高速迴轉粉碎機的分類、特點和應用技術

tags:    時間:2014-03-13 09:43:55
高速迴轉粉碎機的分類、特點和應用技術簡介
    高速迴轉粉碎機的分類、特長、應用及近期開發的新機件。進而運用時機工藝、介紹幾種選擇和運用技巧。    微粉碎機可分為軋輥式、高速迴轉式、媒體式、氣流式、……
高速迴轉粉碎機的分類、特點和應用技術正文

    高速迴轉粉碎機的分類、特長、應用及近期開發的新機件。進而運用時機工藝、介紹幾種選擇和運用技巧。
微粉碎機可分為軋輥式、高速迴轉式、媒體式、氣流式、摩擦剪切式等多種。其中,告訴迴轉粉碎機主要是用高速迴轉的轉子產生衝擊、剪切、摩擦作用,實現粒子的微細化。
這種形式的粉碎最早為捶擊式,是一種歷史悠久的典型粉碎機。但是,近年來,由於從不同角度進行研究,逐漸開發了許多新機種。特別是對於新材料的出現,已經開發出許多更高性能、更高效率的粉碎機。例如:作為靜電複印的顯像粉劑,為了實現這種調色圖來噢的精密級粉碎、過去大多採用氣流式粉碎機,但最近已開發出新結構的機械式高速迴轉粉碎機,實現了能耗低、效率高的微粉碎處理。
1高速迴轉粉碎機的分類、特點和應用技術
高速迴轉粉碎機的粉方法有很多種。根據形狀和結構可分為錘擊式、轉盤式、軸流式、環形式。另外,根據粉碎原理又可劃分為衝擊粉碎式和摩擦(壓縮、剪切)式兩大類。
1.1錘擊式
錘擊式是在迴轉轉子上安裝固定式或搖擺式的振錘或葉片。作為分級機構,多採用篩網進行從中碎到100µm的較粗粒子的粉碎。
在他的轉子上,通常安裝馬鐙狀的搖擺銼,適合周速最高達100m/s的高速迴轉,因此也有高的粉碎能力。
1.2轉盤式
轉盤式如銷磨機或渦輪式磨機。在轉盤上固定著銷或葉片等衝擊元件,是一種直徑方向比軸向更大的裝置。這種形式的粉碎機一般比錘擊式有更大的周速。所以可能進行更微細的粉碎。作為分級機,除了採用篩網之外,還採用截口點更小的風力分級機。另外,為了能使衝擊時的相對速度更大,已設計了使用2個迴轉圓盤逆向迴轉的微粉化結構。
AM是這種微粉碎機的通用機型。它主要由衝擊時粉碎室和氣流分級室兩部分組成。粉碎室由粉碎轉子和帶圓弧漕的定子構成。轉子盤上面裝有舒數量不等的鎚頭,其周速高達100m/s乃至更高。分級室由分流環和分級葉輪構成。粉碎和分級分別由各自電機帶動,由於內裝可調速的空氣分級器,因而可得到所需的合適粒徑分佈均勻的製品。經分級后的粗粉,再度回到粉碎是室粉碎。AM粉碎機的特點是進風量大,可以抑制溫度上升,非常適合各種粉體塗料、樹脂原料和熱弱性材料的粉碎。其應用範圍也廣泛。
近來對本機進行了新的開發。通過改進轉子上的衝擊元件,增加了物料粉碎過程中碰撞機率,因而提高一倍以上粉碎處理能力。另外,為適應用戶便於清潔的需要,本機也採用開口式結構,使一種便於清洗的機型。
1.3軸流式
軸流式粉碎機物料在粉碎過程中一邊迴轉,一邊做軸向移動進行粉碎。為了控制產品粒度,在衝擊元件和分級結構上進行改進,實現轉速和風量的調節。
在2個粉碎室的出口處安裝內經不同的環狀物進行粒度控制。另外,在本裝置中,沒有被粉碎到一定尺寸的殘留物,通過螺旋噴嘴排出。
原料進入錐形料斗后,被裝在粉碎室和襯套之間的小型衝擊元件粉碎,更通過有效的壓碎剪切效果,達到數m的最微小粉碎。另外,還開發出轉子轉軸的偏心迴轉,壓縮效果更高的粉碎機。
JM立式高速迴轉粉碎機更是另一種高性能軸流式微粉碎機。有加料器定量共給並與空氣一起從下部吸氣口進入機內的物料,經皮帶拖動的高速旋轉的轉子沿圓周方向均勻分散後到達轉子與定子襯套之間形成的粉碎區。轉子和定子陳套的表面部分分別製成特殊形狀的多溝槽,並於定子襯套壁面摩擦為主的粉碎。這種與通常依靠轉子葉片稜角的衝擊力進行粉碎機理很不相同。本機的基本上製品粒度範圍d50=5-20µm,分佈均勻,且有球狀化效果,電能消耗省。
1.4環形式
環形粉碎機是軸流式粉碎機的一種。其轉子和襯套件留很小間隙,兩者表面都加有許多溝槽。粉碎過程中在其中形成強烈的渦流,與這種有效粉碎密切相關。它比其他粉碎機更能得到均勻的剪切速度場。所以能保證粒度十分均勻的微粉產品。
通過粉碎帶的流體模擬可以看出高速迴轉的多葉片和襯套周邊的流體分佈。在葉片的間隙部分發出小渦流,促進粒子的頻繁撞擊和粉碎。
