學習情境2 粉碎和篩分設(shè)備

第四章粉碎和篩分生物醫(yī)藥系101班本章學習目的：----------------------------------------------

1.了解粉碎的基本概念和粉碎的基本方法。

2.掌握主要類型的破碎機、粉碎機的結(jié)構(gòu)和工作原理。

3.掌握主要類型的篩分設(shè)備和工作原理。

案例引入廢舊輪胎膠粉設(shè)備

→廢舊輪胎膠粉設(shè)備工藝設(shè)備組成由廢舊輪胎分解設(shè)備膠粉粉碎篩分磁選輸送機組。

分解設(shè)備

先將輪胎加工成3.5厘米見方的小塊粉碎機組（XKP400/450/560型）

對膠塊進行破碎研磨得到鋼絲混雜的膠粉、膠粒輔機設(shè)備由主振動篩，塊料輸送機，膠粉分選振動篩，粉料輸送機；鋼絲與膠粉磁選分離機等組成，配合主機完成整個工藝流程機組由主機(破膠機)+輔機兩部分構(gòu)成粉碎機組（XKP400/450/560型）

對膠塊進行破碎研磨得到鋼絲混雜的膠粉、膠粒主機(破膠機)為整機設(shè)備：主要用于橡膠塊研磨制粉，本機輥筒采用合金冷硬鑄鐵，表面堅硬耐磨，后輥為溝槽輥，內(nèi)腔加工，使輥面溫度均勻；膠粉篩分磁選輸送機組

將鋼絲與胎膠分離徹底。設(shè)備名稱數(shù)量說明主機破膠機1XKP400型/XKP450型/XKP560型

輔機切圈機1將輪胎一側(cè)與胎頂連接處進刀并切開切條機1將切掉胎側(cè)的輪胎切成條狀，輪胎圈口保留切塊機1將切成條狀的輪胎切成3.5厘米見方的塊狀主振動篩1將膠粉進行第一次分選（5—10目）輸送機1用于輸送沒有達到目數(shù)要求的膠粉返回主機繼續(xù)破碎膠粉分選篩1將膠粉的成品進行分選（10—40目）磁選機組1套將膠粉中的金屬鋼絲進行提取分離備注

以上設(shè)備為整套廢舊輪胎膠粉設(shè)備圈口鋼絲分離機專用與提取輪胎圈口內(nèi)的鋼絲精細磨粉機將膠粉進行進一步深加工至40-100目粉碎涵義

粉碎是把大粒度物料利用破碎機或磨碎機來破碎或磨碎至較細粒度的過程。

粉碎的目的：

（1）增加反應速率：物料粉碎后，其與周圍介質(zhì)接觸面積增大，增加反應速率，能縮短產(chǎn)品生產(chǎn)時間。（2）均化混合：混合物料所用的各種原料的粒度愈小，混合的均勻度愈高。為了使幾種物料能均勻地混合，必須將其粉碎，也可增加固體物料在液體介質(zhì)中的穩(wěn)定性，如制作各

種涂料、化妝品等。（3）制取所需粒度的產(chǎn)品：有些物料的粒度太大，難以為人們所利用，如成塊狀的洗衣粉等，通過粉碎操作才能得到大小相同、粒度相近的產(chǎn)品。

（4）某些工藝的需要：由原料得到產(chǎn)品，要經(jīng)過—系列的工藝過程，有時需要將原料

破碎成細小顆粒，才能進行下一步加工。（5）提高流動性：固體粉粒狀原料可以利用空氣使其流態(tài)化，用以進行氣力輸送。此種情況下，氣力輸送優(yōu)于機械輸送，它便于操作的連續(xù)化和自動化。因粉碎后的物料粒度變

小且大小相近，故流動性大為增加。（6）便于干燥、易于溶解：物料經(jīng)粉碎后，其表面積大為增加，使干燥和溶解的速度大大提高。

研磨和破碎在精細化工生產(chǎn)中常用研磨設(shè)備和破碎設(shè)備對固體物料進行粉碎，兩者在工作原理上是相同的，只是被處理物料有所不同。破碎設(shè)備是對>3mm的固體物料進行粉碎.研磨設(shè)備一般對膏體或粘稠液體中的固體顆粒，通過研磨設(shè)備使之粉碎，更好的得以分散，如涂料生產(chǎn)中的砂磨機，雪花膏生產(chǎn)中的研磨機等，在研磨過程還有使幾種物料進行調(diào)配、混合均勻的作用。粉碎物料尺寸大小可以分為：粗碎段（直徑為100－200mm）中碎段（直徑為20－70mm）細碎段（直徑為3－20mm）磨碎段：磨碎段有時還分為：

