專利名稱：多功能實驗室微波攪拌球磨機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于超細(xì)粉體工程機械技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種多功能 實驗室微波攪拌球磨機。
背景技術(shù)：
近幾十年來的國內(nèi)外研究表明，攪拌球磨機在粉碎超細(xì)脆性材料時， 比振動磨、氣流磨等機械設(shè)備具有更突出的優(yōu)越性，是超細(xì)粉碎機中最有 發(fā)展前途、能量利用率最高、產(chǎn)品粒度最細(xì)的一種超細(xì)粉碎設(shè)備。因此， 開發(fā)新型超細(xì)粉碎設(shè)備，并對其進(jìn)行做理論研究和實驗分析將具有重要的 理論意義及廣闊的巿場前景和經(jīng)濟(jì)效益。為了避免釆用濕式粉磨需進(jìn)行干 燥過程，干式攪拌磨成為攪拌磨超細(xì)粉碎的新熱點，瑞典、瑞士、德國和 曰本相繼推出立式連續(xù)干式攪拌磨。隨著攪拌磨性能的提高，其應(yīng)用曰趨 廣泛，攪拌磨在超細(xì)粉碎作業(yè)中的地位愈發(fā)重要，巿場需求量日益增大。由于粉體顆粒粒度細(xì)化后其表面積增大，可在填料、染料、顏料、醫(yī) 藥、催化劑、磁記憶元件、固體潤滑劑、精細(xì)陶瓷、化妝品等方面的應(yīng)用 中表現(xiàn)出良好的性能。粉體的制備過程，特別是研磨的過程，是一個既耗 時又耗能的過程，因此研磨效率的高低就成為粉體制備的關(guān)鍵因素。因而， 需要對目前所使用的攪拌球磨機進(jìn)行改進(jìn)，將其干燥性能、研磨速率等進(jìn) 行更進(jìn)一步改進(jìn)。實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提 供一種多功能實驗室微波攪拌球磨機，其結(jié)構(gòu)簡單、使用操作簡便、功能 多且研磨效率高，能進(jìn)行濕法或干法研磨并能有效保持物料的純度。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型釆用的技術(shù)方案是 一種多功能實驗 室微波攪拌球磨機，包括機架、固定在機架上的球磨桶、位于球磨桶內(nèi)的攪拌器以及通過傳動機構(gòu)帶動攪拌器轉(zhuǎn)動的電機，其特征在于還包括微 波發(fā)生器和對其進(jìn)行控制的微波源控制系統(tǒng)；所述球磨桶由桶體和密封蓋 板組成，攪拌器從密封蓋板的中心開口插入所述桶體內(nèi)部，所述桶體從內(nèi) 至外依次為內(nèi)襯桶、球磨桶內(nèi)桶和球磨桶外桶，所述內(nèi)襯桶為陶瓷桶、聚 四氟乙烯桶或氧化鋯桶，球磨桶內(nèi)桶和球磨桶外桶間從內(nèi)至外依次設(shè)置有 循環(huán)冷卻隔套和保溫層；微波發(fā)生器的信號出口通過管道與所述內(nèi)襯桶的 外壁相接；所述內(nèi)襯桶內(nèi)設(shè)置有與所述微波源控制系統(tǒng)相接的測溫儀；所 述攪拌器底部設(shè)置有刮板器。所述攪拌器由攪拌軸和與攪拌軸呈十字交錯固定的多個銷棒組成，所 述銷棒固定在攪拌軸位于所述桶體內(nèi)部的一段上。所述銷棒為氧化鋯攪拌棒，所述攪拌軸外設(shè)置有一層氧化鋯外襯層。所述陶瓷桶為剛玉桶。所述微波源控制系統(tǒng)由供電部分、控制器以及與控制器相接的控制面 板和顯示屏組成；所述控制器接微波發(fā)生器，測溫儀接控制器。 所述控制器為PLC可編程控制器。 所述電機與對其進(jìn)行控制的變頻器相接。所述循環(huán)冷卻隔套內(nèi)裝有水或液氮，所述保溫層為石棉保溫層。 所述傳動機構(gòu)包括與電機相連的電機皮帶輪、通過三角皮帶與電機皮 帶輪相連的傳動皮帶輪和傳動箱，傳動皮帶輪與傳動箱中的傳動軸上部相 連，傳動軸下部通過聯(lián)軸器與所述攪拌器的攪拌軸相連。