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1、江南大學自考助學 畢業(yè)生論文（設計） 專業(yè)： 機械電子工程 姓名： 岳* 題目 圓盤式氣流粉碎機的設計 日 期： 2009 年 5 月 11 日 1 目錄 第一章概述 . 3 3 第二章粉碎及其意義 . 7 7 第三章粉碎設備 . 1111 第四章 氣流粉碎原理，機型和意義 . 2020 第五章扁平氣流粉碎機的結構 . 3434 扁平氣流粉碎機的設計及計算 . 第六章 3535 噴嘴的設計（ 1 1） 加料器的設計 （2 2）流量的計算 ）（3 3 結構設計 ）（4 4第一章 概述 許多材料加工成超微狀態(tài)， 會得到許多非微粒產品無法得到的特殊功 能；如提高其在化學反應中的反應速率，改善其著色率

2、、遮蓋力、色 度，增強其分散、流變性、補強性等。因此，超微產品已廣泛的用于 化工、醫(yī)藥、涂樹、農藥、染料、電子等行業(yè)中，成為這些行業(yè)高性 能高技術產品不可缺少的材料。 但國內對于對撞式氣流粉碎機的研究還不多， 對這方面缺乏一定的基 礎。 目前我國的超細粉碎設備，基本上己與世界上定型機種處在同一水 平線上，國際上成熟的機種，我國都能生產，如氣流磨、攪拌磨、塔 式磨、振動磨、 各類機械式高速沖擊磨等。但是由于我國在粉體技術 的研究方面較世界先進國家起步晚，故設備研制也晚，基礎差，起點 低，引進消化后所生產的各類設備，質量難免良萎不齊，有些只是在 低水平上重復，甚至有些概念含混不清。企業(yè)自行起名，自

3、行命名設 備代號，導致一些廠商的產品廣告及設備說明書，不但外行看不懂， 內行也不明白，國超細粉碎設備的一大突出問題。 基于以上情況不僅可以看到超微粉碎的重要作用， 也可以看到我國超 微粉碎的薄弱之處。 本畢業(yè)設計也是有著一定的現(xiàn)實意義和教學研究 意義。 粉碎過程是將大顆粒變成小顆粒的過程。 固體物料的粉碎是用物理的 方法克服物料內部的結合力使物料破碎達到一定粒的過 3 根據(jù)原料和成品顆粒的大小或粒度而言粉碎一般為四大類：粗粉碎， 細粉碎，微粉碎，超微粉碎。 其粒度分布如表： 粉碎原料粒成品粒 1010- -100mm5100mm5- -10mm10mm 粉 0.10.1- -5555- -50

4、mmm50mmm 粉 m m 5 5- -10mm110mm1（粉 m m 1010- -20.520.5- -5mm 5mm 卩 微粉碎 這是一個大概的分類，但是不同的行業(yè)、不同的產品對成品粒度的要 求不同，因此不同的行業(yè)有不同的劃分范圍。如飼料 的超微粉碎要 比化妝品、超微食品等的粗。在不同的行業(yè)中粉碎有著不同的作用， 由下可以看到粉碎 的應用相當廣泛。 行業(yè) 用 途4 礦業(yè) 金屬礦石的粉碎研磨，非金屬礦物的粉碎及深加工、低 品位礦物綜合利用、尾礦中有用元素的提取 冶金 粉末冶金、機械合金化、冶金原料處理、冶金廢渣 利用、硬質合金生產 滑劑機械 粒度砂、鑄造型砂、微粉磨料、超硬材料、固體潤

5、 各種添加劑、人工降雨催凝劑等 橡膠 固體填料、補強材料、功能性填料、廢舊橡膠制品 的再生利用 塑料 塑料原料制備、增強填料、粉末塑料制品、塑料噴 涂 造紙 紙漿制備、造紙?zhí)盍稀⑼坎荚旒堄贸殱{料、纖維 狀增強填料 印刷 油墨生產、銅金粉、噴墨打印墨汁、激光打印和復 印碳粉 化工 原料處理、涂料、油漆、催化劑 制藥 粉劑、片劑、注射劑、中藥精細化、藥物載體、噴 亠 1 J【， 霧施藥 食品 糧食加工、保健食品、食品添加劑、調味劑 顏料 5 偶氮顏料、酞著系列顏料、氧化鐵系列顏料 5 能源 粉煤燃燒、固體火箭推進劑、水煤漿 電子 電子漿料、 電子塑封料、 集成電路基片、 電子涂料、 熒光粉、鐵氧