粗磨段（直徑為0.1－0.3mm）細磨段（直徑為0.06－0.1mm）超細磨（直徑為0.004－0.02mm）。物料每經(jīng)過一次破碎機或磨碎機稱為一個破碎段.適用粗碎段、中碎段和細碎段的機械設(shè)備主要有顎式、旋回、圓錐、輥式、沖擊式、錘式等破碎機。適用磨碎段的機械設(shè)備主要有各種球磨機、棒磨機、攪拌磨機、砂磨機和震動磨等粉磨設(shè)備。

粉碎物料粒度：粗碎機、中碎機、微粉碎機和超微粉碎機；粉碎機的結(jié)構(gòu)：錘片式、爪式、盤式和對輥式（常見）

粉碎機分類粗碎粉碎機中碎粉碎機微粉碎機超微粉碎機錘片式粉碎機顎式粉碎機對輥式粉碎機爪式粉碎機

粉碎方法1、壓碎

2、劈碎（切碎）

3、彎曲折斷

4、擊碎

5、磨碎

物料粉碎粒度的測定1.目是指每平方英吋篩網(wǎng)上的空眼數(shù)目，50目就是指每平方英吋上的孔眼是50個，500目就是500個，目數(shù)越高，孔眼越多。除了表示篩網(wǎng)的孔眼外，它同時用于表示能夠通過篩網(wǎng)的粒子的粒徑，目數(shù)越高，粒徑越小。

目數(shù)(mesh)微米(μm)目數(shù)(mesh)微米(μm)目數(shù)(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

目數(shù)(mesh)微米(μm)目數(shù)(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粉碎基本工藝

1、開路粉碎工藝流程

2、預先篩分的粉碎工藝流程

3、閉路粉碎工藝流程

4、兼有預先分級和檢查分級的粉碎工藝流程

5、將預先篩粉（或分級）同檢查分級合并的粉碎工藝流程

6、對粉碎產(chǎn)品兩次分級的工藝流程第一節(jié)破碎機械設(shè)備破碎機械設(shè)備

一、顎式破碎機二、沖擊式破碎機三、圓錐破碎機四、輥式破碎機一、顎式破碎機1、顎式破碎機的組成

定顎、動顎、偏心軸、推力板、拉桿、楔鐵、調(diào)節(jié)螺栓及機架等。2、工作過程3、主要工作部件(1)機架

(2)破碎部分

(3)傳動機構(gòu)

(4)保險裝置4、性能及應用

1、送入固定顎和動顎之間（破碎腔）的物料，當動顎向左運動時受到其壓擠而破碎；2、當動顎向右運動時物料靠自重向下運動，動顎每一個擺動周期，物料受到一次壓擠作用并向下排送一段距離，從給入破碎腔開始，通常共受到三、四次以上的壓碎作用后，排出機外。簡擺式顎式破碎機二、沖擊式破碎機

沖擊式破碎機主要有以下三種,它們是以錘片或齒爪在高速回轉(zhuǎn)運動時產(chǎn)生的沖擊力來粉碎物料.

1.錘式破碎機:用途廣.效率高.易控制產(chǎn)品粒度.無空轉(zhuǎn)損傷.

2.齒爪式破碎機:結(jié)構(gòu)簡單.生產(chǎn)率較高.耗能較低.但通用性小.

3.反擊式破碎機:破碎比大.效率高.結(jié)構(gòu)簡單.制造容易.操作方便.適應性強.能選擇性破碎.設(shè)備重量輕,缺點是打擊板和反擊板易磨損.運轉(zhuǎn)時噪音和粉塵比較大.

（一）錘式粉碎機

1、組成：進料斗、轉(zhuǎn)子、銷鏈在轉(zhuǎn)子上的錘片、篩片

2、工作過程：高速旋轉(zhuǎn)的錘片對落入篩面與錘片之間的物料產(chǎn)生強烈的沖擊.擠壓和摩擦作用,物料被逐漸粉碎.

