Dyno-mill ECM戴諾磨

在研磨界中，早期的研磨機能量分布差，經(jīng)重新設計的分散盤，研磨區(qū)將至少增加3倍， 這將減少回混，提高工作效率。 人們?nèi)諠u意識到，要注重質(zhì)量和保護環(huán)境且生產(chǎn)要趨向合理化，以致對研磨和分散技術的要求也大大增加，從而引發(fā)設計上的根本變化。有現(xiàn)行的工序需要在各方面進行優(yōu)化。新產(chǎn)品技術均要求高效率的生產(chǎn)程序及設備。 為了達到這些要求，新的研磨和分散概念的發(fā)展是必需的。目前的主要任務是，除了優(yōu)化循環(huán)式和一般通道式工藝外，還要發(fā)展高效率的管道式工藝。 在這些工藝中，循環(huán)式工藝需要很高的流量，而且保養(yǎng)和清洗要盡量簡化。與此同時，輸入的能量，需有效率地轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚⒆饔�。隨著高效率循環(huán)式研磨機 ECM的發(fā)展，它的核心部分是戴諾加速器，在漫長的改進道路上，瑞士華寶WAB公司已踏出重要的一步。

循環(huán)式工藝

在循環(huán)式工藝中，產(chǎn)品被輸送至研磨缸后回流到原來的儲存缸，和未經(jīng)處理的材料混合，直至達到所需的質(zhì)量為止。這個工藝適用于使用普通道式操作時須反復多次研磨的物料。 通過循環(huán)操作，技術設備和清洗工作的費用將大大減少。然而，這個工藝的效率依靠高流量，以保證在一定的時間內(nèi)得到某一數(shù)量的循環(huán)次數(shù)。 在高效率的管道工藝中，某些產(chǎn)品的分散要求較低，在這種情況下，研磨機的生產(chǎn)能力是由其它的最大流量限制。高質(zhì)量產(chǎn)品需要快速磨多幾遍，這叫做鐘擺式工藝。在這種情況下，流量經(jīng)常由粘度限制。 拌珠磨機在市場上為人熟悉，可用來進行連續(xù)操作。它有一個臥式圓柱形研磨缸，攪拌軸上裝有一些攪拌元件，它們是帶開口的扁平分散盤。研磨缸內(nèi)放入形狀大小均勻的研磨珠（0.3～3mm）至85%左右，這些研磨珠被轉(zhuǎn)動的分散盤帶動。 在循環(huán)式和高效率的通道式的工藝中，研磨介質(zhì)會被材料的強大物流推至出口處，且研磨介質(zhì)會堆積在分離裝置處。 研磨缸出口處的壓力，產(chǎn)品溫度和出口附近機械磨損的增加，都是由研磨介質(zhì)的撓度引起的。攪拌分散盤上的循環(huán)基孔可以部分卸荷，但會導致逆混的不利因素，因而會引起較大的產(chǎn)品顆粒分布。 為了避免這些缺陷，一個可以在研磨缸內(nèi)穩(wěn)定研磨珠的攪拌器已研制成功。根據(jù)它的操作原理，以研磨缸的軸向穩(wěn)定研磨珠和防止逆混，收窄停留時間分布，產(chǎn)生較高的能量密度。這個元件叫做戴諾加速器，已被應用于ECM系列中.

理論背景

能量密度是可達到細度的指標。根據(jù)研磨流程，使用分散盤研磨機的研磨發(fā)生在兩個高能量密度的區(qū)域。 第一個區(qū)域幾乎圍繞攪拌分散盤，而第二個區(qū)域在研磨缸內(nèi)壁。研磨介質(zhì)，通過攪拌分散盤吸收運動能量，朝著研磨缸內(nèi)壁被加速運動。 當沖擊其它的研磨介質(zhì)或研磨缸內(nèi)壁時，這種能量用來磨碎粒子。攪拌分散盤上有很強的剪切力。另外，研磨介質(zhì)通過切向速度的相互碰撞，在研磨微粒間釋放運動能量。在渦旋的流動中，進入研磨室的能量中，有百分之九十被用于分散和碰撞，這些區(qū)域大約占研磨缸容積的百分之十�！�../2 流程預測表明，研磨介質(zhì)不是完全被傳送到攪拌軸上，然而，在這個區(qū)域，會發(fā)現(xiàn)末磨過的物質(zhì)，那只能通過外部的作用力讓它們回到主流中。 這個低效的能量密度分布，和不合宜的傳遞，迫使結(jié)構(gòu)較大的研磨機安裝很多攪拌分散盤和放入較多的研磨珠，才達到所需的效率。

