本发明属于磨矿设备，尤其涉及一种立式多轴可变向螺旋搅拌磨系统。
背景技术：
1、立式螺旋搅拌磨是一种超细磨设备，磨机由传动装置、筒体、螺旋搅拌器和机架等组成。经电机等传动装置带动螺旋搅拌器叶片在充满一定研磨介质和矿浆的筒体内共同作旋转运动，使研磨介质和矿浆在筒体内作多维循环运动和自转运动，在研磨介质和物料的重力、螺旋回转产生的离心力以及相互之间的摩擦力并伴有少量冲击和剪切的作用下，从而有效地研磨物料。
2、然而，现有立式螺旋搅拌磨机多为单轴螺旋搅拌器进行作业，存在磨机筒体内工作状态环境单一的问题，又因单轴螺旋搅拌器作用范围有限且筒体内壁周围常会堆积较多的研磨介质球，使得研磨效率不能达到理想效果；另一方面，当前立式螺旋搅拌磨机的搅拌器轴的上端与电机等传动装置的连接多依靠轴承来减少传动过程产生的振动和研磨介质施加在搅拌器上的额外载荷引起的偏摆等问题，具备减振能力的装置设置较少。因此，需要探索新的结构形式的立式螺旋搅拌磨系统，解决上述工作状态环境单一、研磨效率无法达到理想效果、搅拌器受振动而产生偏摆等问题。
技术实现思路
1、本发明提供一种立式多轴可变向螺旋搅拌磨系统，将筒体的外形设计为三瓣圆环壳体通过内凹弧线相切连接以及对筒体内底部与筒壁周围设计成大弧度倒圆角结构，使该系统可额外容纳三个副搅拌器以实现工作状态多样化且减少了研磨介质球在筒壁周围堆积的现象；在筒体上方额外设置液压系统与可移位的齿轮机构，使系统便于更加灵活地变换所需的工作状态，提高立式搅拌磨机的工作效率；在筒体顶部与驱动系统之间额外增设减振防偏系统来解决传动过程中出现振动而产生偏摆等问题。
2、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
3、一种立式多轴可变向螺旋搅拌磨系统，包括驱动系统、液压系统、减振防偏系统、搅拌系统、流通系统、支撑系统。其中驱动系统包括电机、圆柱滚子轴承、齿轮机构；液压系统包括液压缸体、液压活塞柱、可转动滚珠、液压管路；减振防偏系统包括筒顶第一层防偏支架、筒顶第二层防偏支架、主传动连接轴、第一副传动连接轴、第二副传动连接轴、第三副传动连接轴、主传动连接法兰、第一副传动连接法兰、第二副传动连接法兰、第三副传动连接法兰；搅拌系统包括主搅拌轴、第一副搅拌轴、第二副搅拌轴、第三副搅拌轴、主螺旋桨叶片、第一副螺旋桨叶片、第二副螺旋桨叶片、第三副螺旋桨叶片；流通系统包括入料口、出料口、研磨介质球投入口、磨门；支撑系统包括筒体、齿轮机构及液压系统保护外壳、耐磨衬板。
4、进一步地，所述齿轮机构包括主齿轮、第一副齿轮、第二副齿轮、第三副齿轮、内齿圈、连接杆，所述主齿轮可与呈等距圆周分布的第一副齿轮、第二副齿轮、第三副齿轮相互啮合，且第一副齿轮、第二副齿轮、第三副齿轮可与内齿圈相互啮合；同时主齿轮与内齿圈上表面均开设有等距圆周分布的三个螺纹孔，连接杆上开设有与其距离、口径相同的螺纹孔，每个连接杆依次通过螺栓螺纹连接将主齿轮与内齿圈固定连接，使得主齿轮与内齿圈以相同的角速度转动。
