專利名稱:復(fù)合式水力超細(xì)粉碎研磨裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種物料的研磨粉碎裝置，適用于粉體、漿體的制備與分選領(lǐng)域，特別涉及一種利用高壓水射流粉碎原理，結(jié)合研磨、振動(dòng)等粉碎原理形成的復(fù)合式水力超細(xì)粉碎研磨裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有用于各工業(yè)領(lǐng)域的超細(xì)粉體制備裝置主要有沖擊式磨機(jī)、球磨機(jī)、輥磨機(jī)、振動(dòng)磨機(jī)和氣流磨機(jī)等。這些設(shè)備均為干式超細(xì)粉體制備與分選裝置，在粉碎原理上較單一，且存在效率低、能耗大、研磨介質(zhì)污染、粉碎與分選不能一體化和不能連續(xù)生產(chǎn)等問(wèn)題。
濕式的高壓水射流粉碎技術(shù)與裝置近幾年已開始用于少數(shù)工業(yè)領(lǐng)域中的超細(xì)粉體的制備與分選，例如水煤漿、原鹽、云母的制備與分選。濕式高壓水射流粉碎技術(shù)有許多干式粉碎裝置所不具備的優(yōu)勢(shì)，其效率高，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，符合節(jié)能、環(huán)保的要求，因此被認(rèn)為是21世紀(jì)粉碎工程新的革命。
現(xiàn)有的高壓水射流粉碎裝置有兩種基本形式。一種形式采用前混合磨料射流粉碎原理，例如中國(guó)礦業(yè)大學(xué)公開的專利《等濃度超細(xì)均化器》(公開號(hào)CN2132562，
公開日1998年5月20日)中將待粉碎的物料置于一個(gè)高壓罐中，在其頂端引入高壓水，高壓水與待粉碎的物料混合后經(jīng)其下端的控制閥輸出，與高壓水射流一起通過(guò)磨料噴嘴射出，打擊靶體，物料在沖擊力的作用下被粉碎。該裝置的優(yōu)點(diǎn)在于待粉碎的物料與高壓水流混合充分、加速效果好，沖擊作用明顯。缺點(diǎn)是需要經(jīng)常更換高壓罐，因此不能連續(xù)生產(chǎn)，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作與維護(hù)困難。另一種形式采用后混合磨料射流粉碎原理，將待粉碎的物料置于一個(gè)常壓料倉(cāng)中，在其下端接一個(gè)混合腔，高壓水射流通過(guò)噴嘴射入混合腔，靠重力或真空引射作用將物料引入混合腔，高速水流與待粉碎的物料在混合腔中混合后在加速管中加速，然后一起射出，打擊靶體，物料在沖擊力的作用下被粉碎。例如北京科技大學(xué)公開的專利《水射流超細(xì)粉碎機(jī)》(公開號(hào)CN2255876，
公開日1997年6月11日)、《自振式水射流超細(xì)粉碎機(jī)》(公開號(hào)CN2345284，
公開日1999年10月27日)和在其基礎(chǔ)上由中國(guó)科學(xué)院廣州能源科學(xué)研究所改進(jìn)并公開的實(shí)用新型專利《一種水射流超細(xì)粉碎裝置》(公開號(hào)CN2510162，公開號(hào)2002年9月11日)和《一種脈沖空化水射流超細(xì)粉碎裝置》(公開號(hào)CN1416959，公開號(hào)2003年5月14日)。
現(xiàn)有的高速水射流超細(xì)粉碎裝置，與傳統(tǒng)的沖擊式磨機(jī)、球磨機(jī)、輥磨機(jī)、振動(dòng)磨機(jī)和氣流磨機(jī)等干式的超細(xì)粉體制備裝置相比，在效率和超細(xì)粉的生產(chǎn)率等方面有較大的優(yōu)勢(shì)，但其存在的問(wèn)題是水射流沖擊靶體以后的剩余能量幾乎全部被浪費(fèi)，且粉碎原理單一，裝置也較復(fù)雜，不能連續(xù)生產(chǎn)所需細(xì)度的超細(xì)粉體或漿體。