气流粉碎机

在分级室，气流形成主旋流，使颗粒发生分级。 由于粗粉位于分级室外围，在气流带动下，退 回粉碎室进一步粉碎，细粉经中间出口排到机 外进行气固分离和产品回收。
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Trost Jet Mill的工作 原理：
流化床对撞式气流粉碎机
流化床对撞式气流粉碎磨： 将对喷原理与流化床中膨 胀气体喷射流相结合。
互相冲撞、摩擦、剪切而粉碎。 粉碎的物料由上升气流输送至涡轮式超细分级器，
细粉产品经出口排出，较粗的颗粒沿机壁返回磨 矿室，尾气进入除尘器排出。
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流化床对撞式气流粉碎机
粒子在高速喷射气流交点碰 撞，该点位于流化床中心。
靠气流对粒子的高速冲击及 粒子间的相互碰撞而使粒子 粉碎，与腔壁影响不大。
第三类是钕铁硼磁粉、金属微粉和黑索今微粉等，这类微粉一 般采用气流粉碎方法制备，其所用的气体都是惰性气体，如氮气等， 否则会有燃烧爆炸的危险。
2 气流磨分类
气流粉碎机的种类:
扁平式（也称圆盘式） 循环管式 单喷式（也称靶式） 对喷式 惰性气体粉碎机
扁平式气流粉碎机
扁平式气流粉碎机，也 称圆盘式气流磨，是美 国 Fluid Energy公司在 1934年研制成功的。
（2）气流粉碎机的特点
3）气流粉碎纯粹是物理行为，既没有其它物质掺入其中，也没 有高温下的化学反应，因而保持物料的原有天然性质。颗粒表 面光滑，颗粒形状规整，纯度高，活性大，分散性好。
4）因为气流粉碎技术是根据物料的自磨原理而实现对物料的粉 碎，粉碎的动力是空气。粉碎腔体对产品污染极少，粉碎是在 负压状态下进行的，颗粒在粉碎过程中不发生任何泄漏。只要 空气经过净化，就不会造成新的污染源。
磨损大大减弱。
流化床内对撞气流 交汇点示意图
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⑧
⑧
⑦
⑦
⑥
⑥
⑨
⑤
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①
①
④③ ②
④ ③②
（a）物料经过喷嘴
（b）物料不经过喷嘴
流化床对喷式气流粉碎机的两种形式结构示意图
产品细度高（d50=3～10μm），粒度分布窄 且无过大颗粒；粉磨效率高，能耗低，产量大， 比其它类型的气流磨节能50%；采用刚玉、碳化 硅或PU（环）等作易磨件因而磨耗低，产品受 污染少，纯度高，可加工无铁质污染的粉体， 也可粉碎硬度高的物料；
扁平式气流粉碎机外形图
扁平式气流粉碎机
优点：结构简单，操作方便，拆卸、清理、 维修容易，并能自动分级。
缺点：当被粉碎的物料速度较高时，随气流 高速运动与磨腔内壁会产生剧烈的冲击、摩 擦、剪切作用，导致粉碎室壁的磨损，并造 成粉体的污染，尤其是对于硬度很高的材料 （如碳化硅，氧化硅），磨损更严重。
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外壳
喷嘴
文丘里喷嘴
粉碎室 内衬 扁平式气流粉碎机工作原理图
扁平式气流粉碎机
粉碎过程： 物料经加料口由喷射式加料器的喷嘴加速，导
入粉碎室，在旋转气流带动下发生相互碰撞、 摩擦、剪切而粉碎。 细粉被气流推到粉碎室中心出口管，在旋风分 离器中呈螺旋状运动缓降到贮斗中；废气由废 气排出管排出；粗粒在离心作用下被甩到粉碎 室周壁作循环粉碎。
第四节 气 流 粉 碎 机
1 气流粉碎机原理
利用高速气流（300～500m/s）或过热蒸汽（300～400℃）的能量使颗 粒产生相互冲击、碰撞、摩擦剪切而实现超细粉碎，广泛应用于化工、 非金属矿物的超细粉碎，是最常用的超细粉碎设备之一。
（1）气流粉碎机的工作原理
将压缩空气通过拉瓦尔喷管加速成亚音速或超音速气流，喷出的射 流带动物料作高速运动，使物料碰撞、摩擦剪切而粉碎。
⑥
①
②
⑤④ ③wenku.baidu.com
⑤ ④③
（a）物料经过喷嘴
（b）物料不经过喷嘴
单喷式气流粉碎机的二种粉碎方式示意图
优点：
靶式气流粉碎机
简单、操作方便。
粉碎力特别大，粉碎效率 高，尤其运用于低熔点、 热敏性物料以及高分子聚 合物的粉碎。
缺点：
产品较粗，能耗大。
高速运动的物料颗粒和气 流对靶板有强烈的冲蚀作 用，靶板磨损严重，会造 成产品的污染。
流化床式气流粉碎机是德 国20世纪80年代的新产品， 主要生产厂家是德国 Alpine公司，美国、日本、 中国也有公司生产。
