I. Introducción
En la producción industrial moderna, los molinos de flujo de aire desempeñan un papel crucial. Con el avance continuo de la ciencia y la tecnología, así como las crecientes demandas de diversas industrias por materias primas más finas, los molinos de flujo de aire se han utilizado ampliamente en muchos campos con sus ventajas únicas. Ya sea en el sector farmacéutico, alimento, productos químicos o nuevos materiales, la demanda de molienda ultrafina de materias primas está creciendo y los molinos de flujo de aire son equipos clave para satisfacer esta necesidad.
Los molinos de flujo de aire son capaces de moler materiales a niveles micrométricos o incluso submicrométricos, produciendo polvos ultrafinos de alta calidad para diversas industrias. En la industria alimentaria, los molinos de flujo de aire mejoran el sabor y la calidad de los productos alimenticios. En las industrias química y de nuevos materiales, estos molinos cumplen con los estrictos requisitos de finura y pureza de la materia prima.
Dadas estas capacidades, es fundamental explorar los factores que afectan la eficiencia de pulverización de los molinos de flujo de aire. Al comprender estos factores en profundidad, podemos optimizar mejor los parámetros de trabajo de los molinos de flujo de aire, mejorar la eficiencia de pulverización, mejorar la calidad del producto y satisfacer las necesidades específicas de diferentes industrias.
II. Principio de funcionamiento del pulverizador de flujo de aire
Un pulverizador de flujo de aire es un dispositivo que utiliza aire comprimido para transportar materias primas en polvo a la cámara de pulverización. Los materiales se pulverizan a través de boquillas, lo que hace que las partículas choquen, se froten e impacten contra la pared interior de la cámara. Este proceso finalmente da como resultado el triturado. Luego, el polvo ultrafino es capturado por el sistema de recolección.
El proceso comienza cuando el aire comprimido (ya sea aire o un gas inerte) crea una presión negativa a través del chorro de alta velocidad del inyector de alimentación, succionando las materias primas hacia la cámara de pulverización. Las boquillas, ubicadas en ángulos específicos con respecto a la dirección radial de la cámara, rocían los materiales en la cámara a velocidades ultraaltas. Dentro de la cámara, las partículas chocan y se frotan entre sí mientras también golpean las paredes de la cámara, lo que produce la pulverización. El chorro de alta