5、进一步地，所述液压系统的液压管路将四个等距圆周分布的液压缸体下部依次连通，每个液压缸体上部嵌套有液压活塞柱并对其进行限位处理，液压活塞柱顶部内嵌有一颗可转动滚珠；可转动滚珠与齿轮机构的内齿圈为点面接触，以减少转动过程中由于接触产生的摩擦磨损，通过液压系统控制液压管路内流量的增加与减少来控制液压活塞柱的升降，进而实现齿轮机构中固连的主齿轮与内齿圈的上升与下降；主齿轮与内齿圈均可作为主动轮，第一副齿轮、第二副齿轮、第三副齿轮为从动轮，即在液压系统的液压活塞柱为举升状态时，主齿轮与第一副齿轮、第二副齿轮、第三副齿轮啮合作业，主齿轮作顺时针旋转时，第一副齿轮、第二副齿轮、第三副齿轮作逆时针旋转；在液压活塞柱为收回状态时，内齿圈与第一副齿轮、第二副齿轮、第三副齿轮啮合作业，内齿圈作顺时针旋转时，第一副齿轮、第二副齿轮、第三副齿轮同样作顺时针旋转，通过液压系统的作用以使齿轮机构的从动轮具备两种旋转方向的作业状态。
6、进一步地，所述减振防偏系统的筒顶第一层防偏支架与筒顶第二层防偏支架上开设有与主齿轮和三个副齿轮圆心位置相对应的圆形通孔，主传动连接轴、第一副传动连接轴、第二副传动连接轴、第三副传动连接轴均与筒顶第一层防偏支架上开设的圆形通孔及相对应的齿轮的圆形通孔间隙配合，以减少齿轮传动过程带来的一定的振动；每个传动连接轴均有一段略大于防偏支架上圆形通孔直径的轴颈用以定位传动连接轴并起到支撑的作用，每个传动连接轴上均开设有键槽并通过键与相对应的齿轮连接。
7、进一步地，所述减振防偏系统的筒顶第一层防偏支架与筒顶第二层防偏支架均通过焊接的方式分别固定在筒体内壁凸出的凸台上，所述支撑系统的筒体由三组且每组包括四种不同形状的钢板通过焊接的方式连接组成，在三个副连接传动轴对应的筒体底部与筒壁连接处进行了倒圆角处理，以便于研磨介质和矿浆向筒体中间位置聚拢，筒体内壁上通过焊接方式固定连接有与各形状钢板相对应的耐磨衬板，在此基础上，将筒体筒壁上其中一组的两块钢板开设为磨门，通过铰接方式连接，用以设备的检修维护。
8、进一步地，所述搅拌系统的主搅拌轴、第一副搅拌轴、第二副搅拌轴、第三副搅拌轴与筒顶第二层防偏支架对应开设的圆形通孔间隙配合，以减少传动连接轴传动以及搅拌轴搅拌研磨介质和矿浆时带来的振动，主搅拌轴与主传动连接轴、第一副搅拌轴与第一副传动连接轴、第二副搅拌轴与第二副传动连接轴、第三副搅拌轴与第三副传动连接轴相接触的轴段位置均加工有外螺纹，所述减振防偏系统的主传动连接法兰、第一副传动连接法兰、第二副传动连接法兰、第三副传动连接法兰的内圈同样加工有可与轴的外螺纹配合的内螺纹，各搅拌轴与传动连接轴均与传动连接法兰螺纹连接，以保证传动的稳定性。
9、进一步地，所述主搅拌轴上焊接有主螺旋桨叶片、第一副搅拌轴上焊接有第一副螺旋桨叶片、第二副搅拌轴上焊接有第二副螺旋桨叶片、第三副搅拌轴上焊接有第三副螺旋桨叶片，其中，主螺旋桨叶片边缘与其他三个副螺旋桨叶片边缘的距离为s1，副螺旋桨叶片边缘到筒体内壁上的耐磨衬板的距离为s2，立式多轴可变向螺旋搅拌磨系统内部填充的研磨介质球直径为d，要求距离s1满足d＜s1＜2d，距离s2满足d＜s2＜1.2d以防止出现研磨介质球卡住的现象。
