一种用于介质搅拌磨的离心式无隔网料珠分离器

摘要

一种介质搅拌磨的离心式料珠无隔网分离器，含有：主轴(1)、一个转子(2)、一个分离涡轮(3)、一个出料轴头(4)；相当于大、中、小三组涡轮同心集装在一起，转动时产生强大的离心力，磨珠及粒径大的研磨物料被甩出外层，细小粒径的研磨物料受离心力较小，在泵的压力作用下可以克服涡轮的离心力进入空心的主轴孔排出，实现理想的料珠有效分离，不受磨珠珠径大小的影响。本发明所设计的分离器的造价较低，研磨和分散效率大幅提高，经一次研磨后的产品的粒径明显减小，与传统相同型号磨机比较，其产量可增加40~100%。

权利要求

1.一种用于介质搅拌磨的离心式料珠无隔网分离器，其特征在于：包括主轴（1）、转子（2）、分离涡轮（3）、出料轴头（4）；所述的主轴（1）是空心轴，既是传动轴，又是出料通道；所述转子（2）有若干条涡槽形成涡轮结构，当主轴（1）转动时，转子（2）上的涡槽产生强大的离心力驱使流体向外排，外排产生的正压力驱使流体沿缸壁向下流动，转子内腔产生负压把转子底部的流体往上吸，形成流体的径向及轴向循环；所述分离涡轮（3）有若干涡槽，旋转时产生强大的离心力，把磨珠及较粗颗粒的物料向外抛甩使其进入转子（2）内腔，进而被转子（2）涡槽驱向转子（2）与缸壁之间的的循环研磨区域，防止磨珠进入分离涡轮（3）内腔；所述出料轴头（4）有若干个斜孔，斜孔与出料轴头（4）内腔相切，旋转时产生较强的离心力，进一步把经过分离涡轮（3）分离后的较粗的物料颗粒或过细的磨珠向外抛甩使其不能进入出料轴头（4）斜孔，实现二级分离。

2.根据权利要求1所述的介质搅拌磨的离心式料珠无隔网分离器，其特征在于：包括转子（2）、分离涡轮（3）及出料轴头（4）都与主轴（1）集装在一起，实际上相当于大、中、小三组涡轮同心集装在一起，转动时形成一个沿轴向及径向循环的流场，实现离心式料珠无隔网分离。

说明书

一种用于介质搅拌磨的离心式无隔网料珠分离器

技术领域

[0001] 本发明属于介质搅拌研磨设备领域，具体涉及一种用于介质搅拌磨的离心式无隔网料珠分离器。

背景技术

[0002] 目前常规的介质搅拌磨料珠分离装置主要有动静环缝隙分离方式、隔网式静态分离和叠片缝隙分离方式三大类，广泛应用在涂料、油墨、染料、矿业、生物、医药、电子材料的超细研磨领域中。动静环缝隙分离方式只在动环与静环间形成一个环形出料间隙，由于出料空间有限，在供料泵的作用下，很多磨珠积聚在隔网分离器周围相互摩擦产生大量的热量使被研磨料浆温度升高，同时又阻塞物料的排出，致使研磨效率降低。虽然隔网式静态分离方式和叠片缝隙分离方式可根据要增大隔网的直径或其长度来增加出料空间，但由于静态出料方式在遇到粘稠度较高的浆料时，粘稠的物料会因粘结而堵塞隔网孔，使分离装置失效。原有的三种均采用隔网或间隙分离磨珠和物料的方式, 致使出料效率偏低、滞留在研磨腔内的物料被反复研磨致使磨腔内料浆温度过高，可使得一些材料(如热敏性材料)的研磨受到限制。此外，分离间隙的大小与珠径的大小必须相当匹配才有效，当磨珠小到一定程度（如小于0.3mm），就难以采用隔网或叠片间隙式方式实现磨珠与物料分离。在超细研磨过程中，采用隔网或叠片间隙使磨珠与物料分离方式限制了对超细颗粒(尤其是纳米粒级)物料的研磨和分散。因此，发明一种无隔网、并不受磨珠直径大小影响的动态离心式料珠分离装置对制造和使用超细研磨和分散设备的企业都有非常重要的实际意义和应用价值。

发明内容

[0003] 本发明目的在于提供一种用于介质搅拌磨的离心式无隔网料珠分离器(如图1所示), 包括一条空心的主轴(1)、一个转子(2)、一个分离涡轮(3)、一个出料轴头(4)。所述的主轴，安装在机座上面，主轴中心是通孔，形成出料通道。所述主轴是空心轴，上端与机座相连、下端与转子及出料轴头相连，主轴内孔是物料的出料通道。

[0004] 所述转子有若干条涡槽形成涡轮结构（转子圆周也可装销钉，研磨和分散效果更佳），与主轴装在一起，当主轴转动时，转子上的涡槽产生强大的离心力驱使流体作径向及轴向循环运动，由于离心力的作用，磨珠大多分布在直径较大的流场区域作圆周及径向循环高速运动而起剪切和挤压作用。

[0005] 所述分离涡轮有若干条涡槽，旋转时产生强大的离心力，足以把磨珠及较粗颗粒的物料挡在分离涡轮外圆周之外，防止磨珠进入涡槽。细小颗粒的物料由于惯性小在供料泵的压力作用下克服离心力进入分离涡轮内腔流向出料轴头。

[0006] 所述出料轴头有若干个出料斜孔，叠装在主轴的下端，旋转时产生较强的离心力，把较粗的物料颗粒或过细的磨珠向外抛甩使其不能进入出料轴头斜孔。超细颗粒的物料受离心力较小，在泵的压力作用下克服离心力进入主轴内孔，实现二级料珠分离。