3、主要工作部件：錘片—通常用高錳鋼或其它合金鋼等制造.

單轉(zhuǎn)子錘式破碎機

（a）不可逆式（b）可逆式錘子的形狀錘片線速度：80~90m/s60~128m/s錘片長度：

120、140、

180、200mm錘片寬度：

40、50、60mm錘片厚度：

2、5、8mm

實驗室用錘片式粉碎機型號CWF1801CWF2501CWF4002產(chǎn)品細度

難加工：50~400目50~400目50~400目

易加工：

≤

40目≤

40目≤40目生產(chǎn)能力（kg/h）30~8050~150150~400

4mm325目44m

（二）爪式粉碎機爪式粉碎機主要由進料斗1、動齒盤轉(zhuǎn)子10、定齒盤5、圓環(huán)形篩網(wǎng)6、主軸8、出料管7等組成

物料由裝在機蓋中心的人料管3喂入時，受到動、定齒和篩片的沖擊、碰撞、摩擦及擠壓作用而被粉碎。（三）反擊式破碎機反擊式破碎機工作原理圖

反擊式破碎機是沖擊式破碎機之一。它利用扳錘的高速沖擊動能，使物料在自由狀念下沿具脆弱面（如自然裂紋、節(jié)理面、層理面等分子結(jié)合力較弱的結(jié)合面）破碎，因此可獲得較為隨意的破碎效果。而通常采用的破碎機，則利用擠壓、剪切或研磨等方法進行破碎，在破碎過程中有相當一部分能量轉(zhuǎn)化為熱量而消耗掉，因此往往達不到理想的粉碎效果。PF－2030反擊式破碎機組合式反擊破碎機

烘干式反擊破碎機

三、圓錐破碎機一、組成：

動錐、定錐、主軸、傳動軸、偏心襯套、橫梁及機架等二、工作過程:

物料從上部給料口進入破碎腔,動錐主軸的中心線以偏心距繞軸旋轉(zhuǎn),使動錐周期性的靠攏或離開固定錐面,從而使物料受擠壓和彎曲作用而破碎.三、特點

與顎式破碎機相似之處，都是施加擠壓力，破碎后自由卸料。而圓錐破碎機的工作過程是連續(xù)進行的，物料在彎曲力和剪切力的作用下破碎，故生產(chǎn)能力高，能耗較低。

液壓園錐破碎機示意圖園錐破碎機的類型（a）圓錐式破碎機（b）旋回式破碎機

圖4－10圓錐破碎機的類型（a）固定軸式圓錐破碎機（b）懸掛式圓錐破碎機圓錐破碎機的類型

（a）慣性圓錐破碎機（b）慣性圓錐破碎機

（c）慣性圓錐破碎機（d）慣性圓錐破碎機（d）振動圓錐破碎機

圖4-22

1200/180mm旋回破碎機

1、機架；2、定錐；3、襯板；4、橫梁；5、主軸；6、調(diào)節(jié)螺母；7、錐形壓套；8、襯套；9、支撐環(huán)；10、楔形鍵；11、襯套；12—頂罩；13、動錐；14、偏心襯套；15、中心套筒；16、大圓錐齒輪；17、小圓錐齒輪；18、傳動軸；19、進料口

四輥式破碎機一、組成

輥子、固定軸承、活動軸承、彈簧、進料斗、皮帶輪及機架等二、工作過程

物料經(jīng)料斗給入兩個輥子之間,物料受輥子與物料之間的磨擦力作用,而被帶入兩個輥子之間,受擠壓而破碎,自下部排出.三、特點

結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、調(diào)整粉碎比方便，可以粉碎粘濕的物料，廣泛用于日化工業(yè)，如粉碎洗衣粉生產(chǎn)中疙瘩粉的粉碎，且可對較硬和較軟的物料進行粉碎。

雙輥破碎機

1、機座；

2.活動軸承

3、固定軸承

4、皮帶輪；

5、彈簧；

6、進料器；

7、輥子4－15單輥破碎機1－破碎輥；2－齒板；3－心軸；4－支撐座；5－彈簧；6－機座

第二節(jié)粉磨機械設(shè)備破碎機破碎得到的粉體直徑都比較大（＞3mm），在精細化工生產(chǎn)中只能做一個初級原料來使用，精細化工產(chǎn)品中的粉體直徑絕大部分都要小于3mm，對于這些粉體則需要粉磨設(shè)備來進一步進行研磨粉碎