這種粉碎原理不同於歷來的高速迴轉粉碎機,也有別於氣流粉碎機。這種粉碎機的粉碎處理能力和產品平均粒徑與過去高速迴轉粉碎機比較。例如:對纖維素來說,應對該機能將纖維粉碎到30µm以下,這一點是過去的高速迴轉粉碎機難以實現的。
由於本機能單獨設定粉碎和分級部分轉速,所以能將產品平均粒徑控制在5-10µm較寬範圍內隨意變化。
環形粉碎機還可以用於粒子的球狀化處理。如對靜電照明用的調色塗料,不僅要求粒徑,還要求形狀和表面特性,這是因為這些特性對塗料粒子的帶電性、流動性、清洗型具有很大影響。可以通過調節原料在機內的滯留時間或處理溫度等方法來滿足這些要求。
1.5刀片式
刀片磨機利用高速迴轉的銳利刀片和固定襯套之間產生空氣渦流,使粉碎物之間發生碰撞、剪切來實現粉碎。
該機對難粉碎原料(纖維質、彈性質)粉碎特別有效。為了能清掃機內的殘留物,採用了門蓋方式,打開門蓋,粉碎轉子露出,很方便清洗,對於食品工業小批量多品種特別適合。
該機平均粒徑可達10µm,粒度分佈範圍窄,其能量消耗僅為氣流磨的一半。
2高速迴轉粉碎機的粉碎極限
高速迴轉粉碎機如上述可分為多種形式,即使在一種粉碎機中也複合了衝擊、剪切、磨擦等不同粉碎機原理。所以應看成複合作用,但在衝擊式粉碎機中,粒子和衝擊元件的衝擊速度是起決定性主要因素。
另外,粉碎效果不僅和粉碎機的機械條件相關,也和物料的物性相關。原料為脆性材料是,衝擊遠見給粒子最大的衝擊力Pmax[N],可以根據Hertz接觸應力理論推算出大概值,然後根據這個衝擊力,利用平松式算出粒子內部發生的抗拉力S[pa],因此,衝擊時,作用於粒子上的破壞力Sf[pa]就能用下式算出:
Sf=0.34(
另一方面,粒子(體積Vp)的破壞強度Ss和碎粒的裂紋的分佈概率有關,所以能用威布爾式表示:通過實驗,可以歸納成下式計算:
&n
bsp;St=aVp-6(a、b:常數)
因此當粒子受到的皮壞力Sf避破壞強度Ss更大時,粒子就發生破壞,由此就能求出衝擊引起的粉碎粒子的極限直徑dpb(m)。以石灰石為例,衝擊元件為鋼製件時的物性值和實驗常數。綜合上述兩式進行粉碎,就能獲得石灰石在衝擊速度為V時,相應的粉碎極限粒徑。
3不同類型粉碎機的粉碎效果
(1)篩網分級式衝擊式粉碎機
由於篩網的網眼比粉碎粒子極限粒徑大,因此,未經充分粉碎的粒子也被送到系統外,粉碎效果不好。
(2)使用氣流分級的衝擊式粉碎機,有與直徑達的粒子在磨機內反覆循環,結果得到更細的粉碎,效果比篩網好。
(3)氣流分級衝擊磨碎機粉碎機,該類型機綜合了剪切、磨擦等功能,能得到5-10µm的微粉,比衝擊性粉碎細度效果顯著。
但是,由於實際粉碎處理能力常和產品粒度成反比,所以必須按客觀要求平衡選擇機種。
4機型的選擇和運行
4.1粒度
高速迴轉粉碎機是一種包括錘擊式、壓縮、剪切、磨料式的廣譜型粉碎機,也是一種粉碎粒度範圍廣泛的封閉式粉碎機。當粉碎比大時,根據原料的粉碎性能,原料和產品的粒度,可選擇普通粉碎機和特蘇粉碎機的組合,構成高效率的多級粉碎。從上述介紹中,可知其粉碎粒度從錘擊式、轉盤式到軸流式、環形式逐漸變細。另一方面,磨碎式又比衝擊式更能得到微細產品。如果為了直接從粉碎機中得到微細產品,使用沒有篩網的氣流分級機構有效的。
4.2形狀控制
在衝擊粉碎機中,由於原料特性(如結晶)和機械特性(如衝擊元件硬度、速度)的不同,破壞粒子的形狀而有所不同。通過反覆粉碎,壓縮剪切效果的微粉碎和一般衝擊粉碎機相比,粒子縱寬尺寸要小,所以更易於形成球狀化粒子。
4.3弱熱性物質
雖然大多該種原料採用氣流粉碎,但近年來使用衝擊式粉碎機增多,由於AM機進風量大,冷卻和細度好,非常適合這種粉碎;另一方面,可採用冷風乃至液氮冷卻的粉碎機。
4.4其他
有些原材料對氛圍要求苛刻,高速衝擊粉碎機在真空中粉碎空難,為了防止氧化,引起材質劣化,防止燃燒,爆炸等危險,可選擇在氮氣等惰性氣體的氛圍中進行粉碎。
5結語
高速迴轉粉碎機最近的動向是一面推進高速化,以免完成分解情況的簡易化,並從提高耐磨性等觀點出發,進行多種改進。在粉碎過程中如何能夠充分利用能量避免作無用是一個課題。另外,附加衝擊以外的機構使粉碎更加有效。    

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