يُعدّ جهاز التصنيف الهوائي التوربيني، المعروف أيضًا باسم المصنف التوربيني أو المصنف الهوائي الديناميكي، جهازًا عالي الكفاءة يُستخدم على نطاق واسع في التصنيف الجاف للمساحيق فائقة النعومة. وهو مناسب بشكل خاص لصناعات المساحيق التي تتطلب معايير صارمة فيما يتعلق بـ توزيع حجم الجسيمات، ونقاء المنتج العالي، وقدرات المعالجة الكبيرة، مثل مواد البطاريات، والسيراميك الإلكتروني، والمستحضرات الصيدلانية، والطلاءات، والمعالجة العميقة للمعادن غير المعدنية.
أولاً: مبدأ العمل
يعمل مصنف الهواء التوربيني بناءً على التوازن بين قوة الطرد المركزي و مقاومة تدفق الهواء لتحقيق تصنيف الجسيمات:
تغذية المسحوق: يتم نقل المسحوق الجاف إلى حجرة التصنيف تحت تأثير مروحة السحب المستحثة.
التشتيت والتفكيك: يتم تفتيت تكتلات الجسيمات عن طريق قرص تشتيت دوار عالي السرعة أو قص تدفق الهواء.
عملية التصنيف: يقوم تدفق الهواء بنقل المسحوق إلى منطقة شفرات التوربينات الدوارة عالية السرعة. • الجسيمات الدقيقة: تتعرض لقوة طرد مركزي أقل من مقاومة تدفق الهواء، فتمر عبر فجوات الشفرات، ثم تدخل مخرج المسحوق الناعم. • الجسيمات الخشنة: تتعرض لقوة طرد مركزي أكبر من مقاومة تدفق الهواء، فتُقذف نحو الجدار الخارجي، ثم تستقر على طول الجدار وتنزل إلى مخرج المسحوق الخشن.
مجموعة المنتجات: يتم استخلاص المسحوق الناعم عبر جهاز فصل إعصاري. فاصل أو مرشح الكيس؛ يمكن إعادة تدوير المسحوق الخشن مرة أخرى إلى عملية الطحن. من النقاط الأساسية التي يجب مراعاتها التحكم في حجم القطع، والذي يمكن ضبطه بدقة عن طريق تنظيم سرعة دوران عجلة التصنيف (سرعة أعلى ← حجم قطع أصغر). وبالطبع، يتأثر توزيع حجم الجسيمات الفعلي أيضًا بمعدل تدفق الهواء في النظام، وتركيز التغذية، وكثافة الجسيمات، وعوامل أخرى.
ثانياً: البنية الأساسية
عنصر
وصف الوظيفة
مدخل التغذية
يستقبل المسحوق من المطحنة أو نظام التغذية، وعادة ما يكون متصلاً بفاصل إعصاري أو مصعد.
قرص التوزيع / جهاز توجيه التدفق
في البداية، تعمل هذه التقنية على تفكيك التكتلات الجزيئية المتكتلة وتضمن دخولها بشكل موحد إلى منطقة التصنيف.
عجلة التصنيف (الدوار التوربيني)
المكون الأساسي؛ يولد مجال طرد مركزي قوي من خلال الدوران عالي السرعة للتحكم في حجم القطع.
محرك القيادة والعمود الرئيسي
يوفر سرعة الدوران المطلوبة لعجلة التصنيف (عادةً 3000-12000 دورة في الدقيقة)، وهو مزود بمحرك تردد متغير لضبط السرعة.
غرفة الإسكان والتصنيف
يشكل قناة تدفق ثنائية الطور غازية صلبة، مما يحسن توزيع مجال التدفق.
مخرج المسحوق الخشن (منفذ الإرجاع)
تُطلق جزيئات خشنة كبيرة الحجم، والتي يمكن إعادتها إلى المطحنة لإعادة طحنها.
مخرج المسحوق الناعم (منفذ المنتج)
يخرج المسحوق الناعم المؤهل مع تدفق الهواء إلى نظام التجميع اللاحق (مثل مرشح الكيس).
نظام منع التسرب وتبريد المحامل
يمنع تسرب الغبار ويضمن التشغيل المستقر عند السرعات العالية.
ثالثًا: الأنواع الرئيسية
صناعة
مواد التطبيق
متطلبات التصنيف
بطارية الليثيوم
أنود الجرافيت، LFP، مواد NMC
دت = 5-15 ميكرومتر، توزيع ضيق، شوائب منخفضة
المعادن غير الفلزية
بودرة فائقة النعومة من نوع GCC، الكاولين، والتلك
بياض عالٍ، دs≤10 ميكرومتر
السيراميك الإلكتروني
الألومينا، الزركونيا، تيتانات الباريوم
حجم الجسيمات موحد، وخالٍ من الجسيمات الكبيرة
المستحضرات الصيدلانية والكيميائية
المواد الخام للمواد الصيدلانية الفعالة، دعامات المحفزات
متوافق مع معايير التصنيع الجيد، لا يوجد تلوث متبادل
مسحوق معدني
مسحوق الألومنيوم، مسحوق النحاس، مسحوق السيليكون
يلزم توفير الحماية بالغاز الخامل، ومقاومة الأكسدة/الانفجار
رابعاً: المزايا والعيوب الأساسية
المزايا
القيود
التصنيف عالي الدقة: يمكن التحكم بدقة في حجم القطع، مما ينتج عنه توزيع ضيق لحجم الجسيمات (مؤشر انحدار عالي).
