气流粉碎机
磨损大大减弱。
流化床内对撞气流 交汇点示意图
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⑧
⑧
⑦
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⑥
⑥
⑨
⑤
⑤
①
①
④③ ②
④ ③②
(a)物料经过喷嘴
(b)物料不经过喷嘴
流化床对喷式气流粉碎机的两种形式结构示意图
产品细度高(d50=3~10μm),粒度分布窄 且无过大颗粒;粉磨效率高,能耗低,产量大, 比其它类型的气流磨节能50%;采用刚玉、碳化 硅或PU(环)等作易磨件因而磨耗低,产品受 污染少,纯度高,可加工无铁质污染的粉体, 也可粉碎硬度高的物料;
在分级室,气流形成主旋流,使颗粒发生分级。 由于粗粉位于分级室外围,在气流带动下,退 回粉碎室进一步粉碎,细粉经中间出口排到机 外进行气固分离和产品回收。
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Trost Jet Mill的工作 原理:
流化床对撞式气流粉碎机
流化床对撞式气流粉碎磨: 将对喷原理与流化床中膨 胀气体喷射流相结合。
QBN450型靶式气流粉碎机
对喷式气流粉碎机
对喷式气流粉碎机,又称逆向喷射磨,是 一种物料在超音速气流中自身产生对撞而 实现超细粉碎的装置。
特点:利用相对运动的气流,颗粒从第一 次撞击开始就依靠相互之间的冲撞,减少 了对管壁的磨损和对产品的污染,可以加 工较硬的物料。
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对喷式气流粉碎机
第四节 气 流 粉 碎 机
1 气流粉碎机原理
利用高速气流(300~500m/s)或过热蒸汽(300~400℃)的能量使颗 粒产生相互冲击、碰撞、摩擦剪切而实现超细粉碎,广泛应用于化工、 非金属矿物的超细粉碎,是最常用的超细粉碎设备之一。
(1)气流粉碎机的工作原理
将压缩空气通过拉瓦尔喷管加速成亚音速或超音速气流,喷出的射 流带动物料作高速运动,使物料碰撞、摩擦剪切而粉碎。
被粉碎的物料随气流至分级区进行分级,达到粒度要求的物料由收 集器收集下来,未达到粒度要求的物料再返回粉碎室继续粉碎,直 至达到要求的粒度并被捕集。
(1)气流粉碎机的粉碎过程
压缩空气或过热蒸汽通过喷嘴后,产生高速气流且在喷嘴附近 形成很高的速度梯度,通过喷嘴产生的超音速高湍流作为颗粒 载体。物料经负压的引射作用进入喷管,高压气流带着颗粒在 粉碎室中作回转运动并形成强大旋转气流,物料颗粒之间不仅 要发生撞击,而且气流对物料颗粒也要产生冲击剪切作用,同 时物料还要与粉碎室发生冲击、摩擦、剪切作用。如果碰撞的 能量超过颗粒内部需要的能量,颗粒就将被粉碎。粉碎合格的 细小颗粒被气流推到旋风分离室中,较粗的颗粒则继续在粉碎 室中进行粉碎,从而达到粉碎目的。
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循环管式气流粉碎机外形图
循环管式气流磨
特点:
粉碎室内腔截面不是真正的圆截面,循环管各 处截面也不等,而分级区和粉碎区的弧形部分 也不是圆周的一部分,即曲率半径是变化的。
颗粒在粉碎室内能加速运动,离开粉碎室后能 减速上升,能加速颗粒在分级室内的运动,加 大离心力场,提高粉碎和分级效果。
(2)气流粉碎机的特点
优点:1) 80%以上的颗粒是依靠颗粒间的相互冲击碰撞被粉 碎的,只有不到20%的颗粒是通过颗粒与粉碎室内壁的碰撞和 摩擦被粉碎。可以粉碎莫氏硬度为1~10的材料,经气流粉碎 后的物料平均粒度细,最细可以达到0.2μm,一般为0.5μm~ 20μm;粒度分布较窄,可以满足窄粒度分布产品粉的要求;
粉碎产品较粗,动力消耗也较大,因而应用受到限制。
靶式气流粉碎机
工作原理: 粉碎物料在混合管中与高压气流相混合并加速,
高速冲击靶板而粉碎。 细粉随气流从出口排出,并进入分级器中分级;
粗粉返回加料斗重新导入粉碎室继续粉碎。 为了更好地混合和加速,混合器大多做成超音
速喷管状。
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⑥⑦
① ②
循环管的特殊形状具有加速颗粒运动和加大离心力场的功能, 以提高粉碎和分级的效果。
广泛应用于填料、颜料、金属、化妆品、医药、食品、磨料 以及具有热敏性、爆炸性化学品等的超细粉碎。
Fine Powder
Classifier
Coarse powder
文丘里Nozzle
Comminuting Room
第三类是钕铁硼磁粉、金属微粉和黑索今微粉等,这类微粉一 般采用气流粉碎方法制备,其所用的气体都是惰性气体,如氮气等, 否则会有燃烧爆炸的危险。
2 气流磨分类
气流粉碎机的种类:
扁平式(也称圆盘式) 循环管式 单喷式(也称靶式) 对喷式 惰性气体粉碎机
扁平式气流粉碎机
扁平式气流粉碎机,也 称圆盘式气流磨,是美 国 Fluid Energy公司在 1934年研制成功的。
(2)气流粉碎机的特点
3)气流粉碎纯粹是物理行为,既没有其它物质掺入其中,也没 有高温下的化学反应,因而保持物料的原有天然性质。颗粒表 面光滑,颗粒形状规整,纯度高,活性大,分散性好。