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有濕式粉碎裝置不能對(duì)水射流沖擊靶體后剩余能量利用的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合式水力超細(xì)粉碎研磨裝置，實(shí)現(xiàn)將高壓水射流粉碎，研磨、振動(dòng)等粉碎原理復(fù)合，充分利用高壓水射流的能量，能連續(xù)生產(chǎn)超細(xì)粉的要求。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，復(fù)合式水力超細(xì)粉碎研磨裝置，包括粉碎箱、與粉碎箱相連接的排氣管，粉碎箱內(nèi)上部依次設(shè)置的與高壓水管路相連接的高壓噴嘴、混合腔、加速管以及加速管前方設(shè)置的射流靶體，粉碎箱外還設(shè)置有與混合腔相連通的物料箱，粉碎箱內(nèi)，射流靶體的前方設(shè)置有排氣遮流擋板和與排氣遮流擋板下部相連接的曲線導(dǎo)流靶體，射流靶體的下部連接有曲線導(dǎo)流體，粉碎箱內(nèi)還包括曲線遮流體，一篩孔底板連接于曲線遮流體和曲線導(dǎo)流體之間，一頂板連接于曲線遮流體和排氣遮流擋板之間，排氣遮流擋板、曲線導(dǎo)流靶體、曲線導(dǎo)流體、篩孔底板、曲線遮流體、頂板構(gòu)成一勺型粉碎空間，空間內(nèi)放置有多個(gè)研磨球，粉碎箱的底部還設(shè)置有與外部管道相通的尾門。
本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，排氣遮流擋板上開有多個(gè)通孔。
頂板上開有多個(gè)通孔。
與現(xiàn)有的干濕超細(xì)粉體制備裝置(沖擊式磨機(jī)、球磨機(jī)、輥磨機(jī)、振動(dòng)磨機(jī)和氣流磨機(jī)等干式的超細(xì)粉體制備和單純的濕式高壓水射流粉碎裝置相比，本發(fā)明有如下有益效果1、保持了高速水射流的各種特點(diǎn)和特有的優(yōu)勢(shì)。
在大幅度降低粉碎能耗的同時(shí)，具有較高的粉碎效率；可以避免超細(xì)顆粒的團(tuán)聚，對(duì)熱敏性物料尤其如此；可以很好地保持顆粒的原始結(jié)晶形態(tài)和表面光潔度，避免研磨介質(zhì)的污染；具有良好的解理性與分離特性，可使物料內(nèi)部的不同成分更好地分開等，因而可以制備高質(zhì)量、高純度的超細(xì)粉體；粉碎工藝的占地面積小，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，符合節(jié)能、節(jié)水和環(huán)保的要求，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
2、解決了單純的濕式高壓水射流粉碎裝置在沖擊射流以后余能完全被浪費(fèi)的缺點(diǎn)，充分利用了高速水射流的余能，在勺型粉碎倉(cāng)中形成了多種超細(xì)粉碎作用的復(fù)合，例如研磨、碰撞、紊動(dòng)、空化與解理的復(fù)合，并可實(shí)現(xiàn)符合粒度要求的超細(xì)粉體或漿體的連續(xù)生產(chǎn)，因此粉碎的效率和超細(xì)粉的生產(chǎn)率比單純的濕式高壓水射流粉碎裝置更高，對(duì)待粉碎物料的種類與范圍的適應(yīng)性就更廣。
3、粉碎箱內(nèi)的各種組件的曲線形式、曲率半徑、幾何長(zhǎng)度、夾角和安裝位置均可以方便的改變與調(diào)整，因此在不改變動(dòng)力和箱體基本尺寸的條件下就可形成不同形狀、不同大小的勺型倉(cāng)，就可適應(yīng)不同射流速度、射流總功率、待粉碎物料的種類、待粉碎物料要求被粉碎的細(xì)度、物料輸入和輸出速率等方面的改變，形成不同參數(shù)、不同規(guī)格的裝置，所以具有一機(jī)多用，節(jié)省投資和更好更快地適應(yīng)市場(chǎng)需求變化的效果。



