1.高速回轉(zhuǎn)粉碎機的粉方法有很多種。根據(jù)形狀和結構可分為錘擊式、轉(zhuǎn)盤式、軸流式、環(huán)形式。另外,根據(jù)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。
1.1錘擊式
錘擊式是在回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)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(wǎng)進行從中碎到100μm的較粗粒子的粉碎。
在他的轉(zhuǎn)子上,通常安裝馬鐙狀的搖擺銼,適合周速高達100m/s的高速回轉(zhuǎn),因此也有高的粉碎能力。
1.2轉(zhuǎn)盤式
轉(zhuǎn)盤式如銷磨機或渦輪式磨機。在轉(zhuǎn)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(wǎng)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(zhuǎn)圓盤逆向回轉(zhuǎn)的微粉化結構。
AM是這種微粉碎機的通用機型。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(zhuǎn)子和帶圓弧漕的定子構成。轉(zhuǎn)子盤上面裝有舒數(shù)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(nèi)裝可調(diào)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(jīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn),一邊做軸向移動進行粉碎。為了控制產(chǎn)品粒度,在沖擊元件和分級結構上進行改進,實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和風量的調(diào)節(jié)。
在2個粉碎室的出口處安裝內(nèi)經(jīng)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,更通過有效的壓碎剪切效果,達到數(shù)m的微小粉碎。另外,還開發(fā)出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的偏心回轉(zhuǎn),壓縮效果更高的粉碎機。
JM立式高速回轉(zhuǎn)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(nèi)的物料,經(jīng)皮帶拖動的高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子沿圓周方向均勻分散后到達轉(zhuǎn)子與定子襯套之間形成的粉碎區(qū)。轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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。
環(huán)形式
環(huán)形粉碎機是軸流式粉碎機的一種。其轉(zhuǎn)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(chǎn)品。通過粉碎帶的流體模擬可以看出高速回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)粉碎機,也有別于氣流粉碎機。這種粉碎機的粉碎處理能力和產(chǎn)品平均粒徑與過去高速回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)粉碎機難以實現(xiàn)的。由于本機能單獨設定粉碎和分級部分轉(zhuǎn)速,所以能將產(chǎn)品平均粒徑控制在5-10μm較寬范圍內(nèi)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(diào)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。可以通過調(diào)節(jié)原料在機內(nèi)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(zhuǎn)的銳利刀片和固定襯套之間產(chǎn)生空氣渦流,使粉碎物之間發(fā)生碰撞、剪切來實現(xiàn)粉碎。該機對難粉碎原料(纖維質(zhì)、彈性質(zhì))粉碎特別有效。為了能清掃機內(nèi)的殘留物,采用了門蓋方式,打開門蓋,粉碎轉(zhuǎn)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,粒度分布范圍窄,其能量消耗僅為氣流磨的一半。
2高速回轉(zhuǎn)粉碎機的粉碎極限
高速回轉(zhuǎn)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,沖擊遠見給粒子的沖擊力Pmax[N],可以根據(jù)Hertz接觸應力理論推算出大概值,然后根據(jù)這個沖擊力,利用平松式算出粒子內(nèi)部發(fā)生的抗拉力S[pa],因此,沖擊時,作用于粒子上的破壞力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:St=aVp-6(a、b:常數(shù))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(shù)。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。
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