6、體 建材 水泥、建筑陶瓷生產、復合材料 精細陶瓷 原料細化處理、梯度材料、金屬與陶瓷復合材料、 顆粒表面改性 粉狀污水處理劑 農業(yè) 糧食加工、化肥生產、粉劑農藥、土壤改良、飼料 脫硫超細碳酸鈣、固體廢棄物的再生利用各種 環(huán)保 第二章 粉碎及其意義 1 1）定義：“粉碎”一詞是固體物料尺寸有大變小過程的總稱。它包括 “破碎”和“粉磨”。前者是由大料塊變成小料塊的過程，后者是由 小料塊變成細粉體的過程。破碎包括粗碎和中碎。粉末又稱研磨，包 括微粉碎和超微粉碎。但是在實踐中，粉碎往往又是相對破碎而言， 專指有小料塊變成細粉體的過程。 氣流粉碎機是一種先進的超微粉碎 設備。在工業(yè)生產上有著廣泛的應用。

7、 扁平式氣流粉碎機是一種典型 的氣流粉碎機，主要使用于化工、醫(yī)藥行業(yè)中硬度較低物料的粉碎。 2)2) 意義： 1)1) 使物料的比表面增加，這物料顆粒同周圍介質的接觸面積大，反 應速度快，如催化劑的接觸反應，固體燃料的燃燒與氣化，物料的溶 解、吸附、干燥、以及利用粉末流化床的接觸面積大來強化傳質與傳 熱等。 2)2) 在水泥工業(yè)中提高水泥的標號。 水泥熟料同石膏一起磨碎成最終 產品。磨碎的粒度越細，比表面越大，水泥的標號就越高。 7 3)3) 在選礦之前使礦石中的有用成分解離。 由于礦石中有用成分同雜 質緊密結合一起，只有經過破碎或磨碎之后產生“解離” ，才能用選 礦方法剔除雜質， 得到較純凈

8、的精礦和中間產品。 許多金屬礦石要在 選礦之前磨碎至 0.074mm0.074mm 以下才能充分解離。 4)4) 為原料下一步加工作準備， 如在煉焦、 燒結、球團、陶瓷、玻璃、 粉末冶金等部門， 必須把原料碎磨至一定粒度以下， 以滿足下一步的 粒度要求。 5)5) 便于使用。在食品、化工、醫(yī)藥、化肥、農藥等部門中，常將產 品碎磨成粉末狀態(tài)向用戶銷售。 6)6) 便于貯存和運輸，粉末物料或料漿可利用風力或水力運輸 制備混凝土時，如天然砂供應不足，可將巖石粉碎以制備 7 7） 人造砂，但人造砂的粒度組成須符合嚴格的規(guī)定。 8 8） 為了保護環(huán)境，將城市垃圾進行粉碎并處理。 3 3 物料粉碎的力學特

9、性： 物料粉碎方法的選擇決定于原料的粉碎特性，即抗拉 （ 折、彎 ） 、抗壓 （擠）和抗剪切 （磨、撕）等特性，表現(xiàn)在其硬度、強度、韌性和脆性等。 1 1 強度 強度反映了物料彈性極限的大小。強度越大，物科越不容 易被折斷、壓碎或剪碎。 2 2 硬度 硬度反映了物料彈性模量的大小。硬度越高，物科抵抗塑 性變形的能力越大，越不容易被磨碎或撕碎。 8 3 3 韌性 韌性反映了物科吸收應變能量、 抵抗裂縫擴展的能力。 韌性越大，物料越能吸收應變能量，越不容易發(fā)生應力集中，越不容 易斷裂或破裂。例如纖維性物質難于粉碎就是因為其韌性大的緣故。 4 4 脆性 脆性反映了物料塑變區(qū)域的長短。脆性大，塑變區(qū)域

10、 短，在破壞前吸收的能量小，亦即容易被擊碎或撞碎。 對于具體物料來講， 上述 4 4 種特性之間有著內在的關系。 強 度越大、硬度越高、韌性越大、脆性越小的物科，其破壞所需的變形 能就越大。 4 4 粉碎形式： 就粉碎其粉碎的形式有多種。大體可分為壓碎，剪碎，劈碎鋸碎，磨 碎，受阻沖擊粉碎，自由沖擊粉碎對撞式粉碎。 1 1 彎曲折斷： 被粉碎的物料相當于承受集中載荷的兩支點或多支點 梁，當物料內的彎曲應力達到物料的強度極限時被折斷。 這種方式一 般用來粉碎長或薄的較大塊的脆性物料， 例如油餅、玉米穗等的破碎， 一般粉碎度較低。 2 2 壓碎：物料置于兩個粉碎面之間，施加壓力后物料因壓應力達到

