本發明涉及先進材料的研磨細化設備技術領域和超細粉體的分級設備工業設計領域，特別涉及一種干式球磨高效超細多重連續分級裝置。

背景技術：

隨著經濟的發展和人們生活水平的不斷提高，粉體超細化需求日益增長，先進材料在整個納米材料中占有越來越重的比例。微粉在軍工、航天、化工、冶金、建材等領域被廣泛的應用，市場需求量很大，市場前景也十分廣闊，因此越來越多的工程技術人員關注超微粉的生產，研發出的超細微粉的制粉工藝也越來越多，制粉設備多種多樣，制粉效率也越來越高。而球磨機、珠磨機、粉碎機等自問世以來由于性能優異，在材料超細化和分級領域中贏得了科研者、企業主的美譽。隨著新能源、新材料產業異軍突起，市場對上述機器的需求量的急速加大，而其性能和品質的要求也日趨嚴格，特別是歐美等發達國家有著更嚴格的要求。現有的球磨設備多為濕法球磨機，其可通過物料泵直接送料；而對于現有的干法球磨機，其進料方式要么利用重力自然進料，要么利用負壓進料，進料后在采用球磨機進行幾次球磨后，得到成品。這種方式由于沒有對球磨后的物料沒有分級處理，造成產品的粒徑不夠均勻；且現有的干法球磨機是直接從出料口出料，這對于負壓進料時的氣密性有影響。

技術實現要素：

針對上述技術問題，本發明的目的在于提供一種可對球磨后的物料進行分級且采用出料機構出料的干式球磨分級裝置。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種干式球磨分級裝置，包括中空筒體，進入該筒體內腔的物料在氣體的作用下，質量較重的物料流至筒體底端出料口，質量較輕的物料流至筒體頂端出料口，所述底端出料口連接有出料機構，流至所述底端出料口的物料經該出料機構后流出，所述頂端出料口連接有分級機構，流至所述頂端出料口的物料經分級機構分級后輸出質量相對較輕的物料，可提高分級精度，降低磨礦循環量，改善分級效果和效率。

作為優選，所述出料機構包括與所述底端出料口密封連接的座體和設置在該座體內可旋轉的出料輪，從所述底端出料口流入座體內的物料通過所述出料輪旋轉帶動流出。

作為優選，所述座體上開設有與所述底端出料口連通的出料通孔，在該座體上開設有從所述出料通孔軸向中部穿過的安裝孔，所述出料輪配合安裝在該安裝孔內；所述出料輪上沿其周壁間隔設置有數個凹槽，每一個凹槽可攜帶上半個出料通孔內的物料，每一個凹槽通過出料輪的旋轉使其內攜帶的物料從下半個出料通孔流出。

作為優選，所述分級機構包括與所述頂端出料口連通的腔體和設置在該腔體內可旋轉的分級輪，從所述頂端出料口流入腔體內的物料通過旋轉的分級輪分級后輸出質量相對較輕的物料。

作為優選，所述分級輪包括一端密封另一端開口的中空輪體，該輪體周壁沿軸向開設有數個均與輪體內腔連通的條形過料孔，分級輪所述一端通過驅動軸帶動旋轉，所述另一端開口連接有過料管，過料管上安裝有負壓裝置，該負壓裝置使腔體內質量相對較輕的物料通過旋轉的輪體的所述過料孔進入輪體內腔，然后從輪體內腔經過料管輸出。

作為優選，所述筒體上部設有供物料進入該筒體內腔的進料管，筒體下部設有供氣體進入該筒體內腔的進氣管，所述負壓裝置使外界氣體從所述進氣管進入筒體內腔，進入筒體內腔的氣體將該內腔質量較輕的物料由下向上吹送至該筒體頂端出料口流入所述腔體，質量較重的物料由上向下從所述底端出料口流入所述出料機構后流出。

作為優選，所述筒體包括上下設置的兩錐形筒體，上下錐形筒體均為上端直徑大、下端直徑小，上錐形筒體下端內腔與下錐形筒體上端內腔形成臺階孔。

作為優選，所述上錐形筒體與下錐形筒體活動連接。

作為優選，所述上下錐形筒體頂端和底端均延伸有一截柱體；所述進氣管沿下錐形筒體頂端柱體的切線方向設置在該柱體上，所述進料管沿上錐形筒體頂端柱體的切線方向設置在該柱體上。

作為優選，所述出料機構采用電動或氣動閥門。

從以上技術方案可知，本發明采用負壓裝置將外界氣體吸入分級筒內，該氣體可對分級筒內質量較輕的物料與質量較重的物料進行初步分級處理，而質量較輕的物料再經分級機構二次分級處理后輸出質量相對較輕的物料，達到提高成品的質量均勻性的目的；同時在底端出料口設置出料機構，不僅可實現連續出料，而且在采用負壓進料時，可對底端出料口進行密封，保證負壓狀態的氣密性。

