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    超細與超微粉體的制備是粉體工業發展的關鍵一環，而目前國內多致力于工藝方法的研究，對粉碎設備研究投入的力量相對較少。另一方面由于市場的原因，許多設備的研究者與制造商雖有成果，但是也不愿把研究成果（特別是涉及到知識產權保護問題）或設備制造圖等加以公布，所以這方面所得資料甚少，本文介紹了國內媒體在2004年發表的各種粉體制備的粉碎機，并對這些粉碎機提出今后研發方面的看法。
1、輥磨機
    由于原有典型輥式磨（雷蒙磨）長期在粉體行業中的應用，所以近年改進型的輥式磨機在市場上出現較多，并有許多報導。
    邵秋萍等研制的新型超細磨粉機（圖1為結構圖），其主要工作原理是主電機通過減速器減速后動力傳遞到磨粉機主軸，使其低速旋轉(120～150r/min)。設置在主軸上端的研磨腔（磨盤）與主軸剛性聯接，跟隨主軸一起旋轉，研磨腔內裝置磨圈和三個磨輥，工作時物料在離心力作用下被甩至磨圈內壁進入磨輥磨圈之間，這時磨輥通過液壓系統徑向施壓，磨輥隨磨輥電機一起旋轉，磨輥與磨圈同向但不同速，它們之間形成一個線速度差，進入研磨腔的物料被擠壓、滾研、剪切而粉碎，送風系統將被粉碎物料抽入分級室，根據要求的物料產品細度，調節分級葉輪轉速，合格產品進入成品收集器，粗粉則返回，再次粉碎。該機特點：①每個磨輥自帶動力，磨輥與磨圈的線速度不同，它們之間的線速度差△V，而△V大小根據物料性質而定；②每個磨輥配置一個油缸，最大粉磨壓力達6000kg，壓力根據需要可隨時調整；③磨耗低、鐵污染小，一般產品增鐵量不超過萬分之一；④超細粉含量大，分級精度高；⑤各軸承均采用液體潤滑。據介紹對重鈣、高嶺土等都有好的磨粉效果，對硬物料如鋁釩土、鋯英砂、碳化硅、剛土等325～600目加工效果也不錯。

2、沖擊式粉碎機
    王新江等論述了CM51A型沖擊式超細粉碎機的應用。這種臥式沖擊式粉碎機，早在1993年就投放市場應用，但其理論的研究落后于粉碎實踐。1959年H.Rumpf的研究認為，沖擊粉碎能耗與沖擊碰撞的速度成正比，顆粒的第一次碰撞只導致顆粒的疲勞，只有連續碰撞，顆粒才能粉碎。在沖擊磨碎過程中，顆粒的破裂能量受到顆粒動能的限制，顆粒動能決定于顆粒與沖擊部件間的相對速度，而和顆
粒與粉碎腔腔壁間相對運動方向無關。兩個沖擊部件以一定的角度彼此靠近，粉碎的關鍵在于正向沖擊速度和由此在顆粒上產生的壓應力，而切向沖擊速度引起顆粒的翻滾或摩擦引起能量的損耗，從而減少破裂能的輸入。
    沖擊粉碎機除要求高的沖擊速度和以正向沖擊為主外，在沖擊粉碎機的設計中還要考慮流體機械的影響，它要求沖擊次數多，磨碎元件小以及顆粒的運動行程短。
    傳統的沖擊粉碎機工作部件周速度為40～120m/s，普通鋼的強度限制了其周速不能超過150m/s，而沖擊超細磨粉則要求沖擊速度高，要達到高速的方法之一就是用低密度高強度材料制造，Planiol早在1962年就造出了周速為360m/s的高速沖擊粉碎機。
    CM51A型沖擊式粉碎機工作時，給料粒度小于10mm，兩個粉碎室相互直列配置，兩室直徑分別為400mm和440mm。第一粉碎室的轉子速度為50m/s，第二粉碎室轉子線速度為55m/s，該機是20世紀80年代由日本細川公司引進的M502NC型超細粉碎機及MS-3H型微細分級機的基礎上，1993年重新消化研制成CM51型超細粉碎機和QF5型空氣分級機。
    我國某些化工機械生產廠家在20世紀50～60年代已生產沖擊式粉碎機，但是由于當時的設備制造不夠精細，理論上也很少有人去進一步研究、發展，致使這類設備在我國沒有得到重視，改革開放后由于粉體生產的大量需要，人們才注意到沖擊式粉碎機的理論與實踐的發展。筆者認為生產沖擊式粉碎機的企業，首先要研究好沖擊粉碎的理論，其次在設備的設計上要能設計出轉子的旅轉是“高速度”的，并能在制造上能夠實現這個“高速度”，就會有所突破。
    目前帶有內分級結構的沖擊式粉碎機也很普遍，要注意分級系統與粉碎機的粉碎腔的有機結合，特別是在分級系統的葉片設計與調整上氣流的流動方面。生產實踐中，有些企業往往注重粉碎機部分而忽略了分極系統，結果設備使用不理想。
3、振動粉碎機
    王燕民等利用一種新型的偏心振動磨對碳酸鈣粉料(粒度小于2mm)進行機械力化學激活研究。這種新型的偏心振動磨是德國克勞斯塔爾工業大學研制的，新的ESM振動磨與傳統的振動磨單向振動不同，它的特點是可以同時產生振幅為20mm的多向振動，使物料顆粒在研磨介質之間充分松散的情況下得到強烈沖擊和摩擦。使用研磨介質為30mm鋼球，振幅為9mm，振動頻率為50Hz，簡體轉速為980r/min。這種結構的振動磨機，值得我國生產振動磨企業加以借鑒和參考。

