喷射磨制造技术

本发明专利技术涉及一种喷射磨，其包括具有纵向轴线(2)的研磨室(1)、位于轴线一端的入口(3)和位于轴线相对端的出口(4)，研磨室(1)包括布置在研磨室(3)的自由流动横截面中的多个销(5)，其中销(5)布置在垂直于所述纵向轴线(2)的至少两个平面中，所述平面在纵向上彼此远离，并且一个平面的销(5)相对于后续平面的销(5)横向偏移，其中研磨室(1)分成交替的销段和加速段，每个销段具有至少两个销平面(5)，并且加速段没有销。本发明专利技术进一步涉及一种研磨固体颗粒的方法，其包括以下步骤：(a)将颗粒注入射流中，以及(b)将包括注入颗粒的射流供入本发明专利技术的喷射磨中。的喷射磨中。的喷射磨中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】喷射磨
[0001]本专利技术涉及一种喷射磨，其包括具有纵向轴线的研磨室、位于轴线一端的入口和位于轴线相对端的出口。本专利技术进一步涉及一种研磨固体颗粒的方法，其包括将颗粒注入射流中，并将包括注入颗粒的射流供入本专利技术的喷射磨中的步骤。
[0002]喷射磨通过使用压缩空气、气体或蒸汽的高速射流在颗粒之间产生冲击来研磨材料。不需要机械工具如高速转子。颗粒被研磨气体引入的能量粉碎。压缩空气通常用作研磨气体，更罕见的是惰性条件下可使用惰性气体如氩气或氮气进行研磨。也可以使用过热蒸汽，并用于特殊应用。喷射研磨的原理通常用于需要精细粉碎的地方。喷射磨将干燥材料研磨至D90值为0.1
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200微米的细度。通常工作范围低于20微米的D90值。最常用的喷射磨类型是对置喷射磨和螺旋喷射磨。
[0003]对置喷射磨，也称为流化床对置喷射磨，包括研磨床、输送区和空气分级区。将待研磨的颗粒供入研磨室，并在喷射磨底部形成流化的研磨床。气体射流通过设置在磨机外壳上的喷嘴引入研磨床。气体射流通过将位于磨机底部的颗粒加速至高速而使研磨床流化。沿着气体射流以及在研磨床的中心，加速的颗粒彼此碰撞，从而被研磨成更小的颗粒。负载有颗粒的气体通过输送区向上上升到研磨室中心，并将颗粒向上输送到安装在磨机顶部的空气分级机。通常，分级机包括由变速电机驱动的分级机轮。空气分级机将细颗粒与粗颗粒分离。太粗的颗粒被分级机截止，并落回到流化床中。细颗粒与研磨气体一起离开磨机，并在合适的分离器或粉尘过滤器中与研磨气体分离。
[0004]近年来，已经开发了许多不同的装置和操作方法，以提高对置喷射磨的性能。作为实例，文献US 2009/0236451A1、US 2009/0261187A1和US 2014/0021275A1公开了用于通过具有集成动态空气分级机的喷射磨产生细颗粒的方法和喷射磨装置。
[0005]尽管存在对置喷射磨是一种成熟的研磨颗粒技术的事实，但该技术也存在一些缺点。喷射磨在细度方面的性能强烈依赖于气体射流的速度。作为研磨气体的空气的最大喷射速度约为330m/s，这是气体的音速。使用Laval喷嘴，甚至可以在喷嘴出口处实现超音速。然而，最近的研究表明，磨机内的实际射流速度要低得多。通过颗粒图像测速测量，可以揭示最大颗粒速度仅为约40m/s(Koeninger等，Powder Technology 316(2017)49
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58)。此外，测量了对置喷射磨中颗粒之间的动能传递，并揭示每个应力事件提供的能量传递相当低(Koeninger等，Powder Technology 327(2018)346
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357)。由于颗粒的动能与速度呈平方增大，与40m/s的颗粒相比，300m/s的颗粒所具有的能量约为其56倍。
[0006]另一个缺点是射流仅部分地负载了颗粒。射流内的固体负载量非常低，因为大多数颗粒在射流的外圆周处被加速，并且没法进入射流内部。因此，很大一部分高动能被浪费了。对置喷射磨的另一个缺点是，当射流在射流中部碰撞时，射流会向侧面扩散。更容易加速的细颗粒也可以更容易地跟随扩散的射流，从而避免彼此之间的正面冲击。具有较高惯性矩的较大颗粒可以相互碰撞，但仅以低速碰撞。
[0007]螺旋喷射磨在工业中广泛使用，其中磨机尺寸范围从用于仅数克产品样品的小型实验室单元到每小时生产数吨的生产机器。螺旋喷射磨也可分为研磨、输送和分级区。与对置喷射磨相比，空气分级是由静态涡流而非转轮分级机实现的。另一个不同之处是，射流并
非彼此相对，而是切向进入磨机。数个喷嘴沿切向布置在典型的圆且平的研磨室的圆周上。通过喷嘴进入的研磨气流形成螺旋。待研磨的颗粒经由注入器供入研磨室中。这种研磨机的工作原理是，待研磨的颗粒在研磨室中进行圆周运动，因此必须碰撞进入的气体射流。颗粒通过相互的颗粒碰撞而研磨。
