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超細粉碎槽型偏心圓盤攪拌器裝置研究
發布時間:2026-05-07 15:54:52 來源:未知
粉(fen)體(ti)物(wu)料(liao)最(zui)主(zhu)要(yao)和(he)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)質(zhi)量(liang)指(zhi)標(biao)之(zhi)一(yi)是(shi)粒(li)度(du),這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)粒(li)度(du)決(jue)定(ding)了(le)粉(fen)體(ti)產(chan)品(pin)的(de)許(xu)多(duo)技(ji)術(shu)性(xing)能(neng)和(he)應(ying)用(yong)範(fan)圍(wei)。根(gen)據(ju)目(mu)前(qian)我(wo)國(guo)超(chao)細(xi)粉(fen)體(ti)技(ji)術(shu)的(de)現(xian)狀(zhuang)把(ba)粒(li)徑(jing)100%小於30um的粉體稱之為超細粉體。
隨著物質的超細化,其表麵分子排列、電子分布結構和晶體結構均發生了變化,產生了奇特的表麵效應、小尺寸效應、量子效應和宏觀量子隧道效應,從而使得超細粉體與常規材料相比具有一係列優異的物理、化學及表麵與界麵性質。因此,具有超常的特性和使用效果,即超細粉體具有化學反應速度快、吸附量大、溶解度大、燒結溫度低且燒結體強度高、填充補強性能好以及獨特的分散性、流變性、電性、磁性、光學及遮蓋率等性能。
以(yi)火(huo)炸(zha)藥(yao)中(zhong)的(de)固(gu)體(ti)成(cheng)分(fen)為(wei)例(li),經(jing)超(chao)細(xi)化(hua)後(hou),由(you)於(yu)表(biao)麵(mian)能(neng)提(ti)高(gao),表(biao)麵(mian)活(huo)性(xing)增(zeng)大(da),因(yin)此(ci),他(ta)們(men)的(de)燃(ran)燒(shao)和(he)爆(bao)炸(zha)性(xing)能(neng)提(ti)高(gao)。又(you)如(ru)超(chao)細(xi)金(jin)屬(shu)粉(fen),顆(ke)粒(li)尺(chi)寸(cun)小(xiao),比(bi)表(biao)麵(mian)積(ji)大(da),具(ju)有(you)不(bu)同(tong)於(yu)常(chang)規(gui)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)的(de)優(you)良(liang)力(li)學(xue)性(xing)能(neng),特(te)殊(shu)的(de)磁(ci)性(xing)能(neng),高(gao)的(de)擴(kuo)散(san)性(xing)和(he)導(dao)電(dian)性(xing),高(gao)的(de)反(fan)應(ying)活(huo)性(xing)和(he)催(cui)化(hua)性(xing)能(neng),很(hen)強(qiang)的(de)吸(xi)收(shou)電(dian)磁(ci)波(bo)的(de)性(xing)能(neng)等(deng)。這(zhe)些(xie)特(te)殊(shu)性(xing)能(neng)使(shi)得(de)超(chao)細(xi)金(jin)屬(shu)粉(fen)材(cai)料(liao)在(zai)航(hang)空(kong)、航天、艦船、汽車、冶金、化工領域得到了越來越廣泛的應用。而粒徑小於3um且qie成cheng片pian狀zhuang的de金jin屬shu粉fen由you於yu其qi特te殊shu的de二er維wei平ping麵mian結jie構gou,更geng具ju良liang好hao的de附fu著zhe力li,顯xian著zhu的de屏ping蔽bi效xiao應ying,反fan射she光guang線xian的de能neng力li以yi及ji優you良liang的de導dao電dian性xing能neng,富fu通tong新xin能neng源yuan銷xiao售shou球qiu磨mo機ji、雷蒙磨粉機等磨機機械設備。
對於高性能陶瓷材料,一般要求其粉末需具備粒徑小於1um、高純(99.9%)、高度分散、粒度分布窄、等積形顆粒形狀等特性,這樣就會使得高性能陶瓷材料的燒結溫度越低,燒結體越致密,強度和韌性越高。
