粉體技術(shù)被看作是支持高技術(shù)工業(yè)最重要的基礎(chǔ)技術(shù)之一，現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展要求呈粉體狀態(tài)的原料和制品具有細而均勻的粒度和盡可能低的污染程度。顆粒粒度細化后，比表面積增大，可在各種場合，如填料、染料、顏料、醫(yī)藥、催化劑、磁記憶元件、高級磨料、固體潤滑劑、精細陶瓷、化妝品等方面都表現(xiàn)出很好的性能。近年來在工業(yè)需求的刺激下，粉體的精細加工技術(shù)有了較大的進步。研究和應(yīng)用的現(xiàn)狀進一步說明了粉體界元老Rumf教授早在60年代所說“Fine particle must be fine．”這句雙關(guān)語的正確性。零維材料的概念已逐漸被大家所接收，對重新認識物質(zhì)的存在和變化提供了新的思維模式。
獲得超細粉體的主要方法是從固體原料破碎粉磨開始，輔以超細分級技術(shù)使之達到對超細粉體的各種要求。這是一項高能耗的工業(yè)過程，隨著各類超細粉體的需求量增大，國內(nèi)外相關(guān)部門都在研究各種超細粉碎設(shè)備、方法和理論，以滿足工業(yè)界的要求。就國內(nèi)的現(xiàn)狀來看，該技術(shù)應(yīng)用的熱點主要集中在材料工業(yè)原料深加工、新種類食品和新型藥物開發(fā)等方面，這一趨勢是符合工業(yè)發(fā)展規(guī)律。隨著我國經(jīng)濟從僅需滿足量需求的計劃經(jīng)濟，向滿足質(zhì)需求的市場經(jīng)濟的轉(zhuǎn)化，各工業(yè)部門都在力求原料和產(chǎn)品的精細化，并在保證質(zhì)量的前提下盡可能降低成本。設(shè)備成為國內(nèi)外研究單位和開發(fā)公司的關(guān)注熱點，國際上粉碎設(shè)備的研究沒有太大的進展，新材料的應(yīng)用、提高設(shè)備的耐磨性能是一發(fā)展方向。國內(nèi)基本上從仿制階段過渡到研制開發(fā)適合中國機械加工和用戶水平的新型設(shè)備的階段，重復(fù)研究生產(chǎn)較多，設(shè)備設(shè)計與工藝研究脫節(jié)現(xiàn)象嚴重。超細粉狀產(chǎn)品和普通產(chǎn)品之問的可觀差價成為中國粉體加工設(shè)備發(fā)展的原動力。本文將著重對超細粉碎和分級設(shè)備的進展進行評述分析。
1超細粉碎典型設(shè)備
1.1攪拌球磨機
攪拌球磨機是超細粉碎機中最有發(fā)展前途，而且能量利用率最高的一種超細粉碎設(shè)備。在攪拌球磨機中設(shè)有攪拌裝置，它使球介質(zhì)和物料在整個筒體內(nèi)不規(guī)則地翻滾，使球介質(zhì)與物料之間產(chǎn)生相互撞擊和研磨的雙重作用，致使產(chǎn)品磨得很細，并達到均勻分散的效果�；谶@一原理，研制了適用于不同產(chǎn)品粒度和物料性質(zhì)的各種類型的攪拌球磨機，并大都已商業(yè)化。特別是立式攪拌式磨機，以其構(gòu)造簡單、操作容易、維護方便等優(yōu)點成為目前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的細磨設(shè)備之一。
早在30年代末期，美國礦山局最先發(fā)明了一種攪拌磨。當(dāng)初是用于浮選之前清理礦物表面。它由安裝在一個立式圓筒內(nèi)的轉(zhuǎn)子和定子組成。由轉(zhuǎn)子和定子之間的相對運動產(chǎn)生顆粒之間的磨擦來清理礦物表面。在定子上端裝有冷卻水管。以散發(fā)機體內(nèi)的熱量。人們后來發(fā)現(xiàn)該裝置是1臺很有效的細磨設(shè)備。在60年代初，美國礦山局對該機進行了大量的細磨開發(fā)研究，并用來大規(guī)模加工高嶺土和鈦白粉。
另一類攪拌式磨機是由扎格瓦瑞，于1956年發(fā)明。該磨機采用了由細長鐵棒組成的攪拌器，并在機體外面裝有冷卻水套，粉碎是在垂直的圓筒形容器中進行。給料粒度范圍40μm-1mm。典型的產(chǎn)品粒度為10-20μm。磨礦介質(zhì)材料包括不銹鋼、鎢碳鋼、陶瓷等，尺寸從3mm-6mm不等。
與扎格瓦瑞攪拌式磨機相似的塔式磨機是50年代由日本塔式磨公司發(fā)展起來的。塔式磨機采用螺旋式攪拌器，這種攪拌器除了攪拌外還有助于物料的上升運動。給礦粒度通常＜3mm，由底部泵入，產(chǎn)品由頂部溢出。在排礦口下端安裝有內(nèi)部分級機，將粗粒物料返回磨機進行再磨產(chǎn)品粒度越細，使用的介質(zhì)尺寸則越小。當(dāng)產(chǎn)品粒度較粗時，塔式磨機的能耗與常規(guī)球磨機幾乎相同。塔式磨機已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，目前全世界已有300多臺塔式磨機在生產(chǎn)上使用。長沙礦冶研究院開發(fā)的塔式磨機已被金礦、氧化鐵紅等生產(chǎn)廠家所采用。90年代初，瑞典薩拉公司推出了一種新型的攪拌式磨。該機與扎格瓦瑞攪拌式磨機的主要區(qū)別是加大了攪拌器軸的直徑。直徑增大后的攪拌器可增加攪拌棒的數(shù)目，從而減少攪拌器的磨損，并可提高磨礦效率。
70年代以來，人們對攪拌式磨機的排料裝置進行了不斷的改進，使攪拌器轉(zhuǎn)速不斷提高，產(chǎn)生了臥式高能量密度的攪拌式磨機。臥式攪拌磨機雖然名稱繁多，但基本結(jié)構(gòu)大同小異。在粉磨過程中，排礦系統(tǒng)將研磨介質(zhì)留在機內(nèi)，而將研磨產(chǎn)品以漿料形式靠泵的壓力排出機外；另一特點是研磨介質(zhì)在一定料漿流量下沿軸向均勻分布，使磨損降低，效率提高。
攪拌式磨機采用高轉(zhuǎn)速和高介質(zhì)充填率，可使磨機內(nèi)獲得極高的功率密度，從而使細顆粒物料的研磨時間大大縮短，研磨效率大大提高；采用小介質(zhì)尺寸，則能細化產(chǎn)品。高功率密度攪拌磨機適用于最大粒度小于微米以下的產(chǎn)品。在顏料、陶瓷、造紙、涂料、化工產(chǎn)品及食品等工業(yè)中已獲得了成功。目前，高功率密度攪拌磨在工業(yè)上的大規(guī)模應(yīng)用，還存在處理量小和磨損成本過高兩大難題。隨著高性能耐磨材料的出現(xiàn)，相信這些問題都能得到解決。
