第4部分 分级与分级设备

1、第4部分分级与分级设备 分级与分级设备n筛分n干式分级n湿式分级一、筛分n概念n标准筛n工业用筛n气流筛n部分分离效率概念n筛分是一种分级方法，可将物料分成通过筛子的较细部分和留在筛上的较粗部分。筛分析则是将粉末样品通过一系列不同筛孔的标准筛，分离成若干个粒级。筛分析适用于粒径约100mm至20微米之间的粒度分布测量。标准筛n筛孔尺寸按 等比几何级数改变，故相邻号筛孔面积之比为 ，法国标准分别为 和 。美国Tyler系列和ISO系列。nTyler系列以目作为筛号（每英寸长度上的孔数），200目筛孔尺寸为0.074mm，丝直径为0.053mm，最细400目，筛孔尺寸为38微米。nISO制是取Ty

2、ler系列中每隔一个相邻的两个筛子作为相邻号筛子，相邻两筛的筛孔面积为两倍，最细筛孔尺寸为45微米。42424210102510工业用筛n工业用筛大致上分别振动筛和摆动筛两类。前者筛面有垂直振动运动，振动数在600r/min以上。后者的摆动方向沿筛面，摆动数在400r/min以下。通常附着性较差的毫米级颗粒用振动筛，附着性较强0.5mm以下的物料用摆动筛气流筛n使用气流作用分级细颗粒和粉状颗粒，空气在负压作用下通过旋转喷嘴扫过筛面，使物料分散，同时将细粒子带过筛网，实现干式分级。n 特点：由电成形法制成的筛孔小至5m的微孔筛也可以实现分级。气流筛原理部分分离效率n按颗粒过筛概率推定部分分离效率

3、 Gaudin提出颗粒通过概率P可由下式确定 222)1 ()(axaxaP部分分离效率nN次碰撞后筛上残留的颗粒数与原有颗粒数之比可表示为：n以x/a为横坐标，作图，可得残留率曲线，称为部分分离效率曲线，见图7.13。iiaxa2)(1二、干式分级n概念n分级原理n圆盘式分级机n带分级锥分级机n叶轮式分级机n垂直流型重力分级器n“之”型重力分级器n旋流分级机概念n干式机械分级通常都是以干燥空气作为介质。到目前为止，能在工业领域实际应用的干式机械分级装置，几乎都是基于离心力场的分级原理而设计的。其出发点在于，通过各种机械途经来提高分级效率和降低分级粒径。最典型的方法是在各种分级设备内引入特定的

4、机械运动装置，以增大颗粒在分级机内所受到的离心力，达到提高分离因素，增大分级速度，提高分级精度等目的。分级原理n颗粒在离心力场中所受到的离心力 为 在离心沉降过程中，对于同一颗粒所受到介质的阻力为由 ，得 其中， cFrdFc236PcFF 181822jgdadvorgrj/2rPduF3圆盘式分级机结构与工作原理n原理：借助圆盘高速旋转时产生得强大离心力使粉体进行分级。在工作过程中，被分级的粉体进入高速旋转的圆盘中心表面，在离心力的作用下，粗粒被抛向圆盘周边，细粒居于圆盘中心，然后粗细颗粒分别通过不同的通道排出，从而达到了分级的目的。为了提高机器的利用率及分级效果，通常是将圆盘式分级机与粉

5、碎过程连用。圆盘式分级机特点n特点将粉碎与分级紧密地结合于一体，并构成闭路循环，结构紧凑，效率高。对于某些物料，虽经多次循环粉碎，仍有一部分粗颗粒存在，在连续生产过程中，这些粗颗粒（或杂质）愈积愈多，由于是封闭循环，无法及时排出机外，因此将影响产品的质量及系统的粉碎与分级效率及效果。带分级锥的分级机结构与原理n结构：它由分配锥、分级锥和分级室等主要部件组成。 n分级原理：被分级的粉体由气流携带从进料口进入分级机内，首先粉料被高速旋转的分配锥分散并均匀向下运动进入分级室。在分级室内，粉料同时受到分级锥高速旋转所产生的离心力及从中心孔进入二次风产生的吸引力作用，粗粒被抛射向周边并继续下旋从底部粗粉