製備超細粉體的方法多種多樣,主要有機械法、物理法、化學法等。機械法有球磨法、超聲波粉碎法等。物理法有低壓氣體蒸發法、濺射法、物化法。化學法主要有溶膠一凝膠法、化學氣相沉積法、水熱法、液(ye)相(xiang)化(hua)學(xue)還(hai)原(yuan)法(fa)。在(zai)這(zhe)幾(ji)種(zhong)方(fang)法(fa)中(zhong)目(mu)前(qian)使(shi)用(yong)最(zui)多(duo)的(de)是(shi)機(ji)械(xie)法(fa)。機(ji)械(xie)法(fa)由(you)於(yu)產(chan)量(liang)大(da),丁(ding)藝(yi)簡(jian)單(dan),且(qie)能(neng)製(zhi)備(bei)一(yi)些(xie)常(chang)規(gui)方(fang)法(fa)難(nan)以(yi)獲(huo)得(de)的(de)高(gao)熔(rong)點(dian)金(jin)屬(shu)或(huo)合(he)金(jin)材(cai)料(liao)的(de)粉(fen)末(mo),還(hai)可(ke)以(yi)製(zhi)備(bei)一(yi)些(xie)不(bu)參(can)與(yu)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)的(de)材(cai)料(liao)粉(fen)末(mo)而(er)被(bei)廣(guang)泛(fan)采(cai)用(yong)。
1、攪拌球磨機的工作原理
隨著粉體工程學的發展,國內外出現了不少新型高效的粉碎設備,比如行星攪拌磨、氣流磨、振動磨、攪拌磨、美國UP公司Attritor攪拌磨、德國Al-pine公司研製的立式幹式攪拌磨等,其中攪拌磨是一種高效率的超細粉末設備,已在油漆、油墨、顏料、造紙塗料、高級陶瓷、陶瓷釉料、磁性材料、塑料填料、功能材料和難處理金礦、藥品和保健品、化纖和紡織品等行業中得到廣泛應用。
該設備主要由攪拌器裝置、簡體、驅動裝置和機架等組成,其中最為重要的一個部件就是攪拌器裝置,攪拌器裝置可以采用合金鋼、聚氨酯、陶(tao)瓷(ci)等(deng)材(cai)料(liao)製(zhi)作(zuo)。攪(jiao)拌(ban)球(qiu)磨(mo)機(ji)是(shi)將(jiang)球(qiu)磨(mo)介(jie)質(zhi)和(he)物(wu)料(liao)按(an)一(yi)定(ding)比(bi)例(li)裝(zhuang)入(ru)球(qiu)磨(mo)桶(tong),攪(jiao)拌(ban)器(qi)裝(zhuang)置(zhi)在(zai)主(zhu)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)驅(qu)動(dong)下(xia),帶(dai)動(dong)研(yan)磨(mo)介(jie)質(zhi)球(qiu)與(yu)被(bei)粉(fen)碎(sui)物(wu)料(liao)作(zuo)無(wu)規(gui)則(ze)運(yun)動(dong),利(li)用(yong)研(yan)磨(mo)介(jie)質(zhi)之(zhi)間(jian)的(de)擠(ji)壓(ya)力(li)並(bing)與(yu)物(wu)料(liao)之(zhi)間(jian)發(fa)生(sheng)相(xiang)互(hu)衝(chong)擊(ji)、摩(mo)擦(ca)和(he)剪(jian)切(qie),全(quan)部(bu)動(dong)能(neng)均(jun)有(you)效(xiao)地(di)用(yong)於(yu)物(wu)料(liao)的(de)破(po)碎(sui),從(cong)而(er)實(shi)現(xian)對(dui)物(wu)料(liao)的(de)超(chao)細(xi)粉(fen)碎(sui)。影(ying)響(xiang)攪(jiao)拌(ban)球(qiu)磨(mo)機(ji)丁(ding)作(zuo)的(de)因(yin)素(su)很(hen)多(duo),其(qi)中(zhong)攪(jiao)拌(ban)球(qiu)磨(mo)機(ji)中(zhong)攪(jiao)拌(ban)器(qi)裝(zhuang)置(zhi)的(de)轉(zhuan)速(su)及(ji)結(jie)構(gou)形(xing)式(shi)對(dui)其(qi)性(xing)能(neng)的(de)影(ying)響(xiang)更(geng)為(wei)突(tu)出(chu),對(dui)攪(jiao)拌(ban)磨(mo)破(po)碎(sui)機(ji)理(li)的(de)研(yan)究(jiu)尤(you)為(wei)重(zhong)要(yao)。