4、新式氣流粉碎機
    中藥材超細化可以提高藥物生物利用度和臨床療效，降低生產成本，實現中藥傳統技術的新突破。由于中藥的組成十分復雜，有植物藥、動物藥、礦物藥。外形不同，微觀組織結構也有很大差異，對于這些不同種類的藥物進行超細粉碎則有較大的難度，因而要對不同的物料采取不同的粉碎方式獲得中藥超細粉。下表給出了不同粉碎機用于中藥超細粉碎時的特點。
    根據目前國內中藥超細粉碎的要求，葉菁發明了“中藥材沖擊磨擦超細氣流粉碎裝置”，該裝置是一種適用性強、粉碎效率高的新型設備。

    圖2是該設備圖，工作原理為由螺旋給料機②給入離心布料盤③，通過物料分配器⑤及多個噴嘴與混合加速管⑥，分別高速、對心沖擊旋轉靶④，并在不同的旋轉靶表面磨擦紋理的剪切作用下，使藥材得以沖擊、磨擦粉碎后，隨上升氣流進入設備上部的渦輪分級結構，合格產品分出，不合格者回落分配器再粉碎。
    粉碎后的結果表明，對植物類的粉質硬脆性中藥材和纖維類的堅韌藥材及礦物質的珍珠母有很好的效果，對熱敏性樹脂藥也有好的效果。
    現有的各種形式的氣流粉碎機不一定完全能適合中藥粉碎，本粉碎機打開了在中藥材粉碎方面使用氣流粉碎機的思路，是一種全新概念的氣流粉碎機。
5、新型多力場超細粉碎機
    由龍巖億豐粉碎機械有限公司經過兩年多市場調研，研制出的GYM系列億豐磨于2004年6月份正式投放市場，該機屬于離心式環輪磨類的多磨輪多磨道的新型超細粉碎機。給入粉碎機的物料小于20mm，水份低于10%，以生產重鈣為例，產品細度可達1340～1400目。產品細度為l 250目時，產量為1250kg/h以上。對莫氏硬度7以下的重晶石、高嶺土、煅燒高嶺土等非金屬礦物都可適用。
    目前該公司86型億豐磨已投放市場，已在年產2～5萬t不同的生產單位使用。據介紹86型在設備整體結構上更顯靈活、緊湊，設備在粉碎腔、磨輪、磨道、防震等多方面較83型有所改進，-2μm產量在60%以上，可以代替濕法流程生產造紙涂料，得到用戶好評。
6、離心環輥磨
    劉榮貴等介紹了一種離心環輥磨的研制與使用情況。這種稱為HLM系列超細內分級離心環輥磨粉碎原理是采用沖擊、擠壓、研磨對物料進行粉碎。
    固定在磨環支架上的磨環與銷軸之間有很大的活動間隙，當磨環支架隨主軸進行公轉時，磨環受離心力的作用甩向磨圈，并壓緊磨圈內壁又圍繞銷軸作自轉，物料通過磨環與磨圈的間隙時，受到磨環的沖擊、擠壓、研磨而粉碎。磨環有單層或分上、下二層分布的結構形式，物料通過二層的磨環與磨圈的間隙時，再次得到同樣的粉碎。粉碎后的物料落入甩料盤被甩至氣流通道，受系統風機負壓吸力作用粉料進入分級室分級，合格的細粉通過分極輪進入后道收集系統收集，粗料被甩向分流環內壁，重新落入粉碎室進行粉碎。
    該機要求人料粒度lOmm，入料水份不大于8%，
莫氏硬度6以下的脆性物料，產品粒度d97=7～40 um，可用來生產800目以下的粗粉，產量920kg/h時也可生產1 340目細粉。
7、離心強制超細粉碎機
    王瑛瑋等人研究出一種用于生產納米石英粉體的離心強制循環超細粉碎設備。石英莫氏硬度7，具有強耐酸性，極好電絕緣性，超細石英粉是一種優質的中性無機填料，廣泛用于塑料、橡膠、涂料、電子行業。由于石英硬度較大，常規的粉碎機很難得到石英超細粉體，因而制得石英超細粉體在粉碎機行業是設備能力的一個“度量尺度”。
    該設備的工作原理是：為了在粉碎過程中同時獲得較高的作用頻次和大的作用力，本設備是在行星式球磨機的基礎上減弱了沖擊粉碎作用而強化了研磨粉碎作用，因此具有了高的作用頻次，又有大的作用力（達到這個目的是依靠多倍于重力的公轉離心力），可獲得很細的粉體產品和很窄的粒度分布，并可通過調整結構來調整作用頻次和作用強度的相對關系，以適應不同性質物料的粉碎和不同產品的要求。
    這種設備目前所報導的只是實驗室規格，從理論上講，大規格的生產設備有待進一步工業化。
8、湍流超細粉碎機
    熱塑性塑料通常在常溫下難于粉碎至100μm以下，龔俊等人提出一種在常溫下能將熱塑性塑料粉碎的湍流粉碎機。該機的原理圖如圖3所示。該機主要由電機、葉輪和粉碎腔組成。

