本發(fā)明屬于粉體研磨設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超硬納米粉碎臥式液力雙向?qū)_高速湍流磨。

背景技術(shù)：

本世紀(jì)以來，隨著航空航天、國防及其他工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，超硬納米粉體需求量異常迅猛，其制備業(yè)發(fā)展迅速。目前機(jī)械制備超硬、超微粉體材料的設(shè)備主要有滾筒式球磨機(jī)、振動磨機(jī)、行星球磨機(jī)、砂磨機(jī)以及氣流粉碎機(jī)。受原理所限，這些傳統(tǒng)設(shè)備要想達(dá)到超硬超微材料的工業(yè)化生產(chǎn)尚存在有一定的技術(shù)難度，且普遍存在產(chǎn)量低、能耗高等問題，尤其是納米狀態(tài)存在顆粒粉體團(tuán)聚及不細(xì)化的技術(shù)瓶頸，對超硬粉體尤為突出。

本發(fā)明利用雙空間曲面渦輪在電動軸的驅(qū)動下在磨腔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，在磨腔內(nèi)部會產(chǎn)生高強(qiáng)渦流和湍流，從而形成液固兩相流，物料在高度湍流的作用下，相互發(fā)生強(qiáng)烈自磨，同時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的對撞和剪切作用力，從而將物料粉碎，提高研磨效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種超硬納米粉碎臥式液力雙向?qū)_高速湍流磨，通過設(shè)置雙空間曲面渦輪式研磨機(jī)構(gòu)，可產(chǎn)生強(qiáng)湍流，強(qiáng)化了磨介與物料撞擊能量，同時(shí)通過在臥式筒體內(nèi)部兩側(cè)均設(shè)置空間曲面渦輪，兩個(gè)空間曲面渦輪轉(zhuǎn)向相反，可在研磨過程中擾亂筒內(nèi)渦流，提高磨介與物料的碰撞概率，進(jìn)而大大提高了研磨效率。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

超硬納米粉碎臥式液力雙向?qū)_高速湍流磨，包括底座、臥式筒體和兩個(gè)高速電機(jī)，臥式筒體和高速電機(jī)設(shè)置在底座上；兩個(gè)高速電機(jī)分別設(shè)置在臥式筒體的兩側(cè)，臥式筒體內(nèi)設(shè)置有兩組葉片組件，所述葉片組件包括軸心盤和空間曲面渦輪，空間曲面渦輪固定在軸心盤上；兩個(gè)高速電機(jī)分別通過主軸驅(qū)動連接兩個(gè)軸心盤，臥式筒體的兩側(cè)的高速電機(jī)分別驅(qū)動兩側(cè)主軸轉(zhuǎn)動，帶動軸心盤轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動兩組空間曲面渦輪旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)研磨的作用。

進(jìn)一步的，兩組葉片組件的轉(zhuǎn)動方向相反。

進(jìn)一步的，所述空間曲面渦輪由內(nèi)葉片和外葉片組成，所述內(nèi)葉片為扭轉(zhuǎn)狀，所述外葉片為平面狀，所述內(nèi)葉片的內(nèi)側(cè)與軸心盤相連接，內(nèi)葉片的外側(cè)與外葉片的內(nèi)側(cè)相連接，使空間曲面渦輪具有空間曲面特性；所述空間曲面渦輪的內(nèi)葉片與軸心盤呈10～30°傾角。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動時(shí)，內(nèi)葉片與外葉片將臥式筒體內(nèi)部的顆粒旋轉(zhuǎn)研磨，由于內(nèi)葉片和外葉片的葉片形狀不同，因此，內(nèi)葉片和外葉片將顆粒從不同的方位研磨，使顆粒在研磨內(nèi)腔內(nèi)受強(qiáng)大的湍流，使顆粒充分研磨。

進(jìn)一步的，所述軸心盤為圓形盤，軸心盤的外側(cè)均勻分布4-8個(gè)空間曲面渦輪。

進(jìn)一步的，本裝置還設(shè)置有電機(jī)固定座，所述電機(jī)固定座固定在底座上，高速電機(jī)固定安裝在電機(jī)固定座上；所述速電機(jī)與電機(jī)固定座之間設(shè)置有電機(jī)減震墊片，以減弱工作過程中的電機(jī)的振動。

進(jìn)一步的，所述高速電機(jī)的輸出端通過聯(lián)軸器與主軸的一端連接，主軸的另一端穿過臥式筒體延伸至臥式筒體內(nèi)部，與軸心盤驅(qū)動連接。