2、槽型偏心圓盤攪拌器裝置的原理研究
jiaobanmojizhongjiaobanqizhuangzhidezhongleijiaoduo。womentongguoduijiaobanqiumojifensuiyuanliyijiqitajiaobanqizhuangzhijiegouxingshidefenxiyanjiu,renweiyaotigaofensuixiaoguo,guanjianshizengjiajiaobanyanmojiezhiqiudejihui,tigaobeifensuiwuliaodeyundongsuduheyanmojiezhiqiujiandeyanmoqiangdu。
經綜合分析,研製了槽型偏心圓盤攪拌器裝置,其結構示意圖如圖1所示。該裝置由旋轉軸、呈一定角度重疊交錯排列的多個槽型偏心圓盤及固定螺釘組成,旋轉軸由鋼體材料加聚氨酯襯製作,槽型偏’心圓盤由聚氨酯材料製作。攪拌器裝置通過聯軸器與電動機相聯,攪拌器裝置的轉速由電動機通過調速器方便的實現300~3000r/min無級調速。運行時間周期采用定時裝置自動控製。
采cai用yong螺luo旋xuan式shi攪jiao拌ban器qi裝zhuang置zhi難nan以yi提ti高gao速su度du,采cai用yong棒bang式shi攪jiao拌ban器qi,隨sui著zhe簡jian體ti直zhi徑jing增zeng大da,在zai筒tong體ti內nei能neng量liang分fen布bu不bu均jun勻yun,攪jiao拌ban棒bang的de數shu量liang又you不bu宜yi太tai多duo,否fou則ze會hui造zao成cheng傳chuan遞di給gei介jie質zhi的de能neng量liang頻pin率lv相xiang對dui較jiao低di。采cai用yong盤pan式shi攪jiao拌ban器qi,研yan磨mo介jie質zhi球qiu在zai圓yuan盤pan上shang受shou力li是shi摩mo擦ca施shi力li,能neng量liang損sun失shi大da、fareliangjiaoda,bibangshijiaobanqinengliangliyonglvdi。ercaiyongbenwenzuozhetichudecaoxingpianxinyuanpanjiaobanqizhuangzhihuibutongchengdudekefushangshujiaobanqizhuangzhidequedian。zheshiyoucaoxingpianxinyuanpanjiaobanqizhuangzhijiegoudeteshuxingjuedingde,jiyuanpanweipianxin,qishangkaiyouyidingxingzhuang、chicundetongcao,panyupanzhijianchengzhongdiejiaocuopailie,qieweigaozhuansu,shidebeifensuiwuliaodeliudongzhuangkuanggengjiafuza,chuandigeijiezhidenengliangmidugao,jiaobanguantineinengliangfenbujunyun,jiaobanguantineichuxianZ次湍流,不規則運動更加劇烈,被粉碎物料之間的相互衝擊、摩擦和剪切程度更加激烈,使粉碎效率得到提高。
3、試驗條件與試驗結果分析
1)寧夏有色金屬冶煉廠綠碳化矽,碳化矽含量97. 97%;
2)德國ESK-SIC GmbH公司綠碳化矽,碳化矽含量98. 80%。
采用作者研製的這種攪拌器裝置並用於小型攪拌球磨機中進行超細粉碎。球磨介質為碳化矽顆粒,采用0.2%(質量分數)濃度的磷酸鹽水分散劑,漿料固含量為50%(質量比)。采取試驗終止取樣法,粒度檢測為離心沉降法。檢測儀器為日本HORIBA公司CAPA - 700型離心式自動粒度分布測量儀。比麵積檢測采用BET法,檢測儀器為美國Micromeritlcs ASAP2010比表麵積測定儀。
表1給出了國產與德國2種粉料不同研磨時間下的粉體顆粒的中位徑Dso的試驗檢測結果。
該攪拌器裝置用於小型攪拌球磨機中粉碎碳化矽粉的試驗檢測結果可以得出:
1)在(zai)其(qi)它(ta)工(gong)藝(yi)參(can)數(shu)一(yi)定(ding)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia),研(yan)磨(mo)時(shi)間(jian)是(shi)影(ying)響(xiang)粉(fen)體(ti)粒(li)度(du)的(de)主(zhu)要(yao)因(yin)素(su),在(zai)一(yi)定(ding)時(shi)段(duan)內(nei),研(yan)磨(mo)時(shi)間(jian)越(yue)長(chang),粉(fen)體(ti)粒(li)度(du)越(yue)細(xi),所(suo)得(de)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)越(yue)好(hao)。但(dan)當(dang)研(yan)磨(mo)時(shi)間(jian)t≤4h時粒徑急劇減小;當研磨時間t為4~8h時,粒徑變化緩慢;當研磨時間t≥8h時,其粒徑變化更小,可視為基本不變,即達到了極限。
2)在研磨過程中,粉體顆粒群整體細化,粒徑變小,其粒徑分布規律符合函數表達式:w=aD3+bDz+cD+d。suizheyanmoshijiandeyanchang,suodefentilisanchengdubiandeyuexiao,qielidufenbuyuezhai,lidufenbuyuejizhong,youliyuchanpinxingnengdetigao,tixianlejiaobanqiumojichaoxifensuideyoushi。
3)隨(sui)著(zhe)攪(jiao)拌(ban)器(qi)裝(zhuang)置(zhi)轉(zhuan)速(su)的(de)提(ti)高(gao),產(chan)品(pin)細(xi)度(du)逐(zhu)漸(jian)減(jian)小(xiao),主(zhu)要(yao)是(shi)因(yin)為(wei)隨(sui)著(zhe)攪(jiao)拌(ban)器(qi)裝(zhuang)置(zhi)轉(zhuan)速(su)的(de)提(ti)高(gao),粉(fen)碎(sui)罐(guan)內(nei)研(yan)磨(mo)介(jie)質(zhi)的(de)運(yun)動(dong)加(jia)劇(ju),使(shi)得(de)介(jie)質(zhi)對(dui)物(wu)料(liao)的(de)剪(jian)切(qie)、摩mo擦ca和he衝chong擊ji作zuo用yong加jia強qiang,即ji在zai單dan位wei時shi間jian內nei,介jie質zhi對dui物wu料liao的de作zuo用yong次ci數shu增zeng加jia,但dan過guo高gao的de轉zhuan速su又you會hui使shi得de攪jiao拌ban器qi裝zhuang置zhi與yu攪jiao拌ban罐guan內nei襯chen磨mo損sun加jia劇ju,研yan磨mo介jie質zhi也ye出chu現xian破po損sun的de情qing況kuang,同tong時shi,高gao轉zhuan速su運yun行xing也ye增zeng加jia了le磨mo機ji的de消xiao耗hao功gong率lv。因yin此ci,在zai實shi際ji操cao作zuo中zhong,攪jiao拌ban器qi的de工gong作zuo轉zhuan速su不bu宜yi過guo高gao。試shi驗yan中zhong該gai攪jiao拌ban器qi裝zhuang置zhi的de適shi宜yi轉zhuan速su為wei1400~1500r/min。
4)jiaobanqizhuangzhidejiegouxingshiduifensuixiaolvqidaolefeichangzhongyaodezuoyong,butongjiegouxingshidejiaobanqizhuangzhizaifensuiguochengzhongwuliaoliudongchangyehuibutong,duijiaobanguantineidenengliangfenbujinengliangchuandipinlvyoujiaodayingxiang。
4、結語
針zhen對dui實shi驗yan室shi磨mo料liao試shi驗yan的de特te點dian,筆bi者zhe設she計ji應ying用yong這zhe種zhong結jie構gou型xing式shi的de攪jiao拌ban器qi裝zhuang置zhi,輔fu以yi適shi當dang的de粉fen碎sui工gong藝yi進jin行xing,結jie果guo表biao明ming,這zhe種zhong攪jiao拌ban器qi裝zhuang置zhi具ju有you結jie構gou簡jian單dan合he理li、配置緊湊、工作穩定可靠、適應性強、效率高、消耗能
源少等特點,能將碳化矽粉料粉碎到1um以下,且粒度分布範圍窄,達到了預期的目的。可廣泛應用於石油化工、金、塗料、化妝品、醫藥保健品、高級陶瓷、陶瓷釉料、磁性材料等領域。