超细气流粉碎设备的现状及发展趋势
1.超细气流粉碎设备现状
气流粉碎机的原理是利用高速气流促进材料本身颗粒的碰撞,气流对材料冲击的剪切作用,材料和其他部件的冲击和剪切促进了材料的破碎。在高速气流的影响下,破碎材料的平均粒度会更小,粒度分布会更窄,颗粒表面干净光滑,颗粒形状规则,分散性好,活性高,纯度高。现就目前几种超细气流粉碎设备的应用现状展开具体分析。
(1)对撞式气流粉碎机
这一种气流粉碎设备也常被称之为是对喷式气流粉碎机。事实上,利用两种高速气流包裹破碎颗粒相互碰撞,达到破碎效果,能量利用率高,可有效防止高速冲击造成的部件损坏,可促进破碎颗粒污染问题。在工作过程中,其原理是:两个压力和速度完全一致的压缩从两端直接进入破碎区,材料通过螺旋给料机送入破碎区。完全混合后,颗粒会相互碰撞,从而达到破碎效果,破碎后,颗粒会随着气体的流动逐渐移动到低压区,细粉会从上部排出,粗粉会返回破碎区继续破碎。此设备的优势主要体现在:粉碎速度快,撞击力强,能耗低等方面。
(2)扁平式气流粉碎机
这种类型的气流破碎设备的工作原理是:压缩空气,利用进料喷射器的高速射流负压差,促进材料吸入混合室,利用破碎室半径形成特定角度,同时分布在同一水平喷嘴上,高速喷射喷入破碎室,喷射气流携带材料以极高的速度运行,在破碎室半径上产生具有流体动力学特性的梯度,材料颗粒发生剧烈冲击,破碎室内壁桩基础,破碎颗粒随旋转流高速运动,产生巨大的离心力,也受到气流排放到破碎室中心的向心力的影响,这两种力相互作用,颗粒也会分级。与其它气流破碎设备相比,该设备具有结构简单、操作简单、自动分级等优点。缺点:如果破碎材料硬度大,由于气流高速运动,材料会与磨腔内壁产生剧烈摩擦,造成磨腔损坏,也会对产品造成一定程度的污染影响。
(3)流化床气流粉碎机
这种粉碎设备的工作原理是:将物料添加到破碎设备中,利用二维设置多个喷嘴射冲击能量,与气流膨胀后产生的悬浮翻腾发生碰撞、摩擦,从而达到粉碎效果。此外,在交汇点附近的上部气流中,顶部设置的分级装置在负压气流的影响下进行分级,细粉排出,粗粉会受到重力的影响,回到粉碎区再次粉碎。和对撞式气流粉碎设备相对比来看,其具备更加优异的分散性能,同时对于产品的力度还可凭借分级设备予以调节,对设备部件所造成的磨损相对较小,能耗也较低,可被应用到大规模化的工业生产之中。此设备的优势主要体现在分散效果较好、产品粒度可利用分级机予以调整且磨损机能耗均相对偏小,比较适合应用在大规模化的工业生产方面。
(4)冲击环式气流粉碎机
将固定冲击部件更换为可旋转冲击环,可避免前两种气流粉碎机中高速气流或气固流对固定位置长期持续冲击造成的局部磨损,促进整个环轮流作为冲击表面,整个环接近冲击磨损,可尽可能延长冲击环的使用寿命。该设备的主要优点是:其冲击旋转的运动方向与喷射气流相反,因此可以提高相对速度,有助于提高破碎效果。
2.超细气流粉碎设备发展趋势
随着当代技术水平的不断发展,对超细粉末加工技术的要求也越来越高,面临着越来越多的困难和挑战。为了有效应对这些挑战,超细气流破碎设备的发展趋势将集中在以下几个方面:
(1)提高单机产量,减小单位产品能耗随着市场对于超细粉体产品需求量的不断增多,尤其是大规模用量用户的增多和产品质量稳定要求性的不断升高,对于大型设备的市场需求持续升高。大型设备也能够更为有效的适应于超细粉体加工逐步向更大规模的发展趋势,同时还具备有单位产品能耗低、产品质量稳定性优异以及管理便捷等众多优势。目前已经有部分企业研发出了年产量超过6000L的大型立式搅拌磨,以及处理量超过155m3的大型卧式搅拌球磨机。设备的大型化是提升单机产量,降低单位产品能耗最为重要的一项措施。此外,选择现代技术手段研发超细粉设备也是提高粉碎效率、提高产量、降低单位产品能耗的主流趋势。
(2)提升产品细度,加强设备粉碎极限
当前市场上对于粒径在1μm以下的超微粉体加工设备与技术需求性越来越强。超微粉体将是未来在超细粉体领域最为重要的一项发展趋势。这主要是由于目前大量的高新技术与新型材料的生产研发均需要应用到超微粉体,例如在环保建材的制造、生物医学材料制造、航空航天隐身材料研发等方面,粒径不足1μm的超细粉颗粒有着巨大的应用价值。因此,未来我国应进一步加强破碎设备的细度极限,大力加强相关工业经济分级设备及相关配套技术手段。
(3)产品细度与粒度分布的在线调控
这一方面的发展是超细粉碎生产线能够达到智能化控制最为关键的一项前提要求。现代超细粉末加工企业往往根据市场对超细粉末的需求进行产品类型的生产调整。因此,有必要对相关加工设备达到一定的和适应效果,并要求自动调节工作条件,避免人工调节的低精度和滞后。
综上所述,超细气流粉碎设备种类繁多,而且每种类型的设备结构也明显的差异,都有相应的优缺点。随着技术的不断发展和进步,粉碎设备在原有的基础上也有了很大的改进,结构趋于完善,破碎能力也有了很大的提高。分析超细气流粉碎设备未来的主流发展趋势,主要体现在提高单机产量,降低单位产品能耗;提高产品细度,加强设备粉碎极限;产品细度和粒度分布的在线控制。
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