專利名稱：用于精制顆粒的切碎機刀片裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及切碎或碾磨材料的裝置，更具體地，本發(fā)明涉及切碎或碾磨加工材料的串列式布置的裝置。
背景技術：
在制造成團粉末的過程中，一些大的粉末顆粒聚集在一起而形成大塊的不易加工的未干燥材料。目前的實踐情況是使加工材料運行過獨立的機器，該機器在進一步干燥和/或加工材料之前對材料進行碾磨或切碎。該機器將大塊顆粒打碎以保持均勻的顆粒尺寸。混合的粉末然后被傳輸?shù)搅硗獾臋C器中，以用于干燥粉末。然而，獨立的機器增加了制造時間和成本。獨立的機器還需要操作人員在不同的機器之間來回傳輸材料。此外，由于獨立地加工料被，因此材料的額外的處理和傳輸增加了污染的幾率和平均產(chǎn)品損耗。
在相關的過程中，碾磨或切碎粉末的機器與干燥床相連接。在此過程中，粉末被切碎或碾磨成均勻的顆粒尺寸，然后經(jīng)過管道而達到干燥床。然而，當未干燥的溶劑基或水基顆粒狀的或團塊狀粉末傳輸過管道時，顆粒彼此粘附而產(chǎn)生不可操作的或非常難于操作的材料塊。
考慮到在相關加工材料切碎機、碾磨和尺寸設計中顯現(xiàn)出來的上述和其它相關缺點和限制，需要有一種串列式布置切碎機，其設計成與加工機械相適應。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的各種示例實施方式中，顆粒精制裝置被結合到包括容納設備和流入管道的系統(tǒng)中。流入管道構造成保持住顆粒精制裝置并且連接到容納設備。顆粒精制裝置包括具有遠端和近端的軸桿、附連到軸桿近端的刀片組、以及設置在流入管道內(nèi)的附連聯(lián)接器。附連聯(lián)接器設置成支撐該軸桿。
流入管道可分成為包括用于保持顆粒精制裝置的第一部分和用于提供顆粒入口的第二部分。顆粒精制裝置還可包括附連到第一部分、與容納設備相對的支架。顆粒精制裝置還可包括附連到支架和軸桿遠端的馬達機構。顆粒精制裝置還可包括附連到馬達機構以改變馬達機構輸出速度的變化設備。
在本發(fā)明的另一實施方式中，精制顆粒的方法包括將顆粒引入到流入管道內(nèi)。在接下來的步驟中，利用初始切碎裝置將顆粒切成期望的尺寸。然后切碎的顆粒被引導通過流入管道，在流入管道中，利用精制裝置將顆粒進一步精制成期望的尺寸。由于本發(fā)明的策略性定位，顆粒從流入管道連續(xù)地移動經(jīng)過精制裝置并且進入流化床干燥和容納設備，減少了顆粒向流化床干燥和容納設備的再附聚以及粘附。
由以下描述和所附的權利要求，本發(fā)明的這些和其它特征將變得更加非常清楚，或者通過如下闡明的本發(fā)明的實踐獲悉本發(fā)明的這些和其它特征。


為了進一步闡明本發(fā)明的上述和其它優(yōu)點和特征，將參考在附圖中示出的實施方式對本發(fā)明進行更具體的描述。應當理解，這些附圖僅繪出了本發(fā)明的典型實施方式，因此不應當視為限制其范圍。通過使用附圖，將通過進一步的特征和細節(jié)來描述本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的顆粒精制系統(tǒng)的實施方式的分解示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的顆粒精制裝置的實施方式的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的顆粒精制系統(tǒng)的側視圖；圖4是示于圖3的顆粒精制系統(tǒng)的截面視圖；圖5是示于圖4的顆粒精制系統(tǒng)的詳細截面視圖；
