渦輪空氣分級機的詳細概述

渦輪氣流分級機,又稱為渦輪分級機或動態氣流分級機,是一種高效的設備,廣泛用於超細粉末的乾式分級。它尤其適用於對粉末品質要求嚴格的行業。 粒徑分佈均勻、產品純度高、加工能力強例如電池材料、電子陶瓷、藥品、塗料以及非金屬礦物的深加工。

Ⅰ. 工作原理

渦輪空氣分級器的運作是基於以下兩者之間的平衡: 離心力氣流阻力 實現粒子分類:

  • 粉末進料:在引風機的作用下,乾粉被輸送到分級室。
  • 分散和解聚:透過高速旋轉分散盤或氣流剪切將顆粒團聚體打散。
  • 分級過程:氣流將粉末帶入高速旋轉的渦輪葉片區域。
    ◦ 細顆粒:受離心力作用小於氣流阻力 → 穿過葉片間隙 → 進入細粉出口。 ◦ 粗顆粒:受離心力作用大於氣流阻力 → 被甩向外壁 → 沿壁面沉降並進入粗粉出口。
  • 產品收集:透過旋風分離器回收細粉 分隔符 或使用袋式過濾器;粗粉可以回收再用於研磨過程。
    需要注意的關鍵點在於對切割粒度的控制,這可以透過調整分級輪的轉速來精確調整(轉速越高,d50 值越小)。當然,實際的粒徑分佈也受到系統風量、進料濃度、顆粒密度等因素的影響。

二、基本結構

成分功能描述
進料口從磨機或給料系統接收粉末,通常連接到旋風分離器或提昇機。
分散盤/導流裝置首先將聚集的顆粒解聚,確保均勻進入分級區。
分類輪(渦輪轉子)核心部件;透過高速旋轉產生強大的離心場來控制切割尺寸。
驅動馬達和主軸為分級輪提供所需的旋轉速度(通常為 3000-12000 rpm),並配備變頻驅動器以調整速度。
住房和分類委員會形成氣固兩相流通道,優化流場分佈。
粗粉出口(回流口)排出過大的粗顆粒,這些顆粒可以回到磨機再研磨。
細粉出口(產品端口)合格的細粉隨氣流進入後續收集系統(例如,袋式過濾器)。
密封和軸承冷卻系統防止灰塵洩漏,確保高速運轉穩定。

Ⅲ. 主要類型

產業應用材料分類要求
鋰電池石墨負極、磷酸鋰鐵、NMC材料Dt = 5–15 μm,分佈窄,雜質含量低
非金屬礦物超細 GCC、高嶺土、滑石粉高白度,ds:≤10 μm
電子陶瓷氧化鋁、氧化鋯、鈦酸鋇粒徑均勻,不含大顆粒
製藥與化學API原料、催化劑支持符合GMP規範,無交叉污染
金屬粉末鋁粉、銅粉、矽粉需要惰性氣體保護,防氧化/防爆

Ⅳ. 核心優勢與局限性

優勢限制
高精度分級:可精確控制切割尺寸,從而獲得較窄的粒徑分佈(陡度指數高)。✕ 不適用於黏性、高水分或容易重新聚集的材料(可能需要預先乾燥或表面改質)。
乾式製程操作:無需用水,節省乾燥能源;適用於對熱或水敏感的材料。✕ 對於超細粉末(<0.5 µm),分級效率會降低,可能需要結合靜電分級或慣性分級。
連續自動化:可全天候連續運行,易於整合到智慧生產線中。✕ 設備投資相對較高,尤其是高速、高純度型號。
產品純度高:全封閉設計最大限度地減少了污染;可在惰性氣體保護(例如氮氣)下操作。✕ 磨損問題:磨蝕性材料(例如石英、碳化矽)需要定期更換耐磨零件。
高彈性:只需調整轉速即可改變產品細度,無需更換硬體。✕ 噪音和振動:高速旋轉需要良好的減振和隔音措施。
節能高效:與濕式製程+乾燥製程相比,整體能耗更低。

五、關鍵技術指標

範圍典型範圍
切割尺寸(d50)1 – 100 微米(主要應用:3-45 微米)
分類效率≥85%(理想條件下可超過95%)
速度範圍3000 – 12000 轉/分(取決於型號)
處理能力幾十公斤/小時到幾噸/小時
產品粒徑分佈(跨距)跨度 = (d90- d10)/d50;高品質設備可達≤1.0
耗電量能耗相對較低;主要能耗來自風扇和馬達。

Ⅵ. 應用場景

產業應用材料分類要求
鋰電池石墨負極、磷酸鋰鐵、NMC材料Dt = 5–15 μm,分佈窄,雜質含量低
非金屬礦物超細 GCC、高嶺土、滑石粉高白度,ds:≤10 μm
電子陶瓷氧化鋁、氧化鋯、鈦酸鋇粒徑均勻,不含大顆粒
製藥與化學API原料、催化劑支持符合GMP規範,無交叉污染
金屬粉末鋁粉、銅粉、矽粉需要惰性氣體保護,防氧化/防爆

史詩粉末

渦輪空氣分級機
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艾米麗·陳, 資深工程師

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