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QLD流化床式气流粉碎机
工作原理：
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流化床对撞式气流粉碎机
工件原理： 物料通过阀门进入料仓，螺旋将物料送入研磨室；
空气通过逆喷嘴喷入研磨室使物料呈流态化。 被加速的物料在各喷嘴交汇点汇合，在此，颗粒
扁平式气流粉碎机是工 业上应用最早和最广泛 的气流粉碎机，国外商 品名称Micronizer 。
扁平式气流粉碎机(spiral jet
pulverizer )
工作原理： 待粉碎物料由文丘里喷嘴加速至超音速导入粉碎室内。 高压气流经入口进入气流分配室，分配室与粉碎室相通，
气流在自身压力下通过喷嘴时产生超音速甚至每秒上千米 的气流速度。 喷嘴与粉碎室成一锐角，故以喷射旋流粉碎室并带动物料 作循环运动，颗粒与机体及颗粒之间产生相互冲击、碰撞、 摩擦而粉碎。粗粉在离心力作用下被甩向粉碎室周壁作循 环粉碎，微细颗粒在向心气流带动下被导入粉碎机中心出 口管进入旋风分离器进行捕集。
对喷式气流粉碎机最早出现于德国，我国 从20世纪80年代初开始从国外引进该类粉 碎机，并自主开发、生产。
目前，国内用得较多的是特罗斯特型 （Trost Jet Mill）、马亚克型（MJP）和 QLM型等。
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对喷式气流粉碎机
工作原理：物料由料斗进入，被加料喷嘴喷出 的高速气流喷入粉碎室，同时粉碎喷嘴将分级 室落下的粗粒喷入粉碎室，物料对撞并被粉碎 后，随气流上升至分级室。
循环管的特殊形状具有加速颗粒运动和加大离心力场的功能， 以提高粉碎和分级的效果。
广泛应用于填料、颜料、金属、化妆品、医药、食品、磨料 以及具有热敏性、爆炸性化学品等的超细粉碎。
Fine Powder
Classifier
Coarse powder
文丘里Nozzle
Comminuting Room
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循环管式气流粉碎机外形图
循环管式气流磨
特点：
粉碎室内腔截面不是真正的圆截面，循环管各 处截面也不等，而分级区和粉碎区的弧形部分 也不是圆周的一部分，即曲率半径是变化的。
颗粒在粉碎室内能加速运动，离开粉碎室后能 减速上升，能加速颗粒在分级室内的运动，加 大离心力场，提高粉碎和分级效果。
结构紧凑，简单；噪音小；可实现操作自 动化。但造价较高。
扁平式气流粉碎机
注意：
粉碎室的内壁应选用超硬、高耐磨的材料制造。 例如刚玉、氧化锆、超硬合金等。
扁平式气流磨不适合于超硬、高纯材料的超细 粉碎。
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循环管式气流磨
循环管式气流磨，又称 为立式环形喷射式气流 磨，也具有内分级作用。
循环管式气流磨可分为 等圆截面和变截面循环 管式气流磨。
对管壁的磨损和对产品的污染
不可以加工较硬的物料
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靶式气流粉碎机（Target Type Fluid Energy Mill）
利用高速气流挟带物料冲击在各种形状的靶板上进 行粉碎。除物料与靶板发生强烈冲击碰撞外，还发 生物料与粉碎室壁多次的反弹粉碎，因此，粉碎力 特别大，尤其适合于粉碎高分子聚合物、低熔点热 敏性物料以及纤维状物料。
其中用得最多的是JOM 系列（也称O型）变截 面循环管式气流磨。
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循环管式气流粉碎机
原料由文丘里喷嘴加入粉碎区，气流经一组喷嘴喷入不等径 变曲率的跑道形循环管式粉碎室，并加速颗粒使之相互冲击、 碰撞摩擦而粉碎。
旋流带动被粉碎颗粒沿上行管向上进入分级区，在分级区离 心力场的作用下使密集的料流分流，细颗粒在内层经百叶窗 式惯性分级器分级后排出即为产品，粗颗粒在外层沿下行管 返回继续循环粉碎。
（2）气流粉碎机的特点
优点：1） 80%以上的颗粒是依靠颗粒间的相互冲击碰撞被粉 碎的，只有不到20%的颗粒是通过颗粒与粉碎室内壁的碰撞和 摩擦被粉碎。可以粉碎莫氏硬度为1～10的材料，经气流粉碎 后的物料平均粒度细，最细可以达到0.2μm，一般为0.5μm～ 20μm；粒度分布较窄，可以满足窄粒度分布产品粉的要求；
