；轉(zhuǎn)子部件包括輪轂、固定在輪轂上的轉(zhuǎn)子盤和安裝在轉(zhuǎn)子盤上至少3圈轉(zhuǎn)子柱銷，轉(zhuǎn)子部件位于機(jī)殼內(nèi)并通過輪轂固定在電機(jī)軸上；定子部件包括蓋板、固定在蓋板上的定子盤和安裝在定子盤上至少3圈定子柱銷，定子部件通過其蓋板固定在機(jī)殼面部，其特征在于所述轉(zhuǎn)子柱銷和所述定子柱銷結(jié)構(gòu)相同，均包括橫截面為正方形的四棱柱形鋼坯，鋼坯上設(shè)有連接部分，連接部分為螺桿或光桿，所述四棱柱形鋼坯的相鄰兩側(cè)面分別作為撞擊面和擠壓面，撞擊面和擠壓面統(tǒng)稱工作面，工作面上焊接或粘接有耐磨構(gòu)件，耐磨構(gòu)件的截面呈L形，耐磨構(gòu)件L形的兩端與鋼坯的兩個(gè)非工作面相齊平；耐磨構(gòu)件截面拐角處設(shè)有斜邊，使耐磨構(gòu)件形成相互垂直的寬面、窄面以及連接寬面與窄面的斜面，斜面與窄面的夾角α的角度為15° 35° ;所述耐磨構(gòu)件的寬面作為轉(zhuǎn)子柱銷和定子柱銷的徑向撞擊工作面，所述耐磨構(gòu)件的窄面作為轉(zhuǎn)子柱銷和定子柱銷的切向擠壓工作面，所述耐磨構(gòu)件的斜面作為轉(zhuǎn)子柱銷和定子柱銷的傾斜工作面；以與定子盤和轉(zhuǎn)子盤同軸線的虛擬圓柱面為A柱面，所述轉(zhuǎn)子柱銷的切向擠壓工作面與轉(zhuǎn)子柱銷處的A柱面相切；所述定子柱銷的切向擠壓工作面與穿過該定子柱銷軸線的A柱面在定子柱銷軸線處的切面之間的夾角β為10° 30°。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有撞擊粉碎和擠壓剪切粉碎功能的粉碎機(jī)，其特征在于 所述耐磨構(gòu)件由硬質(zhì)合金或特種陶瓷類超硬耐磨材料制造而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有撞擊粉碎和擠壓剪切粉碎功能的粉碎機(jī)，其特征在于 所述耐磨構(gòu)件的斜面和窄面為鋸齒形表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有撞擊粉碎和擠壓剪切粉碎功能的粉碎機(jī)，它采用的轉(zhuǎn)子柱銷和定子柱銷上三個(gè)工作面都用硬質(zhì)合金制造橫截面為L(zhǎng)字形的耐磨構(gòu)件保護(hù)起來。按設(shè)計(jì)方案安裝在轉(zhuǎn)子盤和定子盤上的轉(zhuǎn)子柱銷和定子柱銷具有通過強(qiáng)烈撞擊或高速擠壓剪切高效粉碎物料的的功能。高效撞擊磨粉機(jī)靠定子柱銷阻擋住物料數(shù)量增加，阻擋作用力增強(qiáng)和轉(zhuǎn)子柱銷撞擊幾率提高使設(shè)備粉碎率提高1倍以上。高速擠壓剪切粉碎機(jī)則靠轉(zhuǎn)子柱銷和定子柱銷向被鉗持在兩者之間的物料顆粒施加巨大的擠壓-剪切力迅速粉碎礦石等高強(qiáng)度物料和橡膠、塑料等韌性材料，具有粉碎率、效率和有效電能利用率高等突出優(yōu)勢(shì)。其有效電能利用率高達(dá)30%以上，是現(xiàn)有球磨機(jī)的十幾倍。
文檔編號(hào)B02C19/00GK102921519SQ201210481139
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者王洪福 申請(qǐng)人:王洪福