11、其抗壓強度極限而被粉碎。 這種粉碎方式僅適用于脆性物料， 如對輥 粉碎機、頓式粉碎機等。 3 3 剪切破壞：用一個平面和一個帶刀棱的工作表面剪切物 9 料，物料沿剪切力作用線的方向破裂。 這是一種能耗較低的粉碎方式， 可用以粉碎韌性物料，如對輥磨粉和磨碎過程。在磨碎過程中，物料 與物料或物料與機件表面之間在一定的壓力和相對運動條件下， 物料 表層受剪切力的作用， 當剪應力達到物料的剪切強度極限時， 物料就 經層層剝落而粉碎。10 第三章 粉碎設備的類型 （1 1）鑒于超細粉碎技術及設備的應用涉及化工、 冶金、建材、電子、 輕工、醫(yī)藥、農業(yè)等許多領域的廣泛性，以及被粉碎材料種類的多樣 性，尤其是

12、當代高新技術發(fā)展對材料深加工制備提出越來越高的要求： 粒度微細化、粒度分布均勻化或顆粒形狀特定化、品質高純化、表面 處理功能化等等， 這諸多因數(shù)都促使超細粉碎技術與設備有了長足的 發(fā)展。盡管超細粉碎設備類型繁多， 但其開發(fā)的出發(fā)點主要是圍繞如 下幾點： 1 1） 原理上考慮提高有效粉碎能，大多是利用沖擊、切剪、摩擦等力 的綜合作用進行超細粉碎。 2 2） 結構上采用超細粉碎分級組合型式， 利用高效氣流分級裝置不 但可提高微細化粒度，而且藉以實現(xiàn)粒度分布均勻化或特定化。 3 3） 材質上采用高耐磨材料作襯材， 不僅可減少襯材磨損對粉碎產品 構成的成分或色澤的污染，而且可以提高設備的使用壽命。 1

13、1 4 4） 超細粉碎與顆粒表面改性一體化的實施。 特殊需求的粉碎，例如低溫粉碎等。 5 5 ） （2 2）粉碎機械的類型和應用范圍，我將著重就下列幾種超細粉碎設 備的工作原理、特點及其應用作一簡述 : : 高速機械沖擊式微粉碎機分立式和臥式 氣流粉碎機分扁平式、循環(huán)管式、靶式、對噴式、流化床對噴式 輥壓式磨機一一分高壓輥磨機、立式輥磨機（萊歇磨、 MPSMPS 磨） 介質運動式磨機分容器驅動式（球磨機、振動磨、行星磨） 、介 質攪拌磨 分類介紹： 1 1 高速機械沖擊式微粉碎機 它是利用高速回轉子的錘、葉片、棒體等對物料進行撞擊，并使其在 轉子與定子間、 物料顆粒與顆粒間產生高頻度的相互強力

14、沖擊、 剪切 作用而粉碎的設備。按照轉子的設置可分為立式和臥式倆種類型。 A A） 立式高速機械沖擊微粉碎機 這種類型的機械沖擊磨轉子都是豎直設置， 而且都內附分級輪。 典 型的產品有日本細川公司 ACMACM 型（圖 4 4- -46a46a）,其工作流程：有給料 機喂入粉碎室的物料， 在高速回轉的轉子與帶齒襯套的定子之間受到 12 沖擊剪切粉碎。然后在氣流的帶動下進入分級區(qū)，微粉隨氣流通過分 級渦輪排出機外，由收塵裝置捕集，粗粉在重力的作用下落回轉子內 再次被粉碎。 特點： 1 1） 通過不同形狀的轉子錘體與定子襯套的組合， 可獲得最佳沖擊速 度和沖擊能量，并利用內設的高效分級裝置可避免過

15、粉碎現(xiàn)象， 同時 可方便地調節(jié)產品細度，因此，不失是一種結構緊湊，產量高，能耗 低的微粉碎設備。 2 2） 產品細度（D D）在 101000101000 卩 m m 范圍，ACACSBSB 型超細5。粉 D D 達 10 10 卩 m m粒度分布窄，粒度球形化佳。923 3）流通的氣流可降低磨機的 溫升，故適用于涂料、合成樹脂、食品、醫(yī)藥品等弱熱性（軟化點低 的）物質的粉碎。. 亦可米用惰性氣體循環(huán)粉碎。用于粉米用陶瓷制作粉碎部件的陶瓷 型具有高耐磨性，4 4） 便于清掃，機蓋為可掀開式，碎高品質、高級化的材料。 13 更換被粉碎材料而不致污染。 5 5） ACVACV SBSB 型的耐壓力