一球磨機

1、組成：

筒體、端蓋、軸承、大齒圈、小齒輪、襯板、研磨介質(zhì)（鋼球或棒）、電動機、傳動裝置及機架等

2、主要工作部件：

（1）、筒體,（2）、研磨介質(zhì)

3、工作過程：

當磨機轉(zhuǎn)動時,研磨體由于離心力作用附在筒體襯板表面,當被帶到一定高度時,在研磨體本身的重力作用下拋射體一樣落下,沖擊筒體內(nèi)的物料,在磨機回轉(zhuǎn)過程中,研磨體還以滑動和滾動的形式研磨物料.球磨機實物圖球磨機的工作原理與外形圖

名詞---臨界轉(zhuǎn)速:球磨機中的最外層球剛好隨筒體一齊旋轉(zhuǎn)而不下落時，這時的球磨機轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速

例:某礦廠對十一個系列3200mm×3100mm球磨機轉(zhuǎn)速進行長期工業(yè)規(guī)模對比試驗的結(jié)果是：在充填率保持44%~48%的條件下，球磨機轉(zhuǎn)速由18r/min（轉(zhuǎn)速率為74.3%）提高到19.8r/min（轉(zhuǎn)速率為81.72%）后，全廠年處理礦量增加了4.58萬T，圖4－17球磨機轉(zhuǎn)速不同時研磨體的運動狀態(tài)球磨機基本上都由進料裝置、支承裝置、回轉(zhuǎn)部分、卸料裝置和傳動裝置5個部分組成

1．筒體2．襯板3．隔倉板4．主軸承5．進料裝置6．卸料裝置7．研磨體中卸帶烘干的球磨機圖4－19進料裝置

（a）溜管進料（b）螺旋進料圖4－20卸料裝置（a）邊緣卸料（b）中間卸料

行星式球磨機

工作原理:在同一轉(zhuǎn)盤上裝有四個球磨罐,當轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時,球磨罐在轉(zhuǎn)盤上繞軸公轉(zhuǎn)的同時,又繞自身軸心自轉(zhuǎn)作行星式運動,罐中磨球在高速運動中相互碰撞研磨和混合樣品.二、砂磨機砂磨機又稱珠磨機，廣泛地應用于涂料、染料、油墨、化妝品、感光材料、醫(yī)藥等行業(yè)，主要用來研磨含有固體粉料的粘稠的液態(tài)物質(zhì)。目前采用的研磨體則有很多種類和材質(zhì)，包括：鐵素合金、玻璃、陶瓷、氧化鋯、純鋯等。圖4－22砂磨機工作原理圖1－筒體；2－軸；3－分散盤；4－玻璃珠等立式砂磨機

1.蓋;2.物料入口

3.攪拌軸;4.分散園盤;5.研磨容器;6.夾套;7.冷卻水進出口;8.物料出口管;9.伸入式園筒篩;10.機械密封;11.電動機;12.密封液進口;13.密封液出口;14.壓力罐;15.機座;16.V帶輪;17.液力耦合器.臥式砂磨機1.蓋;2.物料入口;3.攪拌軸;4.分散園盤;5.研磨容器;6.夾套;7.冷卻水進出口;8.物料出口管;9.伸入式園筒篩;10.機械密封;11.電動機;12.密封液進口;13.密封液出口;14.壓力罐;15.機座;16.V帶輪;17.液力耦合器.立式砂磨機及工作原理常用的類型（a）立式砂磨機（b）臥式砂磨機（c）藍式砂磨機

籃式研磨機的原理籃式研磨機是一種濕法研磨機，廣泛應用于涂料、油墨、色漿、染料等行業(yè)，工作原理為自吸葉輪高速吸料→研磨籃內(nèi)極細的研磨→分散盤高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生分散、混合、循環(huán)效應→由此形成吸料、研磨、出料的高效率循環(huán)，解決了物料翻動的難題，避免循環(huán)死角，短時間內(nèi)可得到出色的研磨效果。適用于小批量生產(chǎn)(換色容易)，預分散和研磨可在一個漆漿罐內(nèi)完成。主軸可以調(diào)速，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小，附屬設(shè)備少，清洗方便，更換研磨介質(zhì)容易

