碾磨系统技术方案

为了获得可被竖直或水平或任意方便的角度布置的碾磨设备，以及为了获得更高程度的效率，本发明专利技术的碾磨设备包括径向对称的、具有上游入口及下游出口（反之亦然）的轴向通道的套筒，位于该套筒中的径向对称的转子，转子和套筒之一可相对于另一个旋转，在每个轴向位置处转子的直径小于套筒的直径，以在转子和套筒间限定出环形通道，转子（２）和套筒（９）的表面之一或两者都具有成形结构（４），成形结构（４）适于增加与入口到出口的流体流动中的颗粒相遇的表面积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于碾磨或粉碎颗粒材料的设备，具体的但非限定性的颗粒材料是液体悬浮液中的材料。本专利技术还涉及用于形成乳剂或精细划分 不同液体混合物的设备。本专利技术还涉及用于材料活性处理的设备，例如聚 合体或单体的活性混合，以产生精细划分的活性混合物，例如在纳米尺度。
技术介绍
球磨机、珠磨机和胶体磨机都是公知的。这些一般包括具有光滑内 表面的滚筒，在其中放置研磨介质。这些磨机可具有内部叶片，其具备带 有各种形状和半径的刃口，允许研磨介质的高速运动。
技术实现思路
根据本专利技术，碾磨设备包括径向对称的、具有上游是入口及下游是 出口(反之亦然)的轴向通道的套筒，位于该套筒中的径向对称的转子， 转子和套筒之一可相对于另一个旋转在每个轴向位置处，转子的直径小于套筒的直径，以在转子和套筒间 限定出环形通道，转子和套筒的表面之一或全部具有适于增加从入口到出口的流体流 动中的颗粒接触表面积的成形结构。些不使用珠粒或其他颗粒介质的替代性实施例。在优选实施例中，转子与套筒共轴地定位。在替代性实施例中，转子的轴线可布置得与套筒的轴线平行。当珠粒或其他研磨介质被使用时，环形通道的径向宽度可大约是珠 粒或其他研磨介质直径的两倍。单一尺寸的珠粒或其他研磨介质是优选 的。转子和套筒优选是截头圆锥体。或者，他们可以是凹下或凸起的钟 型。截头圆锥体配置是优选的。或者，转子的横截面可以是卵形或椭圓形。在优选实施例中，入口的直径小于出口的直径。在替代性实施例中， 入口的直径大于出口的直径。当转子是截头圆锥体时，展开角的范围可以是10-140。，优选为 20-90°。与具有相同入口直径的传统磨机相比，更大的角度提供了各种好 处，而并不增加设备的长度。更大的角度提供了从入口到出口的表面积的 更大的增加，并在颗粒穿过系统时增加了停留时间和碾磨范围。总体积以 及进而磨机的容量也有所增加。更大的角度对于高粘性应用及纳米颗粒的 生产都是优选的，其减少了在小尺度上的阻塞倾向。转子和套筒的之一是可转动的。或者，转子和套筒两者能够以相反 方向4争动。进一步的替代性实施例中，转子和套筒可以相同方向、不同速度转 动。这种安排可被用在根据本专利技术的两个或更多的装置被串联连接时，以 控制穿过设备的泵送速率。转子相对于套筒的转动速率可为2-3600 rpm,例如900-1600 rpm。沿着所述设备的轴线，转子和套筒之间的间隔优选是恒定不变的。 可使用的间隔范围是0.00001 mm-200mm,优选使用为0.05-10 mm。在进一步的实施例中，磨才几的转子和套筒之间的间隔为O.OOOOlmm 量级。优选地，碾磨系统的转子和套筒不包含凹缺部。；f皮碾磨的材料(一 种或多种)在压力下净皮添加到碾磨系统的转子和套筒之间，压力为0.1-2000 bar(巴)poise(泊)，优选地是100-500 bar,更优选地是1-10 bar。或者，可通过将转子轴布置得与套筒轴有一定距离而改变转子和套 筒之间的间隔，从而为高粘性应用或没有使用珠粒的情况提供空化。在转子和套筒之一或全部上提供凹缺部阵列。根据被碾磨的材料的 需要，凹缺部及转子和套筒的配置和布置可以是相同的或不同的。凹缺部 可被布置成沿转子和/或套筒的轴线纵向摆放的多个圆形阵列，相邻圆 形阵列优选地被布置成轴向偏移配置，以使得相邻阵列的相应部分不重 合。在优选实施例中，珠粒或其他颗粒的直径为10-2000 优选为 50-800 nm,更优选为50-200 pm (毫微尺寸)。凹缺部的深度是珠粒直径的至少4倍。在替代性实施例中，转子可携带图案或提升表面突出部。该突出部 优选被布置形成通道，从而一起清除珠粒或颗粒，并引起所使用的珠粒的 旋转。