学习情境2 粉碎和筛分设备

第四章粉碎和筛分生物医药系101班本章学习目的：----------------------------------------------

1.了解粉碎的基本概念和粉碎的基本方法。

2.掌握主要类型的破碎机、粉碎机的结构和工作原理。

3.掌握主要类型的筛分设备和工作原理。

案例引入废旧轮胎胶粉设备

→废旧轮胎胶粉设备工艺设备组成由废旧轮胎分解设备胶粉粉碎筛分磁选输送机组。

分解设备

先将轮胎加工成3.5厘米见方的小块粉碎机组（XKP400/450/560型）

对胶块进行破碎研磨得到钢丝混杂的胶粉、胶粒辅机设备由主振动筛，块料输送机，胶粉分选振动筛，粉料输送机；钢丝与胶粉磁选分离机等组成，配合主机完成整个工艺流程机组由主机(破胶机)+辅机两部分构成粉碎机组（XKP400/450/560型）

对胶块进行破碎研磨得到钢丝混杂的胶粉、胶粒主机(破胶机)为整机设备：主要用于橡胶块研磨制粉，本机辊筒采用合金冷硬铸铁，表面坚硬耐磨，后辊为沟槽辊，内腔加工，使辊面温度均匀；胶粉筛分磁选输送机组

将钢丝与胎胶分离彻底。设备名称数量说明主机破胶机1XKP400型/XKP450型/XKP560型

辅机切圈机1将轮胎一侧与胎顶连接处进刀并切开切条机1将切掉胎侧的轮胎切成条状，轮胎圈口保留切块机1将切成条状的轮胎切成3.5厘米见方的块状主振动筛1将胶粉进行第一次分选（5—10目）输送机1用于输送没有达到目数要求的胶粉返回主机继续破碎胶粉分选筛1将胶粉的成品进行分选（10—40目）磁选机组1套将胶粉中的金属钢丝进行提取分离备注

以上设备为整套废旧轮胎胶粉设备圈口钢丝分离机专用与提取轮胎圈口内的钢丝精细磨粉机将胶粉进行进一步深加工至40-100目粉碎涵义

粉碎是把大粒度物料利用破碎机或磨碎机来破碎或磨碎至较细粒度的过程。

粉碎的目的：

（1）增加反应速率：物料粉碎后，其与周围介质接触面积增大，增加反应速率，能缩短产品生产时间。（2）均化混合：混合物料所用的各种原料的粒度愈小，混合的均匀度愈高。为了使几种物料能均匀地混合，必须将其粉碎，也可增加固体物料在液体介质中的稳定性，如制作各

种涂料、化妆品等。（3）制取所需粒度的产品：有些物料的粒度太大，难以为人们所利用，如成块状的洗衣粉等，通过粉碎操作才能得到大小相同、粒度相近的产品。

（4）某些工艺的需要：由原料得到产品，要经过—系列的工艺过程，有时需要将原料

破碎成细小颗粒，才能进行下一步加工。（5）提高流动性：固体粉粒状原料可以利用空气使其流态化，用以进行气力输送。此种情况下，气力输送优于机械输送，它便于操作的连续化和自动化。因粉碎后的物料粒度变

小且大小相近，故流动性大为增加。（6）便于干燥、易于溶解：物料经粉碎后，其表面积大为增加，使干燥和溶解的速度大大提高。

研磨和破碎在精细化工生产中常用研磨设备和破碎设备对固体物料进行粉碎，两者在工作原理上是相同的，只是被处理物料有所不同。破碎设备是对>3mm的固体物料进行粉碎.研磨设备一般对膏体或粘稠液体中的固体颗粒，通过研磨设备使之粉碎，更好的得以分散，如涂料生产中的砂磨机，雪花膏生产中的研磨机等，在研磨过程还有使几种物料进行调配、混合均匀的作用。粉碎物料尺寸大小可以分为：粗碎段（直径为100－200mm）中碎段（直径为20－70mm）细碎段（直径为3－20mm）磨碎段：磨碎段有时还分为：

粗磨段（直径为0.1－0.3mm）细磨段（直径为0.06－0.1mm）超细磨（直径为0.004－0.02mm）。物料每经过一次破碎机或磨碎机称为一个破碎段.适用粗碎段、中碎段和细碎段的机械设备主要有颚式、旋回、圆锥、辊式、冲击式、锤式等破碎机。适用磨碎段的机械设备主要有各种球磨机、棒磨机、搅拌磨机、砂磨机和震动磨等粉磨设备。

