气流粉碎机制备微纳米粉体的应用现状

气流粉碎机制备微纳米粉体的应用现状

气流粉碎机是利用物料在高速气流的作用下，获得巨大的动能，在粉碎室中造成物料颗粒之间的高速碰撞、剧烈摩擦，同时高速气流对物料产生剪切作用，从而达到粉碎物料的目的，它能将原料加工成极细的粉末(<10μm)。该技术的应用几乎遍及所有的精细加工行业，如化工、医药、食品、塑料、矿业、金属材料等，在许多特定的粉体领域占有特殊的地位。

目前工业上应用的气流粉碎机主要有以下几种类型：扁平式气流磨、流化床对喷式气流磨、循环管式气流磨、对喷式气流磨、靶式气流磨。其中扁平式气流磨、流化床对喷式气流磨、循环管式气流磨应用较为广泛，现将其工作原理做一个简单阐述：

1、扁平式气流磨

作为粉碎动能的高压气流进入粉碎腔外围的稳压储气包作为气流分配站，该气流经过拉瓦尔喷嘴加速成超音速气流后进入粉碎磨腔，同时物料经文丘里喷嘴加速导入粉碎磨腔内进行同步粉碎。由于拉瓦尔喷嘴与粉碎腔安装成一锐角，因此该高速喷射流在粉碎腔内带动物料做循环运动，颗粒之间以及颗粒与固定靶板壁面产生相互冲击、碰撞、摩擦而粉碎。微细颗粒在向心气流带动下被导入粉碎机中心出口管道进入旋风分离器进行收集，粗粉在离心力的作用下被甩向粉碎腔周壁做循环运动并继续粉碎。

2、流化床对喷式气流磨

物料通过螺旋进料器进入粉碎腔后，由数个相对设置的喷嘴喷汇出高速气流冲击能，及气流急速膨胀呈流化床悬浮沸腾而产生的碰撞、摩擦力对物料进行粉碎。粗细混合粉在负压气流带动下通过顶部设置的涡轮分级装置，细粉强制通过分级装置，并由旋风收集器及布袋除尘器捕集，粗粉受重力以及高速旋转的分级装置产生的离心力甩向四壁并沉降返回粉碎腔继续粉碎。

3、循环管式气流磨

原料由文丘里喷嘴加入粉碎腔，高压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腔，加速颗粒使之相互冲击、碰撞、摩擦而粉碎。同时旋流还带动被粉碎颗粒沿管道向上进入分级区，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。粗颗粒在外层沿下行管返回继续循环粉碎。

但是目前行业内使用比较多的流化床对喷式气流磨，由于该粉碎模式所设计的喷嘴沿粉碎腔内壁呈平行、对称排列，只在单一平面内形成对射，因此待粉碎物料只能在一个近似平面的范围内进行粉碎，这就导致了以下几种缺点：

(1)物料一旦落入粉碎腔底部的粗料收集器中，就进入了粉碎盲区，无法再继续粉碎;

(2)受喷嘴局限，在粉碎腔底部的粗料收集器处于流化态盲区，物料无流化状态，则不能继续粉碎;

(3)粉碎区域受粉碎腔的限制导致面积狭窄，使得气流粉碎概率减少。

针对于以上的诸多问题，不少科研单位，生产企业做出了不少的改进，同时也申请了大量的专利。其中以喷嘴三维排布方式效果比较为理想，它扩大了粉碎区域，增大了物料颗粒之间的碰撞摩擦概率。是结合扁平式与流化床式而成的一种新型设备，根据性能测试的数据，达到同类产品的水平,在同样产品和粒度的前提下，产量明显高于同类产品。

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