在一个优选实施例中，可提供4-100个圆形阵列，优选提供8个圆 形阵列。每个凹缺部可包括楔形沟槽，其横截面是大致三角形的，并在相对 旋转方向前缘处具有最大深度，朝向位于后缘处的环形空腔逐渐减少。或者，每个凹缺部可包括从转子的圆周径向向内延伸的第一表面， 以及结合到径向表面的最内边缘的切向表面，以形成半脊索切除部分部 分。或者，凹缺部可在设备的纵向方向上弯曲，以使得每个凹缺部为槽 形或杯形，其在前缘处具有陡峭表面并在后缘处逐渐变緩。根据本专利技术的设备具有以下不需要单独泵的方便的优点通过转子 的旋转将液体从入口泵送至出口 ，以便于使材料流穿过设备。在使用根据本专利技术的设备期间，空化影响使得珠粒在腔室内循环和 再分布。这是通过使用根据本专利技术的凹缺部和设备所获得的一个重要的效 果。没有凹缺部或突出部的设备将允许珠粒被收集在出口处，阻碍了有效碾磨。在优选实施例中，珠粒或颗粒占据了高达98%的腔室体积，优选地 为10-95 % ,更优选地为75-95 % 。两个或更多才艮据本专利技术的设备可被连接在一起，以使液体可连续地 从一个设备流向另一个设备。第一设备的较大直径的出口可连接到后续设 备较小直径的入口。或者，第二设备可以被连接成相反配置，其具有较大 直径入口和较小直径出口，相邻设备的较大直径部分^皮连接在一起。该设 备还可纟皮连接到传统的球磨机或珠磨机。统珠磨机形成对比，在传统珠磨机中重力的影响会限制珠磨机被使用的朝 向。可使用该设备来处理各种不同物理和化学性质的材料。诸如橡胶或 油灰的高粘性材料可被处理，所述高粘性材料的粘性达到4000泊。通过 为转子和套筒合适地选择配置，可处理具有高固体成分达到95%或低固 体成分达到1%的材料。与传统球磨机相比，获得了受控制的颗粒尺寸分 布、更高程度的碾磨效率和结果。根据本专利技术的设备可被用来生产油墨，例如纳米油墨、喷墨打印机、 医药品粉末、陶瓷、食品、农用化学品以及用于涂敷的、诸如用于保护服 装和身体护具的聚合体。根据本专利技术的优选设备，可在转子的下游面处具有一个或多个叶 片、刀片或其他成形结构，适于促使被碾磨的材料穿过出口网状物或滤网。 这提供了泵送动作，并特别在操控粘性流体材料时是有益的。附图说明下面将参考附图对本专利技术作进一步的描述，该描述是示例性的而非 限制性的图1是根据本专利技术的磨机转子的透视图； 图2是示于图1的转子的替代性透视图； 图3是示于图1和2的转子的端视图； 图4是转子的侧视图； 图5是容纳在套筒内的转子的透视图；以及 图6是示于图5的转子和套筒的剖视图。具体实施方式图l-6示出了根据本专利技术的碾磨设备。示于图1-4中的转子呈大致 截头圆锥体形，并且包括具有比笫二端(2)更小直径的第一端(1)。转 子的截头圆锥体表面具有10-140° (优选为20-90°)的展开角。转子的轴 段(3)界定了相邻的多组凹缺部或压痕(4)(或称凹缺部阵列)。每个凹 缺部(4)包括例如图2中示为(5)的、径向向内延伸的表面，其邻接切 向延伸脊索表面(6)和径向端部分(7)。凹缺部在转子的表面中形成了 直角切除部分。相邻阵列中的凹缺部适当地偏移，从而提供一条延伸路径， 以便颗粒沿转子长度前进。转子的大直径端(2)包括四个剖切部分，其界定了轴向泵，以驱 动流体经由珠粒保持网状物或网(未示出)穿过碾磨设备。图5和6显示了容纳在圆锥形套筒(9)中的转子，该套筒具有光滑的截 头圆锥体内表面。使用中，转子和套筒之间的间隔在设备长度上是恒定不 变的，并可具有0.00001-200 mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碾磨设备，包括：径向对称的、具有上游入口及下游出口或者具有上游出口及下游入口的轴向通道的套筒，位于所述套筒内的径向对称的转子；所述转子和所述套筒之一可相对于另一个旋转；在每个轴向位置处，所述转子的直径小于所述套筒的直径，以在所述转子和所述套筒间限定出环形通道；所述转子和所述套筒的表面之一或两者都具有成形结构，所述成形结构适于增加与所述入口到所述出口的流体流动中的颗粒相遇的表面积。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩苏莱曼，AK索利曼，
申请(专利权)人：布赖恩苏莱曼，
类型：发明
国别省市：GB[英国]