16、達 1.1.1Mpa1Mpa,可用于粉體涂料之類具有潛在粉 塵爆炸危險的防爆粉碎系統(tǒng)。 6 6） 特別適用于碳酸鈣、滑石、云母、大理石、石墨等較軟質、純的 礦物的粉碎以制備填料，且有利于礦物解離，具有精確的粒度上限， 最終產品無大顆粒。 B B 臥式高速機械沖擊粉碎機 它由水平軸上按設的倆個串聯(lián)的粉碎分級室和風機組成。粉碎 分級室由帶撞擊葉片的轉子和定子襯套以級分級葉輪組 oo 傾角， 旋轉時形成風壓， 4040、成。第一、二轉子的葉片分別有 30 30 而相應的 第一、二分級輪為徑向葉片，旋轉時形成風阻，兩者旋轉時便形成旋 循氣流，使顆粒反復地受強烈的沖擊、剪切、摩擦作用而粉碎。兩串 聯(lián)的粉

17、碎分級之間用隔環(huán)分隔， 因第一、 二級轉輪子的圓周速度 分別為 50 50 m/s,55m/sm/s,55m/s（ 第二轉子直徑大），故第二粉碎室粉碎力更強， 成為細磨區(qū)，產品細度達數(shù)微米。細粉隨氣流風機排出機外捕集。 特點： 采用兩級串聯(lián)粉碎裝置，故粉碎效率高，能耗較低；產品粒度細（平 均粒徑3 3iooioo卩m；機內設有排渣裝置， 可將難于粉碎的雜質排 除，故產品純度高；負壓操作，可減少粉塵對環(huán)境的污染。適用于莫 氏硬度低于的物料，例如涂料，顏料，非金屬礦化工原料，農藥等的 微粉碎。德國AplineApline 公司生產的 CWCW 型和 UPZUPZ 型沖14 擊磨亦屬臥式之列。如圖

18、4 4- -5050 所示的 CWCW 型寬腔沖擊磨具有兩個轉速 不等的轉子， 物料及利用轉子的速度差點被轉子上的棒銷撞擊， 剪切 而粉碎，并隨氣流排出機外捕集。 特點： .雙轉子比常用的單轉子沖擊磨具有更強的粉碎效力，因此，產品 粒度細，可達 2020 卩 m m。 .粉碎空間大，且不設置出料控制篩，可有效的避免脂肪質、油質 及粘性物料粉碎時產生的沉積和堵塞現(xiàn)象。 .適用于莫式硬度不大于三級的物料，例如脂肪質物料（胡桃、丁 香）、可可粉、顏料（硫酸鋇粉、白鉛） 、化工產品（金屬氧化物、硬 質酸鹽）等得粉碎。 UPZUPZ 型細沖擊磨有多種形式，如圖 4 4- -5151 所示。其中圖 4 4

19、- -5151（a a）所式 的短軸銷盤式中一盤為轉子， 另一盤為定子相互嵌套組成粉碎室， 不 設卸料控制篩。圖 4 4- -51 51 （b b） （c c） （d d） 分別為轉子帶固定錘頭或鉸鏈 活動錘頭與帶條槽的定子之間組成粉碎室。 特點：通過采用優(yōu)化化型的沖擊件（錘頭、軸銷） ，可滿足不同粉碎 粒度的需求，即粒度細、并有準確的粒徑上限；有一定粒度分布的粉 碎產品；可設計成防爆、耐壓、氣密性系統(tǒng)；適用于一藥品、生物技 術制品、 化工產品及非金屬礦物等的微粉碎， 特別適用于香料工業(yè)生 產由促到超細顆粒的各種產品。 2 2 氣流粉碎機 氣流粉碎機是利用高速氣流（300300- -500m/

20、s500m/s）或過熱蒸汽15 oC300C300- -400400）的能量，使顆粒相互沖擊、碰撞、摩擦而實現(xiàn)超細（粉 碎的設備。廣泛的應用于化工、非金屬礦物的超細粉碎，產品細度通 ?？蛇_ 1 1- -5, 5, 并具有粒度分布窄、顆粒表面光滑，顆粒形狀規(guī)整、純 度高、活性大、 分散性好等特點。由于粉碎過程中氣體絕熱膨脹產生 焦耳- -湯姆遜降溫效應，因而還適用于低融點、熱敏性物料的超細粉 碎。 3 3 輥壓式磨機 A A 高壓輥磨機 圖 4 4- -57 57 位高壓輥磨機工作原理示意圖。又給料裝置喂入到一對相向 旋轉棍子之間的物料，在液壓裝置施加的 50500Mpe50500Mpe 壓力，

