耐磨转子的制作方法

1.本发明涉及一种用于搅拌研磨机的转子，特别是一种耐磨的、尺寸上稳定的塑料转子。


背景技术：

2.搅拌研磨机在研磨和分散液体中的固体方面具有广泛的应用。它们例如用于生产粘合剂、印刷油墨、化妆品、药物，或者也用于生产电池浆料的原材料(特别是硅)。通常，在立式搅拌研磨机中通过定子和围绕垂直取向的中心纵向轴线旋转的转子形成研磨室，在该室中，在适用的情况下，使用辅助研磨体(例如陶瓷球)生产分散体。为此，例如圆销形式的研磨工具可附接到转子和/或定子。进料材料经由产品进料口被引导到研磨室中，在研磨室中被研磨并且经由产品排出口被排出。这种搅拌研磨机例如从ep 1 992 412 a1中已知。
3.特别是在电池浆料的原材料的生产中，必须达到x50＝100nm至200nm的细度，这使得需要长的研磨时间。由于待加工固体的耐磨性，预计研磨室中的加工区会出现显著磨损。此外，应避免最终产品中的金属污染，因此优选使用无金属的转子代替通常的钢转子用于搅拌研磨机。
4.陶瓷和塑料转子的使用在现有技术中是已知的。然而，陶瓷转子的生产在设计方面是非常昂贵和复杂的。例如，由于它们的硬度，ssic或sisic是高度耐磨的，但因此也对破损敏感。这两种陶瓷还具有非常好的导热性，显著高于钢。然而，大型组件的生产存在很大问题。
5.通过使用塑料转子也可以避免金属污染。然而，取决于进料材料，这种转子类型可能经受快速的机械磨损。特别是在研磨体压缩的区域(高能量密度的区域)中，塑料材料受到很大影响。此外，总是必须在最前面检查用于转子的塑料是否与进料材料相容，从而确保其耐化学性。塑料通常较差的导热性是非常不利的。