粉碎物料粒度：粗碎机、中碎机、微粉碎机和超微粉碎机；粉碎机的结构：锤片式、爪式、盘式和对辊式（常见）

粉碎机分类粗碎粉碎机中碎粉碎机微粉碎机超微粉碎机锤片式粉碎机颚式粉碎机对辊式粉碎机爪式粉碎机

粉碎方法1、压碎

2、劈碎（切碎）

3、弯曲折断

4、击碎

5、磨碎

物料粉碎粒度的测定1.目是指每平方英吋筛网上的空眼数目，50目就是指每平方英吋上的孔眼是50个，500目就是500个，目数越高，孔眼越多。除了表示筛网的孔眼外，它同时用于表示能够通过筛网的粒子的粒径，目数越高，粒径越小。

目数(mesh)微米(μm)目数(mesh)微米(μm)目数(mesh)微米(μm)

2

8000

100

150

3

6700

115

125

4

4750

120

120

6

3350

130

113

7

2800

140

109

8

2360

150

106

10

1700

160

96

12

1400

170

90

14

1180

175

86

16

1000

180

80

18

880

200

75

20

830

230

62

24

700

240

61

28

600

250

58

目数(mesh)微米(μm)目数(mesh)微米(μm)30

550

270

53

32

500

300

48

35

425

325

45

40

380

400

38

42

355

500

25

45

325

600

23

48

300

800

18

50

270

1000

13

60

250

1340

10

65

230

2000

6.5

70

212

5000

2.6

80

180

8000

1.6.90

160

10000

1.3粉碎基本工艺

1、开路粉碎工艺流程

2、预先筛分的粉碎工艺流程

3、闭路粉碎工艺流程

4、兼有预先分级和检查分级的粉碎工艺流程

5、将预先筛粉（或分级）同检查分级合并的粉碎工艺流程

6、对粉碎产品两次分级的工艺流程第一节破碎机械设备破碎机械设备

一、颚式破碎机二、冲击式破碎机三、圆锥破碎机四、辊式破碎机一、颚式破碎机1、颚式破碎机的组成

定颚、动颚、偏心轴、推力板、拉杆、楔铁、调节螺栓及机架等。2、工作过程3、主要工作部件(1)机架

(2)破碎部分

(3)传动机构

(4)保险装置4、性能及应用

1、送入固定颚和动颚之间（破碎腔）的物料，当动颚向左运动时受到其压挤而破碎；2、当动颚向右运动时物料靠自重向下运动，动颚每一个摆动周期，物料受到一次压挤作用并向下排送一段距离，从给入破碎腔开始，通常共受到三、四次以上的压碎作用后，排出机外。简摆式颚式破碎机二、冲击式破碎机

冲击式破碎机主要有以下三种,它们是以锤片或齿爪在高速回转运动时产生的冲击力来粉碎物料.

1.锤式破碎机:用途广.效率高.易控制产品粒度.无空转损伤.

2.齿爪式破碎机:结构简单.生产率较高.耗能较低.但通用性小.

3.反击式破碎机:破碎比大.效率高.结构简单.制造容易.操作方便.适应性强.能选择性破碎.设备重量轻,缺点是打击板和反击板易磨损.运转时噪音和粉尘比较大.

（一）锤式粉碎机

1、组成：进料斗、转子、销链在转子上的锤片、筛片

2、工作过程：高速旋转的锤片对落入筛面与锤片之间的物料产生强烈的冲击.挤压和摩擦作用,物料被逐渐粉碎.

3、主要工作部件：锤片—通常用高锰钢或其它合金钢等制造.

单转子锤式破碎机

（a）不可逆式（b）可逆式锤子的形状锤片线速度：80~90m/s60~128m/s锤片长度：

120、140、

180、200mm锤片宽度：

40、50、60mm锤片厚度：

2、5、8mm

实验室用锤片式粉碎机型号CWF1801CWF2501CWF4002产品细度

难加工：50~400目50~400目50~400目

易加工：

≤

40目≤

40目≤40目生产能力（kg/h）30~8050~150150~400

4mm325目44m

（二）爪式粉碎机爪式粉碎机主要由进料斗1、动齿盘转子10、定齿盘5、圆环形筛网6、主轴8、出料管7等组成

物料由装在机盖中心的人料管3喂入时，受到动、定齿和筛片的冲击、碰撞、摩擦及挤压作用而被粉碎。（三）反击式破碎机反击式破碎机工作原理图

反击式破碎机是冲击式破碎机之一。它利用扳锤的高速冲击动能，使物料在自由状念下沿具脆弱面（如自然裂纹、节理面、层理面等分子结合力较弱的结合面）破碎，因此可获得较为随意的破碎效果。而通常采用的破碎机，则利用挤压、剪切或研磨等方法进行破碎，在破碎过程中有相当一部分能量转化为热量而消耗掉，因此往往达不到理想的粉碎效果。PF－2030反击式破碎机组合式反击破碎机

