胶体磨定子和转子以及包括该定子和转子的胶体磨

摘要

本发明公开了一种胶体磨定子和转子以及包括该定子和转子的胶体磨，属于机械领域。本发明的胶体磨定子和转子，定子盘体一端面和转子盘体一端面均同心环形分布齿段，相邻齿段间形成泄流槽，定子盘体端面最外层齿段为直齿，定子盘体端面其他各层齿段为梯形齿，所述直齿的齿高小于定子盘体端面所述梯形齿的齿高，相邻两直齿之间的泄流槽外缘为盲槽；转子盘体端面最外层齿段为斜齿，转子盘体端面其他各层为梯形齿，所述斜齿的齿高小于转子盘体端面所述梯形齿的齿高，相邻两斜齿之间的泄流槽内缘为盲槽。本发明的包括该定子和转子的胶体磨结构简单，剪切效率高，使用寿命长。

说明书

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，特别涉及一种胶体磨定子和转子以及包括该定子和转子的胶体磨。

背景技术

胶体磨包括机壳、机盖、定子、转子、机体、主轴，定子固定安装在机盖内，转子安装在机壳内腔中的主轴上与定子配合，主轴通过轴承装置安装在机体上，在机体上设置有与主轴配合带动主轴轴向移动的使转子与定子间隙调节的装置。主轴带动转子转动与定子配合对进入转子与定子间的介质进行研磨、搅拌，然后在离心作用下由机壳上的出口排出。传统的胶体磨定子和转子是分别由底盘和固定安装在其上的磨盘组成，转子和定子上的磨盘由多块不同齿形的环盘组成，相互对应配合，传统胶体磨剪切研磨效率低。传统的胶体磨工作时普遍需多次过磨，且剪切、研磨后的最终颗粒达不到要求的细度，还必需经发育罐发育细化才能达施工要求。其间即浪费了各种资源又影响了工作效率。

公布号为“CN102247908 A”的发明专利公开了一种剪切研磨胶体磨，包括机壳、机盖、定子、转子、机体、主轴、间隙调节装置，其特征在于，定子和转子是在盘体的表面环形分布排列开设梯形齿段，两齿段间形成泄流槽构成；或者说胶体磨定子和转子是在盘体的表面环形分布排列开设梯形齿，在定子和转子盘体的表面圆周分布开设有径向泄流槽构成。该发明比传统胶体磨剪切研磨效率有所提高，但是其效率依然有待改进。

发明内容

为了弥补以上不足，本发明提供了一种剪切研磨效率高的胶体磨定子和转子以及包括该定子和转子的胶体磨。

本发明的技术方案为： 

一种胶体磨定子和转子，定子盘体一端面和转子盘体一端面均同心环形分布齿段，相邻齿段间形成泄流槽，定子盘体端面最外层齿段为直齿，定子盘体端面其他各层齿段为梯形齿，所述直齿的齿高小于定子盘体端面所述梯形齿的齿高，相邻两直齿之间的泄流槽外缘为盲槽；转子盘体端面最外层齿段为斜齿，转子盘体端面其他各层为梯形齿，所述斜齿的齿高小于转子盘体端面所述梯形齿的齿高，相邻两斜齿之间的泄流槽内缘为盲槽。定子最外层齿是直齿（且较长，即与转子盘体端面接触面积较大），其邻齿之间的泄流槽为盲槽，即与定子外缘不通；而转子最外层齿是长斜齿，其邻齿之间的泄流槽也为盲槽，与转子相邻的梯形齿外缘不通。这种结构使得聚合物只能流进定子直齿盲槽内，又折回到转子长斜齿槽再排出，此处称作折流口。折流口的存在使得聚合物在折回后通过直、斜齿侧的剪切后才能到达直、斜齿端面，聚合物再经直、斜齿端面研磨后再由转子最外长斜齿槽排出。

优选的，所述定子盘体端面上各层梯形齿齿段上的各梯形齿等强度；所述转子盘体端面上各层梯形齿齿段上的各梯形齿等强度。现有技术中的往往是各层齿数相等而强度不等。

进一步的，所述直齿与所述定子盘体端面的接触面积为梯形齿与所述定子盘体端面接触面积的2-4倍；所述斜齿与所述转子盘体端面的接触面积为梯形齿与所述转子盘体端面接触面积的2-4倍。此设计为了增加研磨面积，从而改善研磨效果。

进一步的，定子盘体端面同心环形分布的齿段由内至外各层齿圈齿数呈增加趋势，定子盘体端面最外层齿圈直齿齿数为其最内层齿圈梯形齿齿数的2-3倍；转子盘体端面同心环形分布的齿段由内至外各层齿圈齿数呈增加趋势，转子盘体端面最外层齿圈斜齿齿数为其最内层齿圈梯形齿齿数的2-3倍。