✕ غير مناسب للمواد اللزجة أو عالية الرطوبة أو التي تتكتل بسهولة (قد يكون التجفيف المسبق أو تعديل السطح مطلوبًا).
عملية المعالجة الجافة: لا حاجة للماء، مما يوفر طاقة التجفيف؛ مناسبة للمواد الحساسة للحرارة أو الحساسة للماء.
✕ تنخفض كفاءة التصنيف بالنسبة للمساحيق فائقة النعومة (<0.5 ميكرومتر)، حيث قد يكون من الضروري الجمع بين التصنيف الكهروستاتيكي أو التصنيف بالقصور الذاتي.
التشغيل الآلي المستمر: قادر على التشغيل المستمر على مدار الساعة وطوال أيام الأسبوع، ويمكن دمجه بسهولة في خطوط الإنتاج الذكية.
✕ استثمار مرتفع نسبياً في المعدات، خاصة بالنسبة للطرازات عالية السرعة وعالية النقاء.
نقاء المنتج العالي: التصميم المغلق بالكامل يقلل من التلوث؛ ويمكن تشغيله مع حماية بالغاز الخامل (مثل النيتروجين).
✕ مشاكل التآكل: تتطلب المواد الكاشطة (مثل الكوارتز وكربيد السيليكون) استبدالًا دوريًا للأجزاء المقاومة للتآكل.
مرونة عالية: يمكن تغيير دقة المنتج ببساطة عن طريق ضبط سرعة الدوران، دون الحاجة إلى استبدال الأجزاء.
✕ الضوضاء والاهتزاز: يتطلب الدوران عالي السرعة تدابير جيدة لتخميد الاهتزاز وعزل الصوت.
كفاءة الطاقة: انخفاض إجمالي استهلاك الطاقة مقارنةً بعمليات المعالجة الرطبة + عمليات التجفيف.
من عشرات الكيلوغرامات في الساعة إلى عدة أطنان في الساعة
توزيع حجم جسيمات المنتج (المدى)
المدى = (d90 - d10) / d50؛ يمكن للمعدات عالية الجودة أن تحقق ≤ 1.0
استهلاك الطاقة
منخفض نسبياً؛ يأتي استهلاك الطاقة الأساسي من المروحة والمحرك.
سادساً: سيناريوهات التطبيق
صناعة
مواد التطبيق
متطلبات التصنيف
بطارية الليثيوم
أنود الجرافيت، LFP، مواد NMC
دت = 5-15 ميكرومتر، توزيع ضيق، شوائب منخفضة
المعادن غير الفلزية
بودرة فائقة النعومة من نوع GCC، الكاولين، والتلك
بياض عالٍ، دs≤10 ميكرومتر
السيراميك الإلكتروني
الألومينا، الزركونيا، تيتانات الباريوم
حجم الجسيمات موحد، وخالٍ من الجسيمات الكبيرة
المستحضرات الصيدلانية والكيميائية
المواد الخام للمواد الصيدلانية الفعالة، دعامات المحفزات
متوافق مع معايير التصنيع الجيد، لا يوجد تلوث متبادل
مسحوق معدني
مسحوق الألومنيوم، مسحوق النحاس، مسحوق السيليكون
يلزم توفير الحماية بالغاز الخامل، ومقاومة الأكسدة/الانفجار
مسحوق ملحمي
مصنف الهواء فائق الدقة توربو من إبيك باودر
ال تصنيف مزدوج توربو-توين يُعدّ هذا الجهاز فاصلًا فائق الجودة للجسيمات، حيث يُصنّف المعادن اللينة إلى متوسطة الصلابة بكفاءة عالية. كما يتميز بقدرته على التعامل مع معدلات إنتاجية عالية، مما يجعله مثاليًا للحشوات الصناعية. تتميز عجلة التصنيف بتصميم جديد حاصل على براءة اختراع، مما يسمح بمعدلات إنتاجية عالية ومعاملات تحميل كبيرة مع قيم نعومة تصل إلى 3.0 ميكرومتر (d97). يتميز جهاز EPIC TDC Ultra-fine Air Classifier بانخفاض ضغط منخفض، مما يجعله من أكثر أجهزة تصنيف المساحيق الهوائية كفاءة في استهلاك الطاقة من EPIC. تتميز عجلة التصنيف بمحامل دعم على كلا الجانبين، مما يسمح بسرعات محيطية عالية جدًا تصل إلى 120 مترًا في الثانية. ومن الميزات الفريدة الأخرى تحسين مسار المنتج إلى عجلة التصنيف، حيث يمنع هذا التغيير اختلاطه مع المواد الخشنة المصنفة مسبقًا. تتوفر ستة نماذج لأنظمة التصنيف التجريبية في وحدات الإنتاج الكبيرة. تواصلوا معنا اليوم للحصول على حلول مصممة خصيصًا لتلبية احتياجاتكم.
شكرًا لقراءتكم. آمل أن يكون مقالي مفيدًا. يُرجى ترك تعليق أدناه. يمكنكم أيضًا التواصل مع ممثل خدمة عملاء EPIC Powder عبر الإنترنت. زيلدا "لأي استفسارات أخرى."