為了避免對濕式粉磨產(chǎn)品的干燥過程，干式攪拌磨成為攪拌超細粉碎的新熱點。近年來，瑞士、德國、日本等國家相繼推出了立式連續(xù)干式攪拌磨。清華大學(xué)在國內(nèi)外調(diào)研考查的基礎(chǔ)上。經(jīng)過兩年多的研究和試驗工作，掌握了連續(xù)干式攪拌磨機及相關(guān)超細分級設(shè)備的原理和特性，并開發(fā)了1500L大型裝置。該機電機動力為132kW，配套設(shè)備動力30kW；占地40m2，高8m；設(shè)備的處理能力依原料和產(chǎn)品細度要求的不同，可達150-1500kg/h。粉磨滑石和重質(zhì)碳酸鈣的平均細度可選亞微米級。該設(shè)備的工作原理是原料與粉碎介質(zhì)分別從頂部給入，在轉(zhuǎn)子攪拌混合下將原料研磨粉碎；被粉碎的產(chǎn)品與介質(zhì)同時向下移動并從磨機底部向外排出。在磨機的底部將粉料和介質(zhì)分開后，物料送入超細分級機進行分級處理；細粉作為產(chǎn)品用陳塵器捕集，粗粉送回磨機再磨。介質(zhì)循環(huán)使用，以便將磨機內(nèi)熱量帶出。對生產(chǎn)超細粉來說，原料的最大粒徑小于300μm，最好是40-100μm 。粉碎介質(zhì)主要采用陶瓷球和鋼球。為獲得高純產(chǎn)品，磨機的定子和轉(zhuǎn)子均采用耐磨材料或表面包層。
1.2沖擊式粉碎機
高速沖擊式粉碎機按轉(zhuǎn)子的布置方式和錘頭的個數(shù)、形式分為多種，其特點是粉碎效率高、粉碎比大、結(jié)構(gòu)簡單、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，適合于中、軟硬度物料的粉碎，廣泛應(yīng)用在礦業(yè)、化工、建材、食品、藥物等行業(yè)。沖擊式粉碎機借助于轉(zhuǎn)子上錘頭以50-100m/s的高速對物料施行打擊而將其粉碎，處于定子和轉(zhuǎn)子間隙處的物料被剪切和反彈到粉碎室內(nèi)，與后續(xù)高速飛來的顆粒相撞，使粉碎過程反復(fù)進行。這類沖擊式粉碎機不僅具有沖擊和摩擦兩種粉碎作用，而且還具有氣流粉碎作用。定子襯圈和轉(zhuǎn)子端部錘刃之間形成強有力的高速湍流場，其中產(chǎn)生的強大壓力變化可使物料受到交變應(yīng)力而破碎和分散。粉碎成品的顆粒細度和形態(tài)，由轉(zhuǎn)子上錘頭的運轉(zhuǎn)狀態(tài)和定子、轉(zhuǎn)子間間隙來決定。低速沖擊可得細長的顆粒，而高速沖擊則易得物料結(jié)晶狀態(tài)相同的顆粒。
1.2.1 CZM 型系列沖擊式粉碎機
該機是清華大學(xué)與沈陽重型機械廠開發(fā)的多段沖擊式粉碎機。特點：①將粉碎室和粉磨室兩大部分組合一體，依次完成物料的破碎、粉碎和超細粉碎。②粉碎室由裝有錘頭的中速圓盤、定子板所組成，腔體呈擴大型的錐體，可容納較多的物料滯留。下部中速圓盤邊緣線速度為10-30m/s，裝有6-12只錘頭。塊狀物料在這里受到中速圓盤端部錘頭的沖擊而被粉碎，塊狀物料之間產(chǎn)生強烈的自磨而成為細粉。③粉磨室由裝有小錘頭的高速圓盤、上定子板組成，高速圓盤邊緣錘頭的線速度為60-150m/s。粉碎室產(chǎn)出的細粉在空氣的挾帶下，通過上部圓盤和定子板之聞的縫隙時，又受到強渦流的剪切作用被粉碎成微細粉體。④上下兩個粉碎圓盤同時固定在主軸上旋轉(zhuǎn)，采用同一電機做動力。
應(yīng)用實例：粉碎方解石，總動力122kW，給料10-100mm左右的塊狀物，產(chǎn)品中細度小于10μm含量大于97%，處理能力為500kg/h。該設(shè)備適合于中等硬度礦物及建材物料的粉碎，如方解石、滑石、石膏、石墨、高嶺土等。小型裝置也用于食品和塑料制品的粉碎。
1.2.2 ZPS型沖擊式粉碎-分級機
該機是美國、德國數(shù)家公司的產(chǎn)品。它將沖擊粉碎機和臥式離心轉(zhuǎn)子分級機組合為一體，具有結(jié)構(gòu)簡單、整體性好的特點。分級部用法蘭與粉碎部相連，借助于液壓裝置可方便地將設(shè)備打開檢修。被粉碎物料通常從管道給人磨機內(nèi)部，給料中的合格產(chǎn)品在氣流的夾帶下可直接進入分級機進行預(yù)先分級；給料中的粗大顆粒在沖擊粉碎區(qū)域完成粉磨過程后進入分級機分級，細粉作為產(chǎn)品而被捕集，粗粉返回粉碎區(qū)域再度粉碎。若給料已達到一定的細度，可將給料口改為下部風(fēng)送給料，強化定子和轉(zhuǎn)子間縫隙的氣流剪切粉碎作用。
1.2.3 ACM 型沖擊式粉碎機
該機在國外較為流行，有美國、日本幾家公司生產(chǎn)，國內(nèi)也有幾家工廠在生產(chǎn)類似的機型。物料由螺旋給料機強制進人粉碎區(qū)域，在高速旋轉(zhuǎn)的錘頭打擊和與定子壁面的沖擊研磨下被粉碎，粉碎產(chǎn)品在導(dǎo)向環(huán)的引導(dǎo)下進人中心分級區(qū)分級。微粉作為產(chǎn)品從中心管排出機外，粗粉返回粉碎區(qū)再次粉碎。根據(jù)被粉碎物料的不同，粉碎機的錘頭有多種選擇。它具有結(jié)構(gòu)簡單、加工造價低、適應(yīng)物料范圍廣的特點，加上大風(fēng)量輸進物料，傳熱效果好、粉碎區(qū)域溫度較低，可用于某些熱敏性物料的粉碎，這是其它設(shè)備所難于比擬的。
1.2.4 SUPER-MICRON型沖擊式粉碎機
該機最早是由日本開發(fā)生產(chǎn)的，國內(nèi)也有幾家工廠生產(chǎn)類似的機型。其原理：粉碎軸上風(fēng)機葉片旋轉(zhuǎn)，在進料口產(chǎn)生負壓，給料在重力和負壓的作用下進入粉碎機內(nèi)腔，在粉碎錘頭的打擊、剪切和與外壁的碰撞摩擦作用下而被粉碎。同軸上還裝有分級葉片，可調(diào)整產(chǎn)品的細度。不純的雜質(zhì)可從排渣口由螺旋輸送機排出機外。若與分級機組成閉路循環(huán)系統(tǒng)，其產(chǎn)品細度和處理能力都有較大的提高。最大裝機功率為55kW。針對中、軟質(zhì)物料，該機的粉碎能力強、細度調(diào)節(jié)容易、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡單，可廣泛應(yīng)用化工、礦山、食品、醫(yī)藥等行業(yè)。根據(jù)物料性質(zhì)的不同，產(chǎn)品細度從數(shù)微米到數(shù)十微米不等。 1.3 氣流式粉碎機