所述電機皮帶輪、三角皮帶和傳動皮帶輪從左至右依次固定在機架上 方，電機固定在位于機架左側(cè)的電機皮帶輪下方，所述攪拌器固定在位于 機架右側(cè)的傳動皮帶輪下方，所述球磨桶通過左側(cè)的支撐臺和右側(cè)的支撐 柱安裝在機架的右側(cè)中部，所述球磨桶與支撐臺和支撐柱之間通過軸承進(jìn) 行連接。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點，1、結(jié)構(gòu)簡單且使用操作 簡便；2、球磨機轉(zhuǎn)速即磨料強度可調(diào)節(jié)，其電機為無級調(diào)速電機，通過調(diào)速器可方便地實現(xiàn)300 -3000r/min內(nèi)無級調(diào)速，并且電機的運行時間 釆用定時裝置進(jìn)行自動控制；3、電機通過皮帶輪傳動并由聯(lián)軸器帶動攪 拌器研磨裝置旋轉(zhuǎn)，既可以進(jìn)行濕磨，也能夠進(jìn)行干磨；且在設(shè)備運行過 程中，桶體固定不動，僅攪拌軸帶動攪拌棒發(fā)揮強有力的作用，可針對不 同磨料配不同類型的攪拌研磨裝置；4、使用范圍廣、研磨效率高且能防 止物料污染，內(nèi)襯桶罐體選擇耐磨、耐高溫的剛玉材料(剛玉是氧化鋁陶 瓷，莫氏硬度9，耐高溫1450—180(TC )，因而提高了研磨介質(zhì)和易損件 的硬度和耐磨性，主要應(yīng)用于電子、汽車、航空航天、陶瓷、色釉、輕工、 化工、食品、醫(yī)藥、高嶺土、蒙脫土、油漆油墨、涂料、電子陶瓷粉料等 高純物料的超細(xì)粉碎和研磨，并且可以防止物料污染，有效保持物料的純 度；5、攪拌器是由十字交錯的攪拌棒和攪拌軸組成，并且攪拌軸外襯層 和攪拌銷棒均釆用耐磨、耐高溫、不污染原料的氧化鋯材料，而球磨桶內(nèi) 配氧化鋯研磨球，由于氧化鋯具有密度高、軔性強、硬度高、耐高溫、耐 腐蝕、防磁性、買磨損等特性，解決了非金屬礦深加工、藥物、顏料、染 料、陶瓷等物料的研磨中的鐵元素二次污染問題；其攪拌器形狀可為圓形 棒、矩形棒、圓形盤和三角形棒，圓形盤攪拌裝置適合濕法超細(xì)攪拌磨， 銷棒攪拌裝置適合干法超細(xì)磨，該攪拌器傳遞給介質(zhì)的能量密度高，攪拌 罐體內(nèi)能量分布均勻，出現(xiàn)二次湍流，不規(guī)則運動更加劇烈，而攪拌器底 部有刮板器以防止物料死角；6、通過測溫儀能夠隨時監(jiān)控研磨或微波輻 射的物料表面溫度；7、在球磨桶內(nèi)桶和球磨桶外桶之間設(shè)置有有循環(huán)冷 卻隔套(水或氮)和保溫層，前者對球磨罐進(jìn)行循環(huán)冷卻，防止物料受熱 而影響研磨效果；而當(dāng)使用微波輔射高溫?zé)Y(jié)時，石棉保溫層能保證持續(xù) 穩(wěn)定的溫度，在攪拌研磨物料的同時用微波輻射干燥物料；8、能進(jìn)行微 波輻射輔助表面化學(xué)改性、微波輻射輔助化學(xué)合成等工藝，總之，本實用 新型是攪拌球磨裝置和微波及電子自動控溫裝置的組合，可進(jìn)行濕法或干法研磨，集攪拌球磨物料、微波干燥物料、微波化學(xué)合成、微波高溫?zé)Y(jié) 等多功能于一體， 一機多用，結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便、效率高，主要用于電 子、航空、陶瓷、化工、食品、醫(yī)藥、涂料、礦物等高純物料的超細(xì)粉碎 和研磨，可以防止物料污染，有效保持物料的純度。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A-A剖視圖。 圖3為本實用新型球磨桶的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本實用新型電機傳動部分的電路原理框圖。 圖5為本實用新型微波源控制系統(tǒng)的電路原理框圖。 附圖標(biāo)記說明l一機架； 4一三角皮帶； 7—傳動皮帶輪； IO—攪拌軸； 13—軸承； 16 —球磨桶外桶 19一球磨桶內(nèi)桶 22—攪拌器； 25—控制面板； 28—測溫儀。
具體實施方式
