气流磨介绍

气流磨作为超细粉碎的一种重要设备，广泛应用于非金属矿物及化工原料的超细粉碎，产品粒度上限取决于混合气流中的固体含量，与单位能耗成反比。气流粉碎产品除粒度细以外，还具有粒度分布窄，颗粒表面光滑、颗粒形状规则，纯度高、活性大、分散性好等特点。由于粉碎过程中压缩气体绝热膨胀产生焦耳－汤姆逊降温效应，因而还适用于低熔点、热敏性物料的超细粉碎。下面就气流磨分类及粉碎原理作一介绍。

1 气流磨分类

工业型气流粉碎自40年代问世以来发展很快，目前工业上应用的气流磨有以下五种类型：

1. 水平圆盘式（扁平式）气流磨

2. 循环管式气流磨

3. 靶式气流磨

4. 对喷式气流磨

5. 流化床对喷式气流磨

2 气流磨粉碎原理

气流磨的一般原理：将干燥无油的压缩空气或过热蒸汽通过喷嘴高速喷出，高速射流带动物料作高速运动，使物料碰撞，摩擦而粉碎。被粉碎的物料随气流到达分级区，达到细度要求的物料，最终由收集器收集。没有达到要求的物料，再返回粉碎室继续粉碎，直到达到所需细度并被捕集为止。由于喷嘴附近速度梯度很高，因此绝大多数的粉碎作用发生在喷嘴附近。在粉碎室中，颗粒与颗粒间碰撞的频率远

远高于颗粒与器壁的碰撞。也即气流磨中的主要粉碎作用是颗粒之间的冲击或摩擦。

虽然气流磨粉碎原理大致相同，但不同类型的气流磨也有各自不同的特点，下面就这五种常用的气流磨分别作一简单介绍。

3 不同类型气流磨工作原理

3.1 水平圆盘式（扁平式）气流磨

工作原理图3－1

1—粉碎带

2－粉碎喷嘴

3—文丘里喷嘴

4—送料喷嘴

5—密封垫

6—外壳

工作原理：待碎物料由送料喷嘴4喷出的气流通过文丘里喷嘴3,引射入粉碎室，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，强行通过粉碎喷嘴时，产生高达每秒几百米至上千米的气流速度，由于粉碎喷嘴与粉碎室的相应半径形成一锐角（粉碎角），故被粉碎的物料在粉碎喷嘴喷射出如此高速的旋流带动下作循环运动，颗粒间、颗粒与机体间产生相互冲击、碰撞、摩擦而粉碎。粗粉在离心力作用下甩向粉碎室周壁作循环粉碎，而微粉在向心气流带动下被导入粉碎机中心出口管进入捕集器收集。

该气流磨的规格以粉碎室内径尺寸来定。定型的规格从Φ 50mm 到Φ 1066mm；压缩空气耗量从0.5m3/min到100m3/min；过热蒸汽耗量从120kg/h 到5000kg/h；相应的生产能力从0.2kg/h 到2500kg/h；产品粒度从325目到0.2 μ m。

该气流磨的优点：由于具有自分级功能，产品粒度分布通过调整参数可控制在很窄的范围；无机械转动部件，对产品污染少；可以用过热蒸汽为粉碎工质，能耗较压缩空气降低1/3；并且产品流动性好、表面清洁度高，应用分散性好。

缺点：冲击动能不大，粉碎强度较低；另外粉碎硬度在莫氏7 级以上的物料时，粉碎室内壁的磨损较大，对粉碎室内壁的材料要求很高。

适用范围：可加工各种物料，特别适宜于加工由各

种聚集体或凝聚体构成的物料。

3.2 循环管式气流磨

工作原理图3－2

1－丘里喷嘴2—气流喷嘴

3—粉碎室4—分级器

L－压缩空气F—细粉

A－粗粉

缺点：粉碎效率是各类气流磨中最低的，能耗最大；气流及物料对内壁的冲刷、磨损严重，容易污染物料；粒度分布宽；适用范围：适用于脆性、低硬度物料；

3.3靶式气流磨

工作原理图3－3

1—喷嘴2—混合管

3—粉碎室4—靶板

5—加料管

工作原理：物料从加料口5进入料仓，被喷嘴1喷出

的高速射流引射入混合管2 进行混匀加速后，冲击在靶板

4 上，物料与靶板发生强烈碰撞，另外物料与粉碎室器壁也发生多次反弹，使物料粉碎。被粉碎的物料经分级后，粗粒子返回继续粉碎，合格粒子随气流从成品出口一起排出进入捕集器收集。该气流磨粉碎粒度可达2～0.2μm，产量从1kg/h～500kg/h.

优点：粉碎力很大，结构简单；

缺点：靶板及混合管极易磨损，对物料有一定的污染；产品粒度分布很宽，动力消耗较大，应用也受到限制；

适用范围：高分子聚合物、低熔点热敏性物料、纤维状物料以及其它聚合物。

3.4对喷式气流磨

工作原理：利用一对或若干对喷嘴相对喷射时产生的超音速气流，使物料彼此从两个或多个方向相互进行冲击和碰撞而粉碎。产品粒度可达－200 μ m 至亚微米级，产量从10kg/h 到5000kg/h。

优点：物料高速直接对撞，冲击强度大，能量利用率高；克服了靶式和循环管式磨体易磨损的弱点，减小了产品的污染，延长了使用寿命。缺点：体积庞大，结构较为复杂、能耗高、能量利用率较低、仍有磨损现象；粒度分布较宽。

适用范围：脆性、韧性、高硬度的各种物料；

3.5 流化床对喷式气流磨

工作原理图

三维布置二维布置

工作原理：喂入磨内的物料利用二维或三维设置的数个喷嘴（3～7 个）喷汇的气流冲击能，及其气流膨胀呈流化床悬浮翻腾而产生的碰撞、摩擦进行粉碎，并在负压气流带动下通过顶部设置的涡轮式分及装置，细粉排出机外由旋风分离器及袋式收尘器捕集，粗粉受重力沉降返回沉降区继续粉碎。显然，这一流化床对喷式气流磨是在对喷式气流磨的基础上开发的新产品，它是90年代最新型的超细粉碎设备。特点：产品细度高达d97=3～10μm，粒度分布窄且无大颗粒；粉磨效率高，能耗低，比其它类型气流磨节

能30％；采用Al2O3、SiC 或Pu（钚）作易磨损件，磨耗