4)因为气流粉碎技术是根据物料的自磨原理而实现对物料的粉 碎,粉碎的动力是空气。粉碎腔体对产品污染极少,粉碎是在 负压状态下进行的,颗粒在粉碎过程中不发生任何泄漏。只要 空气经过净化,就不会造成新的污染源。
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循环管式气流磨
优点:
主机结构简单,操作方便; 粉碎的同时具有自动分级功能; 主机设备体积小,生产能力大; 产品细度好,可至3~0.2μm。
缺点:
气流与物料对管内壁的冲刷、磨损太严重,因 此不适合硬度较高的材料的细化。
粉碎效率是各类气流磨中最低的,能耗最大。
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扁平式和循环管式气流磨有一共同点,即第 一次撞击是物料在气流作用下,借助于管壁 或板实现的,以后的撞击才可能是颗粒之间 的撞击。
对管壁的磨损和对产品的污染
不可以加工较硬的物料
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靶式气流粉碎机(Target Type Fluid Energy Mill)
利用高速气流挟带物料冲击在各种形状的靶板上进 行粉碎。除物料与靶板发生强烈冲击碰撞外,还发 生物料与粉碎室壁多次的反弹粉碎,因此,粉碎力 特别大,尤其适合于粉碎高分子聚合物、低熔点热 敏性物料以及纤维状物料。
扁平式气流粉碎机外形图
扁平式气流粉碎机
优点:结构简单,操作方便,拆卸、清理、 维修容易,并能自动分级。
缺点:当被粉碎的物料速度较高时,随气流 高速运动与磨腔内壁会产生剧烈的冲击、摩 擦、剪切作用,导致粉碎室壁的磨损,并造 成粉体的污染,尤其是对于硬度很高的材料 (如碳化硅,氧化硅),磨损更严重。
其中用得最多的是JOM 系列(也称O型)变截 面循环管式气流磨。
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循环管式气流粉碎机
原料由文丘里喷嘴加入粉碎区,气流经一组喷嘴喷入不等径 变曲率的跑道形循环管式粉碎室,并加速颗粒使之相互冲击、 碰撞摩擦而粉碎。
旋流带动被粉碎颗粒沿上行管向上进入分级区,在分级区离 心力场的作用下使密集的料流分流,细颗粒在内层经百叶窗 式惯性分级器分级后排出即为产品,粗颗粒在外层沿下行管 返回继续循环粉碎。
流化床式气流粉碎机是德 国20世纪80年代的新产品, 主要生产厂家是德国 Alpine公司,美国、日本、 中国也有公司生产。
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QLD流化床式气流粉碎机
工作原理:
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流化床对撞式气流粉碎机
工件原理: 物料通过阀门进入料仓,螺旋将物料送入研磨室;
空气通过逆喷嘴喷入研磨室使物料呈流态化。 被加速的物料在各喷嘴交汇点汇合,在此,颗粒
循环气流粉碎机工作原理图
Compressed Air
循环管式气流磨
物料颗粒高速进行粉碎区后,高压空气带动 颗粒沿管道运动。
由于管道呈O型,内外圈半径不同,内外层 物料运动路径及速度都不同。
各层物料颗粒之间产生相对运动,发生摩擦、 剪切、碰撞粉碎作用。
同时,由于离心力的作用,密集的颗粒流分 层,粗粒处在外层,细粒在内层并向内聚集, 最后由排料口排出,粗粒则继续粉碎。
根据原料性质和产品粒度要求选择不同靶板形状。 靶板作为易损件,必须采用耐磨材料制作,如碳化
物、刚玉等 。
Impacting Target
Feed
Mixing Pipe
Jet Nozzle
早期靶式气流粉碎机: 物料由加料管进入粉碎室,经喷 嘴喷出的气流吸入并加速,再经混合 管进一步均化和加速后,直接与冲击 板(靶板)发生强烈碰撞。 为了更好地均化和加速,混合管 大多做成超音速缩扩型喷管状。粉碎 后的细颗粒被气流带出粉碎区,进入 位于冲击板上方的分级区进行分级, 经分级的颗粒被气流带出机外捕集为 成品,粗颗粒返回粉碎区再行粉碎。
结构紧凑,简单;噪音小;可实现操作自 动化。但造价较高。
缺点:能耗较大,生产成本较高。
(3)气流粉碎机应用
第一类是只对细度有要求的粉,越细越好。如西药、中草药、 保健品、农副产品、海产品、AC发泡剂、灭火粉、非金属矿粉、刚玉、 金刚石、碳化硼、电气石、玻璃、荧光粉、树脂、石墨、稀土材料、 助剂、颜料、化妆品等;
第二类是对粒度分布有较高的要求,要求粒度分布窄。如磨料、 复印粉、激光打印粉、钴酸锂粉、猛酸锂粉等,气流粉碎机在这些行 业中能发挥很好的作用,其优越性是其他粉碎设备所不能替代的;
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外壳
喷嘴
文丘里喷嘴
粉碎室 内衬 扁平式气流粉碎机工作原理图
扁平式气流粉碎机
粉碎过程: 物料经加料口由喷射式加料器的喷嘴加速,导
入粉碎室,在旋转气流带动下发生相互碰撞、 摩擦、剪切而粉碎。 细粉被气流推到粉碎室中心出口管,在旋风分 离器中呈螺旋状运动缓降到贮斗中;废气由废 气排出管排出;粗粒在离心作用下被甩到粉碎 室周壁作循环粉碎。
互相冲撞、摩擦、剪切而粉碎。 粉碎的物料由上升气流输送至涡轮式超细分级器,
细粉产品经出口排出,较粗的颗粒沿机壁返回磨 矿室,尾气进入除尘器排出。