中國粉體網(wǎng)訊  通過粉體分級，制備符合工業(yè)生產(chǎn)需求的顆粒是粉體加工中的重要一環(huán)。

什么是粉體分級？

粉體分級是指根據(jù)固體顆粒在同一介質(zhì)內(nèi)，因顆粒粒度、顆粒密度、顆粒形狀或顆粒表面物理化學(xué)特性不同而具有不同沉降速度，利用不同的沉降速度將顆粒群分為兩種或多種粒度級別的過程。粉體分級技術(shù)的關(guān)鍵是分散和分離。

粉體分級的分類

目前，根據(jù)分級力場的不同，粉體分級方法可以分為：重力場分級、離心場分級、慣性場分級、電場力分離、磁場力分級、熱梯度力場分級以及色譜分級等。

根據(jù)使用的設(shè)備類型可分為：旋流式分級、干式機械分級(如葉輪式、渦流式等)、碟式分級、臥螺式分級、靜電場分級、超臨界分級等等。

根據(jù)分級時采用的介質(zhì)不同，分為濕法分級和干法分級。濕法分級一般時采用水或其他液相作為分級介質(zhì)，但往往由于分級產(chǎn)物的干燥問題和分級介質(zhì)的處理問題難度較大，從而增加了分離難度，加重了分離工作量，降低了分級效率，最終大大限制了濕法分離的推廣與應(yīng)用。而干法分離一般采用空氣為介質(zhì)，通過離心力場、慣性力場等方式對粉體進行分級，由于操作簡單、分離效率高使得干法分離成為了目前發(fā)展較快的精細(xì)分級設(shè)備。

氣流分級機的分類

氣流分級機，主流干法分級機

氣流分級機已有百年歷史。近年來微細(xì)粉體技術(shù)取得較大發(fā)展，各種新型高效氣流分級設(shè)備研制成功并廣泛應(yīng)用，但就其工作原理而言，氣流分級機發(fā)展過程可以概括為三代產(chǎn)品：初代離心式氣流分級機、二代旋風(fēng)式氣流分級機和三代渦輪式氣流分級機。

渦流空氣分級機以其結(jié)構(gòu)簡單，操作工藝參數(shù)可調(diào)，細(xì)粉產(chǎn)品粒度范圍寬且可調(diào)等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，成為目前主流的動態(tài)分級設(shè)備。

渦輪式氣流分級機的結(jié)構(gòu)及工作原理

渦輪式氣流分級機一般包含蝸殼、轉(zhuǎn)籠、錐桶、導(dǎo)風(fēng)葉片、撒料盤等主要結(jié)構(gòu)。

渦輪式氣流分級機結(jié)構(gòu)

通常而言，氣流從渦輪式氣流分級機的兩個進風(fēng)口切向進入分級機的蝸殼內(nèi)，并沿螺旋形蝸殼經(jīng)過環(huán)形安置的導(dǎo)風(fēng)葉片，進入渦輪式氣流分級機的環(huán)形區(qū)。借助風(fēng)機的抽吸作用，在轉(zhuǎn)籠中心形成負(fù)壓，使進入該環(huán)形區(qū)的氣流除具有切向速度外，同時還具有指向軸心的徑向速度。這股氣流將絕大部分進入轉(zhuǎn)籠，并在轉(zhuǎn)籠中心處作90°轉(zhuǎn)彎沿軸向折向排出管流出。

待分級物料經(jīng)上部喂料口撒落到撒料盤上經(jīng)分散后，在重力的作用下進入環(huán)形區(qū)，隨氣流被負(fù)壓抽吸至轉(zhuǎn)籠外邊緣附近，此時物料顆粒不僅受到重力，還受到氣流切向分速度給予顆粒的離心力和氣流徑向分速度給予的向心拽力，在這二力的作用下，物料產(chǎn)生分級。細(xì)顆粒隨氣流從細(xì)粉出口逃逸，經(jīng)集粉器收集，粗顆粒則在與蝸殼壁相碰后，一邊旋轉(zhuǎn)一邊下降落入底部的錐形排料斗，隨后由粗粉出口排出。

渦輪式氣流分級機分類

渦輪式氣流分級機的研究進展

渦輪式氣流分級機的結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作條件是影響渦流式氣流分級機分級性能的主要因素。其結(jié)構(gòu)參數(shù)一般包含：轉(zhuǎn)籠結(jié)構(gòu)(轉(zhuǎn)籠葉片數(shù)目、轉(zhuǎn)籠直徑、轉(zhuǎn)籠葉片形狀、轉(zhuǎn)籠葉片安裝角等等)、導(dǎo)風(fēng)葉片結(jié)構(gòu)(導(dǎo)風(fēng)葉片數(shù)目、導(dǎo)風(fēng)葉片內(nèi)外直徑、導(dǎo)風(fēng)葉片形狀、導(dǎo)風(fēng)葉片安裝角等等)、撒料盤結(jié)構(gòu)（撒料盤高度、撒料盤直徑、形狀等等）、環(huán)形區(qū)域結(jié)構(gòu)、二次進風(fēng)口結(jié)構(gòu)等等。而操作參數(shù)一般是指設(shè)備運行的喂料速度、進風(fēng)量、進風(fēng)速度等物理參數(shù)。

針對關(guān)鍵影響因素、粉體團聚問題，滿足不同級別、不同用途產(chǎn)品對分級的要求，業(yè)內(nèi)也在不斷探索。如山東埃爾派粉體科技有限公司發(fā)明“一種可實現(xiàn)慣性自分流的氣流分級篩選機”，解決了傳統(tǒng)技術(shù)中的氣流分級篩選機篩選效率低、篩選效果差以及功能單一、無法實現(xiàn)多次循環(huán)篩選的問題；濰坊凱華碳化硅微粉有限公司公開了基于氣流分級的超細(xì)碳化硅微粉分級機，大大提高分級機的分級效率，通過設(shè)計頂部支撐機構(gòu)、二級過濾機構(gòu)和一級過濾機構(gòu)，實現(xiàn)了對碳化硅粉末的多次分級。

基于氣流分級的超細(xì)碳化硅微粉分級機

小結(jié)

渦流氣力分級由于操作簡單、精度較高等優(yōu)點適用于大規(guī)模生產(chǎn)，是一種具有很強市場競爭力的超細(xì)粉體制備技術(shù)。為了提高分級精度和分級效率，滿足行業(yè)需求，在超細(xì)化方向，多級別、多用途產(chǎn)品分級，團聚粉體解團等方面應(yīng)繼續(xù)加強研究。

參考資料：

秦道鑫等.渦輪式氣流分級機分級性能研究

沈旺.多粒徑粉體分級研究

張宇.渦流空氣分級機流場模擬分析及其進氣布局優(yōu)化研究

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）

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