附圖說明

圖1是本發明一種優選方式的結構示意圖。

圖2是圖1的剖視示意圖。

圖3是出料機構中出料輪的立體結構示意圖。

圖4是分級機構中分級輪的立體結構示意圖。

具體實施方式

下面結合圖1、圖2、圖3和圖4詳細介紹本發明：

在研磨分級循環體系中，分級部分的能耗隨著產品細度的提高而增加。因此對于D50<1um的產品而言，低能耗分級機的市場需求就會日益增加。新一代渦輪氣流分級機根據全新的分級原理來操作。該原理基于固體床流動（流化床）概念，取代了傳統的流動概念。這種新概念使得顯著降低壓降和分級能耗成為可能。另外，現存的分級機可以很容易地升級到新一代分級機系統。相比標準分級輪，新一代分級輪可以減少壓降大約60%。

本發明的干式球磨分級裝置，包括中空筒體3，進入該筒體內腔的物料在氣體的作用下，質量較重的物料流至筒體底端出料口34，質量較輕的物料流至筒體頂端出料口33，從而對物料進行初步分級；所述底端出料口連接有出料機構4，流至所述底端出料口的物料經該出料機構后流出，所述頂端出料口連接有分級機構5，流至所述頂端出料口的物料經分級機構分級后輸出質量相對較輕的物料，而質量相對較重的物料則克服氣體沖擊力流至底端出料口，從而實現二次分級。在本發明中所述質量較輕的物料中的顆粒仍然存在輕重之分，所述質量相對較輕的物料是指質量較輕的物料中顆粒質量較輕的那一部分，而質量較輕的物料中顆粒質量較重的另一部分則稱之為所述質量相對較重的物料。本發明的出料機構可采用間隔式出料機構，如氣動閥或電動閥等，具體如設置1個或2個氣動蝶閥控制出料，通過間隔開啟和關閉蝶閥實現間隔式出料，不僅密封性能好、出料快，而且易于控制。

本發明的出料機構4包括與所述底端出料口34密封連接的座體41和設置在該座體內可旋轉的出料輪42，從所述底端出料口流入座體內的物料通過所述出料輪旋轉帶動流出；具體地，所述座體41上開設有與所述底端出料口34連通的出料通孔43，在該座體上開設有從所述出料通孔軸向中部穿過的安裝孔44，所述出料輪配合安裝在該安裝孔內，該出料輪將出料通孔分隔成上下兩半，并將出料通孔封閉，防止氣體在負壓裝置作用下從出料通孔進入底端出料口；所述出料輪42上沿其周壁間隔設置有數個凹槽45，每一個凹槽通過旋轉可位于出料通孔內，每一個凹槽可攜帶上半個出料通孔內的物料，每一個凹槽通過出料輪的旋轉使其內攜帶的物料從下半個出料通孔流出；在實施過程中，流至底端出料口的物料經上半個出料通孔進入位于其內的凹槽內，然后隨著出料輪帶動凹槽旋轉，該凹槽逐漸進入下半個出料通孔內，進入下半個出料通孔后，凹槽開口逐漸朝下，從而使得其內的物料進入下半個出料通孔，然后流出。由于采用數個凹槽的設置，隨著出料輪的旋轉可實現連續出料。

本發明的分級機構5包括與所述頂端出料口33連通的腔體51和設置在該腔體內可旋轉的分級輪52，從所述頂端出料口流入腔體內的物料通過旋轉的分級輪分級后輸出質量相對較輕的物料；在本發明中，流入腔體內的物料是經初步分級后的質量較輕的物料。具體地，所述分級輪52包括一端密封另一端開口的中空輪體53，該輪體周壁沿軸向開設有數個均與輪體內腔連通的條形過料孔54，分級輪所述一端可安裝電機或減速機構的驅動軸，驅動軸帶動分級輪旋轉，分級輪所述另一端開口連接有過料管55，過料管上安裝有負壓裝置，該負壓裝置使腔體內質量相對較輕的物料通過旋轉的輪體的所述過料孔進入輪體內腔，然后從輪體內腔經過料管輸出。

在實施過程中，所述出料輪和分級輪分別由電機46帶動旋轉，為了便于控制速度還可設置減速機構47。所述負壓裝置可采用抽風機等，且可通過調節負壓裝置抽吸力的大小改變吸入筒體內的氣體流速，由于不同氣體流速可由下向上吹送不同質量的顆粒，因此這種方式可達到從筒體頂端出料口收集指定粒徑大小的初步分級產品。由上可知，本發明的負壓裝置可將輪體外的物料經過料孔吸入輪體內腔，而輪體旋轉時過料孔處于動態，進入腔體的質量較輕的物料的位置的相對固定，隨著輪體旋轉速度的增大，從過料孔進入輪體內腔的物料會變少，只有一部分質量相對較輕的物料可克服輪體旋轉的離心力進入輪體內腔，而另一部分質量相對較重的物料則無法克服離心力而返回筒體內再次參與初步分級。因此，經過分級輪進行二次分級可獲得質量更輕的物料，且通過調節分級輪的旋轉速度和負壓裝置的抽吸力可精確控制二次分級的產品粒度。

