[发明专利]超声波脉冲射流超细粉碎装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用超声波射流技术进行物料粉碎的高效超细粉碎装置，适用于粉体，浆体的制备与分选领域.特别涉及一种利用超声波喷射粉碎原理，结合超音速气流喷射粉碎和高压水射流喷射粉碎原理形成的超声波脉冲射流高效超细粉碎装置. 

背景技术

现有用于各工业领域的物料粉碎的超细粉碎装置主要有机械式粉碎磨机，气流喷射磨机和水流喷射磨机三大类.其中气流喷射粉碎方法是目前一种常用的颗粒制备方法，广泛应用于化工，制药，建材等工业领域，在其制备颗粒的过程中，由于没有其他介质存在，只是利用物料之间的相互碰撞而使物料破碎，因此，这种方法也是一种无污染的高纯度颗粒的制备方法，一般均为干式超细粉体制备和分选装置，如日本工程株式会社的”喷射粉碎机”CN1589972A，昆山密友实业有限公司的”深冷中药超微粉碎装置”CN1559377A，以及北京航空航天大学的”采用气流粉碎方法制备高纯纳米颗粒的工艺和装置”CN101049580A，但由于目前一般的气流粉碎装备多是采用较单一的粉碎原理，且存在效率低，能耗大，研磨介质污染等问题.尽管近年来出现的超音速气流喷射磨具有可最小限度地混入杂质，得到高纯度产品且保持颗粒的粒形以及设备简单可靠等特点。且也存在效率低，能耗大等不足. 

最近几年，随著粉碎机理研究与高压水射流技术的进展，粉碎技术又出现了一个新的分支，即高压水射流粉碎技术，从而喷射磨也相应出现了一个新的家族水流喷射磨(简称水流磨)，一般也称作高压水射流(超细)粉碎机。就已出现的水流喷射磨来看，主要有以下几个类型:即利用前混合磨料射流开发出来的水流磨(以下称作前混合磨料射流磨)以及利用后混合磨料射流开发出来的水流磨(以下称作后混合磨料射流磨).湿式的高压水射流粉碎技术与装置近几年已开始用于少数工业领域中的超细粉体的制备与分选，例如水煤浆，原盐，云母的制备与分选. 

水流喷射磨除了具备气流喷射磨的大多数优点外，其独特之处在于，其效率高，对环境无污染，符合节能环保的要求，采用水做介质，湿法生产，可更好地保护粉体 粒子的形状与表面光泽，由于具有一定的粉碎压力(一般为30～70MPa)，因此其粉碎效率与产量远远高于气流喷射，因此被认为是21世纪粉碎工程新的革命. 

在现有的两种基本形式的高压水射流(超细)粉碎装置的中，前混合磨料射流是将磨料先和水在高压输水管路中均匀混合成磨料浆水，然后经磨料喷距喷射形成的磨料射流。前混合磨料射流水流磨的典型产品是德国AKW公司，丹麦APVRASNNIEA/S公司和中国矿业大学生产的高压均化器，中国实用新型专利，CN2132562，Z192218302.3。AKW公司和APVRASNNIEA/S公司的高压均化器的共同特点是利用前混合原理首先将被处理的料浆加压，然后以很高的速度通过具有细小间隙的匀化阀，由此而产生的摩擦剪切作用使物料匀化粉碎。该装置的优点在于待粉碎的物料与高压水流充分的混合，加速效果好冲击作用明显.缺点是需要经常定期的停机，将待粉碎的物料添加到高压罐中，因此不能连续生产，且结构复杂，操作与维修困难. 

与前混合磨料射流相比，后混合磨料射流设备结构简单、能连续作业、生产操作简便，缺点就是磨料与水射流的混合效果不如前者.其原理是：待粉碎的物料存在一常压的料仓中，其下端接混合腔，高压水通过喷嘴射入混合腔，靠真空引射作用将物料颗粒吸入射流并使之加速，经加速管加速后打击靶体，导至颗粒粉碎。北京科技大学新近开发出来的高压水射流超细粉碎机(专利号：ZL96200441.3)，和自振式水射流超细粉碎机(CN2345284)，以及中国科学院广州能源研究所的一种脉冲空化水射流超细粉碎装置(CN2510162，和CN1416959A)属于这种装置. 

现有的超音速气流超细粉碎装置和高压水射流超细粉碎装置，与传统的冲击式磨机，球磨机，辊磨机，振动磨机等超细粉碎装置相比，在效率和粉体的生产率等方面有较大的优势，但目前这些公开的技术装置由于原理和结构的原因.各自还存在以下各种问题和缺点，粉碎原理单一，待粉碎的颗粒不能抵达射流的中心，加速效果差，水射流冲击靶体后的剩余能量几乎全部浪费，磨料喷嘴容易堵塞或磨损严重，粉碎效果较差，无法形成稳定的脉冲振荡等. 

发明内容