超细气流粉碎设备的现状及发展趋势

俞成蛟+代颖军+刘爱琴

摘 要：分析了当前主流应用的几种超细气流粉碎设备，其中主要就包括了对撞式气流粉碎机、扁平式气流粉碎机、流化床气流粉碎机、冲击环式气流粉碎机等四种，具体就其应用现状、所存在的主要问题进行了深入探讨，而后就展望了其未来的主流发展趋势，以期能够为相关的研究人员提供一些有价值的参考。

关键词：气流粉碎设备；超细气流粉碎；现状；发展趋势

依据粉体加工技术深度以及粉体物料物理化学特性及应用特性的改变，通常将粒径不足10μm的超细粉状物称之为超细粉体。在现代工程技术发展过程当中需应用到大量为粉状态的原料及产品，其在航空、军事、电子通信等领域有着极其广泛的应用，这一材料还是目前制造隐身材料的重要原材料之一；而在化工领域内，将催化剂进行超细化处理之后能够促使石油的裂解效率最大可升高5倍以上；对药物采取超细粉碎处理后，可大大增加其表面积，由此也便可促使药物的药用价值得以大幅度提升，更加有助于人体的吸收。

1 超细气流粉碎设备现状

气流粉碎机的原理即为利用高速气流作用，促使物料本身的颗粒进行碰撞、气流对于物料冲击的剪切作用、物料和其它部件的冲击与剪切等促使物料变得更加粉碎。经过高速气流的影响在粉碎之后的物料其平均粒度將更加细小，粒度分布也将更加狭窄，颗粒表层整洁光滑，颗粒形状规整、分散性好且具备较大的活性高纯度。现就目前几种超细气流粉碎设备的应用现状展开具体分析。

（1）对撞式气流粉碎机

这一种气流粉碎设备也常被称之为是对喷式气流粉碎机。其实采用两股高速气流裹挟要粉碎的颗粒物互相碰撞来达到粉碎效果，具备有较高的能量利用率，能够有效防止气流粉碎机高速由于高速冲击而导致部件受损，可促使被粉碎颗粒污染的问题得以迎刃而解。其在工作过程中原理即：两股压力、速度完全一致的压缩起立由两端以直线形式直接进到粉碎区域，并且物料将通过螺旋加料器来被送进粉碎区域，在完全混合之后颗粒间将互相撞击并由此达到粉碎效果，在粉碎完成之后颗粒将会伴随着气体的流动而逐步移动至低压区域，细粉则会由上部对外排出，粗粉将会回归至粉碎区域而继续粉碎。

此设备的优势主要体现在：粉碎速度快，撞击力强，能耗低等方面。

（2）扁平式气流粉碎机

这一种类型的气流粉碎设备其工作原理为：将空气进行压缩处理，利用加料喷射器的高速射流负压差，来促使物料被吸入到混合室当中，利用和粉碎室半径方向构成特定的角度同时使之能够被分布于同等水平喷嘴之上，由高速射流被喷进粉碎室内，喷气流共同携带物料通过极高的速度运转，于粉碎室半径之上产生出具备流体动力学特征的梯度，物料颗粒发生剧烈的撞击，并且还会和粉碎室内壁桩基，被粉碎的粒子会伴随着旋转流而高速运动并产生出巨大的离心力，同时还会受到气流向粉碎室中心排出的向心力影响，此两种力量互相作用，颗粒由此也将会产生分级。

和其余的气流粉碎设备相比，此种设备的优点包括：结构简易、操作简便，且具备自动分级功能。缺点：若被粉碎物料硬度较大之时，物料会因气流高速运动而和磨腔内壁产生剧烈摩擦从而造成磨腔受损，同时也会导致产品造成一定程度的污染影响。

