离心式碰撞粉碎机

第二部分：超细粉体的制备技术.超细粉体制备方法及分类超细粉体制备技术及设备的研究主要从两个方面进行：研究新的机械设备及相关技术；研究通过化学或物理化学相结合的技术来制备超细粉体。采用机械法可以将物料粉碎到到微米亚微米级，气流粉碎的极限是微米级，湿法研磨的极限可到亚微米级；然而一般情况下很难获得纳米级粉体。物理法又分为粉碎法和构筑法粉碎法是借用各种外力，如机械力流能力化学能声能热能等使现有的块状物料粉碎成超细粉体。由小至大（纳米级）化学法：包括溶液反应法（沉淀法）水解法气相反应法及喷雾法等，其中，溶液反应法（沉淀法）气相反应法及喷雾法目前在工业上已大规模用来制备微米亚微米及纳米材料。目前，工业中用得最多的是通过粉碎法，应用最多的粉体是通过粉碎法化学法产生的微米级和亚微米级粉体，纳米粉体的生产及使用量相对较少。工业上对超细粉体制备方法提出了一系列严格要求，归纳起来有以下几点方法：产品粒度细，而且产品的粒度分布范围要窄；产品纯度高，无污染；能耗低，产量高，产出率高，生产成本低；工艺简单连续，自动化程度高；生产安全可靠。

离心式粉碎机

常用的：辊压式辊碾式高速旋转式球磨式介质搅拌式气流式粉碎机；新近开发的：液流式射流粉碎机超低温超临界超声粉碎机等。粉碎法制备超细粉体的理论综述采用机械法制备超细粉体的理论基础是：在给定的应力条件下，研究颗粒的断裂颗粒的破碎状态颗粒的碰撞以及新增表面积的特性等问题。颗粒的断裂学是材料科学的一个分支，离心式碰撞粉碎机研究了材料变形的力学性能脆性断裂与强度以及材料的热学光学电导介质压电和磁学等性能。机械强度大的物料破碎时需要的力也大，反之亦然静载下测定的物料强度指标有：抗压强度抗拉强度抗剪强度和抗弯强度（其离心式碰撞粉碎机强度影响较小），离心式碰撞粉碎机们常用来表示物料抗破碎的阻力。年，Griffith认为材料的理论强度和实际强度之所以有较大的差异主要是由于：实际材料中总是存在许多细小的裂纹和缺限，在外力作用下，这些裂纹和缺限附近产生应力集中现象。对于延性材料，在断裂前要发生塑性形变，由于要消耗大量的能量，Orowan在Griffith的理论基础上，引入延性材料的塑性功来描述延性材料的断裂。图-破碎与磨碎方式抗压强度抗剪强度抗弯强度抗拉强度在实际的生产中，如何预测最终产品的粒径大小，一直是关心的问题。

颗粒的破碎与能耗的三种学说在一定程度上能反映粉碎后的粒径的大小情况：面积学说（Rittinger）：物料破碎时，外力做的功用于产生新表面积，破碎的功耗，与新生表面积成正比，若A?SA?K?S比例系数为K，则。dA?kds体积学说（Kick）破碎的体积学说认为；破碎时，外力对物料做的功用于使物料发生变形，变形达到极限时物料破碎。