如圖l、圖2及圖4所示，本實用新型包括機架l、固定在機架l上的2 —電機；5—皮帶罩殼；8—傳動箱；ll一密封蓋板；14一變頻器；17—石棉保溫層；20—陶瓷桶；23—供電部分；26—控制器；3—電機皮帶輪；6—傳動軸；9一聯(lián)軸器；12—氧化鋯攪拌棒；15—微波發(fā)生器法蘭接口18—循環(huán)冷卻隔套；21—傳動部分；24 —顯示屏；27—微波發(fā)生器；球磨桶、位于球磨桶內(nèi)的攪拌器22以及通過傳動機構(gòu)21帶動攪拌器22 轉(zhuǎn)動的電機2,還包括微波發(fā)生器27和對其進(jìn)行控制的微波源控制系統(tǒng)。 本實施例中，電機2的功率為0. 75KW,變頻調(diào)速，電源電壓為220V,頻 率為50HZ;球磨桶的容積為2L,處理量為1L。其中，傳動機構(gòu)21包括與 電機2相連的電機皮帶輪3、通過三角皮帶4與電機皮帶輪3相連的傳動 皮帶輪7和傳動箱8，傳動皮帶輪7與傳動箱8中的傳動軸6上部相連， 傳動軸6下部通過聯(lián)軸器9與所述撹拌器的攪拌軸10相連。而電機皮帶 輪3、三角皮帶4和傳動皮帶輪7從左至右依次固定在機架1上方，動力 源即電機2固定于機架1上且固定在位于機架1左側(cè)的電機皮帶輪3下方， 而攪拌器固定在位于機架1右側(cè)的傳動皮帶輪7下方，并且在三角皮帶4 外側(cè)罩有皮帶罩殼5。另外，電機2與對其進(jìn)行控制的變頻器14相接，所 述變頻器14固定在機架1的后側(cè)。所述球磨桶通過左側(cè)的支撐臺和右側(cè) 的支撐柱安裝在機架1的右側(cè)中部，所述球磨桶與支撐臺和支撐柱之間通 過軸承13進(jìn)行連接。在研磨過程中，球磨桶固定不動。如圖3所示，球磨桶由桶體和密封蓋板ll組成，攪拌器22從密封蓋 板ll的中心開口插入所述桶體內(nèi)部，所述桶體從內(nèi)至外依次為內(nèi)襯桶、球 磨桶內(nèi)桶19和球磨桶外桶16。其中，內(nèi)襯桶為陶瓷桶20且為氧化鋁陶瓷 即為剛玉桶，另外該內(nèi)襯桶還可以為聚四氟乙烯桶或氧化鋯桶。而球磨桶 內(nèi)桶19和球磨桶外桶16間從內(nèi)至外依次設(shè)置有循環(huán)冷卻隔套18和保溫 層，而循環(huán)冷卻隔套18內(nèi)裝有水或液氮，保溫層為石棉保溫層17。微波 發(fā)生器27的信號出口通過管道與所述內(nèi)襯桶的外壁相接，具體是通過設(shè) 置在與內(nèi)襯桶外壁相接的微波發(fā)生器法蘭接口 15進(jìn)行連接。攪拌器22由攪拌軸10和與攪拌軸10呈十字交錯固定的多個銷棒組 成，所述銷棒固定在攪拌軸IO位于所述桶體內(nèi)部的一段上。本實施例中， 銷棒的數(shù)量為四個，并且銷棒即攪拌棒為氧化鋯攪拌棒12，攪拌軸10外 設(shè)置有一層氧化鋯外襯層。同時，攪拌器22底部設(shè)置有刮板器，防止物 料死角。需注意的是攪拌棒的數(shù)量、長度和分布情況也是考核超細(xì)攪拌磨的重要指標(biāo)，增加攪拌棒的數(shù)量可使球磨介質(zhì)得到充分調(diào)動從而提高粉 磨效果，但實踐表明，其數(shù)量也不是越多越好；另外，攪拌棒的長度尺寸 也非常重要，因為攪拌棒的最佳作用點并不在攪拌簡即球磨桶的內(nèi)邊壁處，也不在攪拌簡中心，而是在大約在中心到邊壁距離的2/3處，因而攪拌棒過長會增加阻力，攪拌棒過短又起不到最佳攪拌作用，因此應(yīng)謹(jǐn)慎設(shè)計攪拌棒的長短分布。對于攪拌軸10的支承問題，目前無論是干法或濕 法超細(xì)攪拌磨多釆用單支承軸結(jié)構(gòu)，但由于攪拌軸IO為高速旋轉(zhuǎn)部件， 若能釆用雙支承結(jié)構(gòu)，則其穩(wěn)定性和耐磨性方面可得到很好改善。結(jié)合圖5,微波源控制系統(tǒng)由供電部分23、控制器26以及與控制器 26相接的控制面板25和顯示屏24組成，所述控制器26接微波發(fā)生器27， 內(nèi)襯桶內(nèi)設(shè)置的測溫儀28接控制器26,通過顯示屏24能同時對所檢測的 溫度值進(jìn)行實時顯示。在本實施例中，控制器26為PLC可編程控制器， 其顯示屏24為觸摸屏，控制面板25上設(shè)置有急停開關(guān)等控制開關(guān)。