高度湍流磨及其双负压涡轮制造技术

一种高度湍流磨，用于加工超微粉体和纳米材料，包括：一驱动装置，设置在一底座上；一中空的磨腔，在该磨腔的内周壁上固定设置有一定子导向齿圈；一双负压涡轮，可旋转地设置在所述磨腔中；一料斗，用于通过一进料管向该磨腔中输送物料；一出料管，与该磨腔连通，用于输出粉碎后的产品；及一控制装置，用于对该高度湍流磨进行电气操作控制；当所述特殊设计的双负压涡轮在该电动轴的驱动下在该磨腔内高速旋转时，在磨腔内部会产生高强涡流和湍流，从而形成气固两相流。物料在高度湍流的作用下，相互发生强烈自磨，同时产生强烈的对撞和剪切作用力，从而将物料有效地粉碎。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制造超微粉体和纳米材料的机械装置，尤指一种对将各种物料进行超微粉碎的“高度湍流磨”及其用于该高度湍流磨的一种“双负压涡轮”。本专利技术的高度湍流磨不仅可用于军工、航天等尖端领域，而且在不同的行业中广泛得以应用，如微电子、新医药、新材料、新能源及化工、机械、冶金、环保、食品、日化等相关行业。
技术介绍
超微粉体技术被国内外科技界称为跨世纪的高新技术。随着科学技术的迅速发展，超微材料和纳米材料的研究应用，具有广阔的应用前景，对推动工业技术进步有着极其重要的作用。一般将1微米以细的粉体称为超微材料， 0. 1微米以细的粉体称为纳米材料。超微材料(亚微米级)的制备技术，目前还未发现国内外有这方面的报道，有报道说超微材料是限于超细材料和纳米材料之间的一种瓶颈材料，目前还没有制备技术能够生产。超细材料的生产设备及技术目前主要有机械冲击式粉碎机、气流粉碎机和振动研磨机等。这些技术设备的共性是，破磨极限粒度只能达到5微米左右。纳米材料的制备技术目前报道比较多，主要使用化学方法制备，有固相法、液相法、气相法及等离子体法、激光法等。另有报道论述，采用化学方法生产出来的纳米材料，往往会改变材料本身的物理性能，达不到纳米材料的使用效果，而且团聚问题很难解决，生产效率低，加工成本昂贵。目前只能在试验室生产，无法实现工业化生产。超微材料(亚微米及纳米级)是21世纪的基础材料，是当前高科技领域国际竞争的热点之一。物理制备技术能否生产超微材料和纳米材料是目前科技界非常渴望和关注的一项跨时代的科研攻关项目。目前世界各国特别是工业发达国家，政府每年都投入巨资进行这方面的研究与开发。
技术实现思路
鉴于目前超微粉体材料和纳米材料研究应用的现状和存在的技术问题，本专利技术的目的是提供一种比现有技术更为先进的粉磨设备，其可高效地生产所需的超微粉体及纳米粉体。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种双负压涡轮，用于高度湍流磨中，其特征在于，包括一叶盘和设置在该叶盘两个侧面的多个叶片，其中该叶片在该叶盘的每个侧面沿周向均勻分布，且旋向相同，位于该叶盘一个侧面的叶片与位于该叶盘另一侧面的叶片沿周向彼此错开。该双负压涡轮还具有多个冲击齿板，各所述冲击齿板包括一安装部和一连接该安装部的工作部；在该工作部的顶部形成有成对的冲击齿，每对冲击齿中的两个冲击齿以齿顶相对远离的方式倾斜。如上所述的双负压涡轮，其中，该叶片的外轮廓呈抛弧形，其横截面呈“L”形，包括一基部和从该基部垂直延伸的一肋部；该叶片的基部内侧加工有两个螺孔，用于通过螺钉将该叶片固定在该叶盘上。如上所述的双负压涡轮，其中，该叶片的基部的外侧端部形成有一第一斜面，该第一斜面与叶盘平面的夹角为30° 60° ；如书所述的双负压涡轮，其中，该叶片靠近叶盘中心的一侧端部形成有一第二斜面，该第二斜面与叶盘平面的夹角为45° 70°。如上所述的双负压涡轮，其中，该叶片的基部的径向外缘与叶盘的基圆吻合，多个叶片的径向内缘位于与该基圆同心的圆周上；该叶片的横向内缘和横向外缘为具有共同圆心的两段弧；从而使得该叶片形成抛弧形。如上所述的双负压涡轮，其中，该叶片的弧形的横向内缘和横向外缘的共同圆心由如下方式确定通过叶盘的中心的垂直线与叶盘的基圆的交点为第一交点，以叶盘中心为圆心，以0. 25 0. 