圖6是根據(jù)本發(fā)明的顆粒精制系統(tǒng)的另一實施方式的詳細截面視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的顆粒精制裝置的另一實施方式的截面視圖；以及圖8是根據(jù)本發(fā)明的軸桿的示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將詳細參考本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，其示例示于附圖中。各種示例性實施方式提供了一種顆粒精制系統(tǒng)，例如位于濕團塊處理機和流化床干燥處理器之間的串列式布置切碎機設計。
本發(fā)明將諸如串列式布置切碎機設計的顆粒精制系統(tǒng)集成到連續(xù)的和/或批處理的加工系統(tǒng)。在各種示例性實施方式中，諸如串列式布置切碎機的顆粒精制裝置位于濕團塊處理機和流化床干燥處理器之間。諸如濕團塊狀粉末等的顆粒可從濕式制粒機通過流入管道或連接管傳輸?shù)筋w粒精制裝置。顆粒精制裝置包括刀片組，該刀片組能夠由可變速度電驅動系統(tǒng)驅動。該可變速度電驅動系統(tǒng)允許操作者調(diào)節(jié)刀片組的轉速以控制所獲得的顆粒尺寸。
在處理過程中，顆粒精制裝置利用位于諸如流化床處理腔等容納設備內(nèi)的刀片組將顆粒切碎或碾磨成期望的顆粒尺寸。然后，顆粒精制裝置將具有一定尺寸的顆粒沿更加徑向的方向從刀片組散開。顆粒沿著徑向被引導，從而材料不會撞擊到容納設備的相對側上，并且不會壓緊在容納設備的相對側上而聚集在一起。顆?；蚓鄢蓤F的濕粉末的流動通過在流化床裝置內(nèi)產(chǎn)生的真空和顆粒精制裝置的自凈操作而保持。
圖1示出了顆粒精制系統(tǒng)10的一個實施方式，該顆粒精制系統(tǒng)10包括殼體30、軸桿40、刀片組50、流入管道60、馬達機構70和容納設備80。容納設備80在顆粒被精制或碾磨之后容納這些顆?！T如濕顆粒。容納設備80是能夠加工或暫時保持顆粒的存儲單元或存儲罐。
容納設備80包括罐壁81和管道82。罐壁81限定了容納區(qū)域84。本發(fā)明的罐壁81是圓筒形的，然而，該罐壁可以是矩形、錐形、波浪形或類似的形狀。顆粒通過管道82進入容納設備80。管道82可包括將流入流連接到容納設備80的法蘭83?？蛇x地，管道82可焊接、粘接或以其它方式耦連到容納設備80和流入管道60。
在圖2中，示出了包括殼體30、軸桿40、刀片組50、流入管道60和馬達機構70的顆粒精制裝置。顆粒精制裝置設置有流入管道60，該流入管道60設計成安裝到容納設備80。
流入管道60包括第一端61、第二端62和附連設備65。第一端61利用法蘭或管接頭(未示出)連接到容納設備80。第一端61還可焊接、粘接或以其它方式耦連到容納設備80。第二端62進一步限定為包括第一部分63和第二部分64。第一部分63連接到流入流并且提供了顆粒進入顆粒精制裝置的流動路徑。第二部分64連接到附連設備65——例如法蘭。附連設備65適于利用緊固件連接到殼體30，該緊固件穿過法蘭內(nèi)的孔而附連，從而將殼體30和流入管道60焊接、粘接或以其它方式耦連在一起。