21、擠壓力約 200k N200k N 作用之下被粉碎， 其中大部分物料通過兩輥間最小間隙擠壓后 成條狀小塊， 再經過解碎后成為細產品。 在高擠壓力作用下即使未被 粉化的顆粒亦產生了微裂紋， 有利于進一步微粉碎， 這是這一粉碎法 的一大特點。物料受重力作用下落，對于微粉含量比例大的原料，為 保持設備性能穩(wěn)定，確保給料穩(wěn)定是重要的前提，為此，通常采用螺 旋擠壓式給料裝置。 一對輥子中一個為固定輥， 另一位活動輥， 可調節(jié)兩輥間隙以改變 鉗入的物料量，不致產生粉碎力超載現(xiàn)象。同時，可根據(jù)物料種類的 不同，調控最佳粉碎壓力值。輥徑標準值一般取 0.21m,0.21m,輥子圓周 線速度為 0.52m/s0

22、.52m/s。輥子間隙寬度 S S 與輥子直徑 D D 之比值稱為相對 間隙寬度，一般 S/D=0.010.02S/D=0.010.02，它與處理量密切相關。輥子直徑與 最大給料粒度之比應大于 30403040。而且，給料粒度大于 16 間隙寬度的物料含量應小于 20%.20%. 高壓輥磨機最適用于粉碎脆而硬的物料，以制備超細礦粉和超細 填料，細度可達1010。如與超細分級機組合應用，d97=560d97=560 左右。在 應用中有兩種工藝布置： 1)1) 預磨 在與球磨機及分級機組成的系統(tǒng)中起預粉碎作用。 不僅比 只用球磨機的系統(tǒng)增產約 2030%2030%，而且還節(jié)能 1020%1020%

23、。 2)2) 精磨 以高壓輥磨機為中心， 通過其后的解碎機和分級機組成閉 路循環(huán)系統(tǒng)。具有節(jié)能 , ,減少摩耗，充分發(fā)揮超細粉碎潛力的特點。 B B 立式輥磨機 立式輥磨機亦稱為立式磨。 在水泥工業(yè)中用于粉磨煤粉和水分 5%10%5%10%的軟質原料。目前其結構型式有十余種之多，圖 4 4- -59 59 為萊歇 磨( Loeshe Loeshe mill mill )示意圖，物料被喂入錐形輥與磨盤之間的粉碎區(qū) 受輥壓力作用而粉碎， 并在離心力作用下從盤緣溢出， 被盤周通入的 空氣揚升至頂部離心分級器分級， 粗顆粒返回粉碎區(qū)再粉磨， 細顆粒 排出機外由收塵裝置捕集。 通過調節(jié)分級器轉子轉速可控

24、制產品細度 在 40040 40040 左右。磨輥由液壓裝置調控壓力，磨盤由立式減速機帶動 回轉。 圖 4 4- -6060 為磨制水泥生料用的 MPSMPS 磨 與萊歇磨的主要區(qū)別在于磨 輥為車輪形，磨盤為相應的環(huán)槽形，其他裝置基本相同。在相同的粉 碎能力下，磨盤直徑比萊歇磨大，盤周有更多的通氣孔，在一定的風 速下有較大的空氣量，因此，磨內空氣壓力降比萊歇 17 磨低 20%.20%. 立式磨的特點 : : 它主要靠磨輥與磨盤之間的壓力來粉碎物料， 有效 粉碎功比球磨機高，約可節(jié)省電耗 1 1 倍；有與它是風掃式磨，兼具粉 磨與烘干功能，且烘干能力強，如設熱風爐可烘干含水分 入磨粒度的物料；

25、的物料，利用窯尾廢氣可烘干含水分 8%15%20%5008%15%20%500 如從而節(jié)省二級破碎系統(tǒng)；粉磨能力高達可達 100150mm100150mm 但是，磨輥與磨盤的磨損大，檢修，更 1000t/h1000t/h 以上， 最大可達換較復雜。4 4 介質運動式磨機 A A 振動磨所示，物料和 磨介裝入彈簧支撐 4 4- -6 61 1 振動磨的工作原理如圖 的磨筒內，由偏心塊激振裝置驅動磨筒作圓振動， 通過磨介的高頻振 動對物料作沖擊，摩擦，剪切等作用而粉碎。適用于各種硬度脆性物 料的細磨與超細粉磨。在礦物，冶金，輕工，建材等行 業(yè)獲得廣泛 應用。 主要特點及參數(shù)：大于球磨)wrw2(r