包含所述胶体磨定子和转子的胶体磨，包括定子壳、进料口、定子、转子、出料口、箱体、主轴，所述主轴通过轴承装置安装在所述箱体上，所述定子固定安装在所述定子壳内，所述转子固定安装在箱体中的主轴上并与定子配合，所述主轴与定子壳工作腔之间设置有轴密封装置，在箱体上设置有间隙调节装置，所述间隙调节装置与主轴配合并带动主轴轴向移动，定子盘体端面和转子盘体端面均同心环形分布齿段，相邻齿段间形成泄流槽，定子盘体端面最外层齿段为直齿，定子盘体端面其他各层齿段为梯形齿，所述直齿的齿高小于定子盘体端面所述梯形齿的齿高，相邻两直齿之间的泄流槽外缘为盲槽；转子盘体端面最外层齿段为斜齿，转子盘体端面其他各层为梯形齿，所述斜齿的齿高小于转子盘体端面所述梯形齿的齿高，相邻两斜齿之间的泄流槽内缘为盲槽。

优选的，所述定子盘体端面上各层梯形齿齿段上的各梯形齿等强度；所述转子盘体端面上各层梯形齿齿段上的各梯形齿等强度；所述直齿与所述定子盘体端面的接触面积为梯形齿与所述定子盘体端面接触面积的2-4倍；所述斜齿与所述转子盘体端面的接触面积为梯形齿与所述转子盘体端面接触面积的2-4倍；定子盘体端面同心环形分布的齿段由内至外各层齿圈齿数呈增加趋势，定子盘体端面最外层齿圈直齿齿数为其最内层齿圈梯形齿齿数的2-3倍；转子盘体端面同心环形分布的齿段由内至外各层齿圈齿数呈增加趋势，转子盘体端面最外层齿圈斜齿齿数为其最内层齿圈梯形齿齿数的2-3倍。

优选的，所述主轴与所述定子壳工作腔之间的轴密封装置处设置有冷却装置。

进一步的，所述冷却装置为循环水冷却装置。胶体磨工作时，温度在180℃左右，加之转子轴端的轴密封装置在主轴的高速连续旋转下会摩擦生热，其温度还要上升。为延长轴密封装置的使用寿命，设计了冷却装置，用以降低轴密封装置处的温度。其冷却装置是在轴密封处装置有冷却套，其套为中空即冷却腔，冷却循环水由冷却腔入口进入冷却腔通过冷却腔从冷却腔另一侧的出水口流出，通过循环水把转子轴前端密封处的热量迅速带走。

优选的，所述轴承装置包括安装在所述箱体内的轴承座、固定在所述轴承座上并用于支承所述主轴的前轴承和后轴承；所述前轴承为角接触球轴承，所述后轴承为深沟球轴承。前端的角接触球轴承可将主轴前端可靠的固定在轴承座上，并保证主轴前端在轴承座内不产生位移；后端的深沟球轴承在主轴后端只承受旋转力，且可随主轴受热伸长而产生的轴向位移来回移动。此结构既确保了转子在主轴受热后产生的伸长量对转子前伸的影响最小，又可确保主轴受热后产生的伸长变形由后支承的轴向位移消化。

进一步的，所述间隙调节装置包括与所述轴承座固定连接的轴承座固定座，所述轴承座固定座露出所述箱体，所述轴承座固定座两侧的箱体表面上设置有固定块，所述固定块上设置有调整螺栓和锁紧螺母。

使用本发明的胶体磨工作时，定子和转子的同心齿圈相互插入，由于各齿圈高度同心，使得各层定、转子齿圈相互以极小间隙（冷态间隙最小为0.06mm）进行高速旋转（最外层线速度可达45m/s）。待处理的产品从入口进入胶体磨的工作腔，通过定子与转子邻层齿间、齿槽互相交错、相切的相互运动，并在各层齿底、齿顶平面间进行研磨，最后从最外层的斜齿端平面剪切、研磨、折流排出。

本发明的有益效果为：

待剪切的聚合物在转子高速旋转的离心力作用下经过多级剪切、研磨后到达定、转子的最外层直、斜齿处。由于折流口的作用使得这时的聚合物受到了折回的阻力后再通过直、斜齿侧面的剪切才能到达直、斜齿端面。由于直、斜齿较长增加了端面研磨面积，且齿间间隔小，齿数多，因此使得已经过多级剪切、研磨的聚合物又一次得到直、斜齿更高频率的剪切及细化后才能到达直、斜齿端面。又由于直、斜齿相互端面之间间隙可调控，所以被剪切后的聚合物在直、斜齿端面得到可控的研磨后使得聚合物再次得到更充分的细化后才能最终到达出口。

本发明胶体磨这一特定的工作过程，将待剪切聚合物的硬剪切、细研磨、匀均化三者并举。使得待剪切聚合物一次过磨即达到生产指标的实现，本发明的胶体磨可生产出高指标的乳化SBS改性沥青（SBS在沥青中含量≥10%、乳化改性沥青固含量≥75%、粒径≤5μm的颗粒含量≥95%）。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明胶体磨的结构示意图；

