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气流粉碎机动态参数对产品粉碎效果的研究★ 王永强王成端 西南科技大学环境工程学院 摘要：超微气流粉碎在现代材料深加工中起着重要作用。本文通过实验研究了在扁平式 气流粉碎机工作过程中，粉碎工质压力、进料压力、加料量等动态参数对产品粉碎效果 的影响。研究了这些参数与产品粉碎效果之间的关系，从而选定最优参数使气流粉碎机 达到最佳粉碎效果。 关键词：气流粉薛渤态参数；粉碎效果；优化． 超细粉体由于粒度细、分布窄、质量均匀、缺陷少，因而具有比表面积大、表面活 性高、化学反应速度快、溶解度大、烧结温度低且烧结体强度高、填充补强性能好等特 性以及独特的电性、磁性、光学性能等。广泛应用于高技术陶瓷、陶瓷釉料、微电子及 信息材料、塑料、橡胶及复合材料填料、润滑剂及高温润滑材料、精细磨料及研磨抛光 剂、造纸填料及涂料、高级耐火材料及保温隔热材料等高技术和新材料产业。 目前在超细材料生产行业中，以气流粉碎来取代机械粉碎的趋势越来越明显，一 是因为机械粉碎的安全性较差，因为如有坚硬的金属落在高速旋转的机械齿轮上则 容易产生明火，这在粉尘较大的易燃易爆材料生产车间中是十分危险的，而气流粉碎 则没有这个问题；二是因为气流粉碎属于超细粉碎，在一些特殊材料的生产中，材料 的细度要求200目以上，而这对于机械粉碎几乎是不可能的，因为机械装置的线速度 是有限的；三是因为压缩气流经过喷嘴是由于绝热膨胀产生的降温效应，粉碎不会产 生高温，可以用于低燃点的材料粉碎；四是因为没有什么运动器件，非常便于清洗和 维修；五是因为生产流程全在密闭的设备和管道中进行，没有粉尘的飞扬，低噪音，无 振动。对环境保护及操作者的健康有现实意义。 由于气流具有巨大的动能，并且已粉碎的颗粒在气流中能自行按颗粒大小进行 分级，所以气流粉碎的产品，具有颗粒细、粒度分布狭窄、颗粒表面光滑、颗粒形状接 近球形、产品纯度高、活性大、分散性好等一系列特点。气流粉碎技术在现代加工工业 中占有重要的地位，其应用范围已涉及到许多工业部门。它主要用于加工成品粒度小 于5微米甚至小于1微米的粉体材料。就目前粉体加工情况而言，气流粉碎在颜料、 农药、化妆品等物料的干法超微粉碎中，具有不可取代的地位。 本文对目前广泛使用的扁平式超细气流粉碎机中影响产品粒径的诸因素进行实 验分析，确定各种主要的影响因素对产品粒度的影响，从而优化和指导材料的加工。 1 实验装置介绍 1．1粉碎、分级原理 压力气体通过加料引射喷嘴产生的高速射流使加料混合室内形成负压，使粉碎原 料自动吸入混合室，并被射流喷射入粉碎室。 粉碎室外围有数个喷嘴向粉碎室喷射高速射流，使进入粉碎室粉体粒子发生激烈 的碰撞，摩擦而被粉碎。由于射流与粉碎室中心间有一个喷射角，因而在粉碎室内形成 一个强旋流，粉碎粒子在旋流场中运动获得很大的离心力，又受到气流向粉碎室中心 排出的作用力，两个力的方向相反。当粒子达到某一粒径其离心力等于气流作用力时 那么这一粒径即为分离界限粒径，大于这些粒径的颗粒在粉碎室内继续粉碎，小于这 一粒径的颗粒被气体带出粉碎室成为产品。一般说来，当气流的流量是定值时，颗粒受 到的气流作用力也是定值，这时候影响产品细度的是离心力的改变，而影响离心力大 小的是粉碎室内固体浓度的改变。因此，对圆盘式气流粉碎机来说，粉碎与分级是同时 进行的。由于粉碎室内的流场比较复杂，颗粒受到的不是单纯的离心力和气流作用力， 因而它的分级是不完善的，在产品粒径范围有较高要求的情况下，还需要采用分级机 进行分级。 1．2 实验器械的技术参数和结构 本次实验采用的是QSl00型圆盘式气流粉碎机。其主要技术参数如下表 表1粉碎设备技术参数 I 粉碎压力 加料压力 空气耗量 进料粒径 生产能力 电机功率 o 1．1—1．73m3／min(0．3目 2一lOkg／h 13—15kw I 6一1．oMp0．6—1．OMpa 1．3 实验中气流粉碎机存在的问题 本次实验中发现，气流粉碎机中的压力参数是动态的，不是静止不变的。这是因为 空气压缩机所提供的压力存在一个衰减和恢复的过程。开始，空气压缩机对外提供压 力，这时压力一直在减小；而后压力的减小引起空气压缩机的