圖1是利用本發(fā)明裝置組成的粉碎系統(tǒng)示意圖；圖2是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明提供的裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)示意圖；圖4是本發(fā)明裝置中排氣遮流擋板和曲線導(dǎo)流靶體的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，a是主視圖，b是側(cè)視圖；圖5是本發(fā)明裝置中篩孔底板的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，a是主視圖，b是俯視圖；圖6是本發(fā)明裝置中頂板的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，a是主視圖，b是俯視圖。
圖中，1.高壓泵，2.高壓管路，3.粉碎箱，4.物料箱，5.排氣管，6.高壓噴嘴，7.混合腔，8.加速管，9.射流靶體，10.排氣遮流擋板，11.曲線導(dǎo)流體，12.曲線導(dǎo)流靶體，13.篩孔底板，14.曲線遮流體，15.研磨球，16.頂板，17.尾門，18.粉體分離與分選裝置，19.回水渠，20.地下水庫(kù)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
如圖2所示，本發(fā)明的復(fù)合式水力超細(xì)粉碎研磨裝置，包括物料箱4和粉碎箱3，粉碎箱3與排氣管5相連接，粉碎箱3內(nèi)上部依次設(shè)置的與高壓水管路連通的高壓噴嘴6、混合腔7、加速管8以及加速管8前方設(shè)置的射流靶體9，物料箱4設(shè)置在粉碎箱3上部并與混合腔7相連通，物料箱4也與排氣管5連接，排氣管5既可排出物料箱4內(nèi)被吸入的氣體，又可利用其排出氣體時(shí)的間歇、噴射原理形成物料箱4的輔助進(jìn)料的作用，其與物料箱4出口上設(shè)置的一個(gè)氣體閥門相配合，通過(guò)調(diào)整與改變其進(jìn)氣量的大小就可改變與調(diào)整物料箱4內(nèi)物料顆粒的下瀉速度。粉碎箱3內(nèi)，射流靶體9的前方設(shè)置有排氣遮流擋板10和與排氣遮流擋板10下部相連接的曲線導(dǎo)流靶體12，射流靶體9的下部連接曲線導(dǎo)流體11，還包括一曲線遮流體14，在曲線遮流體14和曲線導(dǎo)流體11之間連接篩孔底板13，在曲線遮流體14和排氣遮流擋板10之間連接頂板16，排氣遮流擋板10、曲線導(dǎo)流靶體12、曲線導(dǎo)流體11、篩孔底板13、曲線遮流體14、頂板16構(gòu)成一勺型粉碎倉(cāng)，倉(cāng)內(nèi)放置多個(gè)研磨球15，粉碎箱3的底部還設(shè)置有與外部管道相通的尾門17。
粉碎箱3內(nèi)設(shè)置的排氣遮流擋板10和曲線導(dǎo)流靶體12的結(jié)構(gòu)如圖4所示，排氣遮流擋板10上開有多個(gè)通孔，該部件的作用是遮擋射流沖擊靶體后的水流濺射，排出由排氣遮流擋板10、曲線導(dǎo)流靶體12和曲線導(dǎo)流體11形成的腔體內(nèi)已吸入的氣體和使從頂板16溢出的物料顆粒再次進(jìn)入粉碎箱3。曲線導(dǎo)流靶體12既可充當(dāng)?shù)诙螞_擊粉碎的靶體，又有引導(dǎo)、歸順高速混合流體，使其形成勺型倉(cāng)進(jìn)口的速度動(dòng)能的作用。
篩孔底板13的結(jié)構(gòu)如圖5所示，篩孔直徑與密度，可以根據(jù)不同射流速度、射流總功率、待粉碎物料的種類、粉碎細(xì)度、物料輸入和輸出速率等進(jìn)行改變，因而可形成與不同參數(shù)、不同規(guī)格和不同系列的結(jié)構(gòu)。
勺型粉碎倉(cāng)內(nèi)的頂板16結(jié)構(gòu)如圖6所示，頂板16上開有多個(gè)通孔，該板的作用是形成半封閉的勺形粉碎倉(cāng)，并可及時(shí)排出勺形粉碎倉(cāng)內(nèi)已吸入的大量氣體。
勺型粉碎倉(cāng)內(nèi)放置的研磨球15可由不同大小、不同比重、不同材料、不同數(shù)量和不同的混合比例所構(gòu)成，在旋滾水流的沖擊作用下，不同參數(shù)的研磨球15將呈現(xiàn)不同的碰撞和研磨的效果，因此可形成滿足不同要求的不同規(guī)格的粉碎裝置。