A?K?V裂缝学说(Bond)榜德认为：破碎物料时，外力所做的功先是使物体变形，当变形超过限度后生成裂缝，裂缝形成以后，储存在物体内的变形能促使裂缝扩展并生成断面。根据试验研究证实：粗碎时新生表面积不多，以体积学说为准确，裂缝学说结果不可靠；而细碎时（0微米以下），新生表面积增多，表面能是主要的，以面积学说较为准确；在粗碎与细碎之间的广泛范围内，裂缝学说又比较离心式碰撞粉碎机适用。破碎方法辊压法常用设备双辊光面三辊光面和双辊槽面棒磨机雷蒙磨超级混合磨应用领域油漆涂料油墨军工粒度μm以下的产品，很难获得亚微米级产品。大都采用干式破碎，其粉碎物料粒径可达μm离心式碰撞粉碎机轴流粉碎机筛分磨离心分级磨内部无动件球磨法制备普通卧式球磨机振动球磨μm是一种可用于超细领域的重要机型粉碎时间短，产品粒度细，循环粉碎可达亚微米粒级；粉碎分散及混合等三个过程可同时进行。离心球磨搅拌磨直立式搅拌粉碎机卧式搅拌粉碎机卧式搅拌球磨机P卧式搅拌粉碎机的应用范围很广，与直立式搅拌粉碎机一样，广泛应用于化工材料涂料油漆染料造纸轻工等领域。气流粉碎法圆盘式气流粉碎机JPM系列循环气流粉碎机靶式气流磨超音速冲击板式气流粉碎机冲击环式气流粉碎机对撞式气流粉碎机工业应用受到限限制液流粉碎法高压膨张法流化床对撞式气流粉碎机对撞式液流粉碎机李书：P李书：P超声低温粉碎方法蒸发冷凝法李书：P李书：P电阻加热法等离子体喷雾加热法高频感应加热法电子束加热法激光束加热法等离子体电子束激光高频感应一辊压粉碎机（一）原理应用行业：油墨工业涂料工业油漆工业采用辊压法可使其中的填料粉碎到微米以下。图-辊压粉碎机工作原理示意图-固定辊筒；-固定滚动轴承；-滚动夹套；-粉碎前物料；-移动辊筒；-止推螺杆（或液压制推系统）；-机架；-滚动轴承；-粉碎后物料。带夹套的目的是：可向夹套内注入冷却水及时冷却辊套表面，防止粉碎过程中由于物料剧裂摩擦而升温的现象，也可向夹套内通入蒸汽或热水加热辊面和物料。影响因素主要有：辊筒直径（一般为0-mm）：直径增大，产品粒度变细，粉碎比增大；产量增加。

原因：受挤压和摩擦剪切力的作用时间增长；线速度及速度之差；辊筒表面的形状光滑程度及两辊表面间缝隙的影响；辊筒个数的影响；被粉碎物料性质的影响。

图-三辊光面细碎机结构示意图-低速辊；-中速辊；-高速辊；-卸料刮刀；-产品出料；-原料出料图-两辊面都为刀刃形的结构示意图图-一辊为齿面，另一辊为光滑形结构示意图9二辊碾法常见的辊碾设备有：雷蒙磨胶体磨离心辊式磨棒磨机超级混合磨Szego及新近开发的Micros。（一）原理将单根或多根研棒或环等装入磨腔内，借助某种特殊力使磨腔内的棒或环作旋转运动，棒与棒之间或环与环之间以及离心式碰撞粉碎机们与磨腔内壁之间产生的碰撞挤压研磨剪切等作用，使离心式碰撞粉碎机们之间的物料被破碎。图-一种典型的辊碾磨结构示意图（a）辊碾管及辊碾棒居中；（b）辊碾管及辊碾棒处于工作碾压状态。（一）Micros超细粉碎机辊碾粉碎设备种类很多，如棒磨机雷蒙磨胶体磨及超级混合磨等大多将粒径为几毫料至几十毫米的大颗粒物料粉碎至-mm（-网目）。超细粉碎前，先将物料粉碎到一定的细度（网目以上），然后将细粉碎与水配制成均匀浆料，再用砂泵将这些浆料送入研磨钢体内。特点：在传统的辊辗磨中，由于管或棒太长，很难使管或棒的表面之间以及与磨腔内壁之间形成均匀紧密接触进而碾磨物料。-自旋转环；-辅轴；-轴套；-离心力；-浆料；-研磨环；-容器内衬；-公转装?；-粉碎筒体；0-夹套。缸体内主轴旋转---通过梅花架辅轴绕主轴公转----辅轴上的研磨环既随主轴进行公转，又围绕各自的辅轴作自转。图-Szego粉碎机结构原理示意图-被粉碎物料；-螺旋槽碾磨辊；-固定圆筒；-立轴；-进料口；-辊子轴；-辊子；-出料口；-辊子轴承三高速旋转撞机式粉碎机主要是利用高速旋转的部件产生的强冲击力剪切力摩擦而使物料被粉碎。