6、出口排出；细粉粒则在二次空气吸引下从轴中心孔细粉出口排出。该机的分级点为550m。叶轮式分级机n 该机由旋转轴、分级叶轮、气流分配锥体、环行体、壳体、入风口、进料口、细料排出口及粗料排出口等部分组成。 分级原理及工作过程 n被分级粉料在气流的作用下，通过进料管8从下向上进入分级腔，在上升过程中，粉料受到二次风的“风筛”作用，使粗粉中夹杂的细粉被分离，使细粉继续随气流上升，在分配锥处，由于分配锥高速旋转，上升的粉料被分散并均匀分配向四周运动。当粉料到达叶轮分级区时，由于叶轮高速旋转产生一强大的离心力场，此时粉料既受到向上气流和分级机后部抽风机所产生的向心力作用，同时又受到叶轮旋转所产生的离心力的

7、作用。此时，粗颗粒因受到的离心力大于向心力的作用，则就会被甩向筒壁且沿桶壁向下运动，经粗粒出口排出。而细粒则因受到的向心力大于离心力，则从叶轮缝隙中随气流经细粒出口排出，并经后工序的收集器收集。分级原理及工作过程n当粉体某一粒径颗粒所受到的气流的向心力和转子作用的离心力达到平衡时，该颗粒有50的可能性进入转子的叶轮缝隙而排出，这就是理论上的临界分级点。分级粒径的大小，即最终获得细粉粒径的大小取决于临界分级点的设计。影响临界分级点大小的主要因素有：分级叶轮的直径、转速、上升气流的速度及抽风机的吸力，以及被分级产品的比重和分散性等。研究及生产实践证明，当机型及分级物料一定时，起决定作用的是分级叶轮

8、的转速。转速越高，分级粒径越小，因而获得的产品更细。但随之带来了分级机的生产能力下降，为此必须增大叶轮的直径以弥补产量的下降。据报道，目前国外分级机的最高转速已超过1000r/min。垂直流型重力分级器n空气向上流动，沉降速度小于流体速度的颗粒，则随空气带出。沉降速度大于流体速度的颗粒，则沉降到底部的颗粒收集器，因而也实现了粒径不同的粒子的分级。 “之”型重力分级器n分级器由曲曲折折的“之”型方筒构成。两相流每转折一次，撞击器壁，使颗粒重新分散，大颗粒因撞击器壁后失去向上运动的动能而沿器壁下滑，较细颗粒则随气流继续上升，因而使粒径大小不同的颗粒实现了分级。只适用于颗粒较大的粒子分级。旋流分级机

9、n利用离心力场使得粗细颗粒分离。粗颗粒沿分离器锥形内壁向下旋转下沉至下出料口排出，细颗粒由于向心力底作用向分离器中心集中并随气流上升从上出口排出。 三、湿式分级n特点n重力湿式分级机n水力旋流机特点n微细颗粒在液体中易分散，分级精度高；n沉降速度小，现象变化迟缓，分级范围狭窄；n以稀料浆状态处理，供料输送等操作方便；n分级产物为湿状，为制得干粉要有干燥过程，往往形成干燥固结；n因沉降速度小，单位面积产量低；n对于可溶解于分散介质的物质和易变质的物质不适合。重力湿式分级机n图7.27(a)主要用于高级颜料、研磨材料等分级。图7.27（b）主要用于矿山、土木工程中，用以除去粗粒子和洗净。水力旋流机n基本原理：只有压入式，旋流分级机效率高（尤其对超细粉），依靠离心力对物料进行分级。乳浊液由进料管切线方向进入分级器圆形部分，形成旋流。下层为下旋流，内层为上旋流。下旋流中的粗颗粒在离心力作用下向分级器内壁方向运动的同时被下旋流集聚到分级器下出口，形成底流浓浆排出