本發(fā)明裝置的粉碎原理與過(guò)程如下所述圖1為利用本發(fā)明裝置組成的粉碎系統(tǒng)示意圖。高壓泵1將地下水庫(kù)20內(nèi)的水抽出形成高壓水射流，通過(guò)高壓管路2、經(jīng)高壓噴嘴6射入混合腔7，在真空引射及輔助進(jìn)料裝置的作用下，物料被從物料箱4中吸入混合腔7。高速水流與待粉碎的物料在混合腔7中混合后在加速管8中得到加速，然后一起射出，打擊射流靶體9。物料在高速射流作用下得到第一次沖擊粉碎。利用射流靶體9和排氣遮流擋板10的阻擋和反彈作用，使混合高速流體在曲線導(dǎo)流靶體12上形成第二次沖擊粉碎。再利用曲線導(dǎo)流體11和曲線導(dǎo)流靶體12的弧線導(dǎo)流作用，使水射流的余能在曲線導(dǎo)流體11、曲線導(dǎo)流靶體12、篩孔底板13、曲線遮流體14及頂板16所構(gòu)成的“勺型粉碎倉(cāng)”中形成激烈的旋滾，并帶動(dòng)倉(cāng)內(nèi)的研磨球15形成劇烈的旋滾和碰撞，從而對(duì)物料再次形成反復(fù)的研磨、碰撞粉碎和因水流的紊動(dòng)、空化、解理作用的粉碎。當(dāng)被粉碎物料的粒徑小于篩孔底板13的孔徑時(shí)，就會(huì)與水流一起排出尾門17，進(jìn)入粉體分離與分選裝置18，達(dá)到細(xì)度要求的顆粒被分選出來(lái)，水流排入回水渠19。對(duì)沒(méi)有達(dá)到細(xì)度要求的顆粒，會(huì)留在勺形倉(cāng)內(nèi)繼續(xù)被粉碎。
從上述粉碎過(guò)程可以看出本裝置的高速水射流、待粉碎物料的進(jìn)料和篩孔底板的出流都是連續(xù)不斷的，所以使用該裝置生產(chǎn)超細(xì)粉體或漿體的生產(chǎn)過(guò)程是連續(xù)的。
對(duì)于上述過(guò)程，在高速混合流體第一次射流沖擊靶體9后，就與以往的高速水射流超細(xì)粉碎裝置完全不同了。以往的高速水射流超細(xì)粉碎裝置在高速混合流體射流沖擊靶體9后，就直接進(jìn)入了下一步的分選與分離過(guò)程，高速水射流的余能被完全浪費(fèi)。本發(fā)明的特點(diǎn)在于最大限度的利用了高速水射流的能量，復(fù)合了多種超細(xì)粉碎的作用，可連續(xù)生產(chǎn)超細(xì)粉體，因此效率更高、超細(xì)粉體的生產(chǎn)率更高。
由排氣遮流擋板10、曲線導(dǎo)流靶體12、曲線導(dǎo)流體11、篩孔底板13、曲線遮流體14、頂板16所構(gòu)成的勺型粉碎倉(cāng)，其中各種部件的曲線形式、曲率半徑、幾何尺寸、夾角和安裝位置均可以改變與調(diào)整，例如圖3中所示的參數(shù)R1、R2、R3、α1、α1、α1、L1、L2、L3、H1、H2、H3等)，形成不同規(guī)格的勺型倉(cāng)，由此可以形成滿足不同射流速度、射流總功率、待粉碎物料的種類、粉碎細(xì)度、物料輸入和輸出速率等要求的粉碎裝置。與不同參數(shù)、不同規(guī)格和不同系列裝置相配套的高壓噴嘴6的大小與形狀、加速管8的長(zhǎng)短與直徑也可根據(jù)相配套裝置需要在安裝過(guò)程中選用。
以下公開了本發(fā)明的一實(shí)施例，可進(jìn)行0.5噸/小時(shí)水煤漿的生產(chǎn)
如圖3～圖6所示的各組成部件的參數(shù)為R1、R2、R3、R4的取值范圍為140mm～360mm；α1、α2、α3、α4、α5的取值范圍為11.5度～180度；L1、L2、L3、L4、L5、L6的取值范圍為160mm～500mm；H1、H2、H3的取值范圍為250mm～393mm；篩孔底板13、高壓噴嘴6和加速管8的材質(zhì)為高滲碳鋼；高壓柱塞泵1的功率75KW；研磨球15由不同直徑的研磨球組合成，直徑為10mm～30mm，數(shù)量100-300不等，材質(zhì)為球墨鑄鐵。