三、振動磨它屬于超微粉碎的高新技術(shù)設(shè)備

1、組成：筒體、主軸、軸承、彈簧、撓性軸套、偏心重錘、電動機等

2、工作原理：

在高頻振動、循環(huán)運動（公轉(zhuǎn)）和自轉(zhuǎn)運動三種運動作用下，研磨體之間，研磨體與筒體內(nèi)壁之間產(chǎn)生劇烈沖擊，摩檫和剪切等作用力，從而在短時內(nèi)將物料顆粒研磨成超微粒子。/u/vw/7284649圖4－25單筒式振動磨結(jié)構(gòu)圖與外形1－電動機座；2－聯(lián)軸器；3－主軸；4－偏心重塊；5－軸承；6－筒體；7－支撐彈簧圖4－26振動磨機中的介質(zhì)運動靜止介質(zhì)運動干燥物料投入連續(xù)運轉(zhuǎn)振動磨機示意圖四、氣流磨氣流磨機（又稱流能磨機）是利用高速氣流（300－1200m/s）噴出時形成的強烈多相紊流場使其中的顆粒自撞、摩擦或與設(shè)備內(nèi)壁碰撞、摩擦而引起顆粒粉碎,而顆粒之間碰撞的頻率遠高于顆粒與器壁的碰撞,因此氣流磨機中的主要粉碎作用是以顆粒之間的沖擊碰撞為主的一種超細粉碎設(shè)備。

氣流式超微粉碎機的特點：

1、粉碎比大，產(chǎn)品平均粒徑<5m；

2、結(jié)構(gòu)緊湊、磨損小、易維修、耗能大；

3、粗細分離，可保證產(chǎn)品粒度均勻；

4、對熱敏性物料的超微粉碎有利；

5、容易實現(xiàn)多個單元聯(lián)合操作；

6、容易實現(xiàn)無菌操作。圖4－28扁平式氣流磨機1一次分級腔；2－進料口；3－加料噴射器；4－混合室；5－文丘里管；6－粉碎噴嘴；7－粉碎腔；8－上升管；9－回料通道；10－二次分級腔；11－產(chǎn)品出口圖4－29循環(huán)管式氣流磨機與外形圖環(huán)形噴射式氣流粉碎機流態(tài)化逆向噴射氣流磨機圖4－301－螺旋加料器；2－粉碎室；3－分級葉輪；4－空氣環(huán)形管；5－噴嘴圓盤式氣流粉碎機對噴式氣流粉碎機五、攪拌磨機攪拌磨機是由一個靜置的內(nèi)填小直徑研磨介質(zhì)的筒體和一個攪拌裝置組成，通過攪拌裝置攪動研磨介質(zhì)產(chǎn)生摩擦、剪切和沖擊粉碎物料的一種超細粉碎設(shè)備。在攪拌磨機中,研磨介質(zhì)不像球磨機那樣做有規(guī)則的整體運動,而是做無規(guī)則運動,這種不規(guī)則運動對物料產(chǎn)生三種作用力:沖擊力.摩擦力.剪切力.

攪拌磨機具有如下優(yōu)點：（1）產(chǎn)品可以磨至1μm以內(nèi)；（2）能量利用率高；（3）產(chǎn)品粒度容易調(diào)節(jié)；（4）振動小、噪聲低；（5）結(jié)構(gòu)簡單、操作容易。攪拌磨機的類型

間歇式攪拌磨循環(huán)式攪拌磨連續(xù)式攪拌磨

攪拌磨的外型示意圖(循環(huán)式攪拌磨)(循環(huán)式攪拌磨)攪拌器的類型

圖4－33實驗室用攪拌磨機1－研磨介質(zhì)；2－磨筒；3－分散盤；4－電機；5－支架；6－托架；7－立架；8－底盤第三節(jié)篩分分級機械設(shè)備

篩分的定義和作用

用篩面將顆粒大小不同的物料分成若干級別的操作稱為篩分。

作用：①控制物料的粒度②除去雜質(zhì)，凈化原料③作為粉碎機械的輔助設(shè)備篩面和篩制

編織篩。沖孔篩、柵條篩等,固定篩擺動篩振動篩圓筒篩一、篩面板篩編織篩柵篩

編織篩二、固定篩三、擺動篩四、振動篩圓運動振動篩

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