1.3.1 圓盤式氣流粉碎機
這類氣流粉碎機的腔體成圓盤狀，故而得名。圓周上的多個氣流入口與固定的噴射環(huán)管成一定角度，使噴射氣流所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)渦流既能使粒子得到良好的沖撞、摩擦，又能在離心力的作用下達到分級的目的。噴嘴噴射出來的空氣膨脹的作用能降低粉碎室的溫度。
1.3.2 O型環(huán)氣流粉碎機
O型環(huán)(循環(huán)管式)氣流粉碎機。原料由文丘里噴嘴加入粉碎區(qū)，氣流經(jīng)一組噴嘴噴入不等徑變曲率的O型循環(huán)管式粉碎室，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的顆粒沿上行管向上運動進入分級區(qū)。在分級區(qū)離心力場的作用下，使密集的料流分流，細粒在內(nèi)層經(jīng)百葉窗式慣性分級器分級后排出，即為產(chǎn)品；粗粒在外層沿下行管返回繼續(xù)循環(huán)粉碎。循環(huán)管的特殊形狀具有加速顆粒運動和加大離心力場的功能，以提高粉碎和分級效果。
1.3.3 沖擊靶式氣流粉碎機
沖擊靶式氣流粉碎機的結(jié)構(gòu)原理：壓縮空氣從下部空氣管送入，為了達到強制給料的目的，右上方安裝有螺旋加料器，空氣和物料在混臺室內(nèi)混合并以超音速與沖擊板相沖擊，從而將顆粒粉碎。氣流連續(xù)噴射，顆粒經(jīng)過一次沖擊之后進入上升管，并在湍流作用下相互間撞擊摩擦，從而達到超微粉碎的目的。
1.3.4 對撞式氣流粉碎機
它是利用兩股相對運動的高速氣流夾帶著顆粒對撞在一起，從而達到粉碎的目的。顆粒之間在混合氣流作用下無規(guī)則的碰撞中向低壓區(qū)移動，大量的混合粉體經(jīng)連通管向上移動。細粉從上部排出；粗粉向下落，并在二次空氣的夾帶下通過料管重新進入粉碎區(qū)。
1.3.5 流化床對撞式氣流粉碎機
該類型氣流粉碎機目前在國內(nèi)外有多家公司生產(chǎn)。其工作過程是物料通過翻板閥進入料倉，由螺旋輸送機或借助于重力將物料送入粉碎室。氣流通過噴嘴進入流化床，3個噴嘴在同一水平面上呈對稱分布；4個噴嘴呈立體對稱排布。較大的粉碎腔體可保證有較多的物料滯留，形成料層。高壓空氣夾帶顆粒從料層底部的噴射交點碰撞，向上翻騰，料層成流態(tài)化。高濃度的顆粒床層提高了粉碎氣流的利用率。粉碎點位于流化床中心，顆粒間相互碰撞對器壁的沖擊不大，所以磨損很小。一般，流化床氣流粉碎機上部設(shè)有分級機，粗粉返回粉碎區(qū)域再度粉碎。
2 氣力超細分級典型設(shè)備
粉碎是一個概率過程，其產(chǎn)物具有一定的粒度分布。將合格細度的產(chǎn)品取出或?qū)⒉幌Ｍ拇箢w粒去除是獲得指定產(chǎn)品的重要步驟。隨著所需粉體細度的提高和產(chǎn)量的增加，分級技術(shù)的難度也越來越高。粉體分級問題已成為制約機械法制備粉體技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。
2.1 MC型微粉分級機
這種分級機無運動部件．靠兩相流沿器壁的旋轉(zhuǎn)流動所產(chǎn)生的離心力場進行分級。其原理是夾帶分散顆粒的氣固兩相流在負壓的吸引下進入上部的渦旋腔，在導(dǎo)向圓錐體的引導(dǎo)下以穩(wěn)定的濃度進入分級室，在離心力的作用下被分離成粗細兩種顆粒。細粉通過分級錐體上部的中心通道，由入口進入的二次空氣夾帶下。從出口排出分級機；粗粉則沿著分級錐體落入粗粉室。該機的分級切割粒度范圍在5-50μm之間，可通過改變導(dǎo)向錐體和分級錐體之間的縫隙、二次空氣量以及不同區(qū)域的壓力來調(diào)節(jié)，其處理能力為0.5-l000kg/h。
2.2 DS型分級機
這也是一種無轉(zhuǎn)子的半自由渦式分級機，含有微細顆粒的兩相流，在負壓的作用下旋轉(zhuǎn)進入分級機。經(jīng)沿上部筒體壁旋轉(zhuǎn)分離后，部分空氣和微粉通過插入管離開分級機；剩余部分需要進一步分級的物料，通過中心錐體進入到分級區(qū)，由于離心力的作用被分成粗粉和細粉。二次空氣經(jīng)過可調(diào)整角度的葉片進入分級室，以使顆粒充分分散，提高其分級效率。粗粉經(jīng)過環(huán)形通道進入卸料倉，細粉從中心錐體下部排出機外。分級細度的調(diào)節(jié)也是通過調(diào)整中心錐體的高度和二次風(fēng)量來完成。DS型分級機的切割粒徑為1-300μm，分級深度可達1000g/m3，處理量為10-4000kg/h。
2.3 Mikroplex分級機
這是一種葉片導(dǎo)向式自由渦輪分級機。它與引風(fēng)機做成一體，確保無粉塵泄露。物料由給料口加入分級室，與氣流充分混合后進入分級區(qū)域；通過調(diào)整導(dǎo)向葉片的空氣形成一個強旋渦。在這一強旋渦的離心力作用下，粗粉沿外邊緣流進卸料環(huán)的內(nèi)部，由螺旋輸送機進走。細粉在空氣的夾帶下進入引風(fēng)機排出機外。分級室兩壁隨風(fēng)機轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，保證了分級區(qū)域內(nèi)流場的均勻性。該機通過導(dǎo)向葉片的角度和風(fēng)量來調(diào)整分級粒徑的大小。分級切割粒徑為2.5-60μm。這種分級機的能力為20-7000kg/h，需要的功率為2.2-45kW。
2.4 SPC型渦輪分級機
SPC型渦輪分級機是在80年代后期出現(xiàn)的。其工作原理是粉體進入分級機后，由分散葉片和圓盤兩級分散系統(tǒng)充分分散。粗顆粒在轉(zhuǎn)子的離心力的作用下拋向出口方向，細顆粒與附屬葉片產(chǎn)生的空氣流混合，通過分級葉片后進人渦型管罩中，由布袋收塵器收集。分級機的切割粒徑可通過改變轉(zhuǎn)子速度或空氣流速來調(diào)整。這種分級機的生產(chǎn)能力為10-8000kg/h，空氣量為1-200m3/min，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為200-1300r/min (小型機為700-1300r/min)，分級精度為0.5(1μm的細粉)和0.95(粗粉)。切割粒徑為0.5-150μm。
