專利名稱：提高機械沖擊式粉碎機粉碎效率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高機械沖擊式粉碎機粉碎效率的方法。
背景技術(shù)：
機械沖擊式粉碎機是利用圍繞水平或垂直軸高速旋轉(zhuǎn)子上的沖擊元件(棒、葉片、錘頭等)對物料施以激烈的沖擊，并使其與定子之間以及物料之間產(chǎn)生高頻的強力沖擊、剪切等作用而粉碎的設(shè)備。機械沖擊式粉碎機通常只能將固體物料顆粒破碎至10微米級大小，隨著固體物料顆粒被破碎的愈小，由于大氣壓壓力對固體顆粒的阻擋分離作用，固體顆粒之間的氣膜產(chǎn)生的潤滑緩沖作用，以及固體顆粒運動時受到的空氣阻力作用，造成機械破碎的效率迅速降低，能量消耗急劇增加，當(dāng)機械沖擊式粉碎機將固體物料顆粒破碎至10微米級大小時，由于10微米級大小的物料顆粒已經(jīng)可以在空氣中隨氣流作飄浮運動，在空氣阻力的作用下，高速旋轉(zhuǎn)子傳遞給在空氣中可作飄浮運動物料顆粒的能量絕大部分將被空氣吸收，物料顆粒只能隨著空氣的流動作飄浮運動，無論高速轉(zhuǎn)子怎樣對物料顆粒施以激烈沖擊，作飄浮運動的物料顆粒也不可能發(fā)生破碎。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種破碎效率高，能量消耗低，粉碎物料回收率高，對回收粉碎物料裝置的投資可明顯降低的提高機械沖擊式粉碎機粉碎效率的方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種提高機械沖擊式粉碎機粉碎效率的方法，它是對機械沖擊式粉碎機的粉碎室進行密封處理，利用排氣裝置對機械沖擊式粉碎機粉碎室抽真空，使粉碎室處于真空狀態(tài)，所述粉碎室中的絕對大氣壓壓強小于0.07MPa，利用螺桿輸送裝置將顆粒狀物料輸送至粉碎室進行粉碎。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述顆粒狀物料的直徑小于5mm，所述排氣裝置設(shè)置在出料管路上，所述粉碎室中的絕對大氣壓壓強為0.05——0.001MPa。
作為本發(fā)明的更進一步改進，所述粉碎室中的絕對大氣壓壓強為0.02——0.004MPa。
本發(fā)明的提高機械沖擊式粉碎機粉碎效率的方法，由于利用排氣裝置對機械沖擊式粉碎機粉碎室抽真空，避免了高速旋轉(zhuǎn)子傳遞給可在空氣中作飄浮運動物料顆粒的能量被空氣吸收，使物料顆粒能在粉碎室中作高速直線運動，又避免了大氣壓壓力的阻擋分離作用，令固體顆粒之間的氣膜產(chǎn)生的潤滑緩沖作用趨于消失，顆粒之間相對運動時更容易發(fā)生干摩擦，物料在外界作用下更容易發(fā)生破碎，使物料顆粒相互之間發(fā)生碰撞的幾率增大，故本發(fā)明的提高機械沖擊式粉碎機粉碎效率的方法具有節(jié)約能源，破碎效率高的特點；降低粉碎室中的大氣壓壓強，還可以使較粗大的物料顆粒不會被氣流帶出粉碎室，只有那些已經(jīng)被粉碎成很細(xì)小的顆粒才有可能被低氣壓氣流帶出粉碎室；此外，由于減少了粉碎室中的空氣排出量，使得粉碎物料回收率大幅度提高，對回收粉碎物料裝置的投資可明顯降低。
下面對本發(fā)明的提高機械沖擊式粉碎機粉碎效率的方法作進一步詳細(xì)地說明。
具體實施例方式
本發(fā)明的提高機械沖擊式粉碎機粉碎效率的方法，它是對機械沖擊式粉碎機的粉碎室進行密封處理，利用排氣裝置對機械沖擊式粉碎機粉碎室抽真空，使粉碎室處于真空狀態(tài)，所述排氣裝置設(shè)置在出料管路上，所述粉碎室中的絕對大氣壓壓強小于0.07MPa，利用螺桿輸送裝置將顆粒狀物料輸送至粉碎室進行粉碎，所述顆粒狀物料的直徑小于5mm。
所述粉碎室中的絕對大氣壓壓強也可以為0.05——0.001MPa。
所述粉碎室中的絕對大氣壓壓強也可以為0.02——0.004MPa。