图2为本发明胶体磨中冷却套总成的结构示意图；

图3为本发明胶体磨转子的结构示意图；

图4为图3的剖视结构示意图；

图5为本发明胶体磨定子的结构示意图；

图6为图5的剖视结构示意图；

图7为定子和转子配合状态下的结构示意图。

其中：

A-冷却套总成；B-前轴承；C-后轴承；D-间隙调节装置；

1-法兰；2-进料管；3-定子壳；4-O型密封圈；5-箱体；6-耐磨钢套；7-骨架油封；8-角接触球轴承；9-轴承座；10-主轴；11-深沟球轴承；12-调节螺栓；13-固定块；14-锁紧螺母；15-轴承座固定座；16-冷却套；17-复合油封；18-转子；181-斜齿；182-梯形齿；183-泄流槽；184-折流口；19-出料管；20-定子；201-直齿；202-梯形齿；203-泄流槽；204-折流口；21-水出入口；22-油出入口；23-油封压盖。

具体实施方式

实施例

如图1-7所示，胶体磨包括进料管2、定子壳3、箱体5和出料管19等，胶体磨左端设置有与上一工序所用设备相连接的法兰1。箱体5内固定安装有轴承座9，主轴10通过固定设置在轴承座9上的角接触球轴承8（前轴承B）和深沟球轴承11（后轴承C）安装在箱体5内。主轴10穿过箱体延伸至定子壳3的工作腔内，主轴10位于工作腔的端部固定连接转子18。箱体5上设置有轴承座9的两个安装孔，这两个安装孔均能保证固定有主轴10的轴承座9在孔内不能径向移动。定子20固定安装在定子壳3内的工作腔内，并与转子18同心齿圈相互配合插入。

主轴10前端与工作腔需密封的轴颈处，装置有与主轴10同时旋转的耐磨钢套6，耐磨钢套6的内孔与主轴10外径配合装配，其与工作腔的密封则由两个O型密封圈4来实现。耐磨钢套6的外径与冷却套16内孔中的复合油封17及骨架油封7的密封唇口接触，从而可靠的阻止了工作腔内液体的渗漏。耐磨钢套6的外径承受了各油封的磨损，且耐磨钢套可方便的进行更换。复合油封17、骨架油封7是装在冷却套的孔内，由于冷却套内孔与外径的中间有空腔，且加工有冷却水出入口21和油出入口22。这样由冷却水出入口21、油出入口22、油封压盖23、骨架油封7、复合油封17、冷却套16构成冷却套总成A。由于工作腔工作时其温度在180℃左右，加之冷却套内的两个复合油封17、三个骨架油封7在主轴10的高速连续旋转下其与耐磨钢套6外径摩擦产生的热使温度也在不断上升。为了降低温度，延长密封件的使用寿命，设计了冷却套总成A。工作时，冷却水由水入口进入并通过冷却套空腔，从水出口流出，通过循环水把转子轴前端密封处的热量迅速的带走。而复合油封17、骨架油封7的润滑则由油入口通入润滑油至耐磨钢套6外径与冷却套16内孔之间形成的油腔内，对各油封唇口进行润滑后，再由油出口循环流出。由于油的循环流动也对此部位同样起到了冷却作用。在油和水的循环（主要是水循环）作用下，转子轴前端密封处的温度可降低至60℃左右。

本发明的胶体磨还设置有间隙调节装置D，间隙调节装置D包括锁紧螺母14、固定块13、调整螺栓12、轴承座固定座15。其中，轴承座固定座15与轴承座9固定连接，轴承座固定座15露出箱体5。轴承座固定座15左右两侧的箱体5上表面上再分别固定设置固定块13，每个固定块13上均设置有调整螺栓12和锁紧螺母14。工作状态下，整个轴承座9是由调整螺栓12互相抵住定位，同时还要被箱体两侧的顶丝锁紧，当需要调整定子20与转子18之间的间隙时，需将箱体两侧固定轴承座9的顶丝松开，同时松开锁紧螺母14，调节调整螺栓12，便可实现轴承座9带动主轴10沿轴向的左右移动。

如图3、图4所示，转子18的盘体端面同心环形分布齿段，相邻齿段间形成泄流槽183。转子盘体端面最外层齿段为斜齿181，转子盘体表面其他各层齿段均为梯形齿182，各层梯形齿182等强度，各层齿段由内至外齿数呈增加趋势，斜齿181的齿数为最内层梯形齿182齿数的2-3倍。斜齿181的长度比梯形齿182长（斜齿181端面的面积为梯形齿182端面面积的2-4倍），而斜齿181的高度比梯形齿182的高度低。

如图5、图6所示，定子20的盘体端面同心环形分布齿段，相邻齿段间形成泄流槽203。定子盘体端面最外层齿段为直齿201，定子盘体表面其他各层齿段均为梯形齿202，各层梯形齿202等强度，各层齿段由内至外齿数呈增加趋势，直齿201的齿数为最内层梯形齿202齿数的2-3倍。直齿201的长度比梯形齿202长（直齿201端面的面积为梯形齿202端面面积的2-4倍），而直齿201的高度比梯形齿202的高度低。

转子18上相邻两斜齿181之间的泄流槽183內缘为盲槽，定子20上相邻两直齿201之间的泄流槽203外缘为盲槽，这种结构使得聚合物只能流进定子20直齿盲槽内，又折回到转子斜齿盲槽后再排出，此处称作折流口，见图4中转子上的折流口184以及图6中定子上的折流口204。