2.5 離心轉(zhuǎn)子式分級機
該分級機是分級設(shè)備中的主導(dǎo)產(chǎn)品，現(xiàn)有多家公司生產(chǎn)，其關(guān)鍵部件略有不同。分級機工作部件主要是一高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，當(dāng)氣固兩相流通過轉(zhuǎn)子間隙由外向內(nèi)運動時，顆粒在離心力場作高速旋轉(zhuǎn)。較大的顆粒在強大離心力的作用下，被拋向器壁而失去動能，并在重力作用下，由排料口排出；較小的顆粒則在氣體粘滯力的作用下，隨氣流向轉(zhuǎn)子內(nèi)部運動，成為產(chǎn)品而由出料口排出。為提高分級機的分級效率，在設(shè)計中采用了二次分散風(fēng)，其流量可任意調(diào)節(jié)，為使得氣流在整個分級腔內(nèi)分配均勻，保持分級機工況穩(wěn)定，給風(fēng)均采用整流裝置。
2.6 ACUCUT型分級機
該分級機最早由美國DONALDSON公司開發(fā)生產(chǎn)的，迄今也有20年的歷史。結(jié)構(gòu)及原理如下：中間部分為分級轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子外側(cè)是固定壁，上下蓋板將分級室密封。轉(zhuǎn)軸上段空心軸作為細粉出口，下段實心軸裝有皮帶輪，由電機帶動旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子由上下轉(zhuǎn)盤和葉片構(gòu)成，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)形成離心力場。同時在空心部分產(chǎn)生負壓區(qū)，使氣流隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，并沿徑向流向空心軸部，由此構(gòu)成離心力場與壓力場共同作用的流體流動。分級室內(nèi)顆粒受到流體夾帶的作用，若顆粒受到徑向夾帶力大于離心力，則顆粒通過細粉出口排出，粗粉由切向出口排出。該機的特點是分級精度高，切割粒徑可小于1μm，分級細度僅靠調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速即可。最大處理量達1t/h。
2.7 多轉(zhuǎn)子微粉分級機
本分級機是由上部多個轉(zhuǎn)子構(gòu)成的分級腔和底部分散裝置組成的大處理量分級機。原料在分級機的底部被流化分散，然后被上升氣流帶入分級區(qū)。細粉通過轉(zhuǎn)子葉片后在上部提出，進入收集器。粗粉及團聚顆粒在下落過濾中，與切向?qū)氲亩螝饬飨嘤鲈俅畏稚⒑�，通過底部的出口閥卸出。該機專門為高細度、大處理量的分級過程而設(shè)計。其能力為1-6t/h，空氣耗量為15-600m3/min，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為300-2300r/min。分級切割粒徑為5-15μm。
2.8 多次分散超微粉分級機
針對微細粉體的精密分級，在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子式分級機的基礎(chǔ)上發(fā)展了帶有多次分散風(fēng)的分級機，這是一種切割粒徑小至1μm的精密分級機。原料在一次空氣的夾帶下切向進入轉(zhuǎn)子分級區(qū)域，沿器壁流動的同時被徑向三次風(fēng)吹散，空氣與合格的細粉經(jīng)過葉輪和細顆粒出口作為產(chǎn)品而收集；粗顆粒和團聚顆粒在下落的過程中，通過一個導(dǎo)向葉片環(huán)被分級區(qū)底部切向?qū)氲亩慰諝庠俅畏稚ⅰＦ涮幚砟芰?0-1500kg/h，空氣耗量為15-150m3/min，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為800-2300r/min，高速下可使d97＜2μm。本分級機可調(diào)參數(shù)較多，需要控制系統(tǒng)來保證工況條件和產(chǎn)品質(zhì)量。
2.9 臥式轉(zhuǎn)子分級機
它的原理與MS型分級機類同，都是借助于高速轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所形成的離心力場來工作。國內(nèi)外有數(shù)家公司生產(chǎn)。它最大的特點是轉(zhuǎn)子直徑小、轉(zhuǎn)速高，臥式安裝。小直徑、高轉(zhuǎn)速保證了在高分級精度條件下的大處理量，為了滿足更大處理量的要求，也采用了多轉(zhuǎn)子方案，由3個或4個轉(zhuǎn)子組成。轉(zhuǎn)子與出口之間的動態(tài)密封是保證分級精度的關(guān)鍵，多采用高壓空氣密封。原料由重力斜槽喂進分級機中，在下落的過程中與上升氣流相遇并分散，粗粉和團聚顆粒在下部百葉窗形分散處再次被分散，以保證較高分級精度。該分級機處理能力為50kg/h-35t/h，動力為4-45kW，d97=3-180μm。
2.10 附壁交叉射流式分級機
該分級機是德國Rumf教授發(fā)明的，現(xiàn)在國內(nèi)外有多家公司生產(chǎn)，亦稱交叉彎管式氣流機。它利用高速射流的附壁效應(yīng)，同時將物料分成不同細度的4個等級。顆粒在壓縮空氣的夾帶下，通過加料噴嘴進入分級機，流動中的顆粒軌跡是由顆粒慣量及空氣阻力所決定的，通過附壁塊曲線表面時，由于附壁效應(yīng)形成流動偏向。因為每個顆粒根據(jù)其大小不同而慣量不一樣，較小的顆粒具有較強的附壁效應(yīng)，而貼著附壁塊表面流動．大顆粒因慣性大而被空氣夾帶得更遠。顆粒將按大小不同形成一個扇面軌跡，在二次空氣流量和壓力的調(diào)節(jié)下，可從不同的角度上獲得多種產(chǎn)品。這種分級機沒有運動部件，對0.5-10μm范圍的粉體其分級效率最高。該分級機單位體積的產(chǎn)量高，能力從1kg/h(實驗室模型)到2000kg/h，要求壓縮機排風(fēng)量為2-100m3/min(相當(dāng)于2.2-117kW)，切割粒徑為O.5-50μm，分級點可自動地調(diào)整和控制。因強烈的高速磨損，這類設(shè)備的分級對象多為軟質(zhì)物料。