利用上述參數(shù)設(shè)置本發(fā)明裝置進(jìn)行水煤漿的生產(chǎn)，其技術(shù)指標(biāo)可達(dá)到細(xì)度小于-200目，濃度大于60％，生產(chǎn)率500Kg/H。
本發(fā)明是利用“高壓水射流粉碎原理，結(jié)合研磨、振動(dòng)等粉碎原理”所形成的復(fù)合式粉碎研磨裝置。該裝置以高壓水射流作為動(dòng)力源，在特制的粉碎箱內(nèi)形成射流直接粉碎，再利用水流沖擊箱內(nèi)研磨球體所產(chǎn)生的撞擊、研磨和水流的紊動(dòng)和解理等作用，形成對(duì)待粉碎物料的反復(fù)粉碎。該裝置充分利用了高壓水射流的能量，提高了粉碎的效率和超細(xì)粉的生產(chǎn)率。另外，該裝置還具有體積小、一次性投資少、適應(yīng)面廣(能用于食品、醫(yī)藥、化工、礦產(chǎn)等行業(yè))、能連續(xù)生產(chǎn)、節(jié)能、節(jié)水和環(huán)保的特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合式水力超細(xì)粉碎研磨裝置，包括粉碎箱(3)、與粉碎箱(3)相連接的排氣管(5)，粉碎箱(3)內(nèi)上部依次設(shè)置的與高壓水管路相連接的高壓噴嘴(6)、混合腔(7)、加速管(8)以及加速管(8)前方設(shè)置的射流靶體(9)，其特征在于，所述粉碎箱(3)外還設(shè)置有與混合腔(7)相連通的物料箱(4)，粉碎箱(3)內(nèi)，射流靶體(9)的前方設(shè)置有排氣遮流擋板(10)和與排氣遮流擋板(10)下部相連接的曲線導(dǎo)流靶體(12)，射流靶體(9)的下部連接有曲線導(dǎo)流體(11)，粉碎箱(3)內(nèi)還包括曲線遮流體(14)，一篩孔底板(13)連接于曲線遮流體(14)和曲線導(dǎo)流體(11)之間，一項(xiàng)板(16)連接于曲線遮流體(14)和排氣遮流擋板(10)之間，所述排氣遮流擋板(10)、曲線導(dǎo)流靶體(12)、曲線導(dǎo)流體(11)、篩孔底板(13)、曲線遮流體(14)、頂板(16)構(gòu)成一勺型粉碎空間，空間內(nèi)放置有多個(gè)研磨球(15)，所述粉碎箱(3)的底部還設(shè)置有與外部管道相通的尾門(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于，所述排氣遮流擋板(10)上開有多個(gè)通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于，所述項(xiàng)板(16)上開有多個(gè)通孔。
專利摘要
本發(fā)明公開的復(fù)合式水力超細(xì)粉碎研磨裝置，包括粉碎箱和物料箱，粉碎箱內(nèi)，上部依次設(shè)置有高壓噴嘴、混合腔、加速管以及射流靶體，射流靶體的前方設(shè)置有排氣遮流擋板和曲線導(dǎo)流靶體，射流靶體的下部連接有曲線導(dǎo)流體，粉碎箱內(nèi)還包括曲線遮流體，篩孔底板連接于曲線遮流體和曲線導(dǎo)流體之間，頂板連接于曲線遮流體和排氣遮流擋板之間，排氣遮流擋板、曲線導(dǎo)流靶體、曲線導(dǎo)流體、篩孔底板、曲線遮流體、頂板構(gòu)成一勺型粉碎空間，空間內(nèi)放置有多個(gè)研磨球，粉碎箱的底部還設(shè)置有尾門。本發(fā)明的裝置將高壓水射流粉碎、研磨、振動(dòng)等粉碎原理綜合利用，充分利用了高壓水射流的能量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有適應(yīng)面廣、能連續(xù)生產(chǎn)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B02C23/08GKCN1911520SQ200610105073
公開日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2006年8月30日
發(fā)明者牛爭(zhēng)鳴 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan