La tecnologia industriale ha portato alla creazione di polveri micro-nano. Queste polveri presentano effetti di volume e superficie unici. I materiali hanno proprietà molto diverse da quelle dei materiali normali, distinguendosi per caratteristiche ottiche, magnetiche, acustiche, elettriche e meccaniche. Questi materiali svolgono un ruolo cruciale nello sviluppo di nuovi materiali. Questa tecnologia ha raggiunto una crescita senza precedenti. Si basa su materie prime di base ed è destinata alla produzione di polveri micro-nano. I mulini a getto utilizzano un flusso d'aria veloce che fa collidere, colpire e tagliare i materiali. L'impatto sui materiali avviene tramite componenti d'urto. Questi mulini possono produrre particelle fini con una gamma ristretta di dimensioni. I mulini a getto producono anche particelle pulite, lisce e regolari. Disperdono bene le particelle e sono altamente efficienti. La polvere ha dimensioni nanometriche. Il sistema di frantumazione opera in un ambiente chiuso per ridurre l'inquinamento da polveri e mantenere puliti i materiali frantumati.
Tuttavia, esistono molti tipi di polverizzatori del flusso d'aria. Hanno principi di funzionamento ed effetti di frantumazione diversi per i materiali. Pertanto, è necessario scegliere un polverizzatore del flusso d'aria adatto per ciascun materiale. Ora, i mulini a getto hanno strutture e metodi di lavoro diversi. Di solito possono essere suddivisi in: collisione, piatto, letto fluidizzato, tubo di circolazione e tipi di bersaglio. Possono anche essere classificati per materiale. Adotta metodi come la frantumazione del flusso d'aria criogenico a bassa temperatura e la protezione del gas inerte. Questi metodi ottimizzano ulteriormente l'effetto di frantumazione del trituratore del flusso d'aria.
Come scegliere un mulino a getto con struttura adeguata?
Frantoio a flusso d'aria a collisione
I mulini a getto contrapposti sono anche chiamati mulini a getto contrapposti e mulini a getto inverso. Il tipo Majac è stato sviluppato dalla Donaldson Company negli Stati Uniti. Il tipo Trost è stato sviluppato dalla società Plastoiner. Sono rappresentanti tipici. L'attrezzatura funziona. Due materiali veloci e un flusso d'aria veloce si scontrano in un punto della linea. Questa collisione completa il processo di frantumazione. Le particelle fini frantumate entrano nel classificatore esterno con il flusso d'aria. Lo fanno sotto l'azione del rotore di classificazione e lo attraversano. separazione solida e diventare un prodotto. Le particelle grossolane rimangono ai margini della camera di classificazione. Ritornano nella camera di frantumazione per un'ulteriore frantumazione. Questo continua finché non soddisfano i requisiti di dimensione e entrano nel classificatore esterno.
Il mulino frantuma le particelle tramite collisioni ad alta velocità. La velocità è la somma delle velocità dei due flussi d'aria. In questo modo, si ottiene il doppio del risultato con la metà dello sforzo. Ha una forza elevata, un'alta velocità e utilizza l'energia in modo efficiente. È altamente efficiente e produce particelle fini. Presenta grandi vantaggi. Può frantumare materiali duri, fragili o appiccicosi. Allo stesso tempo, sfrutta le collisioni tra le particelle, evitando l'usura delle parti fisse soggette a impatto causata dai getti ad alta velocità. Può anche produrre polveri micro-nano più pure.
Polverizzatore a getto piatto
Il mulino è piatto. È noto anche come orizzontale mulino a getto a dischi. La Fluid Energy Company negli Stati Uniti lo sviluppò per la prima volta nel 1934. È il primo e il più ampiamente utilizzato mulino a getto nell'industria. La parte principale di un mulino a flusso d'aria piatto è una camera di frantumazione a dischi. Attorno ad esso si trovano da 6 a 24 ugelli ad alta pressione per il fluido di lavoro. Sono inoltre presenti alimentatori a tubo Venturi e raccoglitori di prodotto. Sono ad una certa angolazione. Il materiale da frantumare entra nel tubo venturi spinto dal gas. Il tubo Venturi ha una struttura speciale. Accelera il materiale a velocità supersonica. Quindi, il materiale entra nella camera di frantumazione. I materiali si muovono in cerchio nella camera di frantumazione. Sono guidati da un flusso vorticoso ad alta velocità. Le particelle e la parete interna della macchina si scontrano e si sfregano. Lo fanno per essere schiacciati. La forza centrifuga lancia le particelle grossolane sulle pareti della camera. Circolano e si schiacciano lì. Le particelle fini entrano nel separatore a ciclone. Il flusso d'aria centrifugo li raccoglie.
Questa apparecchiatura presenta i vantaggi di una struttura semplice e di un funzionamento conveniente. È facile da smontare, pulire e riparare. Può anche classificarsi ed è adatto alla frantumazione di materiali fragili e morbidi. Ma, quando la parete interna schiaccia materiali più duri, verrà danneggiata da violenti urti e attriti. Ciò inquina anche il prodotto. Quindi non va bene per frantumare particelle dure. Inoltre, la maggior parte dell’energia del mulino a getto piatto è lavoro sprecato. Il consumo di energia durante la frantumazione raddoppierà. Ciò accade quando le particelle del prodotto si restringono. I materiali vengono generalmente lavorati solo fino a circa D50=1μm.