3 結(jié)論
綜上所述，超細粉碎和分級設(shè)備在我國研制和應(yīng)用已發(fā)展到相當(dāng)高的水平，但也存在一些問題，將有待今后不斷深入研究和解決。相信不久，我國超細粉碎和分級設(shè)備的研制和應(yīng)用將獲得更大的發(fā)展。
獲得超細粉體的主要方法是從固體原料破碎粉磨開始，輔以超細分級技術(shù)使之達到對超細粉體的各種要求。這是一項高能耗的工業(yè)過程，隨著各類超細粉體的需求量增大，國內(nèi)外相關(guān)部門都在研究各種超細粉碎設(shè)備、方法和理論，以滿足工業(yè)界的要求。就國內(nèi)的現(xiàn)狀來看，該技術(shù)應(yīng)用的熱點主要集中在材料工業(yè)原料深加工、新種類食品和新型藥物開發(fā)等方面，這一趨勢是符合工業(yè)發(fā)展規(guī)律。隨著我國經(jīng)濟從僅需滿足量需求的計劃經(jīng)濟，向滿足質(zhì)需求的市場經(jīng)濟的轉(zhuǎn)化，各工業(yè)部門都在力求原料和產(chǎn)品的精細化，并在保證質(zhì)量的前提下盡可能降低成本。設(shè)備成為國內(nèi)外研究單位和開發(fā)公司的關(guān)注熱點，國際上粉碎設(shè)備的研究沒有太大的進展，新材料的應(yīng)用、提高設(shè)備的耐磨性能是一發(fā)展方向。國內(nèi)基本上從仿制階段過渡到研制開發(fā)適合中國機械加工和用戶水平的新型設(shè)備的階段，重復(fù)研究生產(chǎn)較多，設(shè)備設(shè)計與工藝研究脫節(jié)現(xiàn)象嚴重。超細粉狀產(chǎn)品和普通產(chǎn)品之問的可觀差價成為中國粉體加工設(shè)備發(fā)展的原動力。本文將著重對超細粉碎和分級設(shè)備的進展進行評述分析。
1超細粉碎典型設(shè)備
1.1攪拌球磨機
攪拌球磨機是超細粉碎機中最有發(fā)展前途，而且能量利用率最高的一種超細粉碎設(shè)備。在攪拌球磨機中設(shè)有攪拌裝置，它使球介質(zhì)和物料在整個筒體內(nèi)不規(guī)則地翻滾，使球介質(zhì)與物料之間產(chǎn)生相互撞擊和研磨的雙重作用，致使產(chǎn)品磨得很細，并達到均勻分散的效果�；谶@一原理，研制了適用于不同產(chǎn)品粒度和物料性質(zhì)的各種類型的攪拌球磨機，并大都已商業(yè)化。特別是立式攪拌式磨機，以其構(gòu)造簡單、操作容易、維護方便等優(yōu)點成為目前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的細磨設(shè)備之一。
早在30年代末期，美國礦山局最先發(fā)明了一種攪拌磨。當(dāng)初是用于浮選之前清理礦物表面。它由安裝在一個立式圓筒內(nèi)的轉(zhuǎn)子和定子組成。由轉(zhuǎn)子和定子之間的相對運動產(chǎn)生顆粒之間的磨擦來清理礦物表面。在定子上端裝有冷卻水管。以散發(fā)機體內(nèi)的熱量。人們后來發(fā)現(xiàn)該裝置是1臺很有效的細磨設(shè)備。在60年代初，美國礦山局對該機進行了大量的細磨開發(fā)研究，并用來大規(guī)模加工高嶺土和鈦白粉。
另一類攪拌式磨機是由扎格瓦瑞，于1956年發(fā)明。該磨機采用了由細長鐵棒組成的攪拌器，并在機體外面裝有冷卻水套，粉碎是在垂直的圓筒形容器中進行。給料粒度范圍40μm-1mm。典型的產(chǎn)品粒度為10-20μm。磨礦介質(zhì)材料包括不銹鋼、鎢碳鋼、陶瓷等，尺寸從3mm-6mm不等。
與扎格瓦瑞攪拌式磨機相似的塔式磨機是50年代由日本塔式磨公司發(fā)展起來的。塔式磨機采用螺旋式攪拌器，這種攪拌器除了攪拌外還有助于物料的上升運動。給礦粒度通常＜3mm，由底部泵入，產(chǎn)品由頂部溢出。在排礦口下端安裝有內(nèi)部分級機，將粗粒物料返回磨機進行再磨產(chǎn)品粒度越細，使用的介質(zhì)尺寸則越小。當(dāng)產(chǎn)品粒度較粗時，塔式磨機的能耗與常規(guī)球磨機幾乎相同。塔式磨機已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，目前全世界已有300多臺塔式磨機在生產(chǎn)上使用。長沙礦冶研究院開發(fā)的塔式磨機已被金礦、氧化鐵紅等生產(chǎn)廠家所采用。90年代初，瑞典薩拉公司推出了一種新型的攪拌式磨。該機與扎格瓦瑞攪拌式磨機的主要區(qū)別是加大了攪拌器軸的直徑。直徑增大后的攪拌器可增加攪拌棒的數(shù)目，從而減少攪拌器的磨損，并可提高磨礦效率。
70年代以來，人們對攪拌式磨機的排料裝置進行了不斷的改進，使攪拌器轉(zhuǎn)速不斷提高，產(chǎn)生了臥式高能量密度的攪拌式磨機。臥式攪拌磨機雖然名稱繁多，但基本結(jié)構(gòu)大同小異。在粉磨過程中，排礦系統(tǒng)將研磨介質(zhì)留在機內(nèi)，而將研磨產(chǎn)品以漿料形式靠泵的壓力排出機外；另一特點是研磨介質(zhì)在一定料漿流量下沿軸向均勻分布，使磨損降低，效率提高。
攪拌式磨機采用高轉(zhuǎn)速和高介質(zhì)充填率，可使磨機內(nèi)獲得極高的功率密度，從而使細顆粒物料的研磨時間大大縮短，研磨效率大大提高；采用小介質(zhì)尺寸，則能細化產(chǎn)品。高功率密度攪拌磨機適用于最大粒度小于微米以下的產(chǎn)品。在顏料、陶瓷、造紙、涂料、化工產(chǎn)品及食品等工業(yè)中已獲得了成功。目前，高功率密度攪拌磨在工業(yè)上的大規(guī)模應(yīng)用，還存在處理量小和磨損成本過高兩大難題。隨著高性能耐磨材料的出現(xiàn)，相信這些問題都能得到解決。
