В области обработки порошков технология воздушной классификации является одним из основных методов глубокой переработки. Она имеет решающее значение для достижения тонкости измельчения порошков в секторе неорганических неметаллических материалов. Поскольку современная промышленность требует более строгого контроля размера частиц на микронном уровне, ключевой задачей стало эффективное и энергосберегающее производство однородных ультрадисперсных порошков.
Принципы и типы классификации
• Классификация в широком смысле: разделяет частицы материала на основе различий в их физических характеристиках (таких как размер, форма, плотность, магнитные свойства, радиоактивность) в соответствии с производственными требованиями. Распространенным методом является просеивание через сита, подходящее для частиц размером более 50 мкм. Однако просеивающее оборудование часто занимает много места и может вызывать вторичное дробление.
• Классификация в узком смысле: использует разницу в результирующей силе, действующей на частицы разных размеров в жидкой среде, что приводит к их движению по разным траекториям и, таким образом, к разделению. В зависимости от среды классификация порошков подразделяется на сухую (с использованием воздуха) и мокрую (с использованием воды или других жидкостей). Мокрая классификация требует последующего обезвоживания и сушки частиц, потребляет значительное количество воды и имеет более высокие энергозатраты. Поэтому сухая (воздушная) классификация находит более широкое применение в промышленном производстве.
Классификационное оборудование
Воздушные классификаторы можно разделить на два типа в зависимости от наличия вращающихся внутренних частей: статические (или стационарные) воздушные классификаторы и динамические воздушные классификаторы.
01 Статические воздушные классификаторы
Они имеют относительно простую конструкцию и удобны в обслуживании, но обеспечивают более низкую точность классификации и меньше возможностей для регулировки размера частиц. В зависимости от доминирующей силы они делятся на гравитационные и центробежные классификаторы.
① Гравитационный классификатор: этот метод классифицирует частицы на основе различий в силе тяжести и скорости осаждения частиц разных размеров, а также их взаимодействия с жидкостью. В зависимости от направления потока жидкости и силового поля, поток может быть вертикальным или горизонтальным.
Гравитационные классификаторы были самыми ранними из разработанных и используются в настоящее время в различных областях. Однако с развитием мелкодисперсной промышленности и технологий обработки порошков их эффективность и точность классификации стали ограниченными. Эффективность может быть повышена за счет многоступенчатого разделения, что делает зигзагообразные классификаторы одним из основных направлений исследований. Сочетание вертикального и горизонтального потоков также позволяет оптимизировать внутреннее поле потока. Такие преимущества, как низкий перепад давления, хороший отвод тепла и большая производительность, делают их подходящими для предварительной обработки крупных частиц или материалов, не требующих точной классификации.
② Центробежный классификаторПри центробежной классификации крупные и мелкие частицы разделяются, двигаясь в разных направлениях под действием сопротивления воздуха и центробежных сил. Статические центробежные классификаторы обычно используют тангенциальные входные отверстия, создающие высокоскоростной вращающийся воздушный поток, или направляющие лопатки для вращения частиц. Они просты, недороги и удобны в обслуживании. По сравнению с гравитационными классификаторами, они обеспечивают значительно более высокую эффективность и точность, что способствует более широкому промышленному применению. В настоящее время исследования часто фокусируются на конструкции входных отверстий циклонных классификаторов или на добавлении входных отверстий. Механистических исследований столкновений и агломерации частиц в этих классификаторах меньше; такие инструменты, как вычислительная гидродинамика и цифровая модель распределения (CFD-DEM), позволяют анализировать взаимодействия частиц для более точного понимания механизма классификации.
02 Динамические воздушные классификаторы
Благодаря вращающимся внутренним частям динамические воздушные классификаторы обеспечивают значительно более высокую эффективность и точность классификации по сравнению со статическими, что делает их наиболее распространённым оборудованием на сегодняшний день. Их внутренняя конструкция сложнее, что приводит к более высоким эксплуатационным расходам и энергопотреблению, но они обеспечивают превосходную эффективность, больше регулируемых параметров и лучше подходят для точной классификации.
В зависимости от ориентации ротора вихревые воздушные сепараторы подразделяются на вертикальные и горизонтальные. Ориентация существенно влияет на производительность:
• Механическая конструкция: горизонтальные классификаторы оснащены консольно закрепленной роторной клеткой, что требует более крупных шпинделей и подшипников. Вертикальные классификаторы имеют более сложную конструкцию и более высокую стоимость производства.
• Эффективность классификации: вертикальные классификаторы обеспечивают классификацию на участке более 90% окружности ротора независимо от способа подачи. Горизонтальные классификаторы обычно имеют односторонний забор воздуха, оставляя не менее четверти площади неиспользуемой.
• Точность классификации: вертикальные классификаторы обеспечивают забор воздуха со всех сторон, создавая стабильное поле потока и обеспечивая равномерный размер продукта. В горизонтальных классификаторах скорость воздуха у основания ротора выше, чем у верхней и боковых поверхностей, что расширяет диапазон классификации по размеру и потенциально допускает унос крупных частиц.
• Падение давления: поток воздуха в вертикальных классификаторах многократно меняет направление, что приводит к более высоким потерям давления. Горизонтальные классификаторы компактны и содержат меньше внутренних компонентов, поэтому потери давления ниже.
Заключение
От простого гравитационного разделения до прецизионного вихревого разделения, технология воздушной классификации стала ключевым фактором. Она обеспечивает качественное развитие порошковой промышленности. По мере углубления понимания поведения частиц и динамики поля потока, будущее оборудование для воздушной классификации будет становиться всё более эффективным. Этот прогресс обеспечит более эффективные решения для обработки порошков в стратегически важных развивающихся областях, таких как новые материалы и новая энергетика.
Эпическая Порошковая Машина
Использование правильной технологии классификации критически важно для достижения точного распределения размера частиц, необходимого для вашего применения. Компания Epic Powder Machinery специализируется на передовых решениях для воздушной классификации, обеспечивающих максимальную эффективность, точность и надежность. Работаете ли вы в сфере производства новых материалов, фармацевтики или любой другой отрасли, требующей тонкодисперсных порошков, Эпический порошок Мы предоставим вам индивидуальное оборудование. Позвольте нашему опыту помочь вам выйти на новый уровень производительности в ваших операциях по переработке порошков.