高能量密度作用區(qū)

如果看一下戴諾加速器，就可以發(fā)現(xiàn)四個主要高能量密度作用區(qū)，它們在加速器的帶動分散盤和槳葉之間以及在研磨缸內(nèi)壁和導向分散盤之間. 研磨珠和產(chǎn)品的混合物被牽進攪拌軸區(qū)，因為戴諾加速器的結(jié)構(gòu)通過加速器內(nèi)的許多槳葉徑向地加速到外部。 通過出/入口的壓力差，一個內(nèi)循環(huán)建立在軸向水平上，此內(nèi)循環(huán)要比物料流強得多。普通分散盤會出現(xiàn)攪拌分散軸作用不到的區(qū)域，而用戴諾加速器會產(chǎn)生流動壓力至這些地方進入研磨室能量用來碰撞，這些碰撞區(qū)域占研磨室容量的30%～40%。 表明戴諾加速器的碰撞效果與普通分散盤相比，所用產(chǎn)品是70%碳酸鈣懸浮液。輸入相同的能量時，微粒大小的分布。與普通攪拌珠磨機相比,一個較好的停留時間分布。 單位能量經(jīng)常被認為是產(chǎn)品的作用強度和作用頻率。 Ev = Md / Vs ？ωt 研磨介質(zhì)的運動引起的碰撞，扭矩Md越大，產(chǎn)生的碰撞力也就越大，這是由于作用強度引起。 角速度 ω 增加，碰撞時間t越長，介質(zhì)可能達到活動碰撞空間的機會也就越大，碰撞頻率也就越頻繁。這也表明，戴諾加速器的作用力大，是因為寬大的高能量密度區(qū)和通過內(nèi)部循環(huán)產(chǎn)生的作用力次數(shù)多。

戴諾加速器的流量關系

圖5表明，戴諾加速器槳葉上傳送媒體的運動與速度之間的關系。 產(chǎn)品和研磨珠混合物進入近軸的中心部分，被徑向轉(zhuǎn)動的戴諾加速器牽引，通過槳葉通道環(huán)繞內(nèi)部，流動到外部，混合物在離心力的作用下，穿過槳葉通道。 速度U1和U2決定離心力的大小，因為外部通道橫截面，大于內(nèi)部通道橫切面，根據(jù)連續(xù)程式有W1 > W2 在戴諾加速器中，槳葉的壓力會引起速度的變化，在加速器的內(nèi)外圓周之間，角動量的增加會決定有多少能量傳送至槳葉通道內(nèi)的混合物。為了保持最低的壓力損失，槳葉設計使混合物進入徑向戴諾加速器的速度V1不受限制，出口角度決定作用強度。

結(jié)構(gòu)方案

研磨室和戴諾加速器的幾何比例，決定了碰撞效率，分散，流量，損耗以及熱量的產(chǎn)生。 入口、泵、出口的比例，一定要符合最優(yōu)化關系。否則，泵效應或內(nèi)部循環(huán)會受到干擾�！�./3 根據(jù)這些因素，槳葉的位置和形狀是非常重要的，槳葉太平不能研磨而太陡會導致太激的 運動，加速本身的磨損。 戴諾加速器的幾何形狀是經(jīng)多次實驗測試和大量控制理論的試驗基礎上得出的結(jié)果。 所有這些結(jié)果和構(gòu)造已溶合于ECM 系列中，緊密的設計是由于戴諾加速器可產(chǎn)生高能量密度……./3 低能量密度區(qū)可避免出現(xiàn)。選用陶瓷和其它高級材料，可達到最佳冷卻性能。雖然能量密度高，但磨損少。一般研磨機的填充量達到 90%，而使用戴諾加速器，可以減到 70% 以下。表1，表明一些實際試驗數(shù)據(jù)。 ECM的作用強度，可被調(diào)整。據(jù)此原理，可實際應用于涂料和各種工業(yè)，很多這些行業(yè)，不是真正需要研磨，就是需要破碎聚集和燒結(jié)成塊的產(chǎn)品。研磨珠和產(chǎn)品混合物通過戴諾加速器可產(chǎn)生強大的液動力，也會導致很高的剪切力。 一種全新幾何形狀的攪拌槳葉，可有效地用于分散和研磨，并成功地應用在ECM中。戴諾加速器有很多不同的功能且新用途正處于不斷開發(fā)中。