高速旋转粉碎机由于结构及作用力的方式不同又分为：销棒粉碎机（针状磨）摆式粉碎机轴流式粉碎机（笼式磨）筛分磨离心分级磨等。

转子在电机带动下绕主轴高速旋转，产生较大的离心力场，在粉碎腔内中心形成一很强的负压区，借助负压被粉碎物料从转子和定子中心吸入，在离心力作用下，物料由中心向四周扩散，在向四周的扩散过程中，物料首先受到内圈转齿及定齿的撞击剪切摩擦以及物料与物料之间的相互碰撞和摩擦作用而被粉碎。随着转齿的线速度由内圈向外圈逐步提高，物料在向外圈的运动过程中受到越来越强烈的冲击剪切摩擦碰撞等作用而被粉碎的越来越细。粉碎方式有：转动销棒对物料颗粒的直接冲击作用力；固定销棒及外壁（外圈撞击环）对物料的反击作用力；定动销棒所形成的狭窄间隙对物料颗粒的剪切挤压和摩擦作用力；物料颗粒间的相互碰撞摩擦作用。被粉碎物料硬度的影响莫氏硬度在以内，将具有较经济的粉碎效果，更硬的材料将对粉碎机的粉碎部件造成严重磨蚀。有三方面的危害：A：部件寿命缩短，提高工业生产中的生产成本；B：物料粉碎效果降低，产品颗粒粒度增大；C：对产品造成污染，使纯度降低。

（二）锤式与摆锤式粉碎机由高速旋转的锤头及外衬板组成，物料从入口进入粉碎区后，在高速旋转的锤头冲击作用下，受碰撞粉碎。图-锤式破碎机腔内运动示意图9图-锤式粉碎机的各种锤头形状（a）杆状;(b)“T”形；(c)“H”形；(d)刀片形；(e)星形活动连接的优点：能促进物料的充分分散以及避免物料粘锤；使机腔内物料的运动方向变得不规则，从而增大颗粒与锤面间的碰撞速度，产生更细颗粒。

图-锤头的刚性连接与活动连接（a）锤头刚性连接；(b)锤头活动连接与销棒粉碎机相比，物料粘锤问题大大减轻，粉碎效果提高。

图-离心机碰撞粉碎机转子边缘形状结构图（a）杆状；(b)曲刀状；羽板状四球磨法制备超细粉体近期在球磨机的基础上，开发出了多种形式的广义球磨机，如振动球磨离心球磨行星磨离心滚动磨等。

（一）普通卧式球磨机普通卧式球磨机结构及原理图-9普通卧式球磨机主要组成示意图-筒体；-端盖；-轴承；-大齿轮。物料从左端进入筒体内，逐渐向右方扩散移动，在自左至右的运动过程中，物料受到球体的冲击研磨而被逐渐粉碎，最终从右端排出体外。普通卧式球磨机通常装入直径为-mm的钢球或瓷球，称为磨介或球荷，其装入量一般为有效容积的-%。

图-0球磨机内磨介质的三种运动状态（a）泻落状态；(b)抛落状态；(c)离心状态泻落：以研磨为主；抛落：研磨和冲击作用并存，对较粗物料的粉碎较合适。

用其来阻止当外筒体作高速旋转运动时所造成的磨球随筒体内腔旋转的离心式运动方式和简单的抛落式运动方式，增加球与球间的有效粉碎区，使磨间之间产生很强的相互摩擦剪切运动。图-反应旋转球磨机内部磨球及物料的运动轨迹-抛落区；-泻落区对物料的超细粉碎程度可达微米。（二）振动球磨装有物料和磨介的桶体支撑在弹性支座上，电机通过弹性联轴机驱动平衡块回转，产生极大的扰动力，使筒体作高频率的连续振动，导致研磨体产生抛射冲击和旋转运动，物料在研磨体的强烈冲击下和剥蚀下，获得均匀粉碎。普通球磨机是通过筒体的转动来带动磨介运动，来使物料粉碎；振动磨机主要是靠筒体的振动引起筒内的磨介运动来使物料粉碎。

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