眾所周知，一塊石頭可以被我們?nèi)猿鋈ズ苓h(yuǎn)，而同質(zhì)量的一包粉塵則很難被拋的很遠(yuǎn)，這是由于空氣的阻力作用造成的，因此，高能粒子加速器的加速管只有在高真空狀態(tài)才能使基本粒子高速通過，因為高速運動的粒子質(zhì)量愈小，受空氣阻力作用的影響就愈大。當(dāng)機械沖擊式粉碎機將固體物料顆粒破碎至10微米級大小時，由于10微米級大小的物料顆粒已經(jīng)可以在空氣中作飄浮運動，在空氣中懸浮的物料顆粒受到高速旋轉(zhuǎn)子上的沖擊元件作用時，由于空氣的阻力作用，高速旋轉(zhuǎn)子傳遞給在空氣中可作飄浮運動物料顆粒的能量絕大部分將被空氣吸收。固體物料顆粒愈小，就愈象飄浮在空氣中的灰塵，只能隨著空氣的流動作飄浮運動，無論高速轉(zhuǎn)子怎樣對物料顆粒施以激烈沖擊，由于空氣的低粘度和高流動性，作飄浮運動的物料顆粒也不可能發(fā)生破碎，其結(jié)果是不僅浪費了大量的電力，而且極大地降低了生產(chǎn)效率。
有一種觀點認(rèn)為機械破碎的效率在固體物料顆粒愈小時迅速降低，是因為物料顆粒愈小時其晶格缺陷也相應(yīng)減少，每一個物料顆粒的晶體都趨于完美化，物料顆粒的抗壓、抗拉強度也相應(yīng)提高，造成機械破碎的效率迅速降低。但事實上，物料顆粒的晶體即使是趨于完美化，如果物料顆粒受到的外界作用大于其抗壓、抗拉強度，物料顆粒也會產(chǎn)生新的晶格缺陷，并發(fā)生破碎。物料顆粒愈小固然可使其晶體缺陷相應(yīng)減少，但同時也使其抗壓、抗拉截面積大為減少，物料顆粒的抗壓、抗拉強度不可能會隨著物料顆粒愈小而完全成正比地提高，因為材料的抗壓、抗拉強度并不是與其受力截面積成反比。既然機械破碎裝置能夠使物料顆粒在較大粒度的情況下發(fā)生破碎，如果物料顆粒的運動速度不發(fā)生變化，物料顆粒在較小粒度的情況下也應(yīng)能夠發(fā)生破碎。本發(fā)明人認(rèn)為機械破碎的效率在固體物料顆粒愈小時迅速降低，主要是因為物料顆粒質(zhì)量愈小，受空氣阻力作用的影響就愈大，由于空氣的阻力作用，高速旋轉(zhuǎn)子傳遞給在空氣中可做飄浮運動物料顆粒的能量絕大部分被空氣吸收，機械破碎的效率在固體物料顆粒愈小時自然會迅速降低。
當(dāng)你隨手從桌子上端起水杯的時候，不知道你是否意識到，端起水杯也需要克服大氣壓的壓強產(chǎn)生的壓力作用，其壓力值與水杯和桌子接觸點的面積成正比。僅僅是由于水杯和桌子之間空氣無法進入的接觸點的面積微不足道，所以我們才能輕易地拿起杯子，不用考慮大氣壓的影響。
大體積的固體物料在斷裂面上的接觸面積，就象水杯和桌子之間空氣無法進入的接觸點的面積一樣微不足道，所以也沒有人利用抽真空來減少破碎大體積的固體物料時大氣壓產(chǎn)生的壓力作用。但是，當(dāng)物料的顆粒度從毫米數(shù)量級被破碎至微米數(shù)量級或納米數(shù)量級時，每單位重量物料需要斷開的面積對應(yīng)于微米數(shù)量級將增加100萬倍，對應(yīng)于納米數(shù)量級時更高，在常溫常壓狀態(tài)下，就意味著繼續(xù)破碎一立方米微米數(shù)量級物料，會受到一千噸數(shù)量級的氣體壓力作用阻擋物料繼續(xù)分離。
由于待破碎斷裂面處于密封狀態(tài)，空氣不能進入待破碎斷裂面上，在固體發(fā)生形變的整個過程中，都需克服大氣壓產(chǎn)生的阻擋顆粒分離的壓力作用。單位重量物料的表面積非常大時，意味著破碎需克服的大氣壓壓強產(chǎn)生的壓力也非常巨大。如果固體在破碎過程中發(fā)生形變的量值也較大，則僅僅由大氣壓產(chǎn)生的阻擋顆粒分離的壓力作用造成的能耗就會更高。
氣體壓強對固體物料的分離的影響，還可從固體升華的過程分析看出。試驗表明在三相點以下任何溫度，當(dāng)壓力降低到小于平衡蒸汽壓時，固體就會升華。升華是固體晶體被破碎為分子的過程，升華的本質(zhì)也是一種固體破碎。因此，在真空狀態(tài)下將使固體晶體趨于疏松，更易發(fā)生分解(或稱升華)。