雖然優(yōu)選實施方式示出流入管道60包括的第一部分63是一個單管，但是也可以提供多個管?？蛇x地，第一部分63可分成數(shù)個部分。多個管可沿著流入管道60間隔相等地交錯設置或者交錯設置在任何位置上。多個管可用來添加其它的材料，這些材料將在加工過程中被混合或精制。此外，在每個管處均設置有刀片組以在加工過程進一步混合和/或精制。
馬達機構70也安裝到殼體30。馬達機構70包括變化設備71和馬達繞組72。變化設備71可以是電子設備——例如可變頻設備，或者是機械設備——例如可變減速器。根據(jù)所加工的材料，本發(fā)明的馬達繞組72的尺寸介于大約1/2HP和大約10HP之間，例如，大約7HP的馬達繞組72可用于較重的顆粒。
圖3-5示出了顆粒精制系統(tǒng)10。顆粒精制系統(tǒng)10包括殼體30、軸桿40、刀片組50、流入管道60、馬達機構70和容納設備80。流入管道60利用聯(lián)接器66連接到容納設備80的管道82?？蛇x地，可使用法蘭或者粘接或者焊接接頭來連接流入管道60和容納設備80。
圖4示出了圖3中示出的顆粒精制系統(tǒng)10的截面。軸桿40和流入管道60設置成至少一部分刀片組50進入容納設備80。刀片組50包括外刀片51、平刀片52和內(nèi)刀片53。刀片組50可包括多種不同數(shù)量和類型的刀片。在刀片組50中的每個刀片可包括多種形狀、尺寸和數(shù)量的刀刃。例如，一個刀片可包括兩個設置在相對側上的三角形刀刃。刀片可由剛性材料制成，例如鋼、不銹鋼、鈦、鋁、其它金屬材料、聚合物或復合材料。
在本實施方式中，外刀片51的形狀構造成朝向容納設備80。平刀片52的形狀構造成與軸桿40的徑向線一致。內(nèi)刀片53的形狀構造成背離容納設備80并且進入管道82。在刀片組50中的每個刀片都包括一個方形孔口，設置方形孔口以便偏置每個刀片。例如，刀片彼此之間可偏置45度。刀片組50通過螺母54附連到軸桿40。
雖然本實施方式示出刀片組50處于近端41的最外端，從而使得刀片組50接近容納設備80，但是刀片組50也可以設置得比軸桿40最外端靠內(nèi)。此外，可沿著軸桿40附連另外的刀片組，以進一步碾磨和精制顆粒，并且該另外的刀片組的構造可與刀片組50不同。刀片組50再一次切碎材料并且使材料流改向，從而，材料不會碰撞和粘附到與顆粒精制裝置20相對的罐壁81。
如圖6所示，篩子90可添加到顆粒精制系統(tǒng)10，所述篩子與刀片組50成一直線地設置。篩子90可具有各種不同的網(wǎng)孔尺寸和構造。例如，可使用具有1/4英寸開口的篩子90。篩子90鄰接刀片組50設置，以調(diào)節(jié)進入容納設備80的顆粒尺寸。因此，顆粒被刀片組50切碎，直至其足夠小到可以通過篩子。篩子90為進入容納設備80的粉末提供了均勻的顆粒尺寸。
圖7示出了顆粒精制裝置20的一個示例。顆粒精制裝置20包括殼體30、軸桿40、刀片組50和附連聯(lián)接器。附連聯(lián)接器可包括墊板21、緊固件23、第一軸承24、第二軸承25、軸承板26和馬達聯(lián)接器27。可使用其它聯(lián)接器——例如板、齒輪、插座、軌道、桿等——來將軸桿40穩(wěn)固或保持在殼體30內(nèi)。殼體30包括第一軸承端31、第二軸承端32和支架33。
第一和第二軸承24、25保持住軸桿40，并且允許軸桿40在殼體30內(nèi)自由地旋轉。第一和第二軸承24、25可包括滾珠軸承、滾動接觸軸承、減摩軸承、滾柱軸承、金屬和聚合物軸承以及其它與軸桿適配的軸承。第一軸承端31包括唇部，該唇部的尺寸構造成保持第一軸承24。此外，第二軸承端32包括唇部，該唇部的尺寸構造成保持第二軸承25。
