超微粉碎機(jī)的發(fā)展歷程
超細(xì)與超微粉體的制備是粉體工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵之一，而目前中國(guó)粉體界多數(shù)人士致力于工藝方法的研究，對(duì)粉碎設(shè)備研究投入的力量太少。另一方面由于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)等原因，許多設(shè)備的研究者與制造商雖有成果，但涉及到知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等問題，所以這方面所得資料不多。本人僅將在本行業(yè)中已收集的資料（除外）加以匯總提供給讀者，愿與大家共同學(xué)習(xí)，以促進(jìn)我國(guó)粉體制備工業(yè)的發(fā)展。
1、輥磨機(jī)
對(duì)于輥式磨機(jī)的改進(jìn)型設(shè)備，由于原有典型輥式磨機(jī)（雷蒙磨）*在粉體行業(yè)中的應(yīng)用，所以近年對(duì)改進(jìn)型的輥式磨機(jī)在市場(chǎng)上出現(xiàn)較多，可以追朔到20世紀(jì)后期及本世紀(jì)開頭的時(shí)期，并有許多報(bào)道。
邵秋萍等介紹了他們研制的ym1000l新型超細(xì)磨粉機(jī)，圖1為該機(jī)結(jié)構(gòu)示意。其主要工作原理是主電動(dòng)機(jī)通過減速機(jī)減速后把動(dòng)力傳遞到磨粉機(jī)主軸，使其低速旋轉(zhuǎn)( 120～150 r/min)。設(shè)置在主軸上端的研磨腔（磨盤）與主軸剛性連接跟隨主軸一起旋轉(zhuǎn)，研磨腔內(nèi)裝著磨圈和三個(gè)磨輥，工作時(shí)物料在離心力作用下被甩至磨圈內(nèi)壁進(jìn)入磨輥與磨圈之間。這時(shí)磨輥通過液壓系統(tǒng)徑向施壓，磨輥隨其電動(dòng)機(jī)一起旋轉(zhuǎn)，磨輥與磨圈同向旋轉(zhuǎn)但不同速，它們之間形成一個(gè)線速度差．進(jìn)入研磨腔的物料被擠壓、滾研、剪切而粉碎。送風(fēng)系統(tǒng)將被粉碎物料抽人分級(jí)室，根據(jù)產(chǎn)品細(xì)度要求，調(diào)節(jié)分級(jí)葉輪轉(zhuǎn)速，合格產(chǎn)品進(jìn)入成品收集器，粗粉則返回，再次粉碎。該機(jī)特點(diǎn)：①每個(gè)磨輥?zhàn)詭?dòng)力，磨輥與磨圈的線速度不同，它們之間有線速度差av，而av的大小根據(jù)物料性質(zhì)而定；②每個(gè)磨輥配置一個(gè)油缸，粉磨壓力達(dá)58.9 kn，壓力根據(jù)需要可隨時(shí)調(diào)整；③磨耗低，產(chǎn)品增鐵量一般不超過萬(wàn)分之一；④超細(xì)粉含量大，分級(jí)精度高；⑤各軸承均采用液體潤(rùn)滑。據(jù)介紹對(duì)重質(zhì)碳酸鈣、高嶺土等的磨粉效果都較好，對(duì)硬物料如鋁釩土、鋯英砂、碳化硅、剛土等粉磨至0. 023～0. 043 mm( 600～325目)的加工效果也不錯(cuò)。
2、沖擊式超細(xì)粉碎機(jī)
王新江等再次論述了cm51a型沖擊式超細(xì)粉碎機(jī)的應(yīng)用。對(duì)這種臥式?jīng)_擊式粉碎機(jī)，早在1993年就投放市場(chǎng)應(yīng)用，但是王新江等所提出問題的認(rèn)識(shí)實(shí)際上說(shuō)明理論研究落后于粉碎實(shí)踐。早在上世紀(jì)1959年，h．rumpf的研究認(rèn)為，沖擊粉碎能與沖擊碰撞的速度成正比，顆粒的次碰撞只導(dǎo)致顆粒的疲勞，只有連續(xù)碰撞，顆粒才能粉碎。在沖擊磨碎過程中，顆粒從一面受到壓力。顆粒的破裂能量受到顆粒動(dòng)能的限制，顆粒動(dòng)能決定于顆粒與沖擊部件間的相對(duì)速度，而和顆粒與粉碎腔腔壁間相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)。兩個(gè)沖擊部件以一定的角度彼此靠近，粉碎的關(guān)鍵在于正向沖擊速度和由此在顆粒上產(chǎn)生的壓應(yīng)力，而切向沖擊速度引起顆粒的翻滾，或磨擦引起的能量損耗，則減少了破裂能的輸入。
