实验室专用小型电加热双锥回转真空米乐m6平台专业制造商
 
 
常州市广博干燥设备有限公司(http://www.yfdry.cn)专业生产实验室专用小型电加热双锥回转真空米乐m6平台,喷雾米乐m6平台,热风循环烘箱等干燥设备。产品广泛应用于化工、制药、食品、冶金、建材、农副等行业,深受用户好评。
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研磨介质对磨效的影响因素

1前言
 自1948年美国杜邦公司发明立式砂磨机以来,其结构几经革新,应用范围不断扩大。用砂磨机把颜料分散于漆料之中始于1952年。据了解,在我国涂料行业的粉碎设备中,砂磨机占50%左右,约有70-80%的涂料产品是由砂磨机完成的。
 一个研磨体系,主要由几何参数、物料参数、研磨介质参数和过程参数等因素构成。其中研磨介质参数,如研磨介质的比重、球形度、光洁度、机械强度、耐磨性、化学稳定性、直径、均匀性、填充率等因素对研磨效果影响甚大。研磨介质是砂磨机不可分割的配套材料,本文将对其进行探讨,旨在使砂磨机发挥更大的作用。
 
 2研磨机的工作机理
 2. 1磨机理
 将均匀的颜料-漆料混合浆泵送入砂磨机,与正在机中受搅拌而激烈运动的研磨介质混合。研磨介质及物料间的作用是由高速旋转的叶片产生的,靠近叶片表面的研磨介质和漆浆受粘度阻力而随叶片运动,被离心力抛向砂磨机筒壁,形成双环形滚动的湍流,见图1。研磨介质间剧烈的运动产生剪切、挤压和摩擦力,使介质间的物料粒子受力变形并产生应力场。当应力达到颗粒的屈服或断裂极限时,便产生塑性变形或破碎。未被粉碎的颗粒受离心力作用被甩向砂磨机筒壁,此区研磨介质密度最大,从而强化了粉碎作用。粉碎后的微小颗粒经分离器与研磨介质分离后流出砂磨机。
 
 图1砂磨机工作原理
 2. 2磨机的能量分布
 砂磨机是通过研磨介质传递能量而达到粉碎目的的,其他条件恒定,能量分布与粒子粒径分布有密切关系,见图2。研磨介质主要集中在筒壁附近,这里的能量密度较大,因此,对于立式砂磨机,从下到上形成了环状的高能密度的研磨有效区,见图3。在研磨介质的选择上,应尽可能使磨室内有均匀的能量密度,使产品粒度分布均匀。
 图2能量分布与粒径的关系
 