為了避免對濕式粉磨產(chǎn)品的干燥過程，干式攪拌磨成為攪拌超細粉碎的新熱點。近年來，瑞士、德國、日本等國家相繼推出了立式連續(xù)干式攪拌磨。清華大學(xué)在國內(nèi)外調(diào)研考查的基礎(chǔ)上。經(jīng)過兩年多的研究和試驗工作，掌握了連續(xù)干式攪拌磨機及相關(guān)超細分級設(shè)備的原理和特性，并開發(fā)了1500L大型裝置。該機電機動力為132kW，配套設(shè)備動力30kW；占地40m2，高8m；設(shè)備的處理能力依原料和產(chǎn)品細度要求的不同，可達150-1500kg/h。粉磨滑石和重質(zhì)碳酸鈣的平均細度可選亞微米級。該設(shè)備的工作原理是原料與粉碎介質(zhì)分別從頂部給入，在轉(zhuǎn)子攪拌混合下將原料研磨粉碎；被粉碎的產(chǎn)品與介質(zhì)同時向下移動并從磨機底部向外排出。在磨機的底部將粉料和介質(zhì)分開后，物料送入超細分級機進行分級處理；細粉作為產(chǎn)品用陳塵器捕集，粗粉送回磨機再磨。介質(zhì)循環(huán)使用，以便將磨機內(nèi)熱量帶出。對生產(chǎn)超細粉來說，原料的最大粒徑小于300μm，最好是40-100μm 。粉碎介質(zhì)主要采用陶瓷球和鋼球。為獲得高純產(chǎn)品，磨機的定子和轉(zhuǎn)子均采用耐磨材料或表面包層。
1.2沖擊式粉碎機
高速沖擊式粉碎機按轉(zhuǎn)子的布置方式和錘頭的個數(shù)、形式分為多種，其特點是粉碎效率高、粉碎比大、結(jié)構(gòu)簡單、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，適合于中、軟硬度物料的粉碎，廣泛應(yīng)用在礦業(yè)、化工、建材、食品、藥物等行業(yè)。沖擊式粉碎機借助于轉(zhuǎn)子上錘頭以50-100m/s的高速對物料施行打擊而將其粉碎，處于定子和轉(zhuǎn)子間隙處的物料被剪切和反彈到粉碎室內(nèi)，與后續(xù)高速飛來的顆粒相撞，使粉碎過程反復(fù)進行。這類沖擊式粉碎機不僅具有沖擊和摩擦兩種粉碎作用，而且還具有氣流粉碎作用。定子襯圈和轉(zhuǎn)子端部錘刃之間形成強有力的高速湍流場，其中產(chǎn)生的強大壓力變化可使物料受到交變應(yīng)力而破碎和分散。粉碎成品的顆粒細度和形態(tài)，由轉(zhuǎn)子上錘頭的運轉(zhuǎn)狀態(tài)和定子、轉(zhuǎn)子間間隙來決定。低速沖擊可得細長的顆粒，而高速沖擊則易得物料結(jié)晶狀態(tài)相同的顆粒。
1.2.1 CZM 型系列沖擊式粉碎機
該機是清華大學(xué)與沈陽重型機械廠開發(fā)的多段沖擊式粉碎機。特點：①將粉碎室和粉磨室兩大部分組合一體，依次完成物料的破碎、粉碎和超細粉碎。②粉碎室由裝有錘頭的中速圓盤、定子板所組成，腔體呈擴大型的錐體，可容納較多的物料滯留。下部中速圓盤邊緣線速度為10-30m/s，裝有6-12只錘頭。塊狀物料在這里受到中速圓盤端部錘頭的沖擊而被粉碎，塊狀物料之間產(chǎn)生強烈的自磨而成為細粉。③粉磨室由裝有小錘頭的高速圓盤、上定子板組成，高速圓盤邊緣錘頭的線速度為60-150m/s。粉碎室產(chǎn)出的細粉在空氣的挾帶下，通過上部圓盤和定子板之聞的縫隙時，又受到強渦流的剪切作用被粉碎成微細粉體。④上下兩個粉碎圓盤同時固定在主軸上旋轉(zhuǎn)，采用同一電機做動力。
應(yīng)用實例：粉碎方解石，總動力122kW，給料10-100mm左右的塊狀物，產(chǎn)品中細度小于10μm含量大于97%，處理能力為500kg/h。該設(shè)備適合于中等硬度礦物及建材物料的粉碎，如方解石、滑石、石膏、石墨、高嶺土等。小型裝置也用于食品和塑料制品的粉碎。
1.2.2 ZPS型沖擊式粉碎-分級機
該機是美國、德國數(shù)家公司的產(chǎn)品。它將沖擊粉碎機和臥式離心轉(zhuǎn)子分級機組合為一體，具有結(jié)構(gòu)簡單、整體性好的特點。分級部用法蘭與粉碎部相連，借助于液壓裝置可方便地將設(shè)備打開檢修。被粉碎物料通常從管道給人磨機內(nèi)部，給料中的合格產(chǎn)品在氣流的夾帶下可直接進入分級機進行預(yù)先分級；給料中的粗大顆粒在沖擊粉碎區(qū)域完成粉磨過程后進入分級機分級，細粉作為產(chǎn)品而被捕集，粗粉返回粉碎區(qū)域再度粉碎。若給料已達到一定的細度，可將給料口改為下部風(fēng)送給料，強化定子和轉(zhuǎn)子間縫隙的氣流剪切粉碎作用。
1.2.3 ACM 型沖擊式粉碎機
該機在國外較為流行，有美國、日本幾家公司生產(chǎn)，國內(nèi)也有幾家工廠在生產(chǎn)類似的機型。物料由螺旋給料機強制進人粉碎區(qū)域，在高速旋轉(zhuǎn)的錘頭打擊和與定子壁面的沖擊研磨下被粉碎，粉碎產(chǎn)品在導(dǎo)向環(huán)的引導(dǎo)下進人中心分級區(qū)分級。微粉作為產(chǎn)品從中心管排出機外，粗粉返回粉碎區(qū)再次粉碎。根據(jù)被粉碎物料的不同，粉碎機的錘頭有多種選擇。它具有結(jié)構(gòu)簡單、加工造價低、適應(yīng)物料范圍廣的特點，加上大風(fēng)量輸進物料，傳熱效果好、粉碎區(qū)域溫度較低，可用于某些熱敏性物料的粉碎，這是其它設(shè)備所難于比擬的。
1.2.4 SUPER-MICRON型沖擊式粉碎機
該機最早是由日本開發(fā)生產(chǎn)的，國內(nèi)也有幾家工廠生產(chǎn)類似的機型。其原理：粉碎軸上風(fēng)機葉片旋轉(zhuǎn)，在進料口產(chǎn)生負壓，給料在重力和負壓的作用下進入粉碎機內(nèi)腔，在粉碎錘頭的打擊、剪切和與外壁的碰撞摩擦作用下而被粉碎。同軸上還裝有分級葉片，可調(diào)整產(chǎn)品的細度。不純的雜質(zhì)可從排渣口由螺旋輸送機排出機外。若與分級機組成閉路循環(huán)系統(tǒng)，其產(chǎn)品細度和處理能力都有較大的提高。最大裝機功率為55kW。針對中、軟質(zhì)物料，該機的粉碎能力強、細度調(diào)節(jié)容易、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡單，可廣泛應(yīng)用化工、礦山、食品、醫(yī)藥等行業(yè)。根據(jù)物料性質(zhì)的不同，產(chǎn)品細度從數(shù)微米到數(shù)十微米不等。 1.3 氣流式粉碎機
1.3.1 圓盤式氣流粉碎機
這類氣流粉碎機的腔體成圓盤狀，故而得名。圓周上的多個氣流入口與固定的噴射環(huán)管成一定角度，使噴射氣流所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)渦流既能使粒子得到良好的沖撞、摩擦，又能在離心力的作用下達到分級的目的。噴嘴噴射出來的空氣膨脹的作用能降低粉碎室的溫度。
