[發明專利]超細盤式渦流水射流磨

無效

• 申請號: 200810197130.3
• 申請日: 2008-09-28
• 公開（公告）號: CN101367059A
• 公開（公告）日: 2009-02-18
• 發明（設計）人: 高惠民;葉菁;朱瀛波;張翼;張小偉
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B02C19/06
• 分類號: B02C19/06;B02C23/12;B04C5/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發明屬于粉體工程領域，具體涉及固體物料粉碎裝置。

背景技術

水射流技術是20世紀60年代逐漸發展起來的一項新技術，由起初的水射流開采，逐步發展到水射流清洗、切割等領域，到80年代中期，美國密蘇里-羅拉(Missour-Rilla)大學巖石力學及爆破技術研究中心，首先利用高壓水射流進行了木材、廢紙制漿、城市固體垃圾處理，以及煤和礦物的粉碎試驗，從而開始了高壓水射流粉碎技術的研究，并日益引起人們的重視。高壓水射流粉碎這一新技術正日益引起人們的重視，有觀點認為，高壓水射流粉碎與超聲波粉碎和熱粉碎技術，可能是21世紀粉碎工程中的一場革新性技術。

雖然水射流粉碎技術已展示了良好的應用前景，該技術的研究也從實驗逐步轉向工業開發應用。但是，目前國內外能應用于工業生產的水射流粉碎裝置卻屈指可數，使水射流粉碎技術的發展受到制約，其主要原因是已有的水射流粉碎裝置在技術上還不成熟，以及水射流粉碎的粒度控制和新型高效水射流粉碎裝置的開發相對滯后。

國內外現有水射流粉碎裝置分為三種形式：直接水射流水流磨(Straight?Water?Jet)；前混合物料射流水流磨(DIA?Jet)；后混合物料射流水流磨(Abrasive?Entrained?WaterJet)。其中：

①美國Missouri-Rilla大學研制的水射流雙圓盤式粉碎機(直接水射流水流磨)，用于煤的粉碎。其工作原理為：上、下圓盤分別由電機驅動，并可獨立調整圓盤的相對速度。當煤通過一個和頂部圓盤同軸安裝的進料管給入兩圓盤構成的破碎腔時，離心力將煤塊朝外甩向旋轉的圓盤表面，由電機驅動的旋轉頭上的噴嘴噴出的水射流直接射入兩圓盤間的間隙，沖擊兩圓盤間受到機械破碎的煤。粉碎后小于粒度要求的煤顆粒通過起分級作用的縫隙射出，大顆粒則在粉碎腔內進一步粉碎。

②意大利卡利亞里大學DIMM實驗室研制的旋轉射流磨機(直接水射流水流磨)，用于煤的粉碎。其工作原理為：在破碎腔的環形壁和錐形中心形成的圓形漏孔上方有一套有兩個噴嘴的噴槍在旋轉。加入的物料落到錐形體下部進入破碎腔并迫使破碎后的物料通過漏孔，再與位于下面的沖擊板進行再一次沖擊粉碎。與此類似的另一種直接水射流磨煤裝置是：水射流經旋轉接頭由噴嘴射向容器內的煤粒，容器為封閉式，煤粒在極短的時間內被水射流不斷沖擊，并在湍流和空化沖蝕效應作用下，煤粒得以粉碎。

上述①和②兩種水射流粉碎裝置，由于不同程度采用了電機驅動的旋轉結構，使得粉碎裝置過于復雜，以及帶來磨損和高壓水密封等問題，其水射流沖擊強度有限，用于易于解理的煤的粉碎，也是水射流磨的初期結構。

③前混合物料射流水流磨，有德國AKW公司和丹麥朗尼公司(APVRASNNIEA/S)超細剝片水射流粉碎裝置，其工作原理為：高壓水分為二路，其中一路經節流閥進入高壓儲料罐底部的流態化室，使罐內物料局部流態化，同時獲得流動初速度。另一路高壓水進入混合室，并與來自流態化室的物料漿液充分混合，混合后的漿液被輸送到噴嘴被加速，料液中的物料受到噴嘴壁的摩擦作用而部分地被剪切粉碎，并向靶體撞擊進一步粉碎。

④超細均化器(前混合物料射流水流磨)，其工作原理為：通過高壓裝置加壓使超細或剝片的顆粒漿料在流化床內處于高壓之中并產生均勻化，當漿料到達細小的噴嘴時以每秒數百米的速度擠出，噴射在靶體上。由于顆粒漿料在擠出時的互相摩擦剪切，加之漿體擠出后壓力突然降低所產生的空化沖蝕效應，以及顆粒漿料噴射在靶體所產生的強大沖擊力，使得被超細剝片的顆粒沿晶層間解理或缺陷處爆裂，從而實現超細剝片的目的。

上述③和④兩種超細剝片水射流粉碎裝置(前混合物料射流水流磨)，雖然獲得較高的能量效率，但結構復雜、造價高、不能連續作業，每次裝料有限、生產率低，及噴嘴容易堵塞和磨損，故適用于粉碎低硬度，且原料粒度較小的物料。

⑤后混合物料水射流磨，其工作原理為：高壓水經噴嘴轉化為高速水射流，并在混合室中產生高真空，將進料裝置中的顆粒物料吸入混合室并混入水射流中。在所謂準直管中，水射流破碎成大量水滴，形成平行流動段，不斷與顆粒發生碰撞，使顆粒物料的速度充分提高，然后高速運動的顆粒與靶體碰撞導致粉碎。