10、进一步地，所述支撑系统的齿轮机构及液压系统保护外壳上表面开设有阶梯状圆形孔，较大直径的圆形孔内安装有圆柱滚子轴承，轴承外圈与圆形孔过盈配合，轴承内圈与主传动连接轴过盈配合，较小直径的圆形孔用以主传动连接轴的伸出，所述驱动系统的电机的输出轴通过联轴器与主传动连接轴连接；齿轮机构及液压系统保护外壳底部焊机有圆环钢板，用以固定支撑液压系统的液压缸体，齿轮机构及液压系统保护外壳的侧壁开设有圆形通孔，用以液压管路的接入。
11、进一步地，所述流通系统的入料口、出料口、研磨介质投入口均为在筒体筒壁上以一定直径所开的柱形管道，入料口是位于筒体近底部靠近主搅拌轴所开设的柱形管道、出料口是位于筒体近顶部靠近第三副搅拌轴开设的柱形管道，以实现矿浆的进出；研磨介质球投入口是在筒体近顶部靠近主搅拌轴以一定的倾斜角度开设的圆形槽口，以实现研磨介质球的投入，入料口、出料口、研磨介质投入口均处于同一竖直平面上。
12、本发明的工作过程为：在工作现场中，先将筒体安装并固定好，介质球通过研磨介质球投入口填充进筒体内且大部分集中于筒体中间位置，再通过入料口将矿浆输入进去，启动电机，首先将液压系统的液压活塞柱置于举升(施压)状态，使主齿轮与其他三个副齿轮啮合并带动搅拌系统进行作业，该工作状态为研磨状态，在该状态下，主搅拌轴作顺时针旋转，使主螺旋桨叶片带动近筒体底部的介质球与矿浆作螺旋式上升运动，其他三个副搅拌轴作逆时针旋转，使副螺旋桨叶片带动近筒体顶部的介质球与矿浆作螺旋式下降运动，以实现加速研磨的循环过程，当工作一段时间后，矿浆中的颗粒细度逐渐减小到达到研磨的粒度要求，将液压系统的液压活塞柱置于收回(未施压)状态，使内齿圈与其他三个副齿轮啮合进行作业，该工作状态为出料状态，在该状态下，主搅拌轴与其他三个副搅拌轴均作顺时针旋转，使矿浆中的细颗粒从出料口加速流出，在工作过程中，伴随介质球的磨损，也可通过研磨介质球投入口继续补充新的介质球。
13、本发明的有益效果是：
14、1、通过在主搅拌轴周围等距增设三个副搅拌轴，主搅拌轴与三个副搅拌轴共同作用，可大幅提高当前立式搅拌磨机的处理量。
15、2、通过驱动系统的齿轮机构中主齿轮与内齿圈和从动轮啮合形成的两种不同的转向，进而使主搅拌器与副搅拌器具备对向螺旋运动与同向螺旋运动，对向螺旋运动可缩短筒体内研磨介质与矿浆的循环周期，并提高单位时间内研磨介质与矿浆的研磨碰撞次数，同向螺旋运动可加快已被研磨至期望粒度的矿浆从出料口流出，提高了立式搅拌磨机的工作效率。
16、3、通过液压系统控制液压活塞柱的升降，以实现固定连接的主齿轮与内齿圈的升降，进而实现两种搅拌器间的运动状态，便于根据矿浆颗粒的研磨程度，随时改变液压系统中液压活塞柱的升降状态，以满足所需要的研磨和出料两种工作状态。
17、4、通过筒体顶部安置的两层防偏支架，可以有效地减少传动连接轴在接受齿轮啮合的动力传递过程产生的振动和搅拌轴在接受传动连接轴旋转的动力传递过程以及螺旋桨叶片搅拌过程介质球和矿浆附加产生的振动，提高工作过程的稳定性。
