以高速磨機為中心的微粉技術

1、以高速磨機為中心的微粉技術微粉碎機可分為軋輥式、高速回轉式、媒體式、氣流式、摩擦剪切式等多種。其中，告訴回轉粉碎機主要是用高速回轉的轉子產生沖擊、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，由于從不同角度進行研究，逐漸開發(fā)了許多新機種。特別是對于新材料的出現，已經開發(fā)出許多更高性能、更高效率的粉碎機。例如：作為靜電復印的顯像粉劑，為了實現這種調色圖來噢的精密級粉碎、過去大多采用氣流式粉碎機，但最近已開發(fā)出新結構的機械式高速回轉粉碎機，實現了能耗低、效率高的微粉碎處理。 AM系列沖擊式超微粉碎機1高速回轉粉碎機的分類、特點和應用技術

2、高速回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(huán)形式。另外，根據粉碎原理又可劃分為沖擊粉碎式和摩擦（壓縮、剪切）式兩大類。圖1的分類還顯示出了個中粉碎機的平均粒徑和粉碎能力之間的關系。 1.1錘擊式 錘擊式是在回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，多采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的高速回轉，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沖擊元件，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

3、的周速。所以可能進行更微細的粉碎。作為分級機，除了采用篩網之外，還采用截口點更小的風力分級機。另外，為了能使沖擊時的相對速度更大，已設計了使用2個回轉圓盤逆向回轉的微粉化結構。 AM是這種微粉碎機的通用機型。圖3示出AM粉碎機結構原理。它主要由沖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錘頭，其周速高達100m/s乃至更高。分級室由分流環(huán)和分級葉輪構成。粉碎和分級分別由各自電機帶動，由于內裝可調速的空氣分級器，因而可得到所需的合適粒徑分布均勻的制品。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

4、合各種粉體涂料、樹脂原料和熱弱性材料的粉碎。其應用范圍也廣泛。 近來對本機進行了新的開發(fā)。通過改進轉子上的沖擊元件，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，為適應用戶便于清潔的需要，本機也采用開口式結構，使一種便于清洗的機型。 1.3軸流式 軸流式粉碎機物料在粉碎過程中一邊回轉，一邊做軸向移動進行粉碎。為了控制產品粒度，在沖擊元件和分級結構上進行改進，實現轉速和風量的調節(jié)。 在2個粉碎室的出口處安裝內經不同的環(huán)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沖擊元件粉碎，更通過有效的壓

5、碎剪切效果，達到數m的最微小粉碎。另外，還開發(fā)出轉子轉軸的偏心回轉，壓縮效果更高的粉碎機。 JM立式高速回轉粉碎機更是另一種高性能軸流式微粉碎機。 有加料器定量共給并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后到達轉子與定子襯套之間形成的粉碎區(qū)。轉子和定子陳套的表面部分分別制成特殊形狀的多溝槽，并于定子襯套壁面摩擦為主的粉碎。這種與通常依靠轉子葉片棱角的沖擊力進行粉碎機理很不相同。本機的基本上制品粒度范圍d50=5-20µm，分布均勻，且有球狀化效果，電能消耗省。圖5示出這種機型的粉碎原理和外形。 1.4環(huán)形式 環(huán)形粉碎機是軸流式粉碎機的一種。

6、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回轉的多葉片和襯套周邊的流體分布。在葉片的間隙部分發(fā)出小渦流，促進粒子的頻繁撞擊和粉碎。 這種粉碎原理不同于歷來的高速回轉粉碎機，也有別于氣流粉碎機。從圖7可以看出這種粉碎機的粉碎處理能力和產品平均粒徑與過去高速回轉粉碎機比較。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回轉粉碎機難以實現的。 由于本機能單獨設定粉碎和分級部分轉速，所以能將產品

7、平均粒徑控制在5-10µm較寬范圍內隨意變化。 環(huán)形粉碎機還可以用于粒子的球狀化處理。如對靜電照明用的調色涂料，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涂料粒子的帶電性、流動性、清洗型具有很大影響?？梢酝ㄟ^調節(jié)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 刀片磨機利用高速回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(fā)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，采用了門蓋方式，打開門蓋，粉碎轉子露出，很方便清洗，對于食品工業(yè)小批量多品種特別適合。 該機平均粒徑可達10µm，粒度

8、分布范圍窄，其能量消耗僅為氣流磨的一半。 2高速回轉粉碎機的粉碎極限 高速回轉粉碎機如上述可分為多種形式，即使在一種粉碎機中也復合了沖擊、剪切、磨擦等不同粉碎機原理。所以應看成復合作用，但在沖擊式粉碎機中，粒子和沖擊元件的沖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，沖擊遠見給粒子最大的沖擊力PmaxN，可以根據Hertz接觸應力理論推算出大概值，然后根據這個沖擊力，利用平松式算出粒子內部發(fā)生的抗拉力Spa。 另一方面，粒子（體積Vp)的破壞強度Ss和碎粒的裂紋的分布概率有關，所以能用威布爾式表示：通過實驗，可以歸納成下式計算：

9、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(fā)生破壞，由此就能求出沖擊引起的粉碎粒子的極限直徑dpb(m)。以石灰石為例，沖擊元件為鋼制件時的物性值和實驗常數。綜合上述兩式進行粉碎，就能獲得石灰石在沖擊速度為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）篩網分級式沖擊式粉碎機 由于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）使用氣流分級的沖擊式粉碎機，有與直徑達的粒子在磨機內反復循環(huán)，結果得到更細的粉碎，效果比篩網好。 （3）氣流分級沖擊磨碎機粉碎機，該類型機綜合了剪切、磨擦等功能，能

10、得到5-10µm的微粉，比沖擊性粉碎細度效果顯著。 但是，由于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 高速回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，也是一種粉碎粒度范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(huán)形式逐漸變細。另一方面，磨碎式又比沖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 在沖擊粉碎機中，由于原料特性（如結晶）和機械特性（如沖擊元件硬度、速度）的不同，破壞粒子的形狀而有所不同。通過反復粉碎，壓縮剪切效果的微粉碎和一般沖擊粉碎機相比，粒子縱寬尺寸要小，所以更易于形成球狀化粒子。 4.3弱熱性物質 雖然大多該種原料采用氣流粉碎，但近年來使用沖擊式粉碎機增多，由于AM機進風量大，冷卻和細度好，非常適合這種粉碎；另一方面，可采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，