35倍的叶盘半径为半径作弧，该弧与通过叶盘中心的、与该垂直线成 45度角的径向线形成的交点为第二交点，然后分别以该第一交点和第二交点为圆心，以叶盘的半径为半径作弧，两条弧的交点即为该共同圆心。如上所述的双负压涡轮，其中，所述冲击齿板成对设在叶盘两侧相邻的两叶片之间。如上所述的双负压涡轮，其中安装部上形成有两个安装孔，用于通过螺钉将该冲击齿板固定在该叶盘上；该工作部位于该安装部的上方，其与该安装部一体形成；所述冲击齿为矩形齿，并且所述冲击齿的方向与叶盘的圆周方向相同。本专利技术还提供了一种使用上述双负压涡轮的高度湍流磨，用于加工超微细粉体， 其中，包括一驱动装置，设置在一底座上，包括相互耦接的一电动机和一驱动轴；一中空的磨腔，设置在该底座上，在该磨腔的内周壁上固定设置有一定子导向齿圈，磨腔的左右两侧分别装有内盖板法兰和外盖板法兰，其中左侧的内盖板法兰的中心位置开有装配孔，驱动装置的驱动轴通过该装配孔与设置在磨腔中的双负压涡轮连接；在该左侧内盖板法兰上、该装配孔的偏上位置，还开有进料口 ；右侧的内盖板法兰中心位置开有出料孔；一双负压涡轮，可旋转地设置在所述磨腔中，并由该驱动装置驱动；一料斗，用于通过一进料管向该磨腔中的该进料口输送物料；一出料管，与该磨腔的该进料孔连通，用于输出粉碎后的产品；及一控制装置，用于对该高度湍流磨进行电气控制；当所述双负压涡轮在该电动机的驱动下在该磨腔内高速旋转时，会在磨腔内部的空气和物料中激起涡流和湍流，从而形成气固两相流，物料在定子导向齿圈及高度湍流的作用下，相互之间发生强烈自磨，同时产生强烈的撞击、剪切作用力，从而将物料有效地粉碎。如上所述的一种高度湍流磨，其磨腔为水冷式，其中磨腔分为内外两室，该磨腔的外室与一循环水箱相连通。如上所述的一种高度湍流磨，其中，还包括一螺旋输料器，该螺旋输料器的两端分别与该料斗和进料管连接，用于在一调速电机的驱动下向该磨腔输送物料。如上所述的一种高度湍流磨，其中，该出料管的另一端连接有一球形连接器，该球形联接器和一旋风落料器连接，该旋风落料器和一布袋收料器连接，该布袋收料器和一引风机连接，用于完成产品的收集。如上所述的一种高度湍流磨，其中，该定子导向齿圈的齿数在50个以上，且每个齿的齿型呈锯齿形，齿形角为40° 50°。本专利技术的湍流磨是专利技术人利用湍流原理设计的双负压、双涡流的涡轮，在高速旋转时产生的高度湍流运动来粉碎物料的。高度湍流的产生，在于高强涡流能量交换，其在高雷诺数(Re> 1.5X105)下发生。本专利技术湍流磨中的雷诺数已达到Re >6. 6X105，确能够产生高度湍流运动。湍流运动的特性是不规则性，即由大小不等涡体组成无规则的随机运动。它最本质的特性是“湍动”，即随机的脉动。它的速度场和压力场都是随机的，不仅对时间，而且对空间而言均是随机的。湍流运动的另一重特性是扩散性。湍流中由于涡体相互混杂，引起流体内部能量交换，动量大的质点将动量传给动量小的质点，动量小的质点又影响动量大的质点，结果扩散增加了动量、质量的传递率。当被粉碎物体处在湍流场中时，就构成了气固两相流，从双负压涡轮获得的端动能量，通过高速旋转的惯性作用，由大旋涡逐级传递给小旋涡。在这一复杂的湍动过程中产生强烈的撞击、自磨、剪切作用力，从而使物料有效地被粉碎。由于该湍流磨机从粉磨机理上取得了重大突破，其具有双负压、双涡流、高湍流、 高离心的技术特性。从而有效解决了至今为止各国粉碎行业专家孜孜以求渴望解决，但始终未能获得重大进展的机械粉碎难题。其具有粉碎节能、细度超微(亚微米)和环保性能要求佳的有益效果。本专利技术的高度湍流磨和现有比较先进的气流粉碎机相比，同功率下产量是气流磨的10倍，能耗仅为气流磨的10%。其破磨能量比气流粉碎机高出一倍，粉碎细度突破了亚微米级，平均粒度达到了纳米级，在质和量上取得了预料不到的技术效果。高度湍流磨的专利技术和试产成功，为我国迈向物理法，实现工业化生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨富茂，刘星发，
申请(专利权)人：杨富茂，刘星发，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]