第一軸承24通過墊板21而保持抵靠在位于第一軸承端31中的唇部上。墊板21包括一系列孔口22，用于通過緊固件23將墊板21附連到殼體30?？卓?2可等間距地設置在從墊板21中心線延伸的半徑上。例如，本實施方式包括四個孔口。墊板21還可包括密封環(huán)，以進一步防止碎片進入第一軸承24。
第二軸承35通過軸承板26而保持抵靠在位于第二軸承端32中的唇部上。馬達聯(lián)接器27可用來保持軸承板26抵靠著第二軸承25。馬達聯(lián)接器27的一端使用鍵和固定螺釘或其它鎖定設備附連到軸桿40。馬達聯(lián)接器27的另一端也使用鍵和固定螺釘或其它鎖定設備——該等設備用于將馬達機構70附連到軸桿40——附連到馬達機構70的軸桿。
支架33例如通過焊接附連到殼體30的第二軸承端32。支架33包括馬達安裝孔口35。通過緊固件36穿過馬達安裝孔口35而附連馬達機構70。緊固件36和馬達安裝孔口35是埋頭的或凹陷的，以允許支架33和附連設備65彼此齊平地抵靠。
支架33還包括一組設置在馬達安裝孔口35徑向外側的管道安裝孔口34。管道安裝孔口34用來將顆粒精制裝置20附連到流入管道60。
在圖8中，軸桿40包括近端41、第一軸承部42、第二軸承部43、遠端44、馬達耦連部45、刀片安裝部46和刀片緊固部47。軸桿40由剛性材料——例如金屬或復合材料——制成。雖然本實施方式中使用了軸桿，但是可使用例如籠狀或管狀的構件。近端41、第一和第二軸承部42、43、遠端44和馬達耦連部45是圓柱形的。第一和第二軸承部42、43尺寸構造成分別與第一和第二軸承24、25配合。刀片安裝部46是平行六面體形的，以提供用于刀片組50的安裝區(qū)。刀片緊固部47具有螺紋并且位于刀片安裝部46的端部。在刀片緊固部47上的螺紋的尺寸構造成可以容納螺母54。螺母54用來將刀片組50保持在軸桿40的端部。除了螺母之外，可使用其它的鎖定設備，例如銷、蓋、鍵或焊接等。
刀片組50附連到軸桿40的近端41，而馬達機構70附連到軸桿40的遠端44。第一軸承部42位于軸桿40的近端41和遠端42之間。第二軸承部43位于遠端44上，其中馬達耦連部45位于最外端。馬達耦連部45的尺寸構造成與馬達聯(lián)接器27配合。
顆粒精制系統(tǒng)10將顆粒精制裝置20結合到位于濕團塊處理機和流化床處理器之間的連續(xù)加工系統(tǒng)中。在該系統(tǒng)中，例如濕團塊粉末的顆粒從濕式造粒機通過流入管道60而引入到顆粒精制裝置20中。顆粒精制裝置20包括使軸桿40旋轉的馬達機構70。刀片組50附連到軸桿40的近端41，以將顆粒切碎或碾磨成期望的顆粒尺寸。刀片組50設置成沿徑向將來自軸桿40的顆粒引導到容納設備80內(nèi)。
顆粒精制裝置20設計成沿徑向將來自于刀片組50的具有一定尺寸的顆粒分布到容納區(qū)域84內(nèi)。由于顆粒從軸桿40沿著徑向引導，所以，顆粒不會撞擊到容納設備80的相對側上、也不會壓緊容納設備80的相對側而聚集在一起。顆粒精制裝置20設計成具有自凈操作以防止顆粒粘附到刀片組50。
在容納設備80下部設置了一個加熱器。該加熱器加熱空氣，以提供連續(xù)向上的空氣流?？諝饬鳟a(chǎn)生一個真空，以連續(xù)的速率把顆粒從流化床裝置牽引過來。還可提供其它產(chǎn)生真空的方法，例如，鼓風機、風扇、渦輪機、真空裝置等。
