摘要：高速回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)的分類、特長、應(yīng)用及近期開發(fā)的新機(jī)件。進(jìn)而運(yùn)用時機(jī)工藝、介紹幾種選擇和運(yùn)用技巧。

    微粉碎機(jī)可分為軋輥式、高速回轉(zhuǎn)式、媒體式、氣流式、摩擦剪切式等多種。其中，告訴回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)主要是用高速回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生沖擊、剪切、摩擦作用，實現(xiàn)粒子的微細(xì)化。

    這種形式的粉碎zui早為捶擊式，是一種歷史悠久的典型粉碎機(jī)。但是，近年來，由于從不同角度進(jìn)行研究，逐漸開發(fā)了許多新機(jī)種。特別是對于新材料的出現(xiàn)，已經(jīng)開發(fā)出許多更高性能、更率的粉碎機(jī)。例如：作為靜電復(fù)印的顯像粉劑，為了實現(xiàn)這種調(diào)色圖來噢的精密級粉碎、過去大多采用氣流式粉碎機(jī)，但zui近已開發(fā)出新結(jié)構(gòu)的機(jī)械式高速回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)，實現(xiàn)了能耗低、效率高的微粉碎處理。

    1 高速回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)的分類、特點(diǎn)和應(yīng)用技術(shù)

    高速回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)的粉方法有很多種。根據(jù)形狀和結(jié)構(gòu)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(jī)構(gòu)，多采用篩網(wǎng)進(jìn)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zui高達(dá)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(jī)或渦輪式磨機(jī)。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(jī)一般比錘擊式有更大的周速。所以可能進(jìn)行更微細(xì)的粉碎。作為分級機(jī)，除了采用篩網(wǎng)之外，還采用截口點(diǎn)更小的風(fēng)力分級機(jī)。另外，為了能使沖擊時的相對速度更大，已設(shè)計了使用2個回轉(zhuǎn)圓盤逆向回轉(zhuǎn)的微粉化結(jié)構(gòu)。

    AM是這種微粉碎機(jī)的通用機(jī)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(gòu)成。轉(zhuǎn)子盤上面裝有舒數(shù)量不等的錘頭，其周速高達(dá)100m/s乃至更高。分級室由分流環(huán)和分級葉輪構(gòu)成。粉碎和分級分別由各自電機(jī)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(jī)的特點(diǎn)是進(jìn)風(fēng)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(yīng)用范圍也廣泛。

    近來對本機(jī)進(jìn)行了新的開發(fā)。通過改進(jìn)轉(zhuǎn)子上的沖擊元件，增加了物料粉碎過程中碰撞機(jī)率，因而提高一倍以上粉碎處理能力。另外，為適應(yīng)用戶便于清潔的需要，本機(jī)也采用開口式結(jié)構(gòu)，使一種便于清洗的機(jī)型。

    1.3軸流式

    軸流式粉碎機(jī)物料在粉碎過程中一邊回轉(zhuǎn)，一邊做軸向移動進(jìn)行粉碎。為了控制產(chǎn)品粒度，在沖擊元件和分級結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和風(fēng)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(jìn)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(jìn)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(dá)到數(shù)m的zui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(jī)。

    JM立式高速回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)更是另一種高性能軸流式微粉碎機(jī)。有加料器定量共給并與空氣一起從下部吸氣口進(jìn)入機(jī)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(dá)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(jìn)行粉碎機(jī)理很不相同。本機(jī)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。

    1.4環(huán)形式

    環(huán)形粉碎機(jī)是軸流式粉碎機(jī)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(qiáng)烈的渦流，與這種有效粉碎密切相關(guān)。它比其他粉碎機(jī)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(jìn)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(jī)，也有別于氣流粉碎機(jī)。這種粉碎機(jī)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(jī)比較。例如：對纖維素來說，應(yīng)對該機(jī)能將纖維粉碎到30µm以下，這一點(diǎn)是過去的高速回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)難以實現(xiàn)的。

    由于本機(jī)能單獨(dú)設(shè)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)平均粒徑可達(dá)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(jī)的粉碎極限