18、5、通过在筒体中副搅拌器位置处的底部与筒壁之间增加较大弧度的圆角，使得经副搅拌器循环回筒体底部的介质球向筒体中间位置聚拢，避免了过多介质球贴近筒壁边缘，增加了参与研磨的介质球的占比，进而提高了立式搅拌磨机的工作效率。
1.一种立式多轴可变向螺旋搅拌磨系统，其特征在于，包括驱动系统、液压系统、减振防偏系统、搅拌系统、流通系统、支撑系统。其中驱动系统包括电机、圆柱滚子轴承、齿轮机构；液压系统包括液压缸体、液压活塞柱、可转动滚珠、液压管路；减振防偏系统包括筒顶第一层防偏支架、筒顶第二层防偏支架、主传动连接轴、第一副传动连接轴、第二副传动连接轴、第三副传动连接轴、主传动连接法兰、第一副传动连接法兰、第二副传动连接法兰、第三副传动连接法兰；搅拌系统包括主搅拌轴、第一副搅拌轴、第二副搅拌轴、第三副搅拌轴、主螺旋桨叶片、第一副螺旋桨叶片、第二副螺旋桨叶片、第三副螺旋桨叶片；流通系统包括入料口、出料口、研磨介质球投入口、磨门；支撑系统包括筒体、齿轮机构及液压系统保护外壳、耐磨衬板。
2.根据权利要求1所述的一种立式多轴可变向螺旋搅拌磨系统，其特征在于，所述齿轮机构包括主齿轮、第一副齿轮、第二副齿轮、第三副齿轮、内齿圈、连接杆，所述主齿轮可与呈等距圆周分布的第一副齿轮、第二副齿轮、第三副齿轮相互啮合，且第一副齿轮、第二副齿轮、第三副齿轮可与内齿圈相互啮合；同时主齿轮与内齿圈上表面均开设有等距圆周分布的三个螺纹孔，连接杆上开设有与其距离、口径相同的螺纹孔，每个连接杆依次通过螺栓螺纹连接将主齿轮与内齿圈固定连接，使得主齿轮与内齿圈以相同的角速度转动。
3.根据权利要求1所述的一种立式多轴可变向螺旋搅拌磨系统，其特征在于，所述液压系统的液压管路将四个等距圆周分布的液压缸体下部依次连通，每个液压缸体上部嵌套有液压活塞柱并对其进行限位处理，液压活塞柱顶部内嵌有一颗可转动滚珠；可转动滚珠与齿轮机构的内齿圈为点面接触，以减少转动过程中由于接触产生的摩擦磨损，通过液压系统控制液压管路内流量的增加与减少来控制液压活塞柱的升降，进而实现齿轮机构中固连的主齿轮与内齿圈的上升与下降；主齿轮与内齿圈均可作为主动轮，第一副齿轮、第二副齿轮、第三副齿轮为从动轮，即在液压系统的液压活塞柱为举升状态时，主齿轮与第一副齿轮、第二副齿轮、第三副齿轮啮合作业，主齿轮作顺时针旋转时，第一副齿轮、第二副齿轮、第三副齿轮作逆时针旋转；在液压活塞柱为收回状态时，内齿圈与第一副齿轮、第二副齿轮、第三副齿轮啮合作业，内齿圈作顺时针旋转时，第一副齿轮、第二副齿轮、第三副齿轮同样作顺时针旋转，通过液压系统的作用以使齿轮机构的从动轮具备两种旋转方向的作业状态。
4.根据权利要求1所述的一种立式多轴可变向螺旋搅拌磨系统，其特征在于，所述减振防偏系统的筒顶第一层防偏支架与筒顶第二层防偏支架上开设有与主齿轮和三个副齿轮圆心位置相对应的圆形通孔，主传动连接轴、第一副传动连接轴、第二副传动连接轴、第三副传动连接轴均与筒顶第一层防偏支架上开设的圆形通孔及相对应的齿轮的圆形通孔间隙配合，以减少齿轮传动过程带来的一定的振动；每个传动连接轴均有一段略大于防偏支架上圆形通孔直径的轴颈用以定位传动连接轴并起到支撑的作用，每个传动连接轴上均开设有键槽并通过键与相对应的齿轮连接。