烘干式反击破碎机

三、圆锥破碎机一、组成：

动锥、定锥、主轴、传动轴、偏心衬套、横梁及机架等二、工作过程:

物料从上部给料口进入破碎腔,动锥主轴的中心线以偏心距绕轴旋转,使动锥周期性的靠拢或离开固定锥面,从而使物料受挤压和弯曲作用而破碎.三、特点

与颚式破碎机相似之处，都是施加挤压力，破碎后自由卸料。而圆锥破碎机的工作过程是连续进行的，物料在弯曲力和剪切力的作用下破碎，故生产能力高，能耗较低。

液压园锥破碎机示意图园锥破碎机的类型（a）圆锥式破碎机（b）旋回式破碎机

图4－10圆锥破碎机的类型（a）固定轴式圆锥破碎机（b）悬挂式圆锥破碎机圆锥破碎机的类型

（a）惯性圆锥破碎机（b）惯性圆锥破碎机

（c）惯性圆锥破碎机（d）惯性圆锥破碎机（d）振动圆锥破碎机

图4-22

1200/180mm旋回破碎机

1、机架；2、定锥；3、衬板；4、横梁；5、主轴；6、调节螺母；7、锥形压套；8、衬套；9、支撑环；10、楔形键；11、衬套；12—顶罩；13、动锥；14、偏心衬套；15、中心套筒；16、大圆锥齿轮；17、小圆锥齿轮；18、传动轴；19、进料口

四辊式破碎机一、组成

辊子、固定轴承、活动轴承、弹簧、进料斗、皮带轮及机架等二、工作过程

物料经料斗给入两个辊子之间,物料受辊子与物料之间的磨擦力作用,而被带入两个辊子之间,受挤压而破碎,自下部排出.三、特点

结构简单、造价低廉、调整粉碎比方便，可以粉碎粘湿的物料，广泛用于日化工业，如粉碎洗衣粉生产中疙瘩粉的粉碎，且可对较硬和较软的物料进行粉碎。

双辊破碎机

1、机座；

2.活动轴承

3、固定轴承

4、皮带轮；

5、弹簧；

6、进料器；

7、辊子4－15单辊破碎机1－破碎辊；2－齿板；3－心轴；4－支撑座；5－弹簧；6－机座

第二节粉磨机械设备破碎机破碎得到的粉体直径都比较大（＞3mm），在精细化工生产中只能做一个初级原料来使用，精细化工产品中的粉体直径绝大部分都要小于3mm，对于这些粉体则需要粉磨设备来进一步进行研磨粉碎

一球磨机

1、组成：

筒体、端盖、轴承、大齿圈、小齿轮、衬板、研磨介质（钢球或棒）、电动机、传动装置及机架等

2、主要工作部件：

（1）、筒体,（2）、研磨介质

3、工作过程：

当磨机转动时,研磨体由于离心力作用附在筒体衬板表面,当被带到一定高度时,在研磨体本身的重力作用下抛射体一样落下,冲击筒体内的物料,在磨机回转过程中,研磨体还以滑动和滚动的形式研磨物料.球磨机实物图球磨机的工作原理与外形图

名词---临界转速:球磨机中的最外层球刚好随筒体一齐旋转而不下落时，这时的球磨机转速称为临界转速

例:某矿厂对十一个系列3200mm×3100mm球磨机转速进行长期工业规模对比试验的结果是：在充填率保持44%~48%的条件下，球磨机转速由18r/min（转速率为74.3%）提高到19.8r/min（转速率为81.72%）后，全厂年处理矿量增加了4.58万T，图4－17球磨机转速不同时研磨体的运动状态球磨机基本上都由进料装置、支承装置、回转部分、卸料装置和传动装置5个部分组成

1．筒体2．衬板3．隔仓板4．主轴承5．进料装置6．卸料装置7．研磨体中卸带烘干的球磨机图4－19进料装置

（a）溜管进料（b）螺旋进料图4－20卸料装置（a）边缘卸料（b）中间卸料

行星式球磨机

工作原理:在同一转盘上装有四个球磨罐,当转盘转动时,球磨罐在转盘上绕轴公转的同时,又绕自身轴心自转作行星式运动,罐中磨球在高速运动中相互碰撞研磨和混合样品.二、砂磨机砂磨机又称珠磨机，广泛地应用于涂料、染料、油墨、化妆品、感光材料、医药等行业，主要用来研磨含有固体粉料的粘稠的液态物质。目前采用的研磨体则有很多种类和材质，包括：铁素合金、玻璃、陶瓷、氧化锆、纯锆等。图4－22砂磨机工作原理图1－筒体；2－轴；3－分散盘；4－玻璃珠等立式砂磨机