1.3.2 O型環(huán)氣流粉碎機
O型環(huán)(循環(huán)管式)氣流粉碎機。原料由文丘里噴嘴加入粉碎區(qū)，氣流經(jīng)一組噴嘴噴入不等徑變曲率的O型循環(huán)管式粉碎室，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的顆粒沿上行管向上運動進入分級區(qū)。在分級區(qū)離心力場的作用下，使密集的料流分流，細粒在內(nèi)層經(jīng)百葉窗式慣性分級器分級后排出，即為產(chǎn)品；粗粒在外層沿下行管返回繼續(xù)循環(huán)粉碎。循環(huán)管的特殊形狀具有加速顆粒運動和加大離心力場的功能，以提高粉碎和分級效果。
1.3.3 沖擊靶式氣流粉碎機
沖擊靶式氣流粉碎機的結(jié)構(gòu)原理：壓縮空氣從下部空氣管送入，為了達到強制給料的目的，右上方安裝有螺旋加料器，空氣和物料在混臺室內(nèi)混合并以超音速與沖擊板相沖擊，從而將顆粒粉碎。氣流連續(xù)噴射，顆粒經(jīng)過一次沖擊之后進入上升管，并在湍流作用下相互間撞擊摩擦，從而達到超微粉碎的目的。
1.3.4 對撞式氣流粉碎機
它是利用兩股相對運動的高速氣流夾帶著顆粒對撞在一起，從而達到粉碎的目的。顆粒之間在混合氣流作用下無規(guī)則的碰撞中向低壓區(qū)移動，大量的混合粉體經(jīng)連通管向上移動。細粉從上部排出；粗粉向下落，并在二次空氣的夾帶下通過料管重新進入粉碎區(qū)。
1.3.5 流化床對撞式氣流粉碎機
該類型氣流粉碎機目前在國內(nèi)外有多家公司生產(chǎn)。其工作過程是物料通過翻板閥進入料倉，由螺旋輸送機或借助于重力將物料送入粉碎室。氣流通過噴嘴進入流化床，3個噴嘴在同一水平面上呈對稱分布；4個噴嘴呈立體對稱排布。較大的粉碎腔體可保證有較多的物料滯留，形成料層。高壓空氣夾帶顆粒從料層底部的噴射交點碰撞，向上翻騰，料層成流態(tài)化。高濃度的顆粒床層提高了粉碎氣流的利用率。粉碎點位于流化床中心，顆粒間相互碰撞對器壁的沖擊不大，所以磨損很小。一般，流化床氣流粉碎機上部設(shè)有分級機，粗粉返回粉碎區(qū)域再度粉碎。
2 氣力超細分級典型設(shè)備
粉碎是一個概率過程，其產(chǎn)物具有一定的粒度分布。將合格細度的產(chǎn)品取出或?qū)⒉幌Ｍ拇箢w粒去除是獲得指定產(chǎn)品的重要步驟。隨著所需粉體細度的提高和產(chǎn)量的增加，分級技術(shù)的難度也越來越高。粉體分級問題已成為制約機械法制備粉體技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。
2.1 MC型微粉分級機
這種分級機無運動部件．靠兩相流沿器壁的旋轉(zhuǎn)流動所產(chǎn)生的離心力場進行分級。其原理是夾帶分散顆粒的氣固兩相流在負壓的吸引下進入上部的渦旋腔，在導(dǎo)向圓錐體的引導(dǎo)下以穩(wěn)定的濃度進入分級室，在離心力的作用下被分離成粗細兩種顆粒。細粉通過分級錐體上部的中心通道，由入口進入的二次空氣夾帶下。從出口排出分級機；粗粉則沿著分級錐體落入粗粉室。該機的分級切割粒度范圍在5-50μm之間，可通過改變導(dǎo)向錐體和分級錐體之間的縫隙、二次空氣量以及不同區(qū)域的壓力來調(diào)節(jié)，其處理能力為0.5-l000kg/h。
2.2 DS型分級機
這也是一種無轉(zhuǎn)子的半自由渦式分級機，含有微細顆粒的兩相流，在負壓的作用下旋轉(zhuǎn)進入分級機。經(jīng)沿上部筒體壁旋轉(zhuǎn)分離后，部分空氣和微粉通過插入管離開分級機；剩余部分需要進一步分級的物料，通過中心錐體進入到分級區(qū)，由于離心力的作用被分成粗粉和細粉。二次空氣經(jīng)過可調(diào)整角度的葉片進入分級室，以使顆粒充分分散，提高其分級效率。粗粉經(jīng)過環(huán)形通道進入卸料倉，細粉從中心錐體下部排出機外。分級細度的調(diào)節(jié)也是通過調(diào)整中心錐體的高度和二次風(fēng)量來完成。DS型分級機的切割粒徑為1-300μm，分級深度可達1000g/m3，處理量為10-4000kg/h。
2.3 Mikroplex分級機
這是一種葉片導(dǎo)向式自由渦輪分級機。它與引風(fēng)機做成一體，確保無粉塵泄露。物料由給料口加入分級室，與氣流充分混合后進入分級區(qū)域；通過調(diào)整導(dǎo)向葉片的空氣形成一個強旋渦。在這一強旋渦的離心力作用下，粗粉沿外邊緣流進卸料環(huán)的內(nèi)部，由螺旋輸送機進走。細粉在空氣的夾帶下進入引風(fēng)機排出機外。分級室兩壁隨風(fēng)機轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，保證了分級區(qū)域內(nèi)流場的均勻性。該機通過導(dǎo)向葉片的角度和風(fēng)量來調(diào)整分級粒徑的大小。分級切割粒徑為2.5-60μm。這種分級機的能力為20-7000kg/h，需要的功率為2.2-45kW。
2.4 SPC型渦輪分級機
SPC型渦輪分級機是在80年代后期出現(xiàn)的。其工作原理是粉體進入分級機后，由分散葉片和圓盤兩級分散系統(tǒng)充分分散。粗顆粒在轉(zhuǎn)子的離心力的作用下拋向出口方向，細顆粒與附屬葉片產(chǎn)生的空氣流混合，通過分級葉片后進人渦型管罩中，由布袋收塵器收集。分級機的切割粒徑可通過改變轉(zhuǎn)子速度或空氣流速來調(diào)整。這種分級機的生產(chǎn)能力為10-8000kg/h，空氣量為1-200m3/min，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為200-1300r/min (小型機為700-1300r/min)，分級精度為0.5(1μm的細粉)和0.95(粗粉)。切割粒徑為0.5-150μm。
2.5 離心轉(zhuǎn)子式分級機