利用機械原理破碎固體物料時，固體顆粒之間的氣體會在顆粒相互摩擦或碰撞時產(chǎn)生一種彈性膜的潤滑緩沖作用，降低機械破碎的效率。令破碎工序在真空狀態(tài)下進行，固體顆粒之間的氣膜產(chǎn)生的潤滑緩沖作用會趨于消失，使顆粒之間相對運動時更容易發(fā)生干摩擦，造成固體顆粒發(fā)生破碎。
在機械破碎過程中，大量的待破碎顆粒由于受到的外力作用小于使物料分離的作用，造成在破碎過程中僅僅發(fā)生顆粒位移，而不發(fā)生顆粒破碎，白白消耗大量的能量。毫無疑問，如果沒有氣體阻擋物料繼續(xù)分離的壓力作用，待破碎顆粒受到的外力作用時發(fā)生破碎的幾率就要高的多。因此，可以認(rèn)為氣體阻擋物料繼續(xù)分離的壓力作用使機械破碎的效率在顆粒度為微米數(shù)量級時開始大為降低。
既然大氣壓壓強對大量細(xì)小的顆?？僧a(chǎn)生總量非常巨大的阻擋分離作用，使分子之間趨于緊密，在生產(chǎn)超細(xì)物料顆粒時，利用排氣裝置令破碎工序在大氣壓壓強較低的狀態(tài)下進行，就避免了大氣壓壓力的阻擋分離作用，還可令固體顆粒之間的氣膜產(chǎn)生的潤滑緩沖作用趨于消失，顆粒之間相對運動時更容易發(fā)生干摩擦，使物料在外界作用下更容易發(fā)生破碎，從而可提高破碎效率，并將產(chǎn)生巨大的節(jié)能效果。
降低粉碎室中的大氣壓壓強，還可以使較粗大的物料顆粒不會被氣流帶出粉碎室，只有那些已經(jīng)被粉碎成很細(xì)小的顆粒才有可能被低氣壓氣流帶出粉碎室，并被回收粉碎物料裝置回收。
本發(fā)明的提高機械沖擊式粉碎機粉碎效率的方法，由于利用排氣裝置對機械沖擊式粉碎機粉碎室抽真空，避免了高速旋轉(zhuǎn)子傳遞給可在空氣中作飄浮運動物料顆粒的能量被空氣吸收，使物料顆粒能在粉碎室中作高速直線運動，又避免了大氣壓壓力的阻擋分離作用，令固體顆粒之間的氣膜產(chǎn)生的潤滑緩沖作用趨于消失，顆粒之間相對運動時更容易發(fā)生干摩擦，物料在外界作用下更容易發(fā)生破碎，使物料顆粒相互之間發(fā)生碰撞的幾率增大，故本發(fā)明的提高機械沖擊式粉碎機粉碎效率的方法具有節(jié)約能源，破碎效率高的特點。此外，由于減少了粉碎室中的空氣排出量，使得粉碎物料回收率大幅度提高，對回收粉碎物料裝置的投資可明顯降低。
權(quán)利要求
1.提高機械沖擊式粉碎機粉碎效率的方法，其特征在于它是對機械沖擊式粉碎機的粉碎室進行密封處理，利用排氣裝置對機械沖擊式粉碎機粉碎室抽真空，使粉碎室處于真空狀態(tài)，所述粉碎室中的絕對大氣壓壓強小于0.07MPa，利用螺桿輸送裝置將顆粒狀物料輸送至粉碎室進行粉碎。
2.按照權(quán)利要求1所述的提高機械沖擊式粉碎機粉碎效率的方法，其特征在于所述顆粒狀物料的直徑小于5mm，所述排氣裝置設(shè)置在出料管路上，所述粉碎室中的絕對大氣壓壓強為0.05——0.001MPa。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的提高機械沖擊式粉碎機粉碎效率的方法，其特征在于所述粉碎室中的絕對大氣壓壓強為0.02——0.004MPa。
全文摘要
一種提高機械沖擊式粉碎機粉碎效率的方法,它是對機械沖擊式粉碎機的粉碎室進行密封處理,利用排氣裝置對機械沖擊式粉碎機粉碎室抽真空,使粉碎室處于真空狀態(tài),所述粉碎室中的絕對大氣壓壓強小于0.07MPa。由于利用排氣裝置將機械沖擊式粉碎機粉碎室中的空氣排出,避免了物料顆粒作飄浮運動,使物料顆粒能在粉碎室中作高速直線運動,避免了大氣壓壓力的阻擋分離作用,顆粒之間相對運動時更容易發(fā)生干摩擦,物料在外界作用下更容易發(fā)生破碎,還減少了粉碎室中的空氣排出量。其目的是提供一種破碎效率高,能量消耗低,粉碎物料回收率高,對回收粉碎物料裝置的投資可明顯降低的提高機械沖擊式粉碎機粉碎效率的方法。
文檔編號B02C13/288GK1387956SQ0212557
公開日2003年1月1日 申請日期2002年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月22日
發(fā)明者馬龍 申請人:馬龍