锤片式粉碎机涡旋粉碎技术构想

天地实业

锤片式粉碎机是一个能耗非常高的设备，在生产工艺中占据了能耗的30％～50%，因此提高锤片式粉碎机的粉碎效率是降低能耗的重要途径之一。

1、锤片式粉碎机粉碎机理及现状
待粉碎的物料通过喂料设备，在粉碎机导向板的作用下进入粉碎室，与高速旋转的转子相遇，在受到锤片撞击力的同时受到离心力作用飞向筛片，与筛片再次发生碰撞，从而使大颗粒变成小颗粒，物料得到粉碎。在发生碰撞粉碎的同时，由于转子的高速旋转产生的离心气流带动物料形成一定的料层，料层一般40 mm厚左右。这个料层的最外层与筛片产生摩擦作用，使物料得到进一步的粉碎。通过一些测试试验，目前锤片式粉碎机的性能参数见表1。

2、粉碎效率影响因素分析
众所周知,影响锤片式粉碎机生产效率的因素很多,主要分为内在因素和外在因素。内在因素包括锤片的线速度、数量、厚度以及排列方式;筛片的厚度、开孔率以及孔的形状;粉碎室的形式等。外在因素包括工艺系统的配置,物料的状况以及操作人员的素质。

目前,锤片式粉碎机的线速度达到90m/s左右,能适应大多数物料的粉碎,因此锤片式粉碎机的线速度能很好地满足物料撞击粉碎的需要。锤片式粉碎机的线速度不仅在撞击物料时起到关键作用,而且对物料环流的旋转速度起到决定性作用。物料环流的旋转速度影响着摩擦粉碎的作用,在微粉碎时表现的很突出。由于筛片是静止的,因此物料环流外层与筛片的摩擦粉碎比较明显;而物料环流的内层与锤片一起旋转,其相对速度比较小,因此物料环流的内层与锤片之间的摩擦粉碎不是很明显。同时因为环流的形成是离心惯性力的作用,这样环流层由外至内的颗粒总体是由大到小分布的,但是不会形成绝对的分层效应,应该是一个混合相。这样的分布规律严重影响着符合粒度要求颗粒的出筛效率。

总之，物料环流无论在摩擦粉碎，还是在出筛效率都严重影响着锤片式粉碎机的使用价值。

3、提高粉碎机性能的措施
提高粉碎机性能主要从两个方面入手，一是提高粉碎机的粉碎效率；二是提高粉碎机的出筛效率。目前，市场上的很多粉碎机都做了各种尝试，也取得了一定的效果。如表1所列的，侧向进风方式、筛片振动方式、双转子等。筛片振动方式只是保证了筛片的“开孔率”，在小筛孔时，可以防止物料堵塞筛孔，一定程度上保证出筛效率；双转子在单边改变物料环流上起到了一定的作用；侧向进风不但保证了粉碎机所需的风量，而且由中央向圆周的风路方向，对物料环流的破坏起到了很好的作用，有利于粉碎效率的提高。

提高粉碎机性能还可以从工艺上来保证物料出筛速度，提高出筛效率来考虑。

4、利用涡旋技术提高粉碎机性能的构想
涡旋（Vortex）有时也称旋涡。是指一种半径很小的圆柱在静止流体中旋转引起周围流体作圆周运动的流动现象。一般旋涡内部有一涡量的密集区，称涡核，其运动类似刚体旋转。上述圆柱体即相似于旋涡的涡核。在它的外部，流体的圆周速度与半径成反比；在它内部，则与半径成正比，在涡心上圆周速度为零。

根据以上的涡旋发生原理，在粉碎机工作过程中， 通过在环流层中产生多个涡旋，使环流层外层的大颗粒旋转至内层，内层的小颗粒旋转至外层，同时改变单个颗粒的运动方向与运动速度，让其与筛片及锤片产生较大的差速度，从而增强摩擦粉碎的效果，尤其是与锤片的摩擦粉碎效果。涡旋的产生可以增强气流的压力，增大筛片内外压差，减少堵筛，提高颗粒出筛的速度，从而提高了出筛效率。如图1所示。

涡旋的产生可以通过粉碎机本身结构的改变，也可以通过外置的设备来提供涡旋气流。

5 小结
破坏物料的环流现象是提高粉碎机性能的主要途径之一。通过涡旋技术在其它领域的成功使用，我们相信在粉碎领域应该有很好的应用前景。

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