在實施過程中，可以調節分級輪的轉速來分級物料顆粒大小。分級輪工作時,氣粉在離心力的作用下,大或重的顆粒受離心作用力大,故被甩至分級輪外圍至分級區邊壁,并不再受離心力的影響,自然下落到筒體內;小或輕的物料受離心力作用小,隨氣流進入分級輪,順管道流動至下一設備單元。同時也可通過調節分級輪的轉速調節顆粒分級時離心力的大小,達到分出指定粒度的物料的目的。在運行過程中，分級輪邊緣速率可以達到120米/秒，進料靠重力或者氣動驅動。這樣能夠增加分級輪總強度,提高分級細度,有效消除渦流、降低風阻,降低能耗,提高分級效率。

本發明的筒體上部設有供物料進入該筒體內腔的進料管31，物料不限于球磨后的物料，原料也可以；筒體下部設有供氣體進入該筒體內腔的進氣管32，所述負壓裝置使外界氣體從所述進氣管32進入筒體內腔，進入筒體內腔的氣體將該內腔質量較輕的物料由下向上吹送至頂端出料口33，質量較重的物料由上向下流至底端出料口34。本發明的進氣管上還可設置空氣濾清器，保證吸入筒體內的空氣較為干凈，避免影響物料的品質。由于本發明采用負壓裝置從進氣管吸入氣體，如果質量較重的物料直接從底端出料口流出，則在負壓裝置的作用下可能有一部分氣體從底端出料口進入筒體內腔，一方面不利于出料，另一方面影響吸入氣體對內腔物料的沖擊力，導致能耗較高，分級困難；為了解決上述問題，本發明在出料口設置的出料機構，一方面可實現連續出料，另一方面可封閉出料口，防止氣體從出料口進入筒體內腔。

本發明中，所述筒體3包括上下設置的兩錐形筒體，上下錐形筒體均為上端直徑大、下端直徑小，上錐形筒體35下端內腔與下錐形筒體36上端內腔形成臺階孔37，該臺階孔上端直徑小，下端直徑大。由于進氣管設置在筒體下部，外界氣體通過負壓裝置從進氣管吸入以后，會從下向上通過臺階孔，即從大直徑孔進入小直徑內，這樣使得氣體類似噴射狀進入上錐形筒體內腔，從而提高氣體的流速；同時，由于球磨后的物料從上錐形筒體的進料管進入后，其由上向下流動過程中均會匯聚在筒體的中心線附近，而此時小直徑孔剛好可對準匯聚的物料，從而使得穿過小直徑孔的氣體極大范圍內沖擊到匯聚的物料，避免出現物料分級盲區。

在本發明中，所述上錐形筒體與下錐形筒體活動連接；活動連接方式如：所述上錐形筒體底端周壁向外延伸有延伸板38，該延伸板作為臺階孔的臺階面，所述下錐形筒體頂端周壁固設有凸耳39，所述延伸板與凸耳通過螺栓310活動連接，螺栓如蝶形螺栓等，便于拆卸和安裝，且活動連接的方式便于上下錐形筒體的分離，方便維護和清洗筒體。本發明并不限于螺栓活動連接的方式，還可采用卡扣等進行活動連接。

在實施過程中，所述上下錐形筒體頂端和底端均延伸有一截柱體311，柱體的設計有利于與其他部件進行連接，如下錐形筒體頂端的柱體設計有利于設置凸耳和進氣管等；且所述進氣管沿下錐形筒體頂端柱體的切線方向設置在該柱體上，這樣可使得氣體沿筒體內壁螺旋上升，并經小直徑孔提升流速后沖擊匯聚的物料，物料被沖擊分散后，質量較重的物料克服氣體的沖擊力從底端出料口流出，而質量較輕的物料則在氣體沖擊力的作用下沿上錐形筒體的內壁螺旋上升，最終從筒體頂部流出；由于上錐形筒體的上端直徑大、下端直徑小，因此質量較輕的物料在螺旋上升的過程中會進一步分散，此時可能又有一部分質量較重的物料再次克服氣體沖擊力從底端出料口流出，這樣從頂端出料口流出的物料的質量更輕，從而達到進一步分離較輕物料的目的。

再如，下錐形筒體底端的柱體設計有利于出料，上錐形筒體底端柱體設計不僅有利出料還有利于連接延伸板，而上錐形筒體頂端柱體的設計有利于與密封蓋和進料管等進行連接；且所述進料管沿上錐形筒體頂端柱體的切線方向設置在該柱體上，由于物料在氣體沖擊力的作用下沿筒體內壁螺旋上升，因此切線設置的進料管和切線設置的進氣管使得物料與氣體充分接觸，保證氣體最大程度地沖擊物料，可進一步避免出現物料分級盲區；在實施過程中，兩者的切線方向最好相反設置，沖擊效果更好。

上述實施方式僅供說明本發明之用，而并非是對本發明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明精神和范圍的情況下，還可以作出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也應屬于本發明的范疇。