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几种化纤钛白粉碎设备比较

产品分类 干燥机械设备 混合机械设备 制粒机械设备 粉碎机械设备 其他辅助设备 干燥设备配件
      摘    要: 介绍了在化纤钛白超细加工申常用的几种粉碎设备,如锤式粉碎机、刀片机、气流粉碎机的性能、结构特。最,对他们的优缺点进行了比较,并加以理论分析和试验研究。结果显示:气流粉碎机是化纤钛白起细加工中较理想的粉碎设备。
  关 键 词: 化纤钛白 锤式粉碎机;刀片机;气流粉碎机
  化学纤维本身绝大部分都是透明的,光泽很强。为了消除这种光泽,使其透明度与天然纤维相仿,就需要在制造时加入消光剂来减抑光泽。钛白折射率高,消色力强,遮盖力大,白度好,颗粒细而均匀,分散性好,化学稳定性好,处理时不易发生变化,又不影响纤维的强度和染色,并能改善纤维的耐光性和耐候性 ,所以是一种优良的消光剂。这一类添加在化学纤维中起消光作用的钛白粉,称为化纤钛白。化纤钛白作为钛白的专用产品之一,广泛应用于涤纶、腈纶、锦纶、粘胶等化学纤维的生产加工中,市场需求量巨大;另一方面该产品具有较高的技术附加值,因此在我国有着广阔的发展前景。化纤钛白比普通钛白有更高的质量要求,必须对普通钛白进行后处理才能成为化纤钛白。一般的后处理工艺流程是打浆、研磨、过滤、预分散、表面包覆、脱水、烘干、粉碎。化纤钛白有外观、TiO:含量、色调、pH值、水分散性、灼烧减量、筛余量、水分、三氧化二铁、比电阻、平均粒径等技术指标,众多技术指标互相联系,必须保证每个指标都合格。在这些技术指标中,水分散性和平均粒径显得尤其重要:分散性差会造成纤维色泽不均匀、染色性能差;粒径过大会直接导致纤维强度降低,甚至断丝,造成纺丝过程不能连续完成;而且粒径越小,水分散性越  好。这就使得粉体粉碎工艺过程变得至关重要。钛白粉的原始粒径已经比较细了,大部分小于0.5微米,对化纤钛白的粉碎实际上是对烘干后的团聚体的解聚。
  1 粉碎设备的结构特点
  目前在化纤钛自制作中常用的粉碎设备有三种:锤式粉碎机、刀片机和气流粉碎机。这三种设备有着不同的结构、性能和特点。
  1.1 锤式粉碎机
  锤式粉碎机由主轴、锤盘、锤销、锤子、锤销压板、齿板等组成。其工作原理(见图2)是利用围绕水平轴急速旋转的锤子,对物料加以激烈的冲击,使其与固定体或其它旋转体激烈碰撞,从而在强大力量下使物料粉碎。锤子的线速度最大能达到80~125 nl/$。根据设备型号不同,有数量不等的锤子,有48个、96个等。在锤式粉碎机的出料口有筛网,较粗的物料被旋转的锤子带回,进一步粉碎,具有分级功能。另外,锤头前端与齿板之间的间隙所起到的剪切作用使得此类机器对韧性材料和纤维状物料的粉碎效果更佳。
  影响锤式粉碎机粉碎细度的因素包括:主轴转速、锤子与齿板的间隙,锤子刃口是否锋利,进料量的大小,出料筛网粗细等。锤式粉碎机在粉碎化纤钛白时,因钛白粉黏度较大,会堵塞齿板,使齿板的作用大大降低;并且因为黏度过大,极易堵塞出料筛网,所以在粉碎钛白料粉时,不能用过细的筛网,甚至不用筛网。锤式粉碎机的主要优点是在粉碎大块物料时效果明显,粉碎量大;主要缺点是机械振动大、噪音大、设备维护难,粉碎细度受转速限制。
  1.2 刀片机
  刀片机如图3所示。刀片机工作时物料走向如图3中的箭头所示,物料从进料口到出料口必须穿过数个箱体凸起,象走迷宫一般,在穿越过程中物料被高速旋转的刀片冲击、粉碎。根据设备型号不同,有数量不等的刀片,有96个、192个等。影响刀片机粉碎细度的因素包括:主轴转速,箱体凸起的数量和高度,物料沿轴向走过的距离,刀片刃口是否锋利,进料量的大小等。
