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走进微观世界14 | 气流粉碎机的原理及特点
2022年01月06日 发布 分类:w88入门 点击量:96
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气流粉碎机亦称(高压)气流磨或喷射磨或流能磨,是比较常用的超细粉碎设备之一。它是一种利用高速气流( 300~500 m/s) 或过热蒸气 (300~400°)的能量使颗粒互相产生冲击、碰撞和摩擦,从而粉碎颗粒的设备。最终这些物料会以超细粒子的形态分散在空气中,而且在后期对物料的收集也是在这种分散状态下进行的。产品粒度上限取决于混合气流中的固体含量,与单位能耗成反比。在固体含量较低时,d95可保持5~10um;但当固体含量较高时,d95增大到 2030um。经过预先粉碎,降低人磨粒度,可得到平均粒径 1um 的产品,其粒度范围一般在 0.8~2.5um

气流粉碎机

工作原理

压缩空气或过热蒸气通过喷嘴后,产生高速气流且在喷嘴附近形成很高的速度梯度,通过喷嘴产生的超声速高湍流作为颗粒载体。物料颗粒经负压的隐射作用进入喷管,高压气流带着物料颗粒在粉碎室中做回转运动并形成强大旋转流场,不仅物料颗粒之间会发生撞击,而且气流对物料颗粒产生冲击、剪切作用,同时物料颗粒还要与粉碎室发生冲击、摩擦、剪切作用。消耗的能量部分转化为颗粒的内能和表面能,从而导致颗粒比表面积和比表面能的增大,晶体晶格能迅速降低,并且在损失品格能的位置将产生晶体缺陷,出现机械化学激活作用。在粉碎初期,新表面将倾向于沿颗粒内部原生微细裂纹或强度减弱的部位(即晶体缺陷形成处)生成,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级室中,较粗的颗粒则继续在粉碎室中进行二次粉碎,从而达到粉碎的目的。

研究表明: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的。

气流粉碎机工作原理

性能特点

气流粉碎机是比较常用的超细粉碎设备之一,广泛应用于非金属矿物及化工原料等的超细粉碎。气流粉碎机的主要性能点有以下几个。

①粉碎效率高。采用粉碎机和分级机一体化设计,在w88物料粉碎分级的同时,采用外级轮进行分级,可以在粉碎室内形成稳定、完整的分级流场;同时装证中安装过粉碎控制和细粉提净装置,可有效地保证产品粒度的一致性,能够处理大批量物料,处理性能强。

② 具有产品细度均匀、粒度分布较窄、颗粒表面光滑、颗粒形状规则、纯度高、活性大、分散性好的优点,粒度可达数微米级甚至亚微米级。

③产品受污染少。气流粉碎机是根据物料的自磨原理而对物料进行粉碎的,粉碎的动力是空气。粉碎腔体对产品的污染少,是在粉碎室负压状态下进行的,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。因此特别适用于药品等不允许被金属和其他杂质玷污的物料粉碎。

④适合粉碎低熔点、热敏性材料、生物活动制品及爆炸性物料。由千压缩空气在喷嘴处绝热膨胩会使系统温度降低,个粉碎空间处于低温环境,颗粒的粉碎是在低温瞬间完成的,从而避免了某些物质在粉碎过程中产生热量而破坏其化学成分的现象发生,尤其适用于热敏性物料的粉碎。名贵中药珍珠含有丰富的微量元素、多种氨基酸、肽类、维生素,利用超声速气流法可在一67°C下快速粉碎成 2μm以下的微粉。利用气流粉碎机的 “自冷性”,如果再采用惰性气体如氮气、二氧化碳和氩气等工质,完全可以粉碎易燃易爆的物料 (如金属锌、铍、硫)、火箭燃料和炸药(如高氯酸钾、高氯酸铵、硝酸铵和催泪瓦斯等)。

⑤气流粉碎属于物理行为,既没有其他物质渗入其中,也没有高温下的化学反应,因而保持物料的原有天然性质,纯度较高。

⑥ 生产过程连续,生产能力大,自控、自动化程度高。

⑦粉碎精度高,耗时少。通过调节分级机的转速和系统负压等参数,可以控制产品粒径分布在很小的范围内,并且分级机的调整是完全独立的,对一些有特殊要求的中药材加工十分有利。如用传统球磨法粉碎珍珠 5kg,粒径达47μm  32h;而改为气流法,产品粒径达15μm仅需 1h

⑧ 分散性能好。气流粉碎的物料具有极好的润湿性和分散性。把气流粉碎的氧化铁颜料和一般机械式粉碎机粉碎的氧化铁颜料,用球磨分散在 25%醇酸溶液中,将两者对比,可以看出研磨分散性的差距很大。用刮板细度计测定两种氧化铁颜料的分散细度如表4-6 所示,细度数值越大表明颜料分散性越好。相比一般氧化铁,气流粉碎的超微氧化铁克服了其在油漆中分散稳定性很差的问题,短时间便沉降分层,影响油漆的储存稳定性的缺陷。

分散时间/h

赫格曼刮板细度计度数(0-8)级

一般氧化铁

气流粉碎氧化铁

1

2

5

3

3

6

5

4

7

7

5

7.5

24

5

7.5

⑨颗粒活性大。气流粉碎某些物料时,活性会明显增大。活性增大的原因奶下:随着工质压强增大,喷气流速度很高。这种高速喷气流所具有的能量,不仅使颗粒发生冲击破碎,而且还会使颗粒内部组织(特别是表面状态)发生一定程度的变化。这样,w88物料在超微粉碎的同时,颗粒内能或表面能增大,物料颗粒的活性大大提高。许多w88物料的气流粉碎成品的差热分析和叉射线衍射分析完全证实了这一点。微粉后的活性物料水溶性更佳,有利于活性的保持。如护肤品中具有抗菌作用的尿囊素、穿心莲内酯,需要在 80°C时溶解2h,如果经过气流粉碎,在80°C时只需几分钟便可溶解,增大了抗菌活性

①实现联合操作。当用过热高压饱和蒸气进行粉碎时,可同时进行物料的粉碎和干燥(包括脱结晶水)。这不仅缩短了工艺过程,而且节约了动力。这种粉碎与干燥的联合作业,多应用于凝聚体的解磨过程。由于物料在工质气流中处于高度湍流状态,因此气流粉碎机也是一种高效的混合机。气流粉碎与混合相结合,即气流粉碎机可同时粉碎混合两种以上物料,在常温下实现边粉碎边混合。产品粉碎粒度可调节,混合均匀度可控制,可避免机械混合中结块、结团混合不均匀现象,防止机械混合中产生的热量对物料的影响。例如在奶油巧克力的制作过程中,采用气流粉碎,可以把全部组分在一次操作中完成粉碎和混合;气流粉碎技术和机械力化学原理相结合,可对疏水性涂料、颜料树脂和磁性w88等不能采用常规包覆的物料,采用气流粉碎与包覆相结合。气流粉碎的包覆方法是边粉碎边包覆,当已包覆好的被包覆物达到要求粒径后,进行分离收集。例如,用低熔点的硬脂酸分子膜包覆金属铝。又如经过气流粉碎复合助剂处理的硅灰石微粉已在 PEPVCPP制品中应用。

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