該分級機是分級設(shè)備中的主導(dǎo)產(chǎn)品，現(xiàn)有多家公司生產(chǎn)，其關(guān)鍵部件略有不同。分級機工作部件主要是一高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，當(dāng)氣固兩相流通過轉(zhuǎn)子間隙由外向內(nèi)運動時，顆粒在離心力場作高速旋轉(zhuǎn)。較大的顆粒在強大離心力的作用下，被拋向器壁而失去動能，并在重力作用下，由排料口排出；較小的顆粒則在氣體粘滯力的作用下，隨氣流向轉(zhuǎn)子內(nèi)部運動，成為產(chǎn)品而由出料口排出。為提高分級機的分級效率，在設(shè)計中采用了二次分散風(fēng)，其流量可任意調(diào)節(jié)，為使得氣流在整個分級腔內(nèi)分配均勻，保持分級機工況穩(wěn)定，給風(fēng)均采用整流裝置。
2.6 ACUCUT型分級機
該分級機最早由美國DONALDSON公司開發(fā)生產(chǎn)的，迄今也有20年的歷史。結(jié)構(gòu)及原理如下：中間部分為分級轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子外側(cè)是固定壁，上下蓋板將分級室密封。轉(zhuǎn)軸上段空心軸作為細粉出口，下段實心軸裝有皮帶輪，由電機帶動旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子由上下轉(zhuǎn)盤和葉片構(gòu)成，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)形成離心力場。同時在空心部分產(chǎn)生負壓區(qū)，使氣流隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，并沿徑向流向空心軸部，由此構(gòu)成離心力場與壓力場共同作用的流體流動。分級室內(nèi)顆粒受到流體夾帶的作用，若顆粒受到徑向夾帶力大于離心力，則顆粒通過細粉出口排出，粗粉由切向出口排出。該機的特點是分級精度高，切割粒徑可小于1μm，分級細度僅靠調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速即可。最大處理量達1t/h。
2.7 多轉(zhuǎn)子微粉分級機
本分級機是由上部多個轉(zhuǎn)子構(gòu)成的分級腔和底部分散裝置組成的大處理量分級機。原料在分級機的底部被流化分散，然后被上升氣流帶入分級區(qū)。細粉通過轉(zhuǎn)子葉片后在上部提出，進入收集器。粗粉及團聚顆粒在下落過濾中，與切向?qū)氲亩螝饬飨嘤鲈俅畏稚⒑�，通過底部的出口閥卸出。該機專門為高細度、大處理量的分級過程而設(shè)計。其能力為1-6t/h，空氣耗量為15-600m3/min，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為300-2300r/min。分級切割粒徑為5-15μm。
2.8 多次分散超微粉分級機
針對微細粉體的精密分級，在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子式分級機的基礎(chǔ)上發(fā)展了帶有多次分散風(fēng)的分級機，這是一種切割粒徑小至1μm的精密分級機。原料在一次空氣的夾帶下切向進入轉(zhuǎn)子分級區(qū)域，沿器壁流動的同時被徑向三次風(fēng)吹散，空氣與合格的細粉經(jīng)過葉輪和細顆粒出口作為產(chǎn)品而收集；粗顆粒和團聚顆粒在下落的過程中，通過一個導(dǎo)向葉片環(huán)被分級區(qū)底部切向?qū)氲亩慰諝庠俅畏稚ⅰＦ涮幚砟芰?0-1500kg/h，空氣耗量為15-150m3/min，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為800-2300r/min，高速下可使d97＜2μm。本分級機可調(diào)參數(shù)較多，需要控制系統(tǒng)來保證工況條件和產(chǎn)品質(zhì)量。
2.9 臥式轉(zhuǎn)子分級機
它的原理與MS型分級機類同，都是借助于高速轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所形成的離心力場來工作。國內(nèi)外有數(shù)家公司生產(chǎn)。它最大的特點是轉(zhuǎn)子直徑小、轉(zhuǎn)速高，臥式安裝。小直徑、高轉(zhuǎn)速保證了在高分級精度條件下的大處理量，為了滿足更大處理量的要求，也采用了多轉(zhuǎn)子方案，由3個或4個轉(zhuǎn)子組成。轉(zhuǎn)子與出口之間的動態(tài)密封是保證分級精度的關(guān)鍵，多采用高壓空氣密封。原料由重力斜槽喂進分級機中，在下落的過程中與上升氣流相遇并分散，粗粉和團聚顆粒在下部百葉窗形分散處再次被分散，以保證較高分級精度。該分級機處理能力為50kg/h-35t/h，動力為4-45kW，d97=3-180μm。
2.10 附壁交叉射流式分級機
該分級機是德國Rumf教授發(fā)明的，現(xiàn)在國內(nèi)外有多家公司生產(chǎn)，亦稱交叉彎管式氣流機。它利用高速射流的附壁效應(yīng)，同時將物料分成不同細度的4個等級。顆粒在壓縮空氣的夾帶下，通過加料噴嘴進入分級機，流動中的顆粒軌跡是由顆粒慣量及空氣阻力所決定的，通過附壁塊曲線表面時，由于附壁效應(yīng)形成流動偏向。因為每個顆粒根據(jù)其大小不同而慣量不一樣，較小的顆粒具有較強的附壁效應(yīng)，而貼著附壁塊表面流動．大顆粒因慣性大而被空氣夾帶得更遠。顆粒將按大小不同形成一個扇面軌跡，在二次空氣流量和壓力的調(diào)節(jié)下，可從不同的角度上獲得多種產(chǎn)品。這種分級機沒有運動部件，對0.5-10μm范圍的粉體其分級效率最高。該分級機單位體積的產(chǎn)量高，能力從1kg/h(實驗室模型)到2000kg/h，要求壓縮機排風(fēng)量為2-100m3/min(相當(dāng)于2.2-117kW)，切割粒徑為O.5-50μm，分級點可自動地調(diào)整和控制。因強烈的高速磨損，這類設(shè)備的分級對象多為軟質(zhì)物料。
3 結(jié)論
綜上所述，超細粉碎和分級設(shè)備在我國研制和應(yīng)用已發(fā)展到相當(dāng)高的水平，但也存在一些問題，將有待今后不斷深入研究和解決。相信不久，我國超細粉碎和分級設(shè)備的研制和應(yīng)用將獲得更大的發(fā)展。