[0007] 本发明与现有技术相比具有以下优点和效果：

[0008] 1）由于带涡轮的转子，料珠分离涡轮及出料轴头旋转时都产生强大的离心力，磨珠及较粗颗粒的物料被向外抛甩而不能进入出料通道，从而实现无滤网、无隔片、无叠片的料珠分离，而且不受磨珠珠径大小的影响，可实超细珠研磨，磨珠珠径最细可达到0.05mm。

[0009] 2）由于不受磨珠珠径及滤网间隙大小的影响，可以实现出料流量大、生产效率高。

[0010] 3）由于出料通畅无阻，防止粘稠物料长时间滞留在腔体内研磨而出现超温、变色、乳化等问题，尤其对热敏材料的研磨和分散效果更佳。

附图说明

[0011] 下面结合附图对本发明进一步说明

[0012] 图1是本发明的离心式料珠无隔网分离器的结构示意图，图中：1-主轴、2-转子、3-分离涡轮、4-出料轴头。

[0013] 图2是本发明的出料轴头结构示意图，图中：5-斜孔

[0014] 图3是本发明的分离涡轮结构示意图，图中：6-涡槽

具体实施方式

[0015] 为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步的描述。本发明的离心式无隔网料珠分离器含有：主轴（1）、转子（2）、分离涡轮（3）、出料轴头（4）。所述转子（2）、分离涡轮（3）及出料轴头（4）都与主轴集装在一起，实际上相当于大、中、小三组涡轮同心集装在一起，由于涡轮产生的离心力的作用，形成一个沿轴向及径向循环的流场，磨珠在流场分布是离轴心越远、密度越高。流场的速度及能量分布表现为离轴心越远速度越高、能量密度越高、能量越大。

[0016] 所述的主轴是空心轴，既是传动轴，又是出料通道。所述转子有若干条涡槽形成涡轮结构，当主轴转动时，转子上的涡槽产生强大的离心力驱使流体向外排，外排产生的正压力并驱使流体沿缸壁向下流动，转子内腔产生负压把转子底部的流体往上吸，从而形成流体的径向及轴向循环。

[0017] 所述分离涡轮有若干涡槽，旋转时产生强大的离心力，把磨珠及较粗颗粒的物料向外抛甩使其进入转子内腔，进而被转子涡槽驱向转子与缸壁之间的的循环研磨区域，防止磨珠进入分离涡轮内腔。细小颗粒的物料在给料泵的压力作用下可以克服离心力进入分离涡轮内腔流向出料轴头斜孔并被排出。

[0018] 所述出料轴头有若干个斜孔，斜孔与出料轴头内腔相切，旋转时产生较强的离心力，进一步把经过分离涡轮分离后的较粗的物料颗粒或过细的磨珠向外抛甩使其不能进入出料轴头斜孔，实现二级分离。

[0019] 粒径越大的物料受离心力越大、越易被抛甩到离轴心越远的高能量密度区被磨珠研磨和分散。粒径越小的物料受到的离心力越小，在供料泵的压力作用下越易克服涡轮的离心力进入轴孔被排出。细小粒径物料被排出，而中、大粒径物料被驱入中、高能量密度区进行循环研磨，这种粒径大小与能量密度高低相对应的合理分配的模式可实现分级分离、分级研磨使其研磨和分散达到最佳效果，效率更高，粒径分布更窄、颗粒更均匀。这实现了无筛隔网料珠分离。

[0020] 根据上述机理，发明人制造了一台容积为20升功率为45千瓦的离心式料珠无隔网分离介质搅拌磨。与传统式型号近似的棒销式转子动静环隔网分离介质搅拌磨进行二氧化钛研磨的对比试验结果表明，这种离心式无隔网分离装置的介质搅拌磨比动静环隔网分离装置的介质搅拌磨在如下几方面的研磨效果有明显的改善：

[0021] 1）研磨效率大幅度提高，原有同型号介质搅拌磨的产量是531公斤/小时，而这种离心式无隔网分离装置介质搅拌磨的产量是983公斤/小时，产量提高了85%。

[0022] 2)单次研磨浆料中的粒径更细。传统棒销机单次研磨物料粒径由原始的40微米下降到18微米；而本发明的离心式无隔网分离装置的介质搅拌磨单次研磨由40微米下降到11微米。

[0023] 3）出料温度明显降低，在相同条件，传统棒销搅拌磨温度为48℃。而本发明的离心式无隔网分离装置的介质搅拌磨的出料温度为39℃。

[0024] 4）产品粒径分布更窄。在相同工况条件下，经5次研磨生产的产品经激光粒度仪分析表明，这种具有离心式无隔网分离装置的介质搅拌磨的产品粒径分布为：0.1~0.9微米占11%、1~5微米占81%、5~10微米占8%；而原有介质搅拌磨生产的产品粒径分布为：0.1~0.9微米占5%、1~5微米占71%、5~10微米占15%、10~15微米占9%。

[0025] 5）循环多次研磨，可达到更细的粒径。在同等工况的生产条件下，这种离心式无隔网分离装置的介质搅拌磨经4小时循环研磨的产品粒度可达到117纳米，经8小时循环研磨可达53纳米。而原有的介质搅拌磨经4小时循环研磨，产品粒径达到350纳米，经8小时循环研磨，产品粒度达到135纳米。

[0026] 本发明的离心式料珠无隔网分离器，造价较低、易安装、生产效率高, 适应于制备黏度较低的浆料。这可使用很细的磨珠实现超细研磨，可广泛地在所有立式介质搅拌磨上推广使用。本发明若在有物料分散研磨的各个行业中及以广泛应用，在高效、节能减排方面，将产生巨大的经济效益。有着很大的推广价值及应用前景，可广泛地用于物料的超细研磨及分散领域。