CN1387956A - 提高机械冲击式粉碎机粉碎效率的方法 - Google Patents

Abstract

一种提高机械冲击式粉碎机粉碎效率的方法,它是对机械冲击式粉碎机的粉碎室进行密封处理,利用排气装置对机械冲击式粉碎机粉碎室抽真空,使粉碎室处于真空状态,所述粉碎室中的绝对大气压压强小于0.07MPa。由于利用排气装置将机械冲击式粉碎机粉碎室中的空气排出,避免了物料颗粒作飘浮运动,使物料颗粒能在粉碎室中作高速直线运动,避免了大气压压力的阻挡分离作用,颗粒之间相对运动时更容易发生干摩擦,物料在外界作用下更容易发生破碎,还减少了粉碎室中的空气排出量。其目的是提供一种破碎效率高,能量消耗低,粉碎物料回收率高,对回收粉碎物料装置的投资可明显降低的提高机械冲击式粉碎机粉碎效率的方法。

Description

提高机械冲击式粉碎机粉碎效率的方法

技术领域

本发明涉及一种提高机械冲击式粉碎机粉碎效率的方法。

背景技术

机械冲击式粉碎机是利用围绕水平或垂直轴高速旋转子上的冲击元件(棒、叶片、锤头等)对物料施以激烈的冲击，并使其与定子之间以及物料之间产生高频的强力冲击、剪切等作用而粉碎的设备。机械冲击式粉碎机通常只能将固体物料颗粒破碎至10微米级大小，随着固体物料颗粒被破碎的愈小，由于大气压压力对固体颗粒的阻挡分离作用，固体颗粒之间的气膜产生的润滑缓冲作用，以及固体颗粒运动时受到的空气阻力作用，造成机械破碎的效率迅速降低，能量消耗急剧增加，当机械冲击式粉碎机将固体物料颗粒破碎至10微米级大小时，由于10微米级大小的物料颗粒已经可以在空气中随气流作飘浮运动，在空气阻力的作用下，高速旋转子传递给在空气中可作飘浮运动物料颗粒的能量绝大部分将被空气吸收，物料颗粒只能随着空气的流动作飘浮运动，无论高速转子怎样对物料颗粒施以激烈冲击，作飘浮运动的物料颗粒也不可能发生破碎。

发明内容

本发明的目的是提供一种破碎效率高，能量消耗低，粉碎物料回收率高，对回收粉碎物料装置的投资可明显降低的提高机械冲击式粉碎机粉碎效率的方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种提高机械冲击式粉碎机粉碎效率的方法，它是对机械冲击式粉碎机的粉碎室进行密封处理，利用排气装置对机械冲击式粉碎机粉碎室抽真空，使粉碎室处于真空状态，所述粉碎室中的绝对大气压压强小于0.07MPa，利用螺杆输送装置将颗粒状物料输送至粉碎室进行粉碎。

作为本发明的进一步改进，所述颗粒状物料的直径小于5mm，所述排气装置设置在出料管路上，所述粉碎室中的绝对大气压压强为0.05——0.001MPa。

作为本发明的更进一步改进，所述粉碎室中的绝对大气压压强为0.02——0.004MPa。

本发明的提高机械冲击式粉碎机粉碎效率的方法，由于利用排气装置对机械冲击式粉碎机粉碎室抽真空，避免了高速旋转子传递给可在空气中作飘浮运动物料颗粒的能量被空气吸收，使物料颗粒能在粉碎室中作高速直线运动，又避免了大气压压力的阻挡分离作用，令固体颗粒之间的气膜产生的润滑缓冲作用趋于消失，颗粒之间相对运动时更容易发生干摩擦，物料在外界作用下更容易发生破碎，使物料颗粒相互之间发生碰撞的几率增大，故本发明的提高机械冲击式粉碎机粉碎效率的方法具有节约能源，破碎效率高的特点；降低粉碎室中的大气压压强，还可以使较粗大的物料颗粒不会被气流带出粉碎室，只有那些已经被粉碎成很细小的颗粒才有可能被低气压气流带出粉碎室；此外，由于减少了粉碎室中的空气排出量，使得粉碎物料回收率大幅度提高，对回收粉碎物料装置的投资可明显降低。

