Wie lässt sich die Leistung einer Strahlmühle optimieren?

Die Leistung eines Strahlmühle kann anhand mehrerer Schlüsselparameter bewertet werden, wie Partikelgröße Reduktionseffizienz, Energieverbrauch und Produktqualität.

Strahlmahlen
Strahlmahlen

Beim Luftstromzerkleinern wird ein Hochgeschwindigkeitsluftstrom oder überhitzte Dampfenergie zum ultrafeinen Zerkleinern von Feststoffen verwendet. Es ist eine der am häufigsten verwendeten ultrafeinen Zerkleinerungsmethoden und wird häufig in nichtmetallische Mineralien, Pharmazeutika, Chemikalien, Metallurgie, neue Materialien, keramische Materialien, Lithiummaterialien, Seltenerdmaterialien, seltene Metalle, Quarz, flammhemmende Materialien und andere Industrien der ultrafeinen Materialverarbeitung.
Im Gegensatz zu Kugelmühlen, Schwingmühlen, mechanischen Prallmühlen und anderen Geräten zum ultrafeinen Zerkleinern verfügen Luftstromzerkleinerungsgeräte über eine einzigartige Struktur und eigene Prozessparameter. So beeinflussen beispielsweise Art und Form der Luftmühlengröße, Luftdurchflussrate, Arbeitsdruck (Düseneingangsdruck), Art und Größe der Düse, Anordnung der Düse (räumliche Lage), Art des Sortierrads und Drehzahl usw. die Zerkleinerungswirkung in unterschiedlichem Maße.

Arten von Strahlmühlen

Bei verschiedenen Arten von Strahlmühlen gibt es zwangsläufig Unterschiede in der Struktur und den Parametern, was zu Unterschieden im Zerkleinerungsprozess und -mechanismus führt.
Zielstrahlmühlen sind zum Zerkleinern von Materialien mit hoher Härte (Mohshärte größer als 5) ungeeignet. Die Produktverschmutzung ist stärker, aber ihre Zerkleinerungseffizienz ist hoch und die Ausbeute groß.
Flache Luftmühlen und Umlaufrohrstrahlmühlen haben eine geringe Schlagfestigkeit und sind nicht zum Zerkleinern von Materialien mit hoher Härte geeignet. Der Sortierbereich wurde vereinfacht, um den Ertrag zu verbessern. Dennoch ist die Produktgrößenverteilung oft breiter.
Luftstrahlmühlen vom Paarstrahltyp und Wirbelschicht-Luftstrahlmühlen zeichnen sich durch feine Partikelgröße und enge Verteilung aus und das Produkt ist weniger verunreinigt.
Daher ist es je nach den unterschiedlichen Anforderungen äußerst wichtig, unterschiedliche Arten von Luftstrom-Zerkleinerungsgeräten auszuwählen, sei es zur Optimierung des Zerkleinerungsprozesses oder zur Energieeinsparung.

Größe der Strahlmühle

Im Vergleich zu anderen Zerkleinerungsgeräten haben Zerkleinerungsgeräte mit Luftstrom eine geringe Ausbeute und einen hohen Energieverbrauch und eignen sich daher nicht für die Verarbeitung anspruchsvoller Produkte mit hoher Wertschöpfung. Da die Größe der Mühle jedoch Auswirkungen auf die Zerkleinerungsleistung hat, ist die Entwicklung großformatiger Zerkleinerungsgeräte mit Luftstrom sehr vielversprechend.
Studien haben gezeigt, dass die Zerkleinerungseffizienz durch die Leistungssteigerung der Luftmühle steigt. Die Verbesserung der Luftmühlenleistung hängt von der Vergrößerung der Mühlengröße ab. Es lässt sich vorhersagen, dass die Strahlmühle der zukünftige Entwicklungstrend sein wird.

Arbeitsdruck (Düseneingangsdruck)

Der Arbeitsdruck der Luftmühle ist ein wichtiger Faktor, der die Geschwindigkeit des Luftstroms beeinflusst. Häufig gilt: Je höher der Arbeitsdruck, desto höher die Geschwindigkeit des Luftstroms. Bei gleichmäßigem Luftstrom strömen Partikel besser, je höher die Geschwindigkeit des Luftstroms ist. Häufig ist die Kollisionsgeschwindigkeit beschleunigter Partikel höher, und je höher der Zerkleinerungsgrad, desto kleiner ist die Produktgröße.
Bei hohem Eingangsdruck prallen die Partikel jedoch heftiger aufeinander, die durch die Partikelfragmentierung entstehenden Subpartikel haben scharfe Kanten und der Rundungsgrad ist geringer als bei niedrigem Druck.
Darüber hinaus ist bei zu hohem Arbeitsdruck der Partikelgrößenabfall des Produkts nicht offensichtlich. Gleichzeitig steigt der Energieverbrauch stark an, sodass der im Allgemeinen gewählte Druck angemessen sein sollte. Wenn eine Erhöhung des Eingangsdrucks nicht zu einem entsprechend hohen Durchsatz führt und die Feinheit ausreichend ist, müssen Energieverbrauch, Kosten und Mühleneffizienz berücksichtigt werden.