進(jìn)一步的，所述主軸與臥式筒體相交處設(shè)置有軸承，軸承的一側(cè)設(shè)置有軸承端蓋。

進(jìn)一步的，所述臥式筒體的上方設(shè)置有進(jìn)料口，下方設(shè)置有出料口。

進(jìn)一步的，所述臥式筒體與底座之間設(shè)置有筒體減震墊片，以減弱工作過程中的臥式筒體的振動。

進(jìn)一步的，所述空間曲面渦輪為鋼材質(zhì)葉片，表面設(shè)有立方氮化硼耐磨涂層。使空間曲面渦輪不易受局部受熱致溫差而造成變形，使其擁有更高的力學(xué)性能和表面穩(wěn)定性，并且在空間曲面渦輪的高速運(yùn)轉(zhuǎn)下，使其保持良好的耐磨性。

本發(fā)明的有益效果：

1）本發(fā)明采用空間曲面渦輪在高速旋轉(zhuǎn)下產(chǎn)生液固湍流場，使顆粒在湍流場中具有湍流的特性，產(chǎn)生強(qiáng)湍動能，空間曲面渦輪采用離心式導(dǎo)流，可以避免臥式筒體底部乏能，強(qiáng)化了磨介與物料撞擊能量；同時(shí)通過在臥式筒體的兩側(cè)均設(shè)置空間曲面渦輪，兩側(cè)空間曲面渦輪轉(zhuǎn)動方向相反，可在研磨過程中擾亂筒內(nèi)渦流場，大大提高了磨介與物料的碰撞概率，物料受快速打擊、碰撞、受湍流場而粉碎，進(jìn)而通過顆粒相互碰撞、剪切、摩擦達(dá)到超微化的目的，由此獲得的粉體具有純度高、粒度細(xì)的優(yōu)點(diǎn)；

2）本發(fā)明空間曲面渦輪的內(nèi)葉片與軸心盤呈10～30°傾角，渦流擴(kuò)散能力強(qiáng)。湍流的基本機(jī)理是渦流擴(kuò)散，即漩渦帶動流體質(zhì)點(diǎn)隨機(jī)運(yùn)動導(dǎo)致強(qiáng)烈的動量傳遞速率，湍流粘性是流體流動狀態(tài)的反映，空間曲面渦輪與旋轉(zhuǎn)面的傾角對于渦流擴(kuò)散能力有影響，當(dāng)超出最佳傾角范圍后，其渦流擴(kuò)散能力會較差，本發(fā)明通過仿真軟件獲取筒內(nèi)的湍流粘性來反映渦流擴(kuò)散能力，經(jīng)大量仿真試驗(yàn)確定，當(dāng)研磨物料為超硬超微粉體時(shí)，空間曲面渦輪的內(nèi)葉片與軸心盤呈10～30°傾角，渦流擴(kuò)散能力較強(qiáng)，超出該傾角范圍，渦流擴(kuò)散能力會顯著降低；

3）空間曲面渦輪的扭曲葉片數(shù)量影響研磨效率，而研磨效率并不是隨著葉片數(shù)的增加而無限增大，因此，本申請通過大量優(yōu)化試驗(yàn)確定對于直徑d尺寸的軸心盤，六片扭曲葉片產(chǎn)生的湍流效果最佳；

4）本發(fā)明的空間曲面渦輪由一體成型的軸心盤和扭曲葉片組成，扭曲葉片均布在軸心盤側(cè)面，扭曲葉片由扭轉(zhuǎn)狀的內(nèi)葉片和平面狀的外葉片首尾銜接而成，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動時(shí)，內(nèi)葉片與外葉片將顆粒旋轉(zhuǎn)研磨，由于內(nèi)葉片和外葉片的葉片形狀不同，內(nèi)葉片和外葉片將顆粒從不同的方位研磨，使顆粒在研磨內(nèi)腔中受強(qiáng)大的湍流，使顆粒充分研磨；

5）在主軸高速旋轉(zhuǎn)的情況下，空間曲面渦輪與顆粒發(fā)生撞擊，當(dāng)物料與空間曲面渦輪以相對高速運(yùn)動而撞擊，受到時(shí)間極短的變載荷，物料被擊碎。撞擊粉碎的粉碎程度范圍較大，從大塊的物料達(dá)到納米粉碎均可以實(shí)現(xiàn)。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記為：1、高速電機(jī)；2、聯(lián)軸器；3、軸承端蓋；4、軸承；5、密封墊圈；6、套筒；7、臥式筒體；8、進(jìn)料口；9、出料口；10、減震墊片；11、空間曲面渦輪；12、底座；13、主軸；14、電機(jī)固定座；15、減震墊片；16、軸心盤。

