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随着现代工业的发展,粉体在各个领域的作用和需求量都空前增大,而当前普遍使用的粉体制备装置存在能耗大、粉碎机理比较单一、污染环境等不足,针对这些不足,西安理工大学牛争鸣教授提出了复合式水力粉碎装置。 本文在该复合式水力粉碎装置的基础上,通过对装置的射流粉碎与水力研磨粉碎不能有效结合等问题进行了改进,研制了一套新型复合式水力超细粉碎装置。装置中选用两台水泵分别作为射流粉碎与水力研磨粉碎的动力源,并增加了射流二次碰撞的靶体,使射流粉碎与水力研磨粉碎作用均得到加强。在该套超细粉碎装置中,待粉碎物料颗粒进入装置后受到高压水射流的冲击作用和水楔作用、与加速管道的摩擦剪切作用、与靶体之间的碰撞冲击作用、与研磨介质的研磨冲击作用、在水体中的紊动空化作用及与研磨仓内壁之间的摩擦剪切作用等多种作用,从而实现粉碎。 为了分析影响新型复合式水力超细粉碎装置粉碎能力的因素,本文研制出了一套新型复合式水力超细粉碎系统,该系统包括动力部分、粉碎部分、收集分离部分、量水及回水部分等。其中粉碎部分是该系统的核心部分,包括研磨仓、射流喷嘴、加速管、靶体、滤板等部件。本文以柱塞泵压力、九级泵出水管道压力、加料速度、研磨介质等为参数,应用控制变量法进行实验,得到以下结论:1、高压柱塞泵压力对装置的粉碎效果影响显著。压力越大,则流量越大,射流功率越大,产品粒度越细且总粉碎率越大。压力的最佳值取其最大值17MPa。2、九级泵出水管道压力影响装置的粉碎效果。压力越小,则流速越小,但流量越大,水流功率越大,粉碎后的细粉含量越大且总粉碎率也越大。压力的最佳值取其最小值0.75MPa。3、加料速度影响装置的粉碎效果。在本文实验的几个工况中,加料速度越小,粉碎后的细粉含量越大且总粉碎率也越大。但加料速度不能太大或太小,太大则影响粉碎效果,太小则会造成能量浪费,使装置的粉碎效率下降。4、研磨介质影响装置的粉碎效果。分析研磨介质对粉碎效果的影响应从介质填充量和介质的配比两方面来进行,但由于各种原因,本文只做了介质填充量的实验。填充量越大则产品越细且总粉碎率越大。但介质的填充量不可能无限增大,因此必存在一个最佳值。由于实验工况太少,没能得到介质的最佳填充量和最优配比,有待进一步的实验研究。5、通过空白试验结果对比分析可知,高压水射流冲击作用对大颗粒物料的破碎能力强,但细粉生产率低;水力研磨作用对大颗粒物料的粉碎能力有限,但对较小颗粒的研磨作用显著,二者有机结合,选择合适的参数,可达到较好的粉碎效果。6、总体来看,本文装置的细粉生产率和总粉碎率均较高。在实验参数并非最优的情况下,粒径小于0.198mm的细粉生产量可达产品总质量的47.25%,总粉碎率可达99.8%。