26、 )wrw2(r 1 1)磨介的運動加速度為振 幅，為角速度18 機，一般為 610g610g，因此能有效地進行超細粉磨。尤其，高頻振動除 了具有高效地粒度為細化作用外，還兼有包覆，活化與表面處理等功 能，故特別適用于需要包覆處理的超細粉磨。 2 2)磨介有球，圓柱，棒等多種形狀，其研磨作用分點，線，面接觸， 故粉磨產品粒度分布均勻。材質由剛，氧化鋁，氧化鋯等，可根據(jù) 19 第四章 氣流粉碎原理，機型和意義 氣流粉碎之所以能產生超微粉體，是因為在氣流粉碎過程中，物 料顆粒能進行高速強力沖擊粉碎， 并且已粉碎的顆粒按大小自動進行 精細分級。這種粉碎和分級又是在閉路循環(huán)粉碎過程中同時進行的。 氣流

27、粉碎機是沖擊粉碎機，他以沖擊粉碎為主。高速氣流賦予顆 粒以及高的速度，使它們互相沖擊碰撞，或者與固定板沖擊碰撞，如 圖 4 4- -2 2所示。圖 a ba b 為顆粒與顆粒之間在飛行過程中互相沖擊碰撞， 代表大多數(shù)氣流粉碎機里發(fā)生的沖擊碰撞過程。 CdCd 則為高速運動的 顆粒與固定表面的沖擊碰撞。C C 代表單噴式氣流粉碎機的沖擊碰撞形 式，d d代表大多數(shù)氣流粉碎機中顆粒與粉碎室內壁發(fā)生的沖擊碰撞形 式。氣流粉碎的沖擊表現(xiàn)為自由沖擊。粉碎作用力除沖擊力外，還有 一部分摩擦（磨碎）力和剪切力。摩擦力是由于物料顆粒與內壁之間 發(fā)生摩擦研磨運動而產生的。當然，顆粒之間也有這種摩擦研磨過程 發(fā)生

28、。因為沖擊和磨碎這兩種粉碎方法，主要適用于脆性物料的微細 粉碎，所以，從粉碎原理上看，氣流粉碎一般適用于脆性物料的微粉 碎，特別是超微粉碎；尤其是聚集體顆粒和凝聚體顆粒的解磨。 20 目前工業(yè)上應用的氣流粉碎機可分為如下幾種類型： 扁平式氣流 磨 1 1） 循環(huán)管式氣流磨 2 2）靶式氣流磨 3 3）對噴式氣流磨 4 4） 流化床對噴式氣流磨）5 5 ）扁平式氣流磨（1 1 后面作詳細介紹循 環(huán)管式氣流磨 （2 2） 型氣流磨是最常用的一種循環(huán)式氣 JetJet- -0 0- -Mizer Mizer 圖 4 4- -5454所示 2323,氣流經一組噴嘴流磨。原料由汾丘里噴嘴 1 1 加入粉

29、 碎區(qū) 噴入不等徑變曲率的跑道形循環(huán)室粉碎室，并加速顆粒使之相 互沖擊、碰撞摩擦而粉碎。同時旋流還帶動被粉碎在分級區(qū)離心力場 的作的顆粒沿上行管向上運動進入分級區(qū)，用下，使密集的料流分流， 細粒在內層經百葉窗式慣性分級器分機后排出即為產品， 粗離在外層 沿下行慣返回繼續(xù)循環(huán)粉 4 4 21 碎。循環(huán)管的特殊形狀具有加速顆粒運動和加大離心立場的功能， 以 提高粉碎和分級效果。 JetJet- -o o- - Mizer Mizer 型氣流磨的粉碎粒度可達 3 3- -0.20.2，廣泛的應用與填料、 顏料、金屬、化妝品、醫(yī)藥藥品、食品、磨料以及具有熱敏性、爆炸 性的化學品等的超細粉碎。 (3)(

30、3)靶式氣流磨 扁平式氣流磨和循環(huán)管式氣流磨對脆性物料粉碎有效，但對韌性物 料粉碎效果不理想，甚至難以粉碎，而采用低溫粉碎誠然有 效，但其成本高，材質有特殊要求，密封要求也很嚴格。若采用靶式 氣流磨則有明顯效果。 它是利用高速氣流夾帶物料沖擊在各種形狀的靶板上進 22 行粉碎的設備。除了物料與靶板發(fā)生強烈沖擊碰撞外， 還發(fā)生物料與 粉碎室壁間多次的回彈粉碎，因此，粉碎力特別強大，尤其適用于粉 碎高分子聚合物、低觸點熱敏性物料，以及纖維狀物料。可以更根據(jù) 原料性質和產品粒度的要求選擇不同形狀的靶板。 靶板是易損件，必 須采用鋼玉或碳化鎢之類耐磨材質制成。 (4 4)對噴式氣流磨 對噴式氣流磨利用

