中國粉體網(wǎng)訊 顆粒分級(jí)是指按照不同粒徑、形狀或密度等物理性質(zhì)的不同，將顆粒按照設(shè)定的分類原則相互分離，一般指分離不同粒徑的同種物質(zhì)顆粒。分級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)是：分散和分離。分散是指進(jìn)入分級(jí)室的物料要盡可能地分散開；分離是及時(shí)地將合格的物料從分級(jí)室里分離出。
由于超細(xì)粉體在多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用，也促進(jìn)了超細(xì)粉體分級(jí)技術(shù)的進(jìn)步，其中渦輪式氣流分級(jí)機(jī)由于分級(jí)效率和分級(jí)精度高，操作彈性大，因此成為目前主流的超細(xì)粉體分級(jí)設(shè)備。
渦輪式氣流分級(jí)機(jī)的工作機(jī)理
待分級(jí)的物料從進(jìn)料口下落到撒料盤上，隨撒料盤一起旋轉(zhuǎn)，然后沿切線方向撒向四周；物料碰撞到反擊板后，落入轉(zhuǎn)籠外邊緣和導(dǎo)流葉片之間間的區(qū)域內(nèi)。同時(shí)，一次風(fēng)和二次風(fēng)切向進(jìn)入分級(jí)器，流經(jīng)導(dǎo)流葉片形成旋流，旋轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)籠旋轉(zhuǎn)方向相同。在環(huán)形區(qū)的徑向方向上，顆粒主要受指向邊壁的慣性離心力、徑向流體阻力和指向軸心的壓力梯度力作用，細(xì)顆粒受到離心力較小，所以合力指向轉(zhuǎn)籠中心，會(huì)隨氣流進(jìn)入轉(zhuǎn)籠后沿軸向細(xì)粉出口流出；粗顆粒的離心力較大，合力方向指向筒體壁面，與壁面碰撞后旋轉(zhuǎn)下降由粗粉出口排出。
渦流分級(jí)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖
渦輪式氣流分級(jí)機(jī)的優(yōu)勢
渦輪式氣流分級(jí)機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)籠的形式大致可分為三大類六種形式，雖然每種形式有些差異，但總體而言均有如下相同的優(yōu)點(diǎn)：
渦輪式氣流分級(jí)機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)籠的形式的分類
(1)渦輪式氣流分級(jí)機(jī)相比于上兩代的空氣分級(jí)機(jī)，粉體處理量更大。主要是由于渦輪式氣流分級(jí)機(jī)因其特殊的轉(zhuǎn)籠結(jié)構(gòu)，其在分級(jí)過程中，氣體流場分布更均勻，氣料混合更充分，分級(jí)區(qū)物料可以快速完成分級(jí)。
(2)與磨粉機(jī)配合使用，產(chǎn)粉效率更高，能耗更低。當(dāng)在渦輪式氣流分級(jí)機(jī)后置磨粉機(jī)，由于分級(jí)機(jī)分級(jí)效果明顯，可大大降低磨粉機(jī)二次打磨率，節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
(3)渦輪式氣流分級(jí)機(jī)操作調(diào)節(jié)簡單，粉體粒度可調(diào)控范圍大。這是因?yàn)闇u輪式氣流分級(jí)機(jī)可以通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)籠的轉(zhuǎn)速和空氣進(jìn)氣量來改變分級(jí)機(jī)流場對(duì)顆粒粒徑的敏感性，進(jìn)而調(diào)控分級(jí)顆粒粒度范圍。
(4)維護(hù)方便，零部件更換便宜。渦輪式氣流分級(jí)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，較為復(fù)雜的為轉(zhuǎn)籠結(jié)構(gòu)，因此其零部件互換性好，維護(hù)成本較低。
渦輪式氣流分級(jí)機(jī)的挑戰(zhàn)
渦輪式氣流分級(jí)機(jī)雖有不少優(yōu)點(diǎn)，但隨著其應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，其一些問題也逐漸暴露出來。
(1)顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象。物料經(jīng)超細(xì)化后呈現(xiàn)與原物料不同的性質(zhì)，尤其是比表面積增大，表面能升高，其表面原子或離子數(shù)的比例也大大提高，顆粒的表面活性增強(qiáng)，粒子之間引力增大或由于外來雜質(zhì)如水分的作用易于聚集，特別粒徑小于1μm顆粒，團(tuán)聚效應(yīng)更明顯，這使得分級(jí)變得更加困難。因此，分級(jí)的首要任務(wù)是分散粒子，使其處于單分散狀態(tài)，從而提高粉體的流散性。
(2)分級(jí)流場氣流分布不均勻。由于分級(jí)機(jī)的渦殼結(jié)構(gòu)、葉片的形狀大小及系統(tǒng)風(fēng)管的安裝角度和配置等原因，使進(jìn)入分級(jí)室的氣流分布不均勻，導(dǎo)致分級(jí)流場湍流加強(qiáng)或出現(xiàn)局部渦流，這都將嚴(yán)重影響分級(jí)機(jī)的分級(jí)精度和分級(jí)效率。
(3)分級(jí)精度不夠高，仍需開發(fā)超微細(xì)精密分級(jí)設(shè)備。當(dāng)前的分級(jí)設(shè)備對(duì)于粒徑達(dá)到1μm以下的亞微米級(jí)，其難以保持較高的分級(jí)精度和分級(jí)效率，不能滿足現(xiàn)代高新技術(shù)對(duì)產(chǎn)品粒度“細(xì)而窄”的需要。
(4)分級(jí)效率與分級(jí)精度不可兼得。分級(jí)機(jī)的處理能力與分級(jí)機(jī)的分級(jí)效果相互制約，分級(jí)機(jī)的分級(jí)精度往往隨著分級(jí)機(jī)處理能力的增大或顆粒濃度的提高而下降，如若保證分級(jí)精度的穩(wěn)定，分級(jí)效率勢必降低。因此分級(jí)機(jī)的分級(jí)效率和分級(jí)精度難以平衡，逐步成為困擾企業(yè)的一大難題。
因此，如何提高超細(xì)粉體分級(jí)機(jī)的分級(jí)性能，解決分級(jí)機(jī)設(shè)備現(xiàn)存的問題，逐漸成為了國內(nèi)外學(xué)者和企業(yè)界重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。
參考來源：
[1]李嘉寶：基于物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的氣流分級(jí)機(jī)遠(yuǎn)程控制研究，中國礦業(yè)大學(xué)
[2]秦道鑫：渦輪式氣流分級(jí)機(jī)分級(jí)性能研究，長江大學(xué)
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
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