具體實(shí)施方式：

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參照圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供一種超硬納米粉碎臥式液力雙向?qū)_高速湍流磨，包括底座12、臥式筒體7和兩個(gè)高速電機(jī)1，臥式筒體7和高速電機(jī)1設(shè)置在底座12上；兩個(gè)高速電機(jī)分別設(shè)置在臥式筒體7的兩側(cè)，臥式筒體7內(nèi)設(shè)置有兩組葉片組件，所述葉片組件包括軸心盤16和空間曲面渦輪11，空間曲面渦輪11固定在軸心盤16上；兩個(gè)高速電機(jī)1分別通過主軸13驅(qū)動連接兩個(gè)軸心盤16，臥式筒體7兩側(cè)的高速電機(jī)1驅(qū)動兩側(cè)主軸13轉(zhuǎn)動，帶動軸心盤16轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動兩側(cè)空間曲面渦輪11以相反的方向高速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)研磨作用。本發(fā)明中，兩組葉片組件的轉(zhuǎn)動方向相反，此設(shè)計(jì)的目的在于，可以在研磨過程中擾亂臥式筒體7內(nèi)渦流場，大大提高了磨介與物料的碰撞概率，物料受快速打擊、碰撞而粉碎，進(jìn)而通過顆粒相互碰撞、剪切、摩擦達(dá)到超微化的目的，由此獲得的粉體具有純度高、粒度細(xì)的優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明實(shí)施例中，高速電機(jī)1轉(zhuǎn)速為10000rpm～30000rpm。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述空間曲面渦輪11由內(nèi)葉片和外葉片組成，所述內(nèi)葉片為扭轉(zhuǎn)狀，所述外葉片為平面狀，所述內(nèi)葉片的內(nèi)側(cè)與軸心盤16相連接，內(nèi)葉片的外側(cè)與外葉片的內(nèi)側(cè)相連接，使空間曲面渦輪11具有空間曲面特性；本實(shí)施例中，所述空間曲面渦輪11的內(nèi)葉片與軸心盤16呈10°傾角。當(dāng)主軸13轉(zhuǎn)動時(shí)，內(nèi)葉片與外葉片將臥式筒體7內(nèi)部的顆粒旋轉(zhuǎn)研磨，由于內(nèi)葉片和外葉片的葉片形狀不同，因此，內(nèi)葉片和外葉片將顆粒從不同的方位研磨，使顆粒在研磨內(nèi)腔內(nèi)受強(qiáng)大的湍流，使顆粒充分研磨。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述軸心盤16為直徑30mm的圓形盤，空間曲面渦輪11的設(shè)計(jì)數(shù)量為6個(gè)，均勻分布在軸心盤16的外側(cè)?？臻g曲面渦輪的內(nèi)葉片數(shù)量影響研磨效率，而研磨效率并不是隨著葉片數(shù)的增加而無限增大，因此，本發(fā)明通過大量優(yōu)化試驗(yàn)確定對于直徑30mm尺寸的軸心盤，六片空間曲面渦輪產(chǎn)生的湍流效果最佳。

本發(fā)明實(shí)施例中，還設(shè)置有電機(jī)固定座14，所述電機(jī)固定座14固定在底座12上，高速電機(jī)1通過螺栓與電機(jī)固定座14連接；所述速電機(jī)1與電機(jī)固定座14之間設(shè)置有電機(jī)減震墊片15，以減弱工作過程中的電機(jī)1的振動。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述高速電機(jī)1的輸出端通過聯(lián)軸器2與主軸13的一端連接，主軸13的另一端穿過臥式筒體7延伸至臥式筒體7內(nèi)部，與軸心盤16驅(qū)動連接；所述主軸13與臥式筒體7相交處設(shè)置有軸承4，軸承4的一側(cè)設(shè)置有軸承端蓋3，與空間曲面渦輪11的一側(cè)設(shè)置有套筒6，對空間曲面渦輪11起軸向固定作用；在軸承4與臥式筒體7內(nèi)部接觸部分設(shè)置有密封墊圈5，以保證臥式筒體7與軸承4的密封良好。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述臥式筒體7的上方設(shè)置有進(jìn)料口8，下方設(shè)置有出料口9；所述臥式筒體7與底座12之間設(shè)置有筒體減震墊片10，以減弱工作過程中的臥式筒體7的振動。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述空間曲面渦輪11為鋼材質(zhì)葉片，鋼材質(zhì)葉片的表面設(shè)有立方氮化硼耐磨涂層，使空間曲面渦輪11不易受局部受熱致溫差而造成變形，使其擁有更高的力學(xué)性能和表面穩(wěn)定性，并且在空間曲面渦輪的高速運(yùn)轉(zhuǎn)下，使其保持良好的耐磨性。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