本發(fā)明可以其它特定方式實現(xiàn)而沒有背離其主旨或基本特征。所述的實施方式在所有方面應當被視為說明性的而非限制性的。因此，本發(fā)明的范圍是由所附的權利要求限定而非由前面的描述限定。所有落入權利要求的等同方案的含義和范圍內(nèi)的變化也包括在本發(fā)明范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種顆粒精制裝置，包括集成到加工系統(tǒng)中的管道，該管道適于將材料傳輸?shù)饺菁{設備；具有遠端和近端的軸桿；附連到所述軸桿近端附近的刀片組，該刀片組鄰近所述容納設備；設置在所述軸桿和管道之間的附連聯(lián)接器，該附連聯(lián)接器支撐所述軸桿并且允許該軸桿自由旋轉。
2.如權利要求1所述的顆粒精制裝置，還包括篩子，該篩子附連到顆粒精制裝置的端部并且鄰接所述刀片組。
3.如權利要求1所述的顆粒精制裝置，其中所述管道被分成為包括第一部分和第二部分，所述第一部分用于保持所述軸桿、刀片組和附連聯(lián)接器，而所述第二部分用于提供顆粒入口。
4.如權利要求3所述的顆粒精制裝置，還包括固定到所述第一部分、與所述容納設備相對的支架，以及附連到該支架和所述軸桿遠端的馬達機構。
5.如權利要求4所述的顆粒精制裝置，還包括變化設備，該變化設備附連到所述馬達機構以改變該馬達機構的輸出速度。
6.如權利要求1所述的顆粒精制裝置，其中所述軸桿設置成使得至少一部分所述刀片組位于所述容納設備內(nèi)。
7.如權利要求1所述的顆粒精制裝置，其中所述刀片組包括多個以偏置的方式構造的刀片。
8.如權利要求7所述的顆粒精制裝置，其中所述多個刀片中的至少一個形成為朝所述容納設備傾斜。
9.如權利要求7所述的顆粒精制裝置，其中所述多個刀片中的至少一個形成為傾斜到所述管道內(nèi)。
10.如權利要求7所述的顆粒精制裝置，其中所述多個刀片中的至少一個形成為朝所述容納設備傾斜，所述多個刀片中的至少一個形成為背離所述容納設備傾斜，并且所述多個刀片中的至少一個形成為基本平直的，與所述軸桿的徑向線一致。
11.一種顆粒精制裝置，包括構造成連接到加工系統(tǒng)的殼體，該加工系統(tǒng)包括容納設備和流入管道；該殼體連接到所述容納設備和流入管道；具有遠端和近端的軸桿；附連到所述軸桿近端附近的刀片組，該刀片組鄰近所述容納設備；以及設置在所述殼體內(nèi)的附連聯(lián)接器，該附連聯(lián)接器支撐所述軸桿并且允許該軸桿自由旋轉。
12.如權利要求11所述的顆粒精制裝置，還包括篩子，該篩子附連到顆粒精制裝置的端部并且鄰近所述刀片組。
13.如權利要求11所述的顆粒精制裝置，其中所述流入管道包括第一和第二端，所述第一端連接到所述容納設備，而所述第二端具有分開的構造，第二端包括用于將流入流連接到流入管道的第一部分和用于封裝所述顆粒精制裝置的第二部分。
14.如權利要求11所述的顆粒精制裝置，還包括固定到所述殼體的支架以及附連到該支架和所述軸桿的遠端的馬達機構。
15.如權利要求14所述的顆粒精制裝置，還包括變化設備，該變化設備附連到所述馬達機構以改變該馬達機構的輸出速度。
16.如權利要求13所述的顆粒精制裝置，還包括固定到所述第二部分的附連設備、以及附連到所述附連設備和所述軸桿的遠端的馬達機構。
17.如權利要求16所述的顆粒精制裝置，還包括變化設備，該變化設備附連到所述馬達機構以改變該馬達機構的輸出速度。
18.如權利要求11所述的顆粒精制裝置，其中所述殼體和軸桿中的至少一個設置成使得所述刀片組的至少一部分位于所述容納設備內(nèi)。
19.如權利要求11所述的顆粒精制裝置，其中所述刀片組包括多個以偏置方式構造的刀片。