技术实现要素：

6.本发明的一个目的是提供一种用于搅拌研磨机的成本有效的转子，该转子是尺寸上稳定的并且特别地耐普通溶剂并且可以特别地用于生产电池浆料。湿研磨磨料固体应能够在最终产品中没有破坏性磨损。
7.本发明的基本思想是使用用于搅拌研磨机的转子的转子主体，该转子主体在高能量密度的区域中，特别是在加工区的下部区域中，即在转子的下部端部处具有由陶瓷制成的磨损元件。特别地，在垂直布置在加工区底部的搅拌研磨机的情况下，也就是说在转子的下部区域中，产品固体和研磨体对研磨体的重力和偏转与高转子速度相结合导致转子上的高磨损。通常，搅拌研磨机中的最高磨损发生在转子端部，即与产品入口相对的点处。
8.因此，根据本发明，提供了一种转子，该转子具有基本上圆柱形的转子主体，该转子主体的外壁限定研磨室的内表面，待处理的进料材料在搅拌研磨机的操作期间流过该研磨室。陶瓷环布置在具有高能量输入的转子的区域中。该区域是与产品进入搅拌研磨机的
入口相对的转子侧。在立式搅拌研磨机中，这是转子主体的下部部分。陶瓷环的表面特别地形成转子的外壁的一部分，该外壁形成研磨室的内表面。该部分优选延伸到布置在转子的外壁上的研磨工具。因此，研磨工具可以固定陶瓷环以防扭转和/或脱落。
9.陶瓷环优选与转子主体连接，特别是螺纹连接、胶合或通过型面配合互锁连接。根据优选实施方案，如果转子主体由塑料制成，则陶瓷环也可被铸造到转子主体中。
10.陶瓷环可具有基本上l形的横截面，其中l形陶瓷环的长边，即其腿，布置在转子的外表面上。可替换地，陶瓷环可以具有基本上u形的横截面，其腿布置在转子的外表面和内表面上。
11.优选地，转子的外壁的由陶瓷环形成的部分的长度l与转子的外径d的比率l/d在0.05与0.5之间。陶瓷环的形成转子的外壁的部分的厚度s1与总转子壁厚s2的比率s1/s2优选地在0.1与0.9之间。
12.塑料转子可以具有以下材料中的至少一种：pa、pet、peek、pvdf和pom。陶瓷环又可以具有以下材料中的至少一种：zro2、ssic、sisic和si3n4。
13.本发明还提供一种具有根据本发明的转子的搅拌研磨机。根据已知的研磨机，根据本发明的搅拌研磨机还包括具有定子内壁的定子，其中转子布置在定子内。此外，提供了产品进料口和产品排出口，并且研磨室形成在定子内壁和转子外壁之间。进料材料可以经由产品进料口被引导到研磨室中并且经由产品排出口被引导出研磨室。
14.转子的外径d与定子的内径d2的比率优选为0.6≤d/d2≤0.95。此外，搅拌研磨机可具有布置在转子的一部分内的内定子，其中在转子与内定子的外壁之间形成产品排出口。内定子的外径d22与转子的内径d1的比率优选为0.8≤d22/d1≤0.98。
15.本发明还涉及根据本发明的转子在用于生产分散体、特别是电池浆料的搅拌研磨机中的用途、以及用于生产转子的方法。该方法包括将陶瓷环与转子主体接合的步骤，特别是通过胶合、螺纹连接或型面配合互锁连接。
附图说明
16.下面参照附图更详细地描述本发明，其中：
17.图1是现有技术的立式搅拌研磨机的横截面图，
18.图2是根据本发明的实施方案的立式搅拌研磨机的转子的横截面图，并且
19.图3是根据本发明的另一实施方案的用于立式搅拌研磨机转子的转子的横截面图。
具体实施方式
20.图1示例性地示出了根据现有技术的垂直布置的搅拌研磨机的细节。图1所示的搅拌研磨机以常规方式具有带内部研磨室8的研磨机容器或定子2。研磨室8至少部分地填充有研磨元件43。搅拌研磨机还包括内定子22和可围绕中心纵向轴线19旋转的转子35。伸入到研磨室8中的第一工具38附接到转子35。伸入到研磨室8中的第二工具74附接到容器或定子的内壁9。加工后的进料材料被引导通过转子35和内定子22之间的间隙以形成保护屏30，该保护屏容纳研磨体43并经由排出管线31流出。
21.图2示出了用于如图1中所示的立式搅拌研磨机的转子的横截面图。根据本发明的
所示实施方案的转子具有带有外壁32的基本上圆柱形的转子主体351。具有外径d的转子主体351可以由塑料或钢制成，其中塑料是优选的。转子与图1中所示的定子一起在搅拌研磨机的操作期间形成研磨室，待处理的进料材料流过该研磨室。
22.立式搅拌研磨机的转子上的最大磨损通常在转子的下部区域处引起，即由于重力和进料材料与研磨体的偏转以及高转子速度的结合而出现高能量密度的区域。通常，在立式和卧式搅拌研磨机中，引起最大磨损的区域是在操作期间与产品入口相对的区域。根据本发明，恰好在该区域中设有环形的磨损环，该磨损环由硬的并且因此高耐磨的陶瓷材料制成。在这种情况下，例如，材料是zro2、ssic、sisic和si3n4。因此，转子35可大部分由成本效益高的转子基体制造，然而其中，易磨损部分由耐磨陶瓷材料代替。
23.如图2中以y表示并额外放大的详细视图所示，陶瓷环352可具有基本上l形轮廓，其中l的短边形成下侧且长边(即，l的腿)形成外侧32的下部部分，在该下部部分处引起最大磨损。外侧32的长度l的下部部分和具有总壁厚s2的转子的下侧因此由陶瓷环352形成。
24.陶瓷环352与转子主体连接，例如通过螺纹连接、胶合，或者在塑料转子主体的情况下也铸造到塑料中。在转子的外侧32上，陶瓷环352优选地向上延伸到研磨工具38的最下面一排，如图2中以x表示的截面中所示。因此，陶瓷环352可附加地通过工具38固定，特别是防止扭转或脱落。
25.陶瓷环的壁厚s1与转子的总壁厚s2之比优选为0.1《s1/s2《0.9。
26.图3示出了根据本发明另一实施方案的转子的横截面图。如图2所示，由陶瓷制成的磨损元件附接到转子主体351的下部部分。根据图3所示的实施方案，这也以陶瓷环352的形式实现，其与图2不同，具有基本上u形轮廓，使得除了下侧和外侧32的一部分之外，转子的内侧的表面的一部分(即，产品排出口的一部分)也经由u的第二腿被磨损元件加强。这再次在图3中由y表示的细节中更精确地示出。在外侧32an上，陶瓷环352又可以至少向上延伸到研磨工具38的最下面一排，如在图3的由x表示的截面中所示。
27.本发明还提供一种使用根据本发明的转子的搅拌研磨机。为此，仅如图1中示例性示出的转子35被根据本发明的如图2或图3中示例性示出的转子代替。对于转子35的外径与定子2的内径的比率，这种搅拌研磨机的典型扩展产生0.6与0.95之间的值。内定子22的外径与转子35的内径的比率例如为0.8至0.98。
28.根据本发明的转子可以特别地通过将陶瓷环352接合到转子主体351上来生产。这尤其可以通过胶合、螺纹连接或型面配合互锁连接来实现。如果转子主体352由塑料制成，则陶瓷环352也可被铸造到塑料体351中。
29.根据本发明的转子和使用该转子的搅拌研磨机特别适合于生产要求高细度(例如x50＝100nm至200nm的细度)的分散体，其结果是需要长研磨时间，其中这些分散体必须保持尽可能不含金属污染物。例如，对于电池浆料的原材料的生产就是这种情况。