    該機工作原理是：電動機驅動正反葉輪在粉碎腔中高速旋轉，使兩葉之間產生高能旋轉氣流湍流場，物料在此湍流場中高頻率相互沖擊、碰撞、剪切而被粉碎。設備中兩葉輪轉向相反且速度高、造成葉輪之間的流場混亂，再加上連續進料的干擾，使得粉碎腔內的流場紊亂，顆粒在紊亂的流場中，增加其碰撞幾率與次數，而葉輪相反轉向使得顆粒相互運動，增加相互碰撞速度，這些都是使物料超細化的有利條件。該機特點：①顆粒在旋流湍流場中相互沖擊的頻率高、次數多、速度大。②粉碎溫度低。因為粉碎腔內氣流快速置換，能及時散熱。作者通過實驗，證明這種方法是可行的。該機的出現給液體超細粉碎機的開發作了貢獻。
9、渦流微反應場的利用
9.1  渦流微反應場生產球形CaC03
    金日光等‘91利用渦流微反應場制備不同幾何形狀的CaC03超微粒子，其渦流反應器的結構如圖4所示，該機是氣液兩相在機內混合而完成工作的。值得注意的是該機渦流室會產生離心力和摩擦力，這是制造不同CaC03的根本原因之一。

    通過這種高效高剪切渦流微反應場連續產生由于需要的不同而生產不同形狀物料，據介紹可得到正方形、鏈狀、棒狀、球形、紡錘形和樹枝狀不同形狀的產品。
9.2渦流微反應場生產球形石墨
    石墨球形化是目前電池市場要求很強烈的技術，因為天然鱗片石墨微粉的松裝密度和振實密度太低，不利于球形燃料元件的壓制。王富祥等利用一個復合化系統對鱗片石墨進行球形化處理。該系統實質是在高速氣流和轉子的沖擊下，石墨粒子由于受粒子之間相互碰撞、磨擦和剪切等作用而快速卷曲、成球、密實。在球形化處理后發現，鱗片石墨的長徑比變小，球形度系數有了很大提高。松裝密度和振實密度也大幅提高。
10、結語
    2004年國內粉體工業中粉碎設備的研制與開發較前兩年相對活躍，既有大型設備投放市場，也有試驗室設備問世，當然有些設備要想完全產業化還要經過市場考驗，從前面介紹可以看出以下幾個問題。
    (1)高速沖擊式粉機是一種較成熟的機種，但是還有深入開發的潛力。
    (2)輥磨機（雷蒙磨的改進型）近年研究很活躍，投入市場也不少，研究超細用的輥磨機，要從輥子的數量與輥子的壓力兩方面人手。液壓系統要求的控制技術較為復雜，生產上的要求更高。
    (3)新式氣流粉碎機的出現，給人們研制氣流粉碎機提出一個新的思路，會促進今后我國氣流粉碎機的市場開發進一步深入。
    (4)湍流超細粉碎機，思路較先進，值得大型化工業推廣。
(5)渦流微反應場是某些片狀非金屬礦成球的好方法，曾經在某公司的改進型ACM機上有所實踐。把渦流微反應場用到成球機上，會獲得比較好的結果。
     三門峽市富通新能銷售顆粒機、秸稈壓塊機、破碎機、雷蒙磨等機械設備。

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