下面对本发明的提高机械冲击式粉碎机粉碎效率的方法作进一步详细地说明。

具体实施方式

本发明的提高机械冲击式粉碎机粉碎效率的方法，它是对机械冲击式粉碎机的粉碎室进行密封处理，利用排气装置对机械冲击式粉碎机粉碎室抽真空，使粉碎室处于真空状态，所述排气装置设置在出料管路上，所述粉碎室中的绝对大气压压强小于0.07MPa，利用螺杆输送装置将颗粒状物料输送至粉碎室进行粉碎，所述颗粒状物料的直径小于5mm。

所述粉碎室中的绝对大气压压强也可以为0.05——0.001MPa。

所述粉碎室中的绝对大气压压强也可以为0.02——0.004MPa。

众所周知，一块石头可以被我们仍出去很远，而同质量的一包粉尘则很难被抛的很远，这是由于空气的阻力作用造成的，因此，高能粒子加速器的加速管只有在高真空状态才能使基本粒子高速通过，因为高速运动的粒子质量愈小，受空气阻力作用的影响就愈大。当机械冲击式粉碎机将固体物料颗粒破碎至10微米级大小时，由于10微米级大小的物料颗粒已经可以在空气中作飘浮运动，在空气中悬浮的物料颗粒受到高速旋转子上的冲击元件作用时，由于空气的阻力作用，高速旋转子传递给在空气中可作飘浮运动物料颗粒的能量绝大部分将被空气吸收。固体物料颗粒愈小，就愈象飘浮在空气中的灰尘，只能随着空气的流动作飘浮运动，无论高速转子怎样对物料颗粒施以激烈冲击，由于空气的低粘度和高流动性，作飘浮运动的物料颗粒也不可能发生破碎，其结果是不仅浪费了大量的电力，而且极大地降低了生产效率。

有一种观点认为：机械破碎的效率在固体物料颗粒愈小时迅速降低，是因为物料颗粒愈小时其晶格缺陷也相应减少，每一个物料颗粒的晶体都趋于完美化，物料颗粒的抗压、抗拉强度也相应提高，造成机械破碎的效率迅速降低。但事实上，物料颗粒的晶体即使是趋于完美化，如果物料颗粒受到的外界作用大于其抗压、抗拉强度，物料颗粒也会产生新的晶格缺陷，并发生破碎。物料颗粒愈小固然可使其晶体缺陷相应减少，但同时也使其抗压、抗拉截面积大为减少，物料颗粒的抗压、抗拉强度不可能会随着物料颗粒愈小而完全成正比地提高，因为材料的抗压、抗拉强度并不是与其受力截面积成反比。既然机械破碎装置能够使物料颗粒在较大粒度的情况下发生破碎，如果物料颗粒的运动速度不发生变化，物料颗粒在较小粒度的情况下也应能够发生破碎。本发明人认为：机械破碎的效率在固体物料颗粒愈小时迅速降低，主要是因为物料颗粒质量愈小，受空气阻力作用的影响就愈大，由于空气的阻力作用，高速旋转子传递给在空气中可做飘浮运动物料颗粒的能量绝大部分被空气吸收，机械破碎的效率在固体物料颗粒愈小时自然会迅速降低。

当你随手从桌子上端起水杯的时候，不知道你是否意识到，端起水杯也需要克服大气压的压强产生的压力作用，其压力值与水杯和桌子接触点的面积成正比。仅仅是由于水杯和桌子之间空气无法进入的接触点的面积微不足道，所以我们才能轻易地拿起杯子，不用考虑大气压的影响。

大体积的固体物料在断裂面上的接触面积，就象水杯和桌子之间空气无法进入的接触点的面积一样微不足道，所以也没有人利用抽真空来减少破碎大体积的固体物料时大气压产生的压力作用。但是，当物料的颗粒度从毫米数量级被破碎至微米数量级或纳米数量级时，每单位重量物料需要断开的面积对应于微米数量级将增加100万倍，对应于纳米数量级时更高，在常温常压状态下，就意味着继续破碎一立方米微米数量级物料，会受到一千吨数量级的气体压力作用阻挡物料继续分离。

