基于康达效应的超微粉体分级装置

马雁楠，刘嘉，陈为浩，吴铤浩，任雅琪

青岛理工大学 机械与汽车工程学院 山东青岛 266500

摘要

随着工业生产的迅速发展，高新尖端技术行业对超微粉体加工技术的要求愈来愈高，不仅要求超微粉体的粉碎更加细化，而且要求粒度分布更加均匀合理。目前，超微粉体分级的方法按所用介质可分为干法分级和湿法分级；按是否具有运动部件可分为静态分级和动态分级。本文提出一种基于康达效应的超微粉体分级装置，其中，打散进料装置利用振动器和振动管道的综合作用对超微粉体充分分散；二次气流与主气流通道连接，避免二次进风口失控，增强了装置的质量稳定性，且利用气阀调节二次进风量来提高分级精度；分级刀刃通过与分级腔固连的转动轴调节角度，引导粗粉、中粉、细粉进入收集室。本文设计的基于康达效应的超微粉体分级装置可以实现精确、高效的分级，并具有实用推广价值。

图 1 超微粉体分级装置三维图

总 体设计方案

该装置包括打散进料装置、二次进风调节装置、康达分级腔及超微粉收集装置四个部分，装置三维图如图1所示。

图 2 基于康达效应的超微粉体分级装置三视图

超 微粉体落入进料漏斗后，经下方振动器的作用进行初步打散，减少结块的超微粉体。主气流经空气干燥器充分干燥（外来物质如空气、水，是造成小分子粉体团聚的主要原因，在粉体表面形成化学吸附或化学反应后使其表面改性，因此，如果空气湿度相对过大，水蒸气会在颗粒表面或颗粒之间团聚，增加粘性力）后，进入固气混合腔，随后超微粉经振动管道完全分散后被送至康达分级腔。质量小的颗粒附壁效应较强，贴着康达块进入细粉收集管道；质量较大的颗粒惯性大，因此产生抛物作用被气流携带依次进入中粉、粗粉收集室。在主气流和二次气流的共同作用下，细粉、中粉、粗粉经分级刀刃的引导，分别进入细粉收集室、中粉收集室及粗粉收集室，完成超微粉的三产品分级收集。该装置整体超微粉分级装置的三视图如图2所示。

装置工作原理及方法

2.1打散进料装置

图 3振动管道示意图

超 微粉体从进料漏斗经振动器初步分散后，在主气流的携带作用下进入振动管道，此振动管道包括振动器、弹簧、内管道、外管道和锥形板，如图3所示。内、外管道通过弹簧连接，振动器间隔90°均匀分布在内、外管道之间，锥形板交错分布在内管道内壁上，起到“捅破”团聚的超微粉体的作用。在振动器工作的时候，弹簧起到缓冲的作用，锥形板随着振动器的振动同步运动，共同完成超微粉体的分散。

2.2二次进风调节装置

现有研究认为，调整二次风与主气流之间的比例，可以有效地控制“鱼钩效应”；并且能有效地减少粗粉和细粉的掺杂程度，因此，进行超微粉体分级时应当合理控制二次进风量的大小。二次进风管道连接在主气流管道上，解决了传统的直接从大气引入造成二次进风难以控制的问题，保证了主气流与二次气流为同一气压，利用气阀控制二次进风量以控制主气流与二次气流的相对强度，提高分级精度。

2.3康达分级腔

康达分级腔外形设计为圆弧形，能够保证气流场的流畅性。在分级腔腔壁上依次开设细粉、中粉、粗粉出口，通过管道与相应的产品收集室连接。考虑到空间位置的合理安排，如图1所示，设置细粉、粗粉收集管道均不在收集室筒体中心位置。

结论

本文介绍了一种基于康达效应的超微粉体分级装置，通过打散进料装置、二次进风调节装置、康达分级腔及超微粉收集装置四个部分的应用，解决了超微粉体分级前团聚结块及二次进风口失控的问题。实验结果表明，该装置提高了超微粉体分级精度，并增强了系统的质量稳定性，降低能耗，具有很好的应用前景。

参考文献

[1]胥海伦,陈海焱,毕海权. 基于康达效应的超微粉气流分级数值模拟研究[J]. 西南科技大学学报(自然科学版),2005(01):42-45.

[2]童希林. 径向气流对旋风分级器的影响[J]. 中国粉体技术,2016,22(04):35-38+43.

[3]曾川,刘传慧,陈海焱,张明星,付瑜,王晓天. 二次风量对LNJ-36A型气流分级机分级性能的影响[J]. 化工进展,2015,34(11):3859-3863.

[4]孙占朋,韩晓鹏,孙国刚,韩笑,魏庆. 离心式气流分级机的现状与进展[J]. 中国粉体技术,2017,23(02):39-43+83.

[5]李言言,章新喜,高科,李海生. 一种新型重力气流分级机的结构设计[J]. 矿山机械,2013,41(09):103-105.

[6]刘智良,邓明华,崔乐想,杨涛. 一种球形石墨分级装置[P]. 黑龙江：CN205288898U,2016-06-08.

第一作者：马雁楠，本科生，联系电话：[phone]，邮箱：[e-mail]，通讯地址：青岛市黄岛区青岛理工大学嘉陵江路校区。