31、物料在一對噴嘴的超音速氣流中相撞而粉碎的設 備。由于物料的高速直接對撞，沖擊強度大，能量利用率高，可用于 粉碎莫氏硬度 9.5 9.5 級以下硬質、脆性、韌性的各種物料，產品粒度可 達 - -200 200 目至亞微米。同時，它還克服了靶式、循環(huán)式氣流磨靶板與 磨體易損的弱點，減少對產品的污染，延長了使用壽命，是一種比較 理想和先進的氣流磨。圖 4 4- -55 55 是馬亞克型氣流磨示意圖。 （5 5）流化床對噴式氣流磨 如圖 4 4- -56 56 所示，喂入磨內的物料利用二維或三維設置的數(shù)個噴嘴 （3 3- -7 7）噴匯的氣流沖擊能，及其氣流膨脹呈流化狀懸浮翻騰而產生 的碰撞、摩擦進行

32、粉碎， 并在負壓氣流帶動下通過頂部設置的渦輪式 分級裝置， 細粉排出機外由旋風離器及袋式收塵器捕集， 粗粉受重力 沉降返回粉碎區(qū)繼續(xù)粉碎。 顯然，這一流化床對噴式氣流磨是在對噴 式氣流磨的基礎上開發(fā)的新產品，它是 90 90 年代最新性的超細粉碎設 備。 23 特點：產品細度高達 d97=3d97=3- -1010，粒度分布窄且過大顆粒；粉末效率 高，能耗低，比其它類型氣流磨節(jié)能 5050；采用 AI03AI03、SiCSiC 或 Pu Pu （佩） 作易磨損件磨耗低， 產品受污染少， 可加工無鐵質污染粉體產品和莫 式硬度 10 10 級的物料；結構緊湊、噪音小、操作自動化，但成本高。 扁平氣

33、流粉碎機原理 扁平式氣流粉碎機如圖 4 4- -3 3 所示。高壓氣體工質經入口 5 5 進入工質分 配室 1 1 中。分配室 1 1 與粉碎- -分級室 2 2 之間，用若干個噴嘴 3 3 相連通。 工質在自身壓強下， 強行通過噴嘴產生高達每秒幾百米乃至上千米的 氣流速度。 這種由高壓工質通過噴嘴產生的高速強勁有力的氣流， 稱 為噴氣流。待粉碎的物料經過文丘力噴射式加料器 4 4,進入與粉碎- - 分級室 2 2 的粉碎區(qū)，在高速噴氣流作用下發(fā)生粉碎。由于噴嘴與粉碎 室 2 2 的響應半徑成一銳角a a,所以氣流夾帶著被粉碎的顆粒作回轉運 動，把粉碎合格的顆粒推到粉碎- -分級室中心處，進入

34、成品收集器 7 7。 這種收集器實質上就是一個旋風分離器，與普通的旋風分離器不同之 處，僅在于夾帶顆粒的氣流，由其上口進入。物料顆粒沿成品收集器 7 7 的內壁，螺旋形的下降到貯斗 8 8 中，而廢工質氣流，夾帶著大約 515% 515% 的細顆粒，經排出管 6 6 排出，作進一步捕集回收。 扁平狀的粉碎- -分級室中所發(fā)生的流體流動過程，可用圖 4 4- -4 4 來 24 以極高的速度進入粉碎區(qū)后，把周圍的物料顆 6 6 說明。噴氣流粒吸入 其中，并使顆粒加速到一定的速度和距離。具有一定的顆?；ハ鄾_擊 碰撞，從而達到粉碎的目的。由于各噴嘴的傾角都切于一個假想的圓 周，都是相等的，所以各噴氣

35、流的軸線，a a 分級室被分- -。整個粉碎 7 7 這個圓周稱為分級圓，如圖 4 4- -4 4 中的；一部分為主要發(fā)生顆粒沖擊粉 碎的粉碎區(qū) 2 2 級圓分成兩部分：。另一部分為主要發(fā)生顆粒分級的 分級室 3 3 所以各并且粉碎室輪廓由是圓形的，a90aFR FrFR FrFR 時顆粒向內 運動成為細粉，當 dede。FR=FR=FrFr 時的半徑成為分級半徑 分級器結構 2 2. 分級其主要包括分級室，分級葉輪，傳動部分，電動機。 工作原 理 3 3.參見分級器簡圖， 電動機是可調變速電動機， 在電動機一定的 轉速下，但動也輪在分級室內，做軸向旋轉，帶動從滿足顆粒要求得 物料進料口進入的