由于待破碎断裂面处于密封状态，空气不能进入待破碎断裂面上，在固体发生形变的整个过程中，都需克服大气压产生的阻挡颗粒分离的压力作用。单位重量物料的表面积非常大时，意味着破碎需克服的大气压压强产生的压力也非常巨大。如果固体在破碎过程中发生形变的量值也较大，则仅仅由大气压产生的阻挡颗粒分离的压力作用造成的能耗就会更高。

气体压强对固体物料的分离的影响，还可从固体升华的过程分析看出。试验表明：在三相点以下任何温度，当压力降低到小于平衡蒸汽压时，固体就会升华。升华是固体晶体被破碎为分子的过程，升华的本质也是一种固体破碎。因此，在真空状态下将使固体晶体趋于疏松，更易发生分解(或称升华)。

利用机械原理破碎固体物料时，固体颗粒之间的气体会在颗粒相互摩擦或碰撞时产生一种弹性膜的润滑缓冲作用，降低机械破碎的效率。令破碎工序在真空状态下进行，固体颗粒之间的气膜产生的润滑缓冲作用会趋于消失，使颗粒之间相对运动时更容易发生干摩擦，造成固体颗粒发生破碎。

在机械破碎过程中，大量的待破碎颗粒由于受到的外力作用小于使物料分离的作用，造成在破碎过程中仅仅发生颗粒位移，而不发生颗粒破碎，白白消耗大量的能量。毫无疑问，如果没有气体阻挡物料继续分离的压力作用，待破碎颗粒受到的外力作用时发生破碎的几率就要高的多。因此，可以认为气体阻挡物料继续分离的压力作用使机械破碎的效率在颗粒度为微米数量级时开始大为降低。

既然大气压压强对大量细小的颗粒可产生总量非常巨大的阻挡分离作用，使分子之间趋于紧密，在生产超细物料颗粒时，利用排气装置令破碎工序在大气压压强较低的状态下进行，就避免了大气压压力的阻挡分离作用，还可令固体颗粒之间的气膜产生的润滑缓冲作用趋于消失，颗粒之间相对运动时更容易发生干摩擦，使物料在外界作用下更容易发生破碎，从而可提高破碎效率，并将产生巨大的节能效果。

降低粉碎室中的大气压压强，还可以使较粗大的物料颗粒不会被气流带出粉碎室，只有那些已经被粉碎成很细小的颗粒才有可能被低气压气流带出粉碎室，并被回收粉碎物料装置回收。

本发明的提高机械冲击式粉碎机粉碎效率的方法，由于利用排气装置对机械冲击式粉碎机粉碎室抽真空，避免了高速旋转子传递给可在空气中作飘浮运动物料颗粒的能量被空气吸收，使物料颗粒能在粉碎室中作高速直线运动，又避免了大气压压力的阻挡分离作用，令固体颗粒之间的气膜产生的润滑缓冲作用趋于消失，颗粒之间相对运动时更容易发生干摩擦，物料在外界作用下更容易发生破碎，使物料颗粒相互之间发生碰撞的几率增大，故本发明的提高机械冲击式粉碎机粉碎效率的方法具有节约能源，破碎效率高的特点。此外，由于减少了粉碎室中的空气排出量，使得粉碎物料回收率大幅度提高，对回收粉碎物料装置的投资可明显降低。

Claims (3)

1.提高机械冲击式粉碎机粉碎效率的方法，其特征在于：它是对机械冲击式粉碎机的粉碎室进行密封处理，利用排气装置对机械冲击式粉碎机粉碎室抽真空，使粉碎室处于真空状态，所述粉碎室中的绝对大气压压强小于0.07MPa，利用螺杆输送装置将颗粒状物料输送至粉碎室进行粉碎。

2.按照权利要求1所述的提高机械冲击式粉碎机粉碎效率的方法，其特征在于：所述颗粒状物料的直径小于5mm，所述排气装置设置在出料管路上，所述粉碎室中的绝对大气压压强为0.05——0.001MPa。

3.按照权利要求1或2所述的提高机械冲击式粉碎机粉碎效率的方法，其特征在于：所述粉碎室中的绝对大气压压强为0.02——0.004MPa。