在研 磨過程中，微波源控制系統(tǒng)以時間設(shè)定為最高優(yōu)先級，其微波的輻射時間 可以通過控制面板25進(jìn)行任意設(shè)定；且以測溫儀28所檢測的物料溫度確 定微波發(fā)生器27的輸出功率，其所設(shè)定的物料溫度及微波輸出功率能夠 進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過控制器26實現(xiàn)在物料溫度達(dá)到設(shè)定值自動停止微波輸出。本實用新型的工作過程是首先在研磨之前，將機架l的底部墊平， 并且在附近備有排水管道，便于機器清洗時排污用。之后，接通與循環(huán)冷 卻隔套18的冷卻管，其下部進(jìn)水口接自來水，上部出水口通排水管道。 再插上電源按下"啟動"按鈕，如需加快攪拌軸10轉(zhuǎn)速則按"加速"按 鈕；反之按"減速"按鈕；停機按"停止"按鈕?？哲囬_機試車，確保各 部件應(yīng)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無異常響聲，并且檢查各部件，尤其是傳動件的固定螺 釘是否松動。檢查完畢后，用清潔劑將球磨桶桶內(nèi)徹底清洗千凈并將球磨 介質(zhì)放入球磨桶內(nèi)，再將要粉碎的物料根據(jù)工藝配方，放進(jìn)攪拌桶內(nèi)(應(yīng) 先放凈水，再放粉料)，由電機2通過皮帶輪帶動傳動軸6旋轉(zhuǎn)，攪拌軸 IO和攪拌棒產(chǎn)生的高速運動力使研磨介質(zhì)球與被粉碎物料作無規(guī)則運動，介質(zhì)球和物料之間發(fā)生相互撞擊、摩擦和剪切，全部動能均有效地用于物 料的破碎，從而實現(xiàn)對物料的超細(xì)粉碎，電機2為變頻調(diào)速，根據(jù)工藝要 求，自行調(diào)節(jié)攪拌軸10的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速讀數(shù)參看變頻器14的液晶屏。針對 不同的被粉碎物料選取不同的球磨介質(zhì)、轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速和攪拌器的形式，以 達(dá)到較好的研磨粉碎效果。另外，球磨時間主要取決于被加工物料的特性， 如原始粒度、硬度、添加料的數(shù)量和料與水的比例，也取決于球磨介質(zhì)的物性，如介質(zhì)的直徑、真密度和硬度，以及傳動軸6的轉(zhuǎn)速和攪拌器的形 式。在研磨過程中，通過測溫儀28實時對球磨桶內(nèi)的溫度進(jìn)行監(jiān)測并在 顯示屏24上進(jìn)行同步顯示。對于溫度有要求的物料接入冷卻循環(huán)系統(tǒng)(水 或氮)，即接通循環(huán)冷卻隔套18。而對于需要微波輻射的物料，可用通過 微波源控制系統(tǒng)對微波發(fā)生器27的微波輸出功率進(jìn)行相應(yīng)控制，從而對 所研磨的物料同步進(jìn)行微波輻射。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限 制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更 以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種多功能實驗室微波攪拌球磨機，包括機架(1)、固定在機架(1)上的球磨桶、位于球磨桶內(nèi)的攪拌器(22)以及通過傳動機構(gòu)(21)帶動攪拌器(22)轉(zhuǎn)動的電機(2)，其特征在于還包括微波發(fā)生器(27)和對其進(jìn)行控制的微波源控制系統(tǒng)；所述球磨桶由桶體和密封蓋板(11)組成，攪拌器(22)從密封蓋板(11)的中心開口插入所述桶體內(nèi)部，所述桶體從內(nèi)至外依次為內(nèi)襯桶、球磨桶內(nèi)桶(19)和球磨桶外桶(16)，所述內(nèi)襯桶為陶瓷桶(20)、聚四氟乙烯桶或氧化鋯桶，球磨桶內(nèi)桶(19)和球磨桶外桶(16)間從內(nèi)至外依次設(shè)置有循環(huán)冷卻隔套(18)和保溫層；微波發(fā)生器(27)的信號出口通過管道與所述內(nèi)襯桶的外壁相接；所述內(nèi)襯桶內(nèi)設(shè)置有與所述微波源控制系統(tǒng)相接的測溫儀(28)；所述攪拌器(22)底部設(shè)置有刮板器。