    高速回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)如上述可分為多種形式，即使在一種粉碎機(jī)中也復(fù)合了沖擊、剪切、磨擦等不同粉碎機(jī)原理。所以應(yīng)看成復(fù)合作用，但在沖擊式粉碎機(jī)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(jī)的機(jī)械條件相關(guān)，也和物料的物性相關(guān)。原料為脆性材料是，沖擊遠(yuǎn)見給粒子zui大的沖擊力Pmax[N]，可以根據(jù)Hertz接觸應(yīng)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(qiáng)度Ss和碎粒的裂紋的分布概率有關(guān)，所以能用威布爾式表示：通過實驗，可以歸納成下式計算：bsp;St=aVp-6（a、b：常數(shù)）

    因此當(dāng)粒子受到的皮壞力Sf避破壞強(qiáng)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(jìn)行粉碎，就能獲得石灰石在沖擊速度為V時，相應(yīng)的粉碎極限粒徑。

    3 不同類型粉碎機(jī)的粉碎效果

    （1）篩網(wǎng)分級式?jīng)_擊式粉碎機(jī)

    由于篩網(wǎng)的網(wǎng)眼比粉碎粒子極限粒徑大，因此，未經(jīng)充分粉碎的粒子也被送到系統(tǒng)外，粉碎效果不好。

    （2）使用氣流分級的沖擊式粉碎機(jī)，有與直徑達(dá)的粒子在磨機(jī)內(nèi)反復(fù)循環(huán)，結(jié)果得到更細(xì)的粉碎，效果比篩網(wǎng)好。

    （3）氣流分級沖擊磨碎機(jī)粉碎機(jī)，該類型機(jī)綜合了剪切、磨擦等功能，能得到5-10µm的微粉，比沖擊性粉碎細(xì)度*。

    但是，由于實際粉碎處理能力常和產(chǎn)品粒度成反比，所以必須按客觀要求平衡選擇機(jī)種。

    4 機(jī)型的選擇和運(yùn)行

    4.1粒度

    高速回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)是一種包括錘擊式、壓縮、剪切、磨料式的廣譜型粉碎機(jī)，也是一種粉碎粒度范圍廣泛的封閉式粉碎機(jī)。當(dāng)粉碎比大時，根據(jù)原料的粉碎性能，原料和產(chǎn)品的粒度，可選擇普通粉碎機(jī)和特蘇粉碎機(jī)的組合，構(gòu)成率的多級粉碎。從上述介紹中，可知其粉碎粒度從錘擊式、轉(zhuǎn)盤式到軸流式、環(huán)形式逐漸變細(xì)。另一方面，磨碎式又比沖擊式更能得到微細(xì)產(chǎn)品。如果為了直接從粉碎機(jī)中得到微細(xì)產(chǎn)品，使用沒有篩網(wǎng)的氣流分級機(jī)構(gòu)有效的。

    4.2形狀控制

    在沖擊粉碎機(jī)中，由于原料特性（如結(jié)晶）和機(jī)械特性（如沖擊元件硬度、速度）的不同，破壞粒子的形狀而有所不同。通過反復(fù)粉碎，壓縮剪切效果的微粉碎和一般沖擊粉碎機(jī)相比，粒子縱寬尺寸要小，所以更易于形成球狀化粒子。

    4.3弱熱性物質(zhì)

    雖然大多該種原料采用氣流粉碎，但近年來使用沖擊式粉碎機(jī)增多，由于AM機(jī)進(jìn)風(fēng)量大，冷卻和細(xì)度好，非常適合這種粉碎；另一方面，可采用冷風(fēng)乃至液氮冷卻的粉碎機(jī)。

    4.4其他

    有些原材料對氛圍要求苛刻，高速沖擊粉碎機(jī)在真空中粉碎空難，為了防止氧化，引起材質(zhì)劣化，防止燃燒，爆炸等危險，可選擇在氮?dú)獾榷栊詺怏w的氛圍中進(jìn)行粉碎。

    5 結(jié)語

    高速回轉(zhuǎn)粉碎機(jī)zui近的動向是一面推進(jìn)高速化，以免完成分解情況的簡易化，并從提高耐磨性等觀點(diǎn)出發(fā)，進(jìn)行多種改進(jìn)。在粉碎過程中如何能夠充分利用能量避免作無用是一個課題。另外，附加沖擊以外的機(jī)構(gòu)使粉碎更加有效。

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