Vorschubgeschwindigkeit und Haltekapazität

Die Zuführrate und die Partikelkonzentration und Partikelaufnahmekapazität des Gas-Partikel-Zweiphasenstroms in der Mahlkammer sind äußerst relevant. Bei niedriger Zuführrate ist die Partikelkonzentration in der Mahlkammer niedrig, die durchschnittliche kinetische Energie der von ihnen transportierten Partikel ist hoch, die Produktgröße kann feiner sein. Bei hoher Zuführrate ist die Partikelkonzentration in der Mahlkammer hoch, die Kollisionsrate der Partikel ist hoch, die Kollisionsstärke ist niedrig, die Zerkleinerungsrate kann verringert oder erhöht werden. Daher ist es notwendig, das Gleichgewicht zwischen der Kollisionswahrscheinlichkeit der Partikel und der von beiden transportierten durchschnittlichen kinetischen Energie zu berücksichtigen und die beste Zuführrate zu wählen.
Die Beziehung zwischen der Haltekapazität und dem mittleren Durchmesser des Produkts ist eine „Angelhaken“-Kurve, d. h. es gibt eine Haltekapazität (Bereich), die den mittleren Durchmesser der Produktpartikel minimiert.

Luftstrahldüsen

Die Düse ist die Formation der Komponenten eines Hochgeschwindigkeits-Luftstrahls. Düsentyp und -größe bestimmen weitgehend die Geschwindigkeit, Form und Stabilität des Luftstrahls, während die räumliche Verteilung der Düse die Partikelbeschleunigung und den Kollisionsbereich des Strömungsfelds beeinflusst.
In einer allgemeinen Wirbelschicht-Luftmühle, die normalerweise Laval-Düsen verwendet, ist die Produktfeinheit entsprechend geringer als bei Verwendung anderer Düsen. Eine glatte Form, die den Luftstromparametern der Düsenform entspricht, trägt dazu bei, den Energieverlust eines schnellen, glatten und konzentrierten Luftstrahls auf ein Minimum zu reduzieren und so die Zerkleinerungseffizienz zu verbessern.

Zerkleinerungsmittel

Beim Luftstromzerkleinern wird als Werkstück im Allgemeinen trockene und ölfreie Luft oder überhitzter Dampf verwendet. Unter besonderen Umständen müssen brennbare oder explosive Materialien zerkleinert werden und Stickstoff und Inertgase werden als Werkstück verwendet.
Das Werkstück ist unterschiedlich; seine Strahlgeschwindigkeit und sein Brechströmungsfeld werden ebenfalls unterschiedlich sein; die Verwendung unterschiedlicher Werkstücke zur Verbesserung des Luftstrombrechprozesses ist eine wichtige Forschungsrichtung in der Zukunft.

Klassifizierungsgerätetyp und seine Parameter

Das Klassifizierungsgerät wird verwendet, um die Partikelgrößenverteilung der luftstromzerkleinerten Produktkomponenten zu steuern. Durch das Klassifizierungsgerät werden die Anforderungen an das feine Pulver zum Endprodukt, und die zukünftigen Partikel, die den Feinheitsanforderungen entsprechen, werden durch das Klassifizierungsgerät isoliert und zur Zerkleinerung zurück in die Mahlkammer geleitet. Das Klassifizierungsgerät macht das fertige Pulver feiner und kompakter in der Größenverteilung und reduziert das Übermahlen von Partikeln, was für die Verbesserung der Zerkleinerungseffizienz wichtig ist.
Der Klassifizierungseffekt wird vom Typ des Klassifizierungsrads (horizontal und vertikal), der Schaufelstruktur und dem Strömungsfeld beeinflusst. Im Allgemeinen kann die Klassifizierung der Partikelgröße nur durch die Geschwindigkeit des Klassifizierungsrads gesteuert werden. Die Geschwindigkeit des Klassifizierungsrads ist ein optimaler Wert, damit die Produktgröße möglichst fein ist.

Arten von Materialien

Verschiedene Materialpartikel aufgrund ihrer unterschiedlichen physikalischen und chemisch Eigenschaften, der Zerkleinerungsprozess weist einige Unterschiede auf. Normalerweise ist das Material mit geringerer Härte leichter zu zerkleinern; bei geringerem Mühlenbedarf und Energieverbrauch können Sie die erforderliche Feinheit des Produkts erreichen; während das Material mit höherer Härte viel schwieriger zu zerkleinern ist und daher höhere Arbeitsbedingungen in der Mühle erfordert (Arbeitsdruck und Klassifizierungsvorrichtung usw.), ist die Produktgröße relativ grob.

Die Zugabe von Mahlhilfsmitteln und Dispergiermitteln

Durch die Zugabe von Mahlhilfsmitteln lässt sich die Feinheit des Produkts verbessern, die Zerkleinerungsleistung steigern, der Energieverbrauch senken, die Klassifizierungseffizienz und -präzision verbessern und die Produktleistung steigern.
Die geeignete Art und Menge des Dispergiermittels kann dazu beitragen, die Dispersion der Partikel in der Mahlkammer zu verbessern und so die Zerkleinerungseffizienz und die Produktfeinheit zu steigern; außerdem könnte das Hochleistungsdispergiermittel eine wichtige Voraussetzung für die zukünftige Herstellung von Nanopartikeln durch Luftstrompulverisierung sein.

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