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节能型微粉机的结构创新设计

节能型微粉机的结构创新设计 2012年09月13日 来源： 1粉碎与分离机构 粉碎与分离是粉碎机的两大重要功能，也是影响粉碎效率和能耗的关键因素。大多数粉碎机由于分离效果差，使细粉不能及时排出而存在着过度粉碎的问题，造成功率不必要的消耗。立轴式内置分级微碎机比一般卧式粉碎的结构优势就在于可将粉碎物料进行分级，让细粉及时排出，以减少过度粉碎。因此，进一步提高立轴式内置分级微碎机的细粉排出率，是节能降耗的关键。 从立式微粉机的结构(如图l所示)可看出，粉料在粉碎室经粉碎后，在气流作用下沿着圆形机壁上升，经导流体的外环进入锥形分级室，通过分级叶轮后再排出机外。粉碎理论认为，在粉碎室内存在着一个物料环流层，阻碍着细粉的排出。此时物料在气流的带动下呈两相流体的层流运动状态，颗粒间的位置处于相对稳定的甲衡，细粉颗粒特别是里层的细颗粒难以穿过这个料流层分离出去。因此，破坏环流层，才有可能提高细粉排出率。 课题组在分级导流体的结构型式和空间尺寸上做了一些探索。首先是改变了立轴式内置分级微粉碎机的锥形导流环结构和尺寸，调节内外导流环的径向尺寸，改变分级腔与粉碎导流腔的空间大小，为调整粉碎机的环流层大小，改善粉体的分级、分离提供了条件。其次，在导流体的圆锥导流环与圆形外环之间增加了阻流装置，沿粉碎导流腔内圆剧方向设置四道阻流板，破坏粉碎腔内的物料环流层，形成四个紊流区，造成颗粒在紊流状态下的离散效果，便于气流带走粉体穿过分级轮，提高粉碎机粉体的分离率，从而提高碎机的生产效率，达到降低能耗的目的。粉碎腔结构示意图，图中箭头所示方向为粉碎后符合细度要求的物料流流动方向。 2转盘直径 在一定的锤刀末端线速度下，粉碎机转盘直径大小决定粉碎机转速，转盘直径的确定应使粉碎机转速与临界转速保持一定距离并在临界转速下工作，以免引起机器共振，对设备件能及粉碎效率产生不良影响。设计时考虑到尺寸的系列分配，取粉碎转盘直径1 300 mm。 3粉碎锤刀的线速度 粉碎锤刀线速度是冲击式粉碎机最重要的运动参数之一，它直接影响了粉碎机的生产率、能耗以及粉碎工况和机器寿命等。理论上粉碎锤刀速度越大，粉碎时获得的产品粒度越细，但从粉碎机能量利用来讲，对某一种特定的物料粉碎，都有一个特定的冲击粉碎速度，在一定范围内提高线速度可以提高粉碎机生产率、降低电耗、使粒度变细；但线速度过高，将使粉碎机的空载功率加大，振动和噪声增加，粉碎效率反而下降。对旋转式冲击粉碎机，由于实际机械结构比较复杂，没有具体的设计计算公式。经验上，一般锤片粉碎机在粉碎脆件饲料时线速度取65～80m／s，在粉碎多纤维的物料时取80～105 m／s左右。根据多年来CWFL系列微粉碎机在鳗鱼预混合料粉碎的试验和应用，确定微粉碎机的线速度为100～110 m／s，大功率机型取105 m／s。 4锤刀形式和数量 锤刀应均匀地分布在转盘上，锤刀数量对性能的影响不可忽视。锤刀数量多，密度大，单位时间内锤刀打击喂入物料的次数增加，但空载功率高，对分级后叫到粉碎室内的粗料，很难通过粉碎转盘上的锤刀甩向机壁衬板；锤刀数量少，在单位时间内锤刀打击物料的次数减少，粉碎能力下降。原CWFL系列微粉碎机为厚矩形方块锤刀，在锤刀的迎料而上焊以高强度耐磨的碳化钨合金刚片，数量为24片，且锤刀工作而与转盘径向显一定夹角。在研制大功率机型时课题组重点在锤刀的数量、外形尺寸、重量、与转盘的相对位置的布置关系作出了一系列的实验。 由表2可见，提高锤刀数量和重量对粉碎结果并没有明显的提高，锤刀长度越长反而对粉碎效果产生反作用。在不影响生产成品的品质条件下，降低用户生成使用过程中微粉碎机锤刀的维护成本，最后确定锤刀数量为24片。在大功率机的微粉碎机上对厚矩形方块锤刀非工作而切除一定角度的倒角，减小锤刀的重量，试验证明对粉碎性能并无影响。 5锤刀与齿板间隙 冲击式粉碎机锤刀与齿板间隙一般为l0～16 mm，对于微粉碎机要求粉料细度较高，应选择较小的粉碎间隙。100型粉碎机间隙为12 mm，130型粉碎机设计确定锤刀与齿板间隙为8 mm。 6粉碎机智能负荷控制系统的应用 充分发挥电机的功率和效能，保持最佳工况是提高粉碎效率和能量利用率的关键。粉碎机智能负荷控制系统是根据驱动电机的实际负荷与额定负荷的差异情况，运用PID控制算法，自动调节物料喂入量，实现粉碎主电机负荷的自动调节。自动调节粉碎机喂料搅拢的送料量，使粉碎主电机负荷与额定负荷一致，实现粉碎机经济、高效、安全地运行。

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