超細氣流粉碎設備的現狀及發展趨勢

俞成蛟+代穎軍+劉愛琴

摘 要：分析了當前主流應用的幾種超細氣流粉碎設備，其中主要就包括了對撞式氣流粉碎機、扁平式氣流粉碎機、流化床氣流粉碎機、沖擊環式氣流粉碎機等四種，具體就其應用現狀、所存在的主要問題進行了深入探討，而后就展望了其未來的主流發展趨勢，以期能夠為相關的研究人員提供一些有價值的參考。

關鍵詞：氣流粉碎設備；超細氣流粉碎；現狀；發展趨勢

依據粉體加工技術深度以及粉體物料物理化學特性及應用特性的改變，通常將粒徑不足10μm的超細粉狀物稱之為超細粉體。在現代工程技術發展過程當中需應用到大量為粉狀態的原料及產品，其在航空、軍事、電子通信等領域有著極其廣泛的應用，這一材料還是目前制造隱身材料的重要原材料之一；而在化工領域內，將催化劑進行超細化處理之后能夠促使石油的裂解效率最大可升高5倍以上；對藥物采取超細粉碎處理后，可大大增加其表面積，由此也便可促使藥物的藥用價值得以大幅度提升，更加有助于人體的吸收。

1 超細氣流粉碎設備現狀

氣流粉碎機的原理即為利用高速氣流作用，促使物料本身的顆粒進行碰撞、氣流對于物料沖擊的剪切作用、物料和其它部件的沖擊與剪切等促使物料變得更加粉碎。經過高速氣流的影響在粉碎之后的物料其平均粒度將更加細小，粒度分布也將更加狹窄，顆粒表層整潔光滑，顆粒形狀規整、分散性好且具備較大的活性高純度。現就目前幾種超細氣流粉碎設備的應用現狀展開具體分析。

（1）對撞式氣流粉碎機

這一種氣流粉碎設備也常被稱之為是對噴式氣流粉碎機。其實采用兩股高速氣流裹挾要粉碎的顆粒物互相碰撞來達到粉碎效果，具備有較高的能量利用率，能夠有效防止氣流粉碎機高速由于高速沖擊而導致部件受損，可促使被粉碎顆粒污染的問題得以迎刃而解。其在工作過程中原理即：兩股壓力、速度完全一致的壓縮起立由兩端以直線形式直接進到粉碎區域，并且物料將通過螺旋加料器來被送進粉碎區域，在完全混合之后顆粒間將互相撞擊并由此達到粉碎效果，在粉碎完成之后顆粒將會伴隨著氣體的流動而逐步移動至低壓區域，細粉則會由上部對外排出，粗粉將會回歸至粉碎區域而繼續粉碎。

此設備的優勢主要體現在：粉碎速度快，撞擊力強，能耗低等方面。

（2）扁平式氣流粉碎機

這一種類型的氣流粉碎設備其工作原理為：將空氣進行壓縮處理，利用加料噴射器的高速射流負壓差，來促使物料被吸入到混合室當中，利用和粉碎室半徑方向構成特定的角度同時使之能夠被分布于同等水平噴嘴之上，由高速射流被噴進粉碎室內，噴氣流共同攜帶物料通過極高的速度運轉，于粉碎室半徑之上產生出具備流體動力學特征的梯度，物料顆粒發生劇烈的撞擊，并且還會和粉碎室內壁樁基，被粉碎的粒子會伴隨著旋轉流而高速運動并產生出巨大的離心力，同時還會受到氣流向粉碎室中心排出的向心力影響，此兩種力量互相作用，顆粒由此也將會產生分級。

和其余的氣流粉碎設備相比，此種設備的優點包括：結構簡易、操作簡便，且具備自動分級功能。缺點：若被粉碎物料硬度較大之時，物料會因氣流高速運動而和磨腔內壁產生劇烈摩擦從而造成磨腔受損，同時也會導致產品造成一定程度的污染影響。

（3）流化床氣流粉碎機

此種粉碎設備的工作原理為：將物料添加到粉碎設備當中應用采用二維設置多個噴嘴噴匯沖擊能量，和氣流膨脹之后所產生出的懸浮翻騰碰撞、摩擦并由此達到粉碎效果，并且于交匯點附近上部氣流，于負壓氣流影響之下由頂端所設置出的分級裝置來進行等級劃分，并將細粉排出，粗粉將會受到重力影響而回歸粉碎區域內再次進行粉碎。和對撞式氣流粉碎設備相對比來看，其具備更加優異的分散性能，同時對于產品的力度還可憑借分級設備予以調節，對設備部件所造成的磨損相對較小，能耗也較低，可被應用到大規模化的工業生產之中。