注意：沖擊式粉碎機(jī)除要求高的沖擊速度和以正向沖擊為主外，在沖擊式粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)中還要考慮流體機(jī)械的影響，它要求沖擊次數(shù)多，磨碎元件小，以及顆粒的運(yùn)動(dòng)行程短。傳統(tǒng)的沖擊式粉碎機(jī)工作部件的圓周速度為40～120 m/s，普通鋼的強(qiáng)度限制了其圓周速度不能超過150 m/s，而沖擊超細(xì)磨粉則要求沖擊速度高，要達(dá)到高速度的可能方法之一就是用低密度高強(qiáng)度材料制造。plaruol早在1962年就造出了圓周速度為360 m/s的高速?zèng)_擊粉碎機(jī)。
cm51a型沖擊式超細(xì)粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2所示，給料粒度小于10 mm，兩個(gè)粉碎室相互直列配置，兩室直徑分別為400 mm和440 mm。
據(jù)該文作者給出的數(shù)據(jù)粉碎室的轉(zhuǎn)子圓周速度為50 m/s，第二粉碎室的轉(zhuǎn)子為55 m/s。該機(jī)在上世紀(jì)80年代由日本細(xì)川公司引進(jìn)的m502nc型超細(xì)粉碎機(jī)及ms -3h型微細(xì)分級(jí)機(jī)的基礎(chǔ)上，1993年研制成cm51型超細(xì)粉碎機(jī)和qf5型空氣分級(jí)機(jī)。作者在文章中詳細(xì)介紹了該設(shè)備在非金屬礦行業(yè)的應(yīng)用情況。
沖擊式粉碎機(jī)的理論很早就在粉體工業(yè)內(nèi)實(shí)現(xiàn)，沖擊式粉碎機(jī)早在上世紀(jì)五六十年代市場(chǎng)上已很流行，我國(guó)某些化工機(jī)械生產(chǎn)廠家在那時(shí)已生產(chǎn)這類設(shè)備。但是由于當(dāng)時(shí)的體制及市場(chǎng)原因，設(shè)備制造不夠精細(xì)，理論上也很少有人去進(jìn)一步研究、發(fā)展，致使這類設(shè)備在我國(guó)沒有得到重視。改革開放后由于粉體生產(chǎn)的大量需要，人們才注意到?jīng)_擊式粉碎機(jī)的理論與實(shí)踐的發(fā)展。本人認(rèn)為生產(chǎn)沖擊式粉碎機(jī)的企業(yè)，首先要深入研究沖擊粉碎的機(jī)理，其次在設(shè)備設(shè)計(jì)上要能設(shè)計(jì)出高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，并能在材質(zhì)和機(jī)械加工上實(shí)現(xiàn)這個(gè)“高速度”就會(huì)有所突破。
當(dāng)然目前帶有內(nèi)分級(jí)結(jié)構(gòu)的沖擊式粉碎機(jī)也很普遍，要注意分級(jí)系統(tǒng)與粉碎機(jī)的粉碎腔的有機(jī)結(jié)合，特別在分級(jí)系統(tǒng)的葉片設(shè)計(jì)與調(diào)整上氣流的流動(dòng)方面，還是有一定的講究的。生產(chǎn)實(shí)踐中，有些企業(yè)往往注意了粉碎機(jī)部分而忽略了分級(jí)系統(tǒng)，結(jié)果設(shè)備生產(chǎn)出來(lái)，客戶使用不理想，影響了自己的市場(chǎng)，也影響了客戶的效益。
