錘片式粉碎機渦旋粉碎技術構想

天地實業

錘片式粉碎機是一個能耗非常高的設備，在生產工藝中占據了能耗的30％～50%，因此提高錘片式粉碎機的粉碎效率是降低能耗的重要途徑之一。

1、錘片式粉碎機粉碎機理及現狀
待粉碎的物料通過喂料設備，在粉碎機導向板的作用下進入粉碎室，與高速旋轉的轉子相遇，在受到錘片撞擊力的同時受到離心力作用飛向篩片，與篩片再次發生碰撞，從而使大顆粒變成小顆粒，物料得到粉碎。在發生碰撞粉碎的同時，由于轉子的高速旋轉產生的離心氣流帶動物料形成一定的料層，料層一般40 mm厚左右。這個料層的最外層與篩片產生摩擦作用，使物料得到進一步的粉碎。通過一些測試試驗，目前錘片式粉碎機的性能參數見表1。

2、粉碎效率影響因素分析
眾所周知,影響錘片式粉碎機生產效率的因素很多,主要分為內在因素和外在因素。內在因素包括錘片的線速度、數量、厚度以及排列方式;篩片的厚度、開孔率以及孔的形狀;粉碎室的形式等。外在因素包括工藝系統的配置,物料的狀況以及操作人員的素質。

目前,錘片式粉碎機的線速度達到90m/s左右,能適應大多數物料的粉碎,因此錘片式粉碎機的線速度能很好地滿足物料撞擊粉碎的需要。錘片式粉碎機的線速度不僅在撞擊物料時起到關鍵作用,而且對物料環流的旋轉速度起到決定性作用。物料環流的旋轉速度影響著摩擦粉碎的作用,在微粉碎時表現的很突出。由于篩片是靜止的,因此物料環流外層與篩片的摩擦粉碎比較明顯;而物料環流的內層與錘片一起旋轉,其相對速度比較小,因此物料環流的內層與錘片之間的摩擦粉碎不是很明顯。同時因為環流的形成是離心慣性力的作用,這樣環流層由外至內的顆粒總體是由大到小分布的,但是不會形成絕對的分層效應,應該是一個混合相。這樣的分布規律嚴重影響著符合粒度要求顆粒的出篩效率。

總之，物料環流無論在摩擦粉碎，還是在出篩效率都嚴重影響著錘片式粉碎機的使用價值。

3、提高粉碎機性能的措施
提高粉碎機性能主要從兩個方面入手，一是提高粉碎機的粉碎效率；二是提高粉碎機的出篩效率。目前，市場上的很多粉碎機都做了各種嘗試，也取得了一定的效果。如表1所列的，側向進風方式、篩片振動方式、雙轉子等。篩片振動方式只是保證了篩片的“開孔率”，在小篩孔時，可以防止物料堵塞篩孔，一定程度上保證出篩效率；雙轉子在單邊改變物料環流上起到了一定的作用；側向進風不但保證了粉碎機所需的風量，而且由中央向圓周的風路方向，對物料環流的破壞起到了很好的作用，有利于粉碎效率的提高。

提高粉碎機性能還可以從工藝上來保證物料出篩速度，提高出篩效率來考慮。

4、利用渦旋技術提高粉碎機性能的構想
渦旋（Vortex）有時也稱旋渦。是指一種半徑很小的圓柱在靜止流體中旋轉引起周圍流體作圓周運動的流動現象。一般旋渦內部有一渦量的密集區，稱渦核，其運動類似剛體旋轉。上述圓柱體即相似于旋渦的渦核。在它的外部，流體的圓周速度與半徑成反比；在它內部，則與半徑成正比，在渦心上圓周速度為零。

根據以上的渦旋發生原理，在粉碎機工作過程中， 通過在環流層中產生多個渦旋，使環流層外層的大顆粒旋轉至內層，內層的小顆粒旋轉至外層，同時改變單個顆粒的運動方向與運動速度，讓其與篩片及錘片產生較大的差速度，從而增強摩擦粉碎的效果，尤其是與錘片的摩擦粉碎效果。渦旋的產生可以增強氣流的壓力，增大篩片內外壓差，減少堵篩，提高顆粒出篩的速度，從而提高了出篩效率。如圖1所示。

渦旋的產生可以通過粉碎機本身結構的改變，也可以通過外置的設備來提供渦旋氣流。

5 小結
破壞物料的環流現象是提高粉碎機性能的主要途徑之一。通過渦旋技術在其它領域的成功使用，我們相信在粉碎領域應該有很好的應用前景。

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