1.盖;2.物料入口

3.搅拌轴;4.分散园盘;5.研磨容器;6.夹套;7.冷却水进出口;8.物料出口管;9.伸入式园筒筛;10.机械密封;11.电动机;12.密封液进口;13.密封液出口;14.压力罐;15.机座;16.V带轮;17.液力耦合器.卧式砂磨机1.盖;2.物料入口;3.搅拌轴;4.分散园盘;5.研磨容器;6.夹套;7.冷却水进出口;8.物料出口管;9.伸入式园筒筛;10.机械密封;11.电动机;12.密封液进口;13.密封液出口;14.压力罐;15.机座;16.V带轮;17.液力耦合器.立式砂磨机及工作原理常用的类型（a）立式砂磨机（b）卧式砂磨机（c）蓝式砂磨机

篮式研磨机的原理篮式研磨机是一种湿法研磨机，广泛应用于涂料、油墨、色浆、染料等行业，工作原理为自吸叶轮高速吸料→研磨篮内极细的研磨→分散盘高速旋转产生分散、混合、循环效应→由此形成吸料、研磨、出料的高效率循环，解决了物料翻动的难题，避免循环死角，短时间内可得到出色的研磨效果。适用于小批量生产(换色容易)，预分散和研磨可在一个漆浆罐内完成。主轴可以调速，运转平稳，噪音小，附属设备少，清洗方便，更换研磨介质容易

三、振动磨它属于超微粉碎的高新技术设备

1、组成：筒体、主轴、轴承、弹簧、挠性轴套、偏心重锤、电动机等

2、工作原理：

在高频振动、循环运动（公转）和自转运动三种运动作用下，研磨体之间，研磨体与筒体内壁之间产生剧烈冲击，摩檫和剪切等作用力，从而在短时内将物料颗粒研磨成超微粒子。/u/vw/7284649图4－25单筒式振动磨结构图与外形1－电动机座；2－联轴器；3－主轴；4－偏心重块；5－轴承；6－筒体；7－支撑弹簧图4－26振动磨机中的介质运动静止介质运动干燥物料投入连续运转振动磨机示意图四、气流磨气流磨机（又称流能磨机）是利用高速气流（300－1200m/s）喷出时形成的强烈多相紊流场使其中的颗粒自撞、摩擦或与设备内壁碰撞、摩擦而引起颗粒粉碎,而颗粒之间碰撞的频率远高于颗粒与器壁的碰撞,因此气流磨机中的主要粉碎作用是以颗粒之间的冲击碰撞为主的一种超细粉碎设备。

气流式超微粉碎机的特点：

1、粉碎比大，产品平均粒径<5m；

2、结构紧凑、磨损小、易维修、耗能大；

3、粗细分离，可保证产品粒度均匀；

4、对热敏性物料的超微粉碎有利；

5、容易实现多个单元联合操作；

6、容易实现无菌操作。图4－28扁平式气流磨机1一次分级腔；2－进料口；3－加料喷射器；4－混合室；5－文丘里管；6－粉碎喷嘴；7－粉碎腔；8－上升管；9－回料通道；10－二次分级腔；11－产品出口图4－29循环管式气流磨机与外形图环形喷射式气流粉碎机流态化逆向喷射气流磨机图4－301－螺旋加料器；2－粉碎室；3－分级叶轮；4－空气环形管；5－喷嘴圆盘式气流粉碎机对喷式气流粉碎机五、搅拌磨机搅拌磨机是由一个静置的内填小直径研磨介质的筒体和一个搅拌装置组成，通过搅拌装置搅动研磨介质产生摩擦、剪切和冲击粉碎物料的一种超细粉碎设备。在搅拌磨机中,研磨介质不像球磨机那样做有规则的整体运动,而是做无规则运动,这种不规则运动对物料产生三种作用力:冲击力.摩擦力.剪切力.

搅拌磨机具有如下优点：（1）产品可以磨至1μm以内；（2）能量利用率高；（3）产品粒度容易调节；（4）振动小、噪声低；（5）结构简单、操作容易。搅拌磨机的类型

间歇式搅拌磨循环式搅拌磨连续式搅拌磨

搅拌磨的外型示意图(循环式搅拌磨)(循环式搅拌磨)搅拌器的类型

图4－33实验室用搅拌磨机1－研磨介质；2－磨筒；3－分散盘；4－电机；5－支架；6－托架；7－立架；8－底盘第三节筛分分级机械设备

筛分的定义和作用

用筛面将颗粒大小不同的物料分成若干级别的操作称为筛分。

作用：①控制物料的粒度②除去杂质，净化原料③作为粉碎机械的辅助设备筛面和筛制

编织筛。冲孔筛、栅条筛等,固定筛摆动筛振动筛圆筒筛一、筛面板筛编织筛栅筛

编织筛二、固定筛三、摆动筛四、振动筛圆运动振动筛

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