20.如權利要求19所述的顆粒精制裝置，其中所述多個刀片中的至少一個形成為朝所述容納設備傾斜。
21.如權利要求19所述的顆粒精制裝置，其中所述多個刀片中的至少一個形成為傾斜到所述殼體內(nèi)。
22.如權利要求19所述的顆粒精制裝置，其中所述多個刀片中的至少一個形成為朝所述容納設備傾斜，所述多個刀片中的至少一個形成為傾斜到所述殼體內(nèi)，并且所述多個刀片中的至少一個形成為基本平直的，與所述軸桿的徑向線一致。
23.一種顆粒精制系統(tǒng)，包括容納設備；流入管道；以及設置在所述流入管道和所述容納設備之間的精制裝置，該精制裝置包括構造成連接到流入管道和容納設備的殼體；附連到所述殼體的馬達；具有遠端和近端的軸桿，該軸桿的遠端附連到所述馬達；附連到所述軸桿的近端附近的刀片；以及設置在所述殼體內(nèi)的附連聯(lián)接器，該附連聯(lián)接器支撐所述軸桿。
24.如權利要求23所述的顆粒精制系統(tǒng)，還包括篩子，該篩子附連到該精制裝置的端部并且鄰近所述刀片組。
25.如權利要求23所述的顆粒精制系統(tǒng)，還包括變化設備，該變化設備附連到所述馬達以改變馬達的輸出速度。
26.如權利要求23所述的顆粒精制系統(tǒng)，其中該精制裝置設置成使得刀片組中的至少一部分位于所述容納設備內(nèi)。
27.如權利要求23所述的顆粒精制系統(tǒng)，其中所述刀片組包括多個以偏置方式構造的刀片。
28.如權利要求27所述的顆粒精制系統(tǒng)，其中所述多個刀片中的至少一個形成為朝所述容納設備傾斜。
29.如權利要求27所述的顆粒精制系統(tǒng)，其中所述多個刀片中的至少一個形成為傾斜到所述殼體內(nèi)。
30.如權利要求27所述的顆粒精制系統(tǒng)，其中所述多個刀片中的至少一個形成為朝所述容納設備傾斜，所述多個刀片中的至少一個形成為傾斜到所述殼體內(nèi)，并且所述多個刀片中的至少一個形成為基本平直的，與所述軸桿的徑向線一致。
31.一種精制顆粒的方法，包括將顆粒引入流入管道；利用初始切碎裝置將顆粒切成期望尺寸；引導切碎的顆粒通過所述流入管道；利用精制裝置將顆粒精制成期望尺寸；以及連續(xù)移動顆粒，使其從所述流入管道經(jīng)過所述精制裝置并且進入容納設備。
32.如權利要求31所述的方法，其中移動顆粒包括利用抽吸設備抽吸顆粒。
33.如權利要求32所述的方法，其中抽吸顆粒通過將空氣吹過所述容納設備而實現(xiàn)。
34.如權利要求31所述的方法，還包括改變所述精制裝置的速度。
35.如權利要求31所述的方法，還包括沿著徑向方向將來自于精制裝置的顆粒分布在所述容納設備內(nèi)。
全文摘要
一種結合到包括容納設備(80)和流入管道(60)的系統(tǒng)中的顆粒精制裝置。該流入管道構造成保持住該顆粒精制裝置并且連接到該容納設備。顆粒精制裝置包括軸桿(40)、附連在該軸桿端部附近的刀片組(50)，以及設置在流入管道內(nèi)的附連聯(lián)接器。一種精制顆粒的方法包括將顆粒引入流入管道；利用初始切碎裝置將顆粒切成期望尺寸；引導切碎的顆粒通過所述流入管道；利用精制裝置將顆粒精制成期望尺寸；以及連續(xù)移動顆粒，使其從流入管道經(jīng)過精制裝置并且進入容納設備。
文檔編號B02C18/00GK1925921SQ200580006459
公開日2007年3月7日 申請日期2005年3月22日 優(yōu)先權日2004年4月8日
發(fā)明者斯科特·A·古布勒, 丹尼爾·J·埃斯普林 申請人:德塞萊特實驗室有限公司