[00040147]涡旋动能气流磨

　　制粉新装备—涡旋动能气流制粉机 　　现代工业中，制粉机械设备广泛应用于化工、农药、矿产、医药、陶瓷、电子、电力、国防、日化、轻工、纺织、印染、冶金、食品，建筑材料等行业，不但为诸多行业提供了品种规格繁多，质地特性不同的中间产品和最终产品，而且，制粉行业业已成为现代工业中不可或缺独立行业。但是，随着生产和生活需求的极大提高，现代工业对粉末材料提出了更高的要求。尤其在精细化工、高端医药、航空航天、资源再循环、新材料、新能源、现代军事工业等行业的需求中，传统制粉机械设备及其产品已经显现出严重的不适应，成为制约现代工业高速发展的瓶颈！ 　　现今传统的各种制粉设备大都采用势能制粉的原理，不外乎使用如：静动齿轮、碾磙磨盘、钢球、击锤等机械装置(气流磨除外)，对物料进行挤压、研磨、冲击、摩擦，最终得到所需求粒度的粉末状产品，在整个制粉过程中，不但需要消耗大量的能源，产能低下，而且噪音、粉尘污染严重；传统气流磨虽然依其先进的气流动能制粉原理，打破了机械式制粉设备的一统天下，在一定程度上提高了制粉效率，但是，括于传统的机械样式，使传统气流磨止步于制粉原理的更迭，其总体生产效能远远不能满足现代工业对制粉行业的要求；不仅如此，传统气流磨因其落后的机械结构，仍然没有摆脱料流与机械之间的直接相互作用，不仅不能够充分实现先进的气流动能制粉原理，而且错生出更加严重的污染。专项研究指出：气流磨的气流喷射速度达到2、3倍音速时，噪音高达130分贝，会对人的听觉造成永久性损伤！ 　　在传统制粉机械的工作运行中，由于物料与机械装置的直接接触，在物料被粉化的同时，机械装置本身也极易磨损，所磨损下粉状物污染产品，机械装置也因本身的磨损而逐步失效。例如：球磨机必须大量的更换钢球，且需极大能量驱动，噪音大，需要对产品的污染进行清污再处理; 轭式、锤式、齿轮式粉碎机不适应破碎高硬度的物料，粉尘污染严重；气流磨具有极高噪音污染，产品易泄漏处理不当易形成粉末爆炸等，而高能耗低产出则是现有技术的共同弊端。 　　针对传统制粉设备的各种弊端，涡旋动能气流制粉机以创造性的动能制粉运行原理及衍生的机械结构，与传统的给料和出料设备配合，构成了完全新型高效的制粉生产线。本制粉设备摒弃了传统制粉设备的运行原理和机械结构，同时又吸取传统气流制粉原理的合理部分，采用独创的气流动能传递和流体约束导流机构，实现了干式制粉生产的高能效比，同时，明显的降低了粉尘和噪声污染，制粉生产环境的安全性也有显著的提高。 　　涡旋动能气流制粉机的原理：高速涡旋运动状态下的气流具有巨大的动能，例如：台风、龙卷风等自然界常见的极端灾害性天气，都是高速涡旋运动形态气流的力作，其造成的破坏程度之严重，正可谓世人谈“风”色变！在一定的条件约束下，以人工的方法，制造一个可控的涡旋气流，并以气流包囊物料做高速涡旋运动，气流的能量等同的传递给物料；让物料作高速运动，由于物料其大小尺度不均匀，不等尺度的物料在获得相同动能时，其间的速度既不相同，物料在气流的包囊下做高速涡旋状运动时存在速度差，由此物料之间便会剧烈的反复碰撞和摩擦，在极短的时间内物料被粉化。由于气流的包囊约束和隔离作用，物料与工作设备体之间（包括机壳、内部各功能部件等）没有直接的高速碰撞和摩擦，因此，外部的能量大部分直接作用于物料的粉化，一小部分作用于流体使其能够持续的保持高速涡旋运动状态，使得物料的粉化过程持续不断。正是基于以上原理，经过数年的研究和工程实践，我们成功的发明研制出能源使用效率远高于各种传统制粉设备的新型制粉机械——涡旋动能气流制粉机。 　　涡旋动能气流制粉机的关键技术装置在于： 　　1、能够产生涡旋气流的机械——盘式涡轮！我们以其工作使能称之为“动能转盘”；与传统的气流磨采用高压气体（或高压蒸汽）经喷嘴喷出获得轴向直线高速扩涨气流的方法相比，随动能转盘高速旋转所形成的流体是闭合的稳态环流，且受制于动能转盘有限的尺度和转速，动能转盘的入、出口之间的压差远低于传统气流磨的压差，因此，旋转流体的膨胀很小，流体的密度高且均匀，料粒的相互作用率比较传统气流磨大为提高。