2. 按照權(quán)利要求1所述的多功能實驗室微波攪拌球磨機，其特征在于 所述攪拌器(22)由攪拌軸(10)和與攪拌軸(10)呈十字交錯固定的多 個銷棒組成，所述銷棒固定在攪拌軸(10)位于所述桶體內(nèi)部的一段上。
3. 按照權(quán)利要求l或2所述的多功能實驗室微波攪拌球磨機，其特征 在于所述銷棒為氧化鋯攪拌棒(12)，所述攪拌軸(10)外設(shè)置有一層 氧化鋯外襯層。
4. 按照權(quán)利要求l或2所述的多功能實驗室微波攪拌球磨機，其特征 在于所述陶瓷桶(20)為剛玉桶。
5. 按照權(quán)利要求l或2所述的多功能實驗室微波攪拌球磨機，其特征 在于所述微波源控制系統(tǒng)由供電部分(23)、控制器(26)以及與控制 器(26)相接的控制面板(2"和顯示屏(24)組成；所述控制器(26) 接微波發(fā)生器(27)，測溫儀(28)接控制器(26)。
6. 按照權(quán)利要求5所述的多功能實驗室微波攪拌球磨機，其特征在于 所述控制器(26)為PLC可編程控制器。
7. 按照權(quán)利要求l或2所述的多功能實驗室微波攪拌球磨機，其特征在于所述電機(2)與對其進(jìn)行控制的變頻器(14)相接。
8. 按照權(quán)利要求1或2所述的多功能實驗室微波攪拌球磨機，其特征 在于所述循環(huán)冷卻隔套(18)內(nèi)裝有水或液氮，所述保溫層為石棉保溫 層(17)。
9. 按照權(quán)利要求2所述的多功能實驗室微波攪拌球磨機，其特征在于 所述傳動機構(gòu)(n)包括與電機(2)相連的電機皮帶輪(3)、通過三角 皮帶(O與電機皮帶輪(3)相連的傳動皮帶輪(7)和傳動箱(8)，傳 動皮帶輪(7)與傳動箱(8)中的傳動軸(6)上部相連，傳動軸(6)下 部通過聯(lián)軸器(9)與所述攪拌器的攪拌軸(10)相連。
10. 按照權(quán)利要求9所述的多功能實驗室微波攪拌球磨機，其特征在 于所述電機皮帶輪(3)、三角皮帶(4)和傳動皮帶輪(7)從左至右 依次固定在機架(1)上方，電機(2)固定在位于機架(1)左側(cè)的電機 皮帶輪(3 )下方，所述攪拌器固定在位于機架(1 )右側(cè)的傳動皮帶輪(7 ) 下方，所述球磨桶通過左側(cè)的支撐臺和右側(cè)的支撐柱安裝在機架(1)的 右側(cè)中部，所述球磨桶與支撐臺和支撐柱之間通過軸承(13)進(jìn)行連接。
專利摘要本實用新型公開了一種多功能實驗室微波攪拌球磨機，包括機架、固定在機架上的球磨桶、攪拌器及通過傳動機構(gòu)帶動攪拌器轉(zhuǎn)動的電機，還包括微波發(fā)生器和對其進(jìn)行控制的微波源控制系統(tǒng)；球磨桶由桶體和密封蓋板組成，攪拌器從密封蓋板的中心開口插入桶體內(nèi)部，桶體從內(nèi)至外依次為內(nèi)襯桶、球磨桶內(nèi)桶和球磨桶外桶，內(nèi)襯桶為陶瓷桶、聚四氟乙烯桶或氧化鋯桶，球磨桶內(nèi)桶和球磨桶外桶間設(shè)置有循環(huán)冷卻隔套和保溫層；微波發(fā)生器的信號出口通過管道與內(nèi)襯桶外壁相接；內(nèi)襯桶內(nèi)設(shè)置有與所述微波源控制系統(tǒng)相接的測溫儀；攪拌器底部設(shè)置有刮板器。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、使用操作簡便、功能多且研磨效率高，能進(jìn)行濕法或干法研磨并能有效保持物料的純度。
文檔編號B02C17/16GK201168628SQ20082002968
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者周安寧, 陳有梅 申請人:西安科技大學(xué);陳有梅