  刀片机的主要优点是在相同转速下,增加设备长度可增加细度。作为机械粉碎设备,刀片机与锤式粉碎机有着同样的缺点,并且物料的走动要消
  耗更大的引风力。
  1.3 气流粉碎机
  气流粉碎机根据其结构和工作原理可以分为扁平式气流粉碎机、对喷式气流粉碎机、特罗斯特型气流粉碎机、流化床式气流粉碎机和循环管式气流粉碎机等几种类型。扁平式气流粉碎机是气流粉碎机的代表型,也是一种应用最广的超微粉碎装置圆。所谓扁平式气流粉碎机是指其工作腔体为扁平圆盘式,按其工作腔体的大小,在圆周上平均分布着若干个粉碎喷嘴,并且具有离心分级功能的一种气流粉碎机。
  气流粉碎机中,高压工质气 通过粉碎喷嘴产生高达数百甚至上千的气流速度,这种强劲有力的气流称为喷气流。多个喷气流以一定的角度排列,汇成一个高速旋转的漩流。粉碎物料在喷气流的带动下以极高的速度相互冲击和碰撞,大部分颗粒都是在飞行过程中相互碰撞而粉碎的,只有极少数颗粒是与内壁碰撞而粉碎的[31。经粉碎的颗粒在高速旋转的漩流作用下,进行离心分级,合格的颗粒被带到粉碎机腔体中心的出料口排出;不合格的颗粒被带到粉碎区,进一步进行粉碎。影响气流粉碎机粉碎细度的因素包括:工质压力,进料量大小、进料均匀程度等。气流粉碎机的主要缺点是粉碎细度受进料量影响较大,要求很高的设备制造精度。气流粉碎机的主要优点是粉碎喷嘴喷射速度快,自带离心力场分级功能,设备无运转部件,维护简单,运行稳定。
  2 粉碎力大小的理论依据
  在工质气流中的颗粒所需要的粉碎冲击速度为:
  从公式可以看出:物料颗粒冲击破坏所需的速度 与颗粒的强度极限、弹性模量及重力加速度等机械性能有关;同时,颗粒表面形态和结构形态也对冲击速度有很大的影响。在实际粉碎过程中还存在许多不可预测的因素,所以应使粉碎物料的冲击速度相对大一些,这样才能保证所需的粉碎细度。不管是物料的粉碎还是团聚体的解聚,都要使颗粒获得足够的动能,机械对物料的撞击或物料本身的互相撞击,都必须要有一定的相对速度,颗粒才能破碎;而且,速度越高,颗粒的动能就越大,就越有利于颗粒以极高的能量瞬间发生碰撞,粉碎力就越大,得到产品的粒度越细。锤式粉碎机、刀片机受机械转速限制,锤子或刀片的线速度最大只能达到80~125 m/s;而气流粉碎机采用Laval缩扩型喷嘴作粉碎喷嘴,可获得1.5~3倍的当地声速,在粉碎腔体内的颗粒也能被喷气流加速到这个速度,比锤子或刀片的线速度大得多,大大提高了粉碎力和粉碎效率。
  3 设备粉碎效果试验研究
  在实际使用时,锤式粉碎机、刀片机、气流粉碎机都需要配旋风收料器、除尘器及引风机。用JCW610型锤式粉碎机、DZ600型刀片机、JGM—
  H400型气流粉碎机在粉碎化纤钛白时作对比试验,粉碎效果见表1。粗大颗粒的含量、水分散性直接决定了化纤钛白的质量,所以以这两个指标来衡量
  设备的粉碎效果。
  从表中可以明显看出:用气流粉碎机粉碎的化纤钛白粗大颗粒的含量较少,水分散高,粉碎效果比其它两个设备好。
  4 结论
  通过对锤式粉碎机、刀片机、气流粉碎机的结构介绍,以及在粉碎化纤钛白时的性能对比,得出气流粉碎机是比较适合用于化纤钛白的粉碎设备。
  另外,气流粉碎机还可用过热蒸汽为介工质,可进一步提高粉碎力,并且降低化纤钛白中水分的含量,这更是其它设备无法比拟的。

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