1.超硬納米粉碎臥式液力雙向?qū)_高速湍流磨，其特征在于，包括底座（12）、臥式筒體（7）和兩個(gè)高速電機(jī)（1），所述臥式筒體（7）和高速電機(jī)（1）設(shè)置在底座（12）上；兩個(gè)高速電機(jī)分別設(shè)置在臥式筒體（7）的兩側(cè)，臥式筒體（7）內(nèi)設(shè)置有兩組葉片組件，所述葉片組件包括軸心盤（16）和空間曲面渦輪（11），空間曲面渦輪（11）固定在軸心盤（16）上；兩個(gè)高速電機(jī)（1）分別通過主軸（13）驅(qū)動連接兩個(gè)軸心盤（16），所述高速電機(jī)（1）驅(qū)動主軸（13）轉(zhuǎn)動，帶動軸心盤（16）轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動空間曲面渦輪（11）旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)研磨作用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超硬納米粉碎臥式液力雙向?qū)_高速湍流磨，其特征在于，兩組葉片組件的轉(zhuǎn)動方向相反。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超硬納米粉碎臥式液力雙向?qū)_高速湍流磨，其特征在于，所述空間曲面渦輪（11）由內(nèi)葉片和外葉片組成，所述內(nèi)葉片為扭轉(zhuǎn)狀，所述外葉片為平面狀，所述內(nèi)葉片的內(nèi)側(cè)與軸心盤（16）相連接，內(nèi)葉片的外側(cè)與外葉片的內(nèi)側(cè)相連接，使空間曲面渦輪（11）具有空間曲面特性；所述空間曲面渦輪（11）的內(nèi)葉片與軸心盤（16）呈10～30°傾角。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超硬納米粉碎臥式液力雙向?qū)_高速湍流磨，其特征在于，所述軸心盤（16）為圓形盤，軸心盤（16）的外側(cè)均勻分布4-8個(gè)空間曲面渦輪（11）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超硬納米粉碎臥式液力雙向?qū)_高速湍流磨，其特征在于，還設(shè)置有電機(jī)固定座（14），所述電機(jī)固定座（14）固定在底座（12）上，高速電機(jī)（1）固定安裝在電機(jī)固定座（14）上；所述速電機(jī)（1）與電機(jī)固定座（14）之間設(shè)置有電機(jī)減震墊片（15），以減弱工作過程中的電機(jī)（1）的振動。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超硬納米粉碎臥式液力雙向?qū)_高速湍流磨，其特征在于，所述高速電機(jī)（1）的輸出端通過聯(lián)軸器（2）與主軸（13）的一端連接，主軸（13）的另一端穿過臥式筒體（7）延伸至臥式筒體（7）內(nèi)部，與軸心盤（16）驅(qū)動連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超硬納米粉碎臥式液力雙向?qū)_高速湍流磨，其特征在于，所述主軸（13）與臥式筒體（7）相交處設(shè)置有軸承（4），軸承（4）的一側(cè)設(shè)置有軸承端蓋（3）；所述臥式筒體（7）的上方設(shè)置有進(jìn)料口（8），下方設(shè)置有出料口（9）。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超硬納米粉碎臥式液力雙向?qū)_高速湍流磨，其特征在于，所述臥式筒體（7）與底座（12）之間設(shè)置有筒體減震墊片（10），以減弱工作過程中的臥式筒體（7）的振動。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明提供一種超硬納米粉碎臥式液力雙向?qū)_高速湍流磨，包括底座、臥式筒體和兩個(gè)高速電機(jī)，臥式筒體和高速電機(jī)設(shè)置在底座上；兩個(gè)高速電機(jī)分別設(shè)置在臥式筒體的兩側(cè)，臥式筒體內(nèi)設(shè)置有兩組葉片組件，葉片組件包括軸心盤和空間曲面渦輪，空間曲面渦輪固定在軸心盤上；兩個(gè)高速電機(jī)分別通過主軸驅(qū)動連接兩個(gè)軸心盤，臥式筒體兩側(cè)的高速電機(jī)驅(qū)動兩側(cè)主軸轉(zhuǎn)動，帶動軸心盤轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動兩側(cè)空間曲面渦輪以相反的方向高速旋轉(zhuǎn)，可以在研磨過程中擾亂臥式筒體內(nèi)渦流場，大大提高了磨介與物料的碰撞概率，物料受快速打擊、碰撞而粉碎，進(jìn)而通過顆粒相互碰撞、剪切、摩擦達(dá)到超微化的目的，由此獲得的粉體具有純度高、粒度細(xì)的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：楊小蘭;葉文旭;劉極峰;陳楊;何雪峰;賈天樂

受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京工程學(xué)院

技術(shù)研發(fā)日：2021.03.29

技術(shù)公布日：2021.06.22