而传统气流磨因其巨大的压差，流体喷离喷嘴即刻极度膨胀，流体形态呈现为几何梯度膨胀的圆锥体，流体的密度稀疏不均，料粒的动能呈几何梯度衰减，料粒之间的相互作用低下。动能转盘作用的介质主体主要是质量远低于各种固体质量的空气，因此，能量的传递效率之高不仅令传统制粉机械设备望尘莫及，即使使用同样工作介质的传统气流磨也相形见绌。传统气流磨在制备高压气体时，相当一部分外部驱动能量以热量形式消耗，而动能转盘对介质推动压缩形成的压缩体，其压力远低于传统气流磨的高压气体，压缩体发热极小，能量损耗之微甚至可以忽略不计,外部能量的消耗仅仅用于维持动能转盘及料流做惯性转动而已。所以，动能转盘是能够向气体介质传递巨大动能的高效率机械部件。 　　2、流体约束导流机构：即利用环通的且相对封闭的空腔几何结构，对流体进行约束和导流，使动能转盘产生的涡旋流体其运动形态可控。 　　流体约束导流机构，对流体强制约束分隔、疏导流向，迫使流体呈现稳定的涡旋环流形状，形成有利于高效粉化、易于分选的稳态流体。 　　3、选粉界面稳定且分选粒度易于调整的分选机构，完善了涡旋动能气流制粉机的技术使能。 　　涡旋动能气流制粉机在与多种传统制粉机械设备的运行比对中，都能表现出优良的制粉性能。与之完美配合的选粉机构，实现了高效的且在极宽范围（几十目到几千目）可调选粉，同批产品粒度均匀、高产出低能耗，与传统制粉设备相比，有以下特点： 　　（1） 设备能效高，节能效果明显。 　　相比传统磨机（例如：雷蒙磨、球磨机等），能效至少提高四倍以上、如华电南定电厂400吨/时蒸汽锅炉配用Φ3200*5800煤粉球磨机，主电机860KW，产能25吨/时，粒度R90=18%。而采用动能制粉机主电机只需220KW。 　　（2） 设备适用范围广，反应迅速，产品细度调节方便。 　　从设备进料到出粉只需几秒，易于控制。粉体细度均匀，调整简单有效。 　　且适用范围广，硬、软、粗、细、干、湿均易于加工，也具有干燥、打散、及部分改性等多种功能。 　　（3） 零粉尘污染、噪音污染明显低于传统各种制粉设备。 　　采用负压运行，且密封性能好，绝无粉尘污染。 　　（4） 本制粉主机自重轻，结构紧凑，占地小，自动化程度高。 　　相比重达几百吨的工业磨机（球磨机，立式磨），因结构特殊和新材料的应用，整个机体具有重量超轻的特点，上例华电南定电厂的球磨机若用本制粉机替代，本机主机重量不超过10吨，加之省掉的钢球耗材是一个很庞大的数字。 　　（5） 设备维修养护方便。 　　设备主机壳体和内部各功能部件没有温升，部件磨损率低，主驱动电机采用下置式重心下移，动能传递安全可靠。由于本发明的各部件即有高度的功能独立性又有严密的结合性，因此养护、维修方便。 　　当前国家倡导的节能减排的总体要求，提升整个基础工业的运作水平，该制粉机有以下几个市场方向： 　　1 电力，冶金，能源行业的制粉设备升级 　　本机因无磨损介质，能耗低，结构简单维修方便，在电力，冶金，水泥煤炭制粉中，有着巨大的推广潜力。 　　2建陶及特殊粉体行业 　　本机解决了对特殊粉体行业困扰的粉体金属污染问题，在氧化铝微粉加工等方面积累了丰富经验，因设备与物料无直接接触，通过新材料的应用和结构的调整，解决了这一难题。在精细粉体方面前景广阔。 　　3 在煤炭深加工水煤浆方面有其它设备无法替代的优势，具有成本低，细度范围好等优点。 　　4在冶金行业矿粉精选有着巨大市场。 　　纵观现代工业各行业高速发展的需求，涡旋动能气流制粉机的创新发明，使传统制粉设备的技术进步有了质的飞跃；相信，未来随着涡旋动能气流制粉机的广泛应用，必将促使制粉行业向着高效能、高产出、低消耗、零污染的理想业态前进，为人类的生活、生产需求做出不可估量的贡献。 　　2013年4月9日