一文了解5大类气流粉碎机及应用特点

　　气流粉碎技术是微纳米粉体加工的一种重要技术手段，最早起源于矿冶领域，在超细金属或非金属粉体制备方向有着深入的研究。除此之外，近年来在物料的分离、固废资源化等方向也开始展现出新的潜力。

　　根据气流粉碎机结构或者工作方式的不同，可将其分为：水平圆盘式（扁平式）气流粉碎机、循环管式气流粉碎机、对喷式气流粉碎机、靶式气流粉碎机和流化床式气流粉碎机等。

1、水平圆盘式（扁平式）气流粉碎机

水平圆盘式（扁平式）气流粉碎机是工业上应用最早、最广泛的气流粉碎机。

其工作原理是：设备工作时，分配室与粉碎室相通，高压气流经过入口进入分配室，气流在自身压力作用下，强行通过气流喷嘴，产生每秒几百米至上千米的气流速度；待粉碎的物料则经过文丘里喷嘴加速至超音速后进入粉碎室。物料在高速旋流的带动下作循环运动，颗粒间、颗粒与机内壁相互冲击、碰撞、摩擦而被粉碎。粗颗粒由于离心力的作用被甩向粉碎室周壁作循环粉碎，细颗粒则在离心气流作用下进入旋风分离器被收集。

美国Fluid Energy公司于1934年研制的Micro Jet Mill是最早的水平圆盘式（扁平式）气流粉碎机。目前，国外该类设备主要有美国Fluid Energyand Equipment公司生产的Micro-Jet、Sturtevant Mill公司研制的Micronizer系列、Jet Pulverizer公司研制的Micron-Master系列，日本Nippon Pneumatic MFC有限公司研制的Supersonic Jet Mill PJM系列、清新企业（株）研制的Single Track Jet Mill系列，国内主要有江苏密友粉体新装备制造有限公司生产的超音速气流粉碎机、上海细创粉体装备有限公司研制的QS系列、南京理工大学江苏省超细粉体工程技术研究中心试验基地研制的STJ系列和GQF系列等。

特点：水平圆盘式（扁平式）气流磨具有结构简单、操作方便、自行分级等优点，可加工各种物料，特别是各种聚集体或凝聚体构成的物料，但设备冲击动能不大，粉碎强度较低，处理硬度较高的物料时，机体内壁由于物料随高速气流的作用，物料与磨腔内壁产生剧烈地碰撞、摩擦，会加剧磨腔污染，对产品造成一定污染。

2、循环管式气流粉碎机

循环管式气流粉碎机（立式环形喷射式气流粉碎机）常用于脆性、低硬度物料粉碎，通常根据截面分成等圆截面和变截面循环管式。美国Fluid Energyand Equipment公司研制的Jet-O-Mizer是目前使用最多的变截面循环管式气流粉碎机。

其工作原理是：设备工作时，将压力气体从加料喷射器高速射出，通过在加料混合室内形成负压来实现物料自动吸入的过程。设备内有一个变曲率变直径的“O”形循环管道，待粉碎的物料被射流进入“O”形循环管道下端粉碎腔，由多个超音速喷嘴以不同角度向粉碎腔喷射高速射流，使得物料间发生碰撞、摩擦、剪切而被粉碎。完成粉碎的物料随气流进入“O”形循环管道上端分级腔内，粗物料在离心力作用下沿分级环道外径方向返回粉碎腔继续粉碎，细物料则随向心气流流出环道。流出环道的细物料两相流可在曲率半径更小的蜗壳形分级室完成二次分级。

特点：循环管式气流粉碎机具有粒径分布小、无动力装置、不易污染、物料不易黏壁等优点；但该类型设备的粉碎效率低、能耗大、内壁磨损严重。

3、对喷式气流粉碎机

对喷式气流粉碎机又称对撞式气流粉碎机、逆向喷射磨，是一种能量利用率高的设备，常用于粉碎坚硬、脆性、黏滞性的物料。对喷式气流粉碎机以美国Donaldson公司研制的Majac型和Plastoiner公司研制的Trost型为代表。

其工作原理是：设备工作时，两股同一直线上的高速气流与物料在喷嘴中加速喷出，两股携带物料的气流在气流汇聚点进行相互对撞完成粉碎过程，被粉碎的物料随气流上升到分级室，粗物料则在分级室外围，并在气流带动下返回粉碎室继续粉碎，细物料则由出口流出后经过气固分离，成为产品。

特点：对喷式气流粉碎机由于破碎过程主要依靠颗粒间的高速碰撞，可以有效避免高速气流对冲击部件的磨损，同时改善物料被污染的问题，产品粒度也较细；但设备占地面积较大、能耗高、粒度分布较宽。

4、靶式气流粉碎机

靶式气流粉碎机又称为单喷气流粉碎机，常用于粉碎高分子聚合物、低熔点热敏性、纤维状的较粗物料。

其工作原理是：设备工作时，利用高速气流携带物料冲击在各种形状的活动式或固定式靶板上进行粉碎，除了物料与靶板发生强烈碰撞外，物料还与粉碎室内壁发生多次反弹粉碎。粉碎后的物料随气流经出口排出后进入分级器。设备实际生产中可根据物料的性质和产品粒度选用不同形状的靶板。

特点：靶式气流粉碎机可入料方位可调性较好，粉碎力较大，能够处理韧性比较大的物料；但设备靶板及混合管易磨损、冲蚀严重，需定期更换配件，对物料有一定污染，产品粒度分布较宽，动能消耗较大。

5、流化床式气流粉碎机

流化床式气流粉碎机是一种新型气流粉碎机，常用于合成树脂、酚醛树脂、医药、化妆品、高级陶瓷、磁粉等物料生产。

其工作原理是：设备工作时，空气通过3～7个逆向喷嘴喷入粉碎区，被粉碎的物料在压差作用下形成流态化。粉碎区中被加速的物料在各喷嘴交汇点处互相碰撞、摩擦从而粉碎，粉碎后的细物料由上升气流带至超细分级器分级，符合产品要求的细物料再由旋风分离器收集，粗物料则沉降返回粉碎区后继续粉碎。

目前，国外该类设备主要有日本Hosokawa Micron子公司Apline研制的AFG系列，国内主要有江苏密友粉体新装备制造有限公司生产的QF系列、沈阳飞机研究所粉体公司研制的QLM系列、四川绵阳流能粉体设备有限公司研制的LNJ系列、中国科学院过程工程研究所研制的FJM系列。

特点：流化床式气流粉碎机具有粒度分布窄、粉碎效率高、能耗低、产品污染小、配件磨损小等优点，但设备造价成本较高。由于物料需处理为流态化才能被气流束碰撞粉碎，因此流化床式气流粉碎机通常要求被粉碎的物料需要有足够的细度，对密度大的材料要求更为明显。

来源：张军,刘建国,王宾.粉体加工中气流粉碎技术的研究进展[J].现代矿业,2020,36(11):96-102+108.