（3）流化床气流粉碎机

此种粉碎设备的工作原理为：将物料添加到粉碎设备当中应用采用二维设置多个喷嘴喷汇冲击能量，和气流膨胀之后所产生出的悬浮翻腾碰撞、摩擦并由此达到粉碎效果，并且于交汇点附近上部气流，于负压气流影响之下由顶端所设置出的分级装置来进行等级划分，并将细粉排出，粗粉将会受到重力影响而回归粉碎区域内再次进行粉碎。和对撞式气流粉碎设备相对比来看，其具备更加优异的分散性能，同时对于产品的力度还可凭借分级设备予以调节，对设备部件所造成的磨损相对较小，能耗也较低，可被应用到大规模化的工业生产之中。

此设备的优势主要体现在分散效果较好、产品粒度可利用分级机予以调整且磨损机能耗均相对偏小，比较适合应用在大规模化的工业生产方面。

（4）冲击环式气流粉碎机

将固定冲击部件更换为可旋转的冲击环，便能够规避此前两类气流粉碎机当中高速气流亦或是气固流对于某固定位置在长时间的持续冲击影响下而导致的局部磨损，促使整体环面各位置轮流充当被冲击面，整体环面将会受到较为接近的冲击磨损，由此也便能够促使冲击环的寿命尽可能的得到延长。

此设备的优势主要为：其冲击环旋的运动方向和喷射气流相反，因而相对速度便可提升，有助于增强粉碎效果。

2 超细气流粉碎设备发展趋势

当代技术水平的不断发展，对于超细粉体的加工技术也有了更高的要求，所面临的困难挑战也越来越多，为了能够有效应对此类挑战，未来超细气流粉碎设备的发展趋势将重点侧重于以下几个方面：

（1）提高单机产量，减小单位产品能耗

随着市场对于超细粉体产品需求量的不断增多，尤其是大规模用量用户的增多和产品质量稳定要求性的不断升高，对于大型设备的市场需求持续升高。大型设备也能够更为有效的适应于超细粉体加工逐步向更大规模的发展趋势，同时还具备有单位产品能耗低、产品质量稳定性优异以及管理便捷等众多优势。目前已经有部分企业研发出了年产量超过6000L的大型立式搅拌磨，以及处理量超过155m?的大型卧式搅拌球磨机。设备的大型化是提升单机产量，降低单位产品能耗最为重要的一项措施。另外，选用现代技术手段来进行超细粉设备的研发同样也是提升粉碎效率、提高产量并且降低单位产品能耗的一项主流趋势。

（2）提升产品细度，加强设备粉碎极限

当前市场上对于粒径在1μm以下的超微粉体加工设备与技术需求性越来越强。超微粉体将是未来在超细粉体领域最为重要的一项发展趋势。这主要是由于目前大量的高新技术与新型材料的生产研发均需要应用到超微粉体，例如在环保建材的制造、生物医学材料制造、航空航天隐身材料研发等方面，粒径不足1μm的超细粉颗粒有着巨大的应用价值。因而未来我国便应进一步加强粉碎设备的细度极限，并大力加强与之相关的工业化经济分级设备和相关的配套技术手段。

（3）产品细度与粒度分布的在线调控

这一方面的发展是超细粉碎生产线能够达到智能化控制最为关键的一项前提要求。现代超细粉体加工企业常常是依据市场对于超细粉体的需求来进行产品类型的生产调整，因而，便需要对相关的加工设备能够达到一定的调控与适应效果，并且要求自动调节工作状况能够规避人工调节的低精度与滞后性。

3 结束语

总而言之，超细气流粉碎设备有多种类型，且每种类型设备的结构也存在着较为明显的差异性，均有着相应的优缺点。随着技术的不断发展与进步，粉碎设备在原有基础之上也有了较大的改进，结构愈发趋向于完善，粉碎能力也有了大幅度的增强。分析超细气流粉碎设备未来的主流发展趋势，将主要表现在提高单机产量，减小单位产品能耗；提升产品细度，加强设备粉碎极限；产品细度与粒度分布的在线调控等方面。

参考文献

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