被粉碎的物料随气流至分级区进行分级，达到粒度要求的物料由收 集器收集下来，未达到粒度要求的物料再返回粉碎室继续粉碎，直 至达到要求的粒度并被捕集。
（1）气流粉碎机的粉碎过程
压缩空气或过热蒸汽通过喷嘴后，产生高速气流且在喷嘴附近 形成很高的速度梯度，通过喷嘴产生的超音速高湍流作为颗粒 载体。物料经负压的引射作用进入喷管，高压气流带着颗粒在 粉碎室中作回转运动并形成强大旋转气流，物料颗粒之间不仅 要发生撞击，而且气流对物料颗粒也要产生冲击剪切作用，同 时物料还要与粉碎室发生冲击、摩擦、剪切作用。如果碰撞的 能量超过颗粒内部需要的能量，颗粒就将被粉碎。粉碎合格的 细小颗粒被气流推到旋风分离室中，较粗的颗粒则继续在粉碎 室中进行粉碎，从而达到粉碎目的。
循环气流粉碎机工作原理图
Compressed Air
循环管式气流磨
物料颗粒高速进行粉碎区后，高压空气带动 颗粒沿管道运动。
由于管道呈O型，内外圈半径不同，内外层 物料运动路径及速度都不同。
各层物料颗粒之间产生相对运动，发生摩擦、 剪切、碰撞粉碎作用。
同时，由于离心力的作用，密集的颗粒流分 层，粗粒处在外层，细粒在内层并向内聚集， 最后由排料口排出，粗粒则继续粉碎。
根据原料性质和产品粒度要求选择不同靶板形状。 靶板作为易损件，必须采用耐磨材料制作，如碳化
物、刚玉等 。
Impacting Target
Feed
Mixing Pipe
Jet Nozzle
Comminuting Room
早期靶板式气流磨结构
早期靶式气流粉碎机： 物料由加料管进入粉碎室，经喷 嘴喷出的气流吸入并加速，再经混合 管进一步均化和加速后，直接与冲击 板（靶板）发生强烈碰撞。 为了更好地均化和加速，混合管 大多做成超音速缩扩型喷管状。粉碎 后的细颗粒被气流带出粉碎区，进入 位于冲击板上方的分级区进行分级， 经分级的颗粒被气流带出机外捕集为 成品，粗颗粒返回粉碎区再行粉碎。
粉碎产品较粗，动力消耗也较大，因而应用受到限制。
靶式气流粉碎机
工作原理： 粉碎物料在混合管中与高压气流相混合并加速，
高速冲击靶板而粉碎。 细粉随气流从出口排出，并进入分级器中分级；
粗粉返回加料斗重新导入粉碎室继续粉碎。 为了更好地混合和加速，混合器大多做成超音
速喷管状。
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⑥⑦
① ②
QBN450型靶式气流粉碎机
对喷式气流粉碎机
对喷式气流粉碎机，又称逆向喷射磨，是 一种物料在超音速气流中自身产生对撞而 实现超细粉碎的装置。
特点：利用相对运动的气流，颗粒从第一 次撞击开始就依靠相互之间的冲撞，减少 了对管壁的磨损和对产品的污染，可以加 工较硬的物料。
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对喷式气流粉碎机
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循环管式气流磨
优点：
主机结构简单，操作方便； 粉碎的同时具有自动分级功能； 主机设备体积小，生产能力大； 产品细度好，可至3~0.2μm。
缺点：
气流与物料对管内壁的冲刷、磨损太严重，因 此不适合硬度较高的材料的细化。
粉碎效率是各类气流磨中最低的，能耗最大。
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扁平式和循环管式气流磨有一共同点，即第 一次撞击是物料在气流作用下，借助于管壁 或板实现的，以后的撞击才可能是颗粒之间 的撞击。
2）由于压缩空气在喷嘴处绝热膨胀会使系统温度降低，颗粒 的粉碎是在低温瞬间完成的，从而避免了某些物质在粉碎过程 中产生热量而破坏其化学成分的现象发生，尤其适用于热敏性 物料的粉碎。加工温度低（小于气流温度），材料破碎时的应 变率高，可粉碎低熔点、热敏性和生物等材料。可粉碎低熔点 和热敏性材料及生物活性制品。
缺点：能耗较大，生产成本较高。
（3）气流粉碎机应用
第一类是只对细度有要求的粉，越细越好。如西药、中草药、 保健品、农副产品、海产品、AC发泡剂、灭火粉、非金属矿粉、刚玉、 金刚石、碳化硼、电气石、玻璃、荧光粉、树脂、石墨、稀土材料、 助剂、颜料、化妆品等；
第二类是对粒度分布有较高的要求，要求粒度分布窄。如磨料、 复印粉、激光打印粉、钴酸锂粉、猛酸锂粉等，气流粉碎机在这些行 业中能发挥很好的作用，其优越性是其他粉碎设备所不能替代的；