Polverizzatore a getto a letto fluido
Mulino a flusso d'aria a letto fluidizzato Attualmente è il modello leader di polverizzatore a flusso d'aria. Il suo funzionamento si basa principalmente sul principio del controgetto, ottenuto mediante l'espansione del flusso di gas in un letto fluidizzato. È comunemente utilizzato nella produzione di prodotti chimici, medicinali, cosmetici e ceramiche avanzate, nonché per polveri magnetiche e altri materiali. L'apparecchiatura spruzza aria nell'area di frantumazione attraverso diversi ugelli a flusso inverso. Il flusso d'aria ad alta pressione all'interno della camera di frantumazione accelera i materiali da frantumare, portandoli in uno stato fluidizzato. I materiali in rapido movimento si scontrano e sfregano tra gli ugelli, venendo frantumati. Il flusso d'aria trasporta i materiali fini frantumati verso l'alto, fino al classificatore ultrafine. Il separatore ciclonico raccoglie i materiali fini che soddisfano i requisiti, mentre i materiali più grossolani si depositano per gravità nell'area di frantumazione, dove il processo continua.
Questo frantumatore è speciale. A differenza di altri, polverizza i materiali mentre si espandono in presenza di gas. La temperatura della cavità viene mantenuta a livelli normali. Ha una buona adattabilità ai materiali termosensibili. Il frantumatore combina anche i vantaggi del frantumatore a flusso d'aria a collisione e utilizza il flusso d'aria per accelerare la collisione e la frantumazione ad alta velocità. L'impatto con le pareti è minimo. I risultati includono una granulometria ristretta. Inoltre, presenta un'elevata efficienza di frantumazione e un basso consumo energetico. Inoltre, genera un basso inquinamento del prodotto e una bassa usura degli accessori, risultando adatto alla frantumazione di materiali con durezza Mohs pari o superiore a 9. Tuttavia, essendo un nuovo tipo di apparecchiatura di frantumazione, il suo costo è ancora elevato. Inoltre, il materiale deve essere fluidificato prima che il getto d'aria possa frantumarlo. Pertanto, il mulino richiede solitamente che il materiale da frantumare sia molto fine. I requisiti per i materiali ad alta densità sono ancora più evidenti.
Come scegliere i mezzi di frantumazione?
Protezione dal gas inerte
Molte polveri nell'industria moderna sono infiammabili, esplosive e facilmente ossidabili. Devono essere ultrafini. Per mantenere sicuro il processo di frantumazione è necessario utilizzare gas inerte. È il mezzo di macinazione del flusso d'aria per produrre materiali secchi ultrafini. Schiacciare. Quando il sistema inizia a funzionare, viene riempito di gas per allontanare l'aria. Ciò accade finché l'intero sistema non raggiunge il limite del rilevatore di ossigeno. Quindi, il dispositivo di alimentazione inizia a frantumare il materiale.
Processo di frantumazione criogenico con flusso d'aria a bassa temperatura
Lo schiacciamento del flusso d'aria è comune. Utilizza un flusso d'aria ad alta velocità (300~500 m/s) o vapore surriscaldato (300~400℃) come mezzo di frantumazione. Ma non va bene per alcuni materiali a basso punto di fusione o sensibili al calore. La frantumazione utilizza refrigerante per raffreddare il materiale. Raffredda il materiale rendendolo fragile. Il materiale fragile subisce numerosi impatti attraverso il meccanismo di frantumazione. Si trova nella camera di frantumazione e infine diventa particelle fini. Il materiale frantumato è buono. La densità può raggiungere il livello del micron (600~2000 mesh).
Di solito il refrigerante deve essere selezionato in base alle proprietà del materiale. L’azoto liquido è il refrigerante più utilizzato. La sua temperatura di raffreddamento più bassa può raggiungere meno 196 gradi. È il refrigerante preferito per alcuni materiali che richiedono un raffreddamento rapido e hanno una bassa temperatura di infragilimento. Per i materiali che non necessitano di elevate temperature di raffreddamento e infragilimento, utilizzare aria compressa. Oppure utilizzare l'aria preraffreddata proveniente da un condizionatore d'aria. Usateli per scambiare calore con i materiali.
Oggi, il processo di frantumazione a flusso d'aria fredda è ampiamente utilizzato. Permette di frantumare materiali a basso punto di fusione e termosensibili, riducendoli in polvere ultrafine. Trova impiego in settori quali polimeri, prodotti chimici, terre rare, biologia, alimentare, farmaceutico e prodotti per la salute. Può essere utilizzato anche per materiali infiammabili, esplosivi e facilmente ossidabili. Consente la macinazione ultrafine dei materiali, ma rispetto alla frantumazione in gas inerte, il costo è più elevato.
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