此設備的優勢主要體現在分散效果較好、產品粒度可利用分級機予以調整且磨損機能耗均相對偏小，比較適合應用在大規模化的工業生產方面。

（4）沖擊環式氣流粉碎機

將固定沖擊部件更換為可旋轉的沖擊環，便能夠規避此前兩類氣流粉碎機當中高速氣流亦或是氣固流對于某固定位置在長時間的持續沖擊影響下而導致的局部磨損，促使整體環面各位置輪流充當被沖擊面，整體環面將會受到較為接近的沖擊磨損，由此也便能夠促使沖擊環的壽命盡可能的得到延長。

此設備的優勢主要為：其沖擊環旋的運動方向和噴射氣流相反，因而相對速度便可提升，有助于增強粉碎效果。

2 超細氣流粉碎設備發展趨勢

當代技術水平的不斷發展，對于超細粉體的加工技術也有了更高的要求，所面臨的困難挑戰也越來越多，為了能夠有效應對此類挑戰，未來超細氣流粉碎設備的發展趨勢將重點側重于以下幾個方面：

（1）提高單機產量，減小單位產品能耗

隨著市場對于超細粉體產品需求量的不斷增多，尤其是大規模用量用戶的增多和產品質量穩定要求性的不斷升高，對于大型設備的市場需求持續升高。大型設備也能夠更為有效的適應于超細粉體加工逐步向更大規模的發展趨勢，同時還具備有單位產品能耗低、產品質量穩定性優異以及管理便捷等眾多優勢。目前已經有部分企業研發出了年產量超過6000L的大型立式攪拌磨，以及處理量超過155m?的大型臥式攪拌球磨機。設備的大型化是提升單機產量，降低單位產品能耗最為重要的一項措施。另外，選用現代技術手段來進行超細粉設備的研發同樣也是提升粉碎效率、提高產量并且降低單位產品能耗的一項主流趨勢。

（2）提升產品細度，加強設備粉碎極限

當前市場上對于粒徑在1μm以下的超微粉體加工設備與技術需求性越來越強。超微粉體將是未來在超細粉體領域最為重要的一項發展趨勢。這主要是由于目前大量的高新技術與新型材料的生產研發均需要應用到超微粉體，例如在環保建材的制造、生物醫學材料制造、航空航天隱身材料研發等方面，粒徑不足1μm的超細粉顆粒有著巨大的應用價值。因而未來我國便應進一步加強粉碎設備的細度極限，并大力加強與之相關的工業化經濟分級設備和相關的配套技術手段。

（3）產品細度與粒度分布的在線調控

這一方面的發展是超細粉碎生產線能夠達到智能化控制最為關鍵的一項前提要求。現代超細粉體加工企業常常是依據市場對于超細粉體的需求來進行產品類型的生產調整，因而，便需要對相關的加工設備能夠達到一定的調控與適應效果，并且要求自動調節工作狀況能夠規避人工調節的低精度與滯后性。

3 結束語

總而言之，超細氣流粉碎設備有多種類型，且每種類型設備的結構也存在著較為明顯的差異性，均有著相應的優缺點。隨著技術的不斷發展與進步，粉碎設備在原有基礎之上也有了較大的改進，結構愈發趨向于完善，粉碎能力也有了大幅度的增強。分析超細氣流粉碎設備未來的主流發展趨勢，將主要表現在提高單機產量，減小單位產品能耗；提升產品細度，加強設備粉碎極限；產品細度與粒度分布的在線調控等方面。

參考文獻

[1] 羅文，蔡艷華，郝海濤等.超微氣流粉碎技術的應用研究[J].重慶文理學院學報（社會

科學版），2013，32（3）.

[2] 柳少軍，陳煥芝，張兵兵等.氣流粉碎在鈦白生產中的應用[J].廣州化工，2015（23）.

[3] 吳紅富.超微粉碎設備行業結束無JB標準歷史[J].當代化工，2016，45（9）.

[4] 吳紅富.我國超微粉碎設備標準制訂工作獲新進展[J].化工設計，2013（4）.