3、超微振動(dòng)磨粉碎機(jī)
王燕民等利用一種新型的偏心振動(dòng)磨對(duì)碳酸鈣粉料粒度小子2 mm的物料進(jìn)行機(jī)械力化學(xué)激活研究。這種新型的偏心振動(dòng)磨是德國(guó)克勞斯塔爾工業(yè)大學(xué)新研制的。新的esm振動(dòng)粉碎機(jī)與傳統(tǒng)的振動(dòng)磨單向振動(dòng)不同，它的特點(diǎn)是可以同時(shí)產(chǎn)生振幅為20 mm的多向振動(dòng)，使物料顆粒在研磨介質(zhì)之間充分松散的情況下得到強(qiáng)烈沖擊和磨擦。圖3為esm振動(dòng)粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)示意。使用研磨介質(zhì)為直徑30 mm的鋼球，振幅為9 mm，振動(dòng)頻率為50 hz，簡(jiǎn)體轉(zhuǎn)速為980 r/min。作者在文章中列舉了該機(jī)振動(dòng)特性的推導(dǎo)公式及對(duì)碳酸鈣試驗(yàn)結(jié)果的分析。
這種結(jié)構(gòu)的振動(dòng)磨機(jī)，可供我國(guó)相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)借鑒、參考，從中開拓新思路。
4、新型氣流粉碎機(jī)
中藥材超細(xì)化可提高藥效的理論已得到中醫(yī)藥界普遍認(rèn)可。中藥材超細(xì)化可以提高藥物生物利用率和臨床療效，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)中藥傳統(tǒng)技術(shù)的新突破。由于中藥的組成十分復(fù)雜。我國(guó)現(xiàn)存中藥資源為12 807種，藥用動(dòng)物1 581種，藥用礦物80種，其余為藥用植物。而植物類中藥又有根、莖、皮、葉、花、果、種子等之分。外形各不相同，微觀組織結(jié)構(gòu)也有很大差異，對(duì)于這些不同種類的藥物進(jìn)行超細(xì)粉碎則有較大的難度。因而要對(duì)不同的物料采取不同的粉碎方式來(lái)達(dá)到目的——獲得中藥超細(xì)粉。表1給出了不同粉碎機(jī)用于中藥超細(xì)粉碎時(shí)的特點(diǎn)。
根據(jù)目前國(guó)內(nèi)中藥超細(xì)粉碎的要求，葉菁發(fā)明了“中藥材沖擊磨擦超細(xì)氣流粉碎裝置”（見圖4），據(jù)介紹，該裝置是一種適用性強(qiáng)、粉碎效率高的新型設(shè)備。其工作原理為中藥材由螺旋給料機(jī)送入離心布料錐盤，通過物料分配器及多個(gè)噴嘴與混合加速管分別高速、對(duì)心沖向旋轉(zhuǎn)靶，并在不同的旋轉(zhuǎn)靶片表面磨擦紋理的剪切作用下，使藥材得以沖擊、磨擦粉碎后，隨上升氣流進(jìn)入設(shè)備上部的分級(jí)渦輪，合格產(chǎn)品分出，不合格者回落至物料分配器，再粉碎。
使用結(jié)果表明，該裝置對(duì)植物類的粉質(zhì)硬脆性中藥材和纖維類的堅(jiān)韌藥材及礦物質(zhì)的珍珠母有很好的效果，對(duì)熱敏性的沒藥樹的樹脂粉碎效果也較好。
氣流粉碎機(jī)在許多場(chǎng)合被*使用，實(shí)際上現(xiàn)有的各種形式的氣流粉碎機(jī)不一定完適合中藥粉碎。該粉碎裝置打開了在中藥材粉碎方面使用氣流粉碎機(jī)的思路，是一種全新概念的氣流粉碎機(jī)。
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