技术特征：
1.一种用于搅拌研磨机的转子(35)，包括：基本上圆柱形的转子主体(351)，所述转子主体的外壁(32)限定研磨室的内表面，待处理的进料材料在所述搅拌研磨机的操作期间流过所述研磨室；陶瓷环(352)，所述陶瓷环布置在所述转子主体(351)的转子端部处，其中所述转子端部布置成与所述搅拌研磨机的产品入口相对。2.根据权利要求1所述的转子(35)，其中所述转子(35)被配置为用于立式搅拌研磨机。3.根据权利要求1或2所述的转子(35)，其中所述陶瓷环(352)与所述转子主体(351)连接，特别是螺纹连接或型面配合互锁连接。4.根据前述权利要求中任一项所述的转子(35)，其中所述陶瓷环(352)的表面形成所述转子的所述外壁(32)的一部分，所述外壁(32)形成所述研磨室的所述内表面。5.根据权利要求4所述的转子(35)，其中所述部分延伸到布置在所述转子的所述外壁(32)上的研磨工具(38)，并且所述陶瓷环(352)由所述研磨工具(38)固定以防扭转和/或脱落。6.根据前述权利要求中任一项所述的转子(35)，其中所述转子主体(351)由塑料制成。7.根据前述权利要求中任一项所述的转子(35)，其中所述陶瓷环(352)具有基本上l形的横截面，并且其中所述l形陶瓷环(352)的腿布置在所述转子(35)的外表面(32)上。8.根据权利要求1至6中任一项所述的转子(35)，其中，所述陶瓷环(352)具有基本上u形的横截面，并且其中所述u形陶瓷环(352)的腿布置在所述转子(35)的所述外表面(32)和内表面上。9.根据前述权利要求中任一项所述的转子(35)，其中所述转子(35)的所述外壁(32)的由所述陶瓷环(352)形成的所述部分的长度l与所述转子(35)的外径d的比率l/d在0.05与0.5之间。10.根据前述权利要求中任一项所述的转子(35)，其中转子壁厚s1与所述陶瓷环(352)的形成所述转子(35)的所述外壁(32)的所述部分的厚度s2的比率s1/s2在0.1与0.9之间。11.根据前述权利要求中任一项所述的转子(35)，其中所述转子主体(351)具有以下材料中的至少一种：pa、pet、peek、pvdf和pom。12.根据前述权利要求中任一项所述的转子(35)，其中所述陶瓷环(352)具有以下材料中的至少一种：zro2、ssic、sisic和si3n4。13.一种搅拌研磨机，包括：根据前述权利要求中任一项所述的转子(35)；定子(2)，所述定子具有定子内壁(9)，其中所述转子(35)布置在所述定子(2)内；产品进料口；和产品排出口，其中在所述定子内壁(9)和所述转子(35)的所述外壁(32)之间形成研磨室(8)，其中所述进料材料能够经由所述产品进料口被引导到所述研磨室(8)中并且经由所述产品排出口被引导出所述研磨室(8)。14.一种根据权利要求1至12中任一项所述的转子(35)在用于生产分散体、特别是电池浆料的搅拌研磨机中的用途。15.一种用于制造根据权利要求1至12中任一项所述的转子(35)的方法，其特征在于以
下步骤：-将陶瓷环(352)连接到所述转子主体(351)，特别是通过胶合、螺纹连接或型面配合互锁连接。

技术总结
本发明涉及一种用于搅拌研磨机的转子，该转子具有基本上圆柱形的转子主体，该转子主体的外壁限定研磨室的内表面，待处理的进料材料在搅拌研磨机的操作期间流过该研磨室。陶瓷环布置在转子主体的转子端部处，该转子端部布置成与搅拌研磨机的产品入口相对。本发明还涉及包括根据本发明的转子的搅拌研磨机、根据本发明的转子在用于生产分散体的搅拌研磨机中的用途、以及用于生产转子的方法。以及用于生产转子的方法。以及用于生产转子的方法。


技术研发人员：C
受保护的技术使用者：布勒股份公司
技术研发日：2022.02.17
技术公布日：2023/9/22