5.根据权利要求4所述的一种立式多轴可变向螺旋搅拌磨系统，其特征在于，所述减振防偏系统的筒顶第一层防偏支架与筒顶第二层防偏支架均通过焊接的方式分别固定在筒体内壁凸出的凸台上，所述支撑系统的筒体由三组且每组包括四种不同形状的钢板通过焊接的方式连接组成，在三个副连接传动轴对应的筒体底部与筒壁连接处进行了倒圆角处理，以便于研磨介质和矿浆向筒体中间位置聚拢，筒体内壁上通过焊接方式固定连接有与各形状钢板相对应的耐磨衬板，在此基础上，将筒体筒壁上其中一组的两块钢板开设为磨门，通过铰接方式连接，用以设备的检修维护。
6.根据权利要求1所述的一种立式多轴可变向螺旋搅拌磨系统，其特征在于，所述搅拌系统的主搅拌轴、第一副搅拌轴、第二副搅拌轴、第三副搅拌轴与筒顶第二层防偏支架对应开设的圆形通孔间隙配合，以减少传动连接轴传动以及搅拌轴搅拌研磨介质和矿浆时带来的振动，主搅拌轴与主传动连接轴、第一副搅拌轴与第一副传动连接轴、第二副搅拌轴与第二副传动连接轴、第三副搅拌轴与第三副传动连接轴相接触的轴段位置均加工有外螺纹，所述减振防偏系统的主传动连接法兰、第一副传动连接法兰、第二副传动连接法兰、第三副传动连接法兰的内圈同样加工有可与轴的外螺纹配合的内螺纹，各搅拌轴与传动连接轴均与传动连接法兰螺纹连接，以保证传动的稳定性。
7.根据权利要求6所述的一种立式多轴可变向螺旋搅拌磨系统，其特征在于，所述主搅拌轴上焊接有主螺旋桨叶片、第一副搅拌轴上焊接有第一副螺旋桨叶片、第二副搅拌轴上焊接有第二副螺旋桨叶片、第三副搅拌轴上焊接有第三副螺旋桨叶片，其中，主螺旋桨叶片边缘与其他三个副螺旋桨叶片边缘的距离为s1，副螺旋桨叶片边缘到筒体内壁上的耐磨衬板的距离为s2，立式多轴可变向螺旋搅拌磨系统内部填充的研磨介质球直径为d，要求距离s1满足d＜s1＜2d，距离s2满足d＜s2＜1.2d以防止出现研磨介质球卡住的现象。
8.根据权利要求1所述的一种立式多轴可变向螺旋搅拌磨系统，其特征在于，所述支撑系统的齿轮机构及液压系统保护外壳上表面开设有阶梯状圆形孔，较大直径的圆形孔内安装有圆柱滚子轴承，轴承外圈与圆形孔过盈配合，轴承内圈与主传动连接轴过盈配合，较小直径的圆形孔用以主传动连接轴的伸出，所述驱动系统的电机的输出轴通过联轴器与主传动连接轴连接；齿轮机构及液压系统保护外壳底部焊机有圆环钢板，用以固定支撑液压系统的液压缸体，齿轮机构及液压系统保护外壳的侧壁开设有圆形通孔，用以液压管路的接入。
9.根据权利要求1所述的一种立式多轴可变向螺旋搅拌磨系统，其特征在于，所述流通系统的入料口、出料口、研磨介质投入口均为在筒体筒壁上以一定直径所开的柱形管道，入料口是位于筒体近底部靠近主搅拌轴所开设的柱形管道、出料口是位于筒体近顶部靠近第三副搅拌轴开设的柱形管道，以实现矿浆的进出；研磨介质球投入口是在筒体近顶部靠近主搅拌轴以一定的倾斜角度开设的圆形槽口，以实现研磨介质球的投入，入料口、出料口、研磨介质投入口均处于同一竖直平面上。