[0008]由于颗粒的旋转运动，离心力作用在研磨室中的颗粒上。由射流引入的气体可以通过磨机中部的圆形开口离开磨机外壳。小颗粒可以跟随气流，因此可以被带出磨机。对于较大的颗粒，离心力和径向拖曳力分量之间的关系有利于离心力，因此较大的颗粒停留在研磨室中，直至它们足够小而离开磨机。所得研磨颗粒的细度可以受到射流压力和气体比负载量的影响。较高的气体负载量导致颗粒接触的统计概率较高。另一方面，过高的气体负载量抑制了分级的正确功能。
[0009]对于对置喷射磨，近年来已经开发了许多不同的装置和操作方法，以提高螺旋喷射磨的性能。文献US 2004/0169098A1和US 2011/0049278A1中公开了实例。
[0010]尽管螺旋喷射磨在工业中广泛应用于各种应用，但该技术也有一些缺点。对于对置喷射磨，螺旋喷射磨在细度方面的性能强烈依赖于气体射流的速度。在以空气或氮气作为操作气体的正常工作条件下，最大射流速度由气体的音速限定，例如，对于空气或氮气，约330m/s。可使用Laval喷嘴来产生超音速气体速度，但仅限于有限距离。然而，对于对置喷射磨，由于消散到周围气体中以及射流离开喷嘴后膨胀，显著量的射流能量损失掉了。
[0011]两种磨机的另一个缺点是，两个颗粒相互碰撞的可能性随着颗粒的尺寸而减小。即使对于非常高负载的气体射流，两个颗粒彼此正面碰撞的可能性也很低。更可能的是，它们会切向碰撞，从而仅利用了部分动能来进行研磨。
[0012]另一个问题是，由于在研磨区中的长停留时间和颗粒的随机运动，本领域已知的喷射磨的碰撞强度谱非常宽。这导致不必要的大量颗粒碰撞，这些颗粒碰撞吸收能量而不会导致颗粒破碎。
[0013]另一个问题是，对置喷射磨和螺旋喷射磨的比气体负载量受到分级系统的限制。对于研磨目的，高的比气体负载量将有利于产生更多的碰撞。对于空气分级系统，过高的气体负载量导致不精确的分离，从而降低产品质量。因此，不可能在磨机的最佳操作窗口中操作这些磨机。
[0014]文献US 4059231公开了一种喷射磨的替代结构。该喷射磨包括用于携带不同质量的夹带颗粒的空气输送系统、用于加速气流和夹带颗粒的文丘里管、用于接收加速气流和颗粒的管道、以及安装在管道中用于选择性粉碎夹带颗粒的冲击杆。冲击杆位于加速气流中，以建立对夹带颗粒进行分级的反压力场，并为大于预定质量的碎片颗粒提供冲击表面，其余颗粒在反压力场的作用下围绕杆偏转。
[0015]另一个问题是，现有的喷射磨只能生产一种研磨产品。所用的分级系统不能分级成具有精确定义的粒度的各种级分。
[0016]本专利技术的目的是提供一种喷射磨，其特征在于射流所需能量输入的效率更高，产量更高，粒度分布更窄，能够产生更细的颗粒。
[0017]根据本专利技术，该任务通过根据权利要求1的喷射磨来解决。此外，该任务通过根据权利要求13的研磨固体颗粒的方法来解决。权利要求2
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12和14中提出了该喷射磨和方法的有利变型。
[0018]本专利技术的第一主题是一种喷射磨，其包括具有纵向轴线的研磨室、位于轴线一端的入口和位于轴线相对端的出口，其中研磨室包括布置在研磨室的自由流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种喷射磨，包括具有纵向轴线(2)的研磨室(1)、位于轴线一端的入口(3)和位于轴线相对端的出口(4)，研磨室(1)包括布置在研磨室(1)的自由流动横截面中的多个销(5)，其中销(5)布置在垂直于纵向轴线(2)的至少两个平面中，所述平面在纵向上彼此远离，并且一个平面的销(5)相对于后续平面的销(6)横向偏移，其特征在于，研磨室(1)分成交替的销段和加速段，所述销段各自具有至少两个销(5)平面，并且加速段没有销。2.根据权利要求1所述的喷射磨，其特征在于，销(5)面向入口(3)的表面是凸的。3.根据权利要求1
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2中任一项所述的喷射磨，其特征在于，销(5)可拆卸地附接在研磨室(1)内。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的喷射磨，其特征在于，销(5)中的至少一些包括能够检测相应销的磨损测量值的传感器。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的喷射磨，其特征在于，销段各自具有2
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5个销(5)平面。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的喷射磨，其特征在于，加速段的长度大于销段中平面之间的纵向距离。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的喷射磨，其特征在于，具有入口(7)和出口的加速室(6)连接到研磨室(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：