墨粉气流粉碎分级设计公式要点分析.doc

墨粉气流粉碎分级设计公式要点分析 墨粉气流粉碎分级设计公式要点分析 【编者按：气流粉碎分级是干式静电显影用材料---墨粉粉碎法制造的关键工序之一，墨粉颗粒粒度大小与分布也是其质量控制的要点之一。本文对适用于墨粉粉碎分级所用的气流粉碎机及涡轮式分级机技术进行了分析。阐明了各量间的相互制约关系，指出了其设备在选择和使用中应遵循的原则。】 1.前言 随着墨粉制造行业的发展，其产品由当初仅与模拟复印机配套到近年来逐步成为与模拟复印机、工程图复印机、激光打印机、数码复印机、传真机和多功能一体机(MFP)多品种配套的方向发展。在粉体粒度分布方面，相应有中值粒径变小，分布变窄和对小颗粒含量要求更严的趋势。这实际是对粉体加工业提出了更高的要求，使用过去的设备生产会在产品质量与收得率方面产生矛盾。为此对影响粉碎分级的有关因素作些分析，将有助于在设备制造，选型和实际的操作中遵循这些原则提高粉碎分级效能。 根据生产实际对粉碎分级效能有如下要求，即：在一定的原材料工时和能耗的前提下，生产一定标准的产品应满足。 a、单位时间内设备处理能力要大； b、获得合格成品的一次收得率要高。 明确各量间的相互制约关系，在制造选型及实际运用中应遵循的原则，有利于最终提高粉碎分级效能。 2.主体设备的构成与要求 由于墨粉过大过小颗粒含量均有限制，故其主体设备一般由粉碎分级和后分级构成。粉碎分级半成品中合格颗粒的含量是关键，后分级只起除掉过小颗粒的修正作用，但因对小颗粒分离技术上的困难，在除去小颗粒的同时不可避免地要丢掉一些合格颗粒，才使得后分级在一次收得率中显得也很重要。 2.1.粉碎分级 2.1.1.粉碎分级设备的构成 图1 粉碎分级示意图 粉碎分级设备可分为三个工作区域，它们分别是：粉碎区、输送回流通道和分级区。下面分别对这三区的构成功能要求作出分析。 2.1.2.粉碎区 粉碎区由一组36个喷嘴及其相应空间组成，更多的是使用34只喷嘴，太多喷嘴耗气过大，力量不集中，往往会显出粉碎力量不足。3只喷嘴出来的物料比4只喷嘴更趋圆形化，但4只喷嘴为对碰角度，比三喷嘴具更强的粉碎力。 .喷嘴的作用 a、节流作用：控制从气源获取的气流量。 b、转换作用：将压空中孕育的巨大分子间位能转换为气流动能以曳带物料颗粒作物料间及其与空气分子间的冲撞、剪切、摩擦以实现对物料颗粒的粉碎。 .?喷嘴的形状与效率 喷嘴的形状常见有如下三种 a.直孔式 b.单喇叭式 c.双喇叭式 图2 常见喷嘴形状示意图 对喷嘴的要求是，节流阻力要小，转换效律要高，以此原则判断以直孔式阻力最大，因其前后方都会产生严重的涡流而耗去不少能量；单喇叭式可减少气流前方涡流损失，比直孔式略强，以第三种双喇叭式效率最高，该喷嘴采用文氏管的节流方式，呈慢收慢放形状。在克服进端阻力和下游涡流所造成的能量损失方面均具优势，其能量损失不到孔板的1/2，该喷嘴喷出的速度可达超音速故也称超音速喷嘴，其工作过程如下： 进入喷嘴的压空，在进入喇叭口的作用下，逐步缩脉获得高速，再经过出口喇叭作绝热体积膨胀将压空能量逐步变为更大截面的高速空气动能，到达出口后可曳带更多粉粒作高速运动以建立更大的有效粉碎区，这就提高了粉碎效率。同时伴随绝热膨胀过程，有降温的作用，这不仅有利于避免粉粒过热造成粉粒间的凝聚结团现象，而且有利于物料冷脆性能的发挥提高粉碎效率。 .粉碎强度及生产效能 粉碎强度反映对粉粒粉碎能力的大小，一组喷嘴压力越大，相距越近，其粉碎强度越大，过大的粉碎强度，将会使粗粉粒经过一次粉碎就打得过细，反而会降低收得率从而也降低合格品产率；相反一组喷嘴压力过小，相距越远，其粉碎能力越小，就会使粗粉粒经过多次粉碎后，才能产生合格的颗粒，并且随粉碎次数的增多，不仅会降低单产效率，而且会产生更多的附带的小颗粒，这也会大大降低合格品收得率。 对一定强度的粗粉粒只有在一定的合适的粉碎强度下才可获得最大的合格品收得率及产率。 喷嘴的孔径越大，向压空源索取的压空流量也越大，则可建立更大的粉碎区，配以相应大小的粉碎腔体，即可获得更大的生产效能。 一定尺寸的粉碎设备对于一定强度的原料(粗碎粉体)，具有一定的处理能力，单一提高喷嘴压力的方式，以提高粉碎强度追求过高的生产率，往往会因过度粉碎，降低收得率而食得其反。 2.1.3.输送回流通道 输送回流通道处在粉碎分级设备的中段，由来自粉碎区经粉碎的物料与空气的混合气流形成的中柱和来自分级区，被分级轮甩出的筒状粗颗粒气流层组成。 其特点是处于同一腔体中两混合气流的颗粒分布不同，流向相反，在设备的构成上保持这种相反流向混合气流的流层特点，避免相互混乱造成相互夹带和过粉碎，这对于保证前分级品的质量和粉碎效能的发挥都是极其重要的。这在过去的设备中，往往有因进料口的设置不当造成对流层的破坏而降低了生产效能。 2.1.4.物