36、粉碎后的物料一同回轉。會運動之中間經出料口， 進入收集裝置。為達到粒度要求的顆粒將運動至葉輪外部落至分級漆 底部進行粗料的返回處 理。32 本分級機，被分級粉體的某一粒級所受的向心力與轉速作用的離心力 達到平衡時這就是理論上所謂的臨界分級點。 而分級粒徑的大小，即 最終獲得細粉粒徑的大小，取決于臨界分級點的控制。 4 4.分級器結構設計 線關于分級器的資料很多，可選用的分級器類型眾多，但為 了使這個粉碎設備更具有整體性，本設計中自行設計分級器，從而使 整個設備更加協(xié)調，適用。 分級器的結構中葉輪部分采用水平軸向，垂直切向進料，軸向出料。 關于粗料收集部分，粗料收集可以直接返回進料器，也可以先收

37、集儲 存后在進入加料器。本設計中采用后者，該設備在加工成型后將用于 試驗，先收集后可對粗料的質量，粒度進行分析，更有利于對氣流粉 碎的進一步研究。 粗料收集器，在設計中將其連接在分級器下部，結構參見圖紙。 分級器和粗料收集器具體尺寸參見圖紙。 33 扁平氣流粉碎機的結構第五章 和下所示。上蓋 1212 典型的扁平式氣流粉碎機的結構如圖 5 5- -1 1 上，通 1 1 用數(shù)個弓形夾緊裝置 15221522,禁固在粉碎室在側壁蓋分級室。使用， 這就是粉碎- -1919 過墊片 1313,形成一個密閉空間弓形夾緊裝置的目的， 是為了使上蓋成為快開式的，由利于氣 流粉碎機的換料清理、消除 堵塞和清

38、除結疤等操作。 34 第六章扁平式氣流粉碎機的設計計算 1 1、 加料器的設計計算 2=0.4Mpa =0.4Mpa 即 P P 仁 0.5Mpa P(0.5Mpa P(表壓)=4kgf/cm)=4kgf/cm 已知： P2=0.1MpaP2=0.1Mpa 2=5mm2=5mm 根據(jù)一元穩(wěn)定流動的連續(xù)性方程 ACAC = = 式中：ml m2ml m2截面 1 1、2 2 m m 仁 m2m2 二 的質量 2211 VV22 kg/skg/s 流量2 2 2 的面積 m m、 A1 A2 A1 A2 截面 1 1 m/sm/s 處工質的速度 2121 C1 C2C1 C2- -截面、3/kg

39、/kg 2 2 處工質的比容 m V1 V2 m V1 V2 截面 1 11 1 處 截面 P1VP1V 仁 RTRT 5PaPa P1= 0.5Mpa=P1= 0.5Mpa=其中 5 5X 10R=287.110R=287.1 T=293KT=293K RT35/kg /kg x V V 仁二(287.1293)5 (287.1293)5 x 10 10 - =0.168m =0.168m P 截面 2 2 處 PcPc 為臨界壓力 對于空氣 K=1.4 K=1.4 B =0.528=0.528 5PaPa 10Pc=0.528P 1= 2.64 10Pc=0.528P 1= 2.64 x

40、35 由于 P2Pc,P2Pc,這時噴管出口截面上氣流的壓力只能是臨界壓力 Pc,Pc, 出口處流速為臨界流速 Cc,Cc,即為音速。36 (K-1)/K /K/K- -1 1 C2=Cc=2KRT1C2=Cc=2KRT1- -(Pc/P1) =2KRT/K+1(Pc/P1) =2KRT/K+1 =2 =2 X 1.4 1.4 X 287.1 287.1 X 293293+ (1.4+1)(1.4+1) =313.3 =313.3 m/sm/s 1/k V2=V1(P1/Pc) V2=V1(P1/Pc) 551 .1.4 X (510)/2.64 (510)/2.64 X 10=0.168 1

41、0=0.168 X 3/kg/kg =0.41=0.419 m 9 m 所以 加料器的空氣質量流量為 m=A2C2/V2m=A2C2/V2加 ?C2/4V2C2/4V2 d dn = = 2X 313.3 313.3 - 4 =3.14 4 =3.14 X (0.005) (0.005) - 0.4190.419 =0.01467 =0.01467 kg/skg/s 參考文獻 1 1 機械設計手冊 , ,上, , 中, ,下 版社高等教育出 主編 吳宗澤 機械設計課程設計手冊 2 2 版社 機械工業(yè)出 3 3 機械設計基礎朱龍英 主編 版社 主編沈維道 4 4 工程熱力學 化學工業(yè) 出 等 版社 中國建材工編著 葛常清機械制圖 5 5 等 業(yè)出版社化學工業(yè)出 楊宗志超微氣流粉碎 6 6 編著 版社 37 化學工業(yè) 出