 图3能量密度沿磨室截面分布
 3研磨介质对研磨效果的影响因素
 3. 1研磨介质比重
 研磨介质不同,其比重差异较大。从粉碎角度看,似乎大比重研磨介质对提高磨效有利,实际并非如此。目前工业上使用的研磨介质,其比重在2.2-14这样的大范围内,选择合适比重的研磨介质对提高磨效有一定的积极作用。
 比重大,消耗的能量也大,研磨介质间的机械能转化为大量的热能使浆料温度升高,从而加剧了微粒子的布郎运动,造成已磨碎的颗粒重新凝聚,使磨效降低。此外,比重大的研磨介质造成砂磨机的径向和轴向能量密度严重不均,也影响产品质量。依笔者经验,一般物料选用比重为2.3-2.8的玻璃珠或陶瓷珠即可。当然,分散和粉碎粘度大的硬质物料,尚需用钢珠(比重7.8)。
 3. 2研磨介质球形度
 球形研磨介质在随叶片公转的同时,还有本身的自转,其总的动能为:
 T=1/2MV2+1/2Jω2
 式中:T——研磨介质总动能;
 M——研磨介质的质量;
 V——研磨介质的运动速度;
 J——转动惯量;
 ω——平面运动研磨介质的角速度。
 式中的1/2Jω2是研磨介质自转产生的附加能,由此产生对粒子的剪切和摩擦的粉碎作用。显然,自转角速度ω越大,产生的附加能也越大,当球体不均匀时,自转运动受阻,降低了附加能,不利于研磨。
 3.3表面光洁度
 研磨介质与浆料混合装入研磨室,在研磨粉碎物料的同时,介质也会有一定的磨耗,磨耗的材料进入浆料后,用通常的方法很难分离,影响产品质量,甚至改变漆料的色泽,这是生产者所不希望的。对于同一种材料,磨耗率与研磨介质表面光洁度成正比,所以要求研磨介质表面光滑,以减少磨耗率。
 3.4机械强度
 研磨介质的机械强度主要指正常工作情况下的抗弯、抗压、抗冲击强度。对于金属类研磨介质一般无大问题,而对非金属类研磨介质,要达到这些指标并不容易。其综合要求是在正确使用条件下基本不产生破碎。
 4. 5耐磨性
 耐磨性是衡量研磨介质质量的重要条件。不耐磨的介质因磨耗而需经常进行补充,不仅增加成本,而且影响正常生产。磨耗的介质材料还会影响产品质量,同时,对机械零件,如叶片、筒体、送料泵及密封都带来危害,在选材时应特别注意。在陶瓷珠与玻璃珠的对比试验中,以研磨中黄醇酸浆料为例,玻璃珠在100h内磨损为零,而陶瓷珠磨损率为1.8%。最近深圳生产一种ZrO2研磨介质,磨损率减少至1/100000,是较理想的研磨材料。
 4. 6研磨介质直径
 研磨介质间的接触产生粉碎物料的机械力,在两研磨介质接触后形成一个区域,物料只有在这一区域的包容下才有可能粉碎,其体积为:
 Va=2πr2(R+1/3r)
 式中:Va——研磨有效区域;
 R——研磨介质半径;
 r——物料半径。
 就单位体积而言,小研磨介质比大介质这一区域增大约1/R2。假设随机堆积因数φ=0.639,每个研磨介质约有4.6个接触点。在25.4mm3(1.0in3)的体积中,研磨介质直径为3.175mm(1/8in)有2900个接触点,而直径为0.794mm(1/32in)有180000个接触点,即小研磨介质直径是大研磨介质直径的1/4时,接触点增大约62倍,这是小介质提高磨效的主要原因,生产的实际情况也遵循这一规律。
 从图4不难看出,要求粒度越细,研磨介质直径对磨效的影响愈显著。从6μm研磨曲线可以看到,研磨介质超过1mm后,研磨效率几乎直线下降。但直径过小也会因产生的剪切、摩擦力小而降低磨效,有人用0.2mm的最小研磨介质作试验,发现粉碎速度反而降低。Stehr最近进行试验,先用1.0-1.4mm的玻璃珠进行粗粉碎,然后改用细珠,粉碎时间可大大缩短。
 5. 7介质均匀度
 关于研磨介质均匀度研究者结论不一,一种说法认为研磨介质直径应一致。从动力学的角度看,当介质直径一致时,体积相同,则质量相等,即m1=m2 ,在运动中可获得相同的动量m1v1=m2v2;m1>m2时,m1v1>m2v2,两球相撞时大球将小球撞开,造成大球追小球的情况,磨效会降低。
 另一种说法与前面的结论恰好相反。从几何学的角度考虑,认为不同直径研磨介质混装,小介质填充了大介质的空隙位置,增多了介质的接触点,因而可提高磨效。据介绍,德国DRAIS公司赞同不同直径研磨介质混装,可能就是出于这一原因。至于哪种说法正确,笔者未加验证,但如果不同粒径研磨介质有足够的机械强度,不使其磨损或碎裂,混装效果可能更好些。
 5. 8介质填充率
 研磨介质填充率与磨效关系甚大,见图5。填充率必须有一定的范围,填充率过高,加速设备磨损,过低则达不到粉碎目的。填充率还与浆料的粘度有关,研磨介质的填充率一般为50-80%为宜。
  图5介质填充率与磨效的关系
 6. 9化学稳定性
 要求研磨介质对物料应有一定的化学稳定性,防止研磨过程中介质与物料间发生化学反应,造成产品污染和加速介质磨损,一般非金属介质优于金属介质。研磨介质的pH值应尽可能接近中性。

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    2.工艺操作
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    组合方式,可以通过试验,找到很多种,当然也要花费一定时间、精力和财力。

    5.结束语

    真空干燥设备在不断革新。存在的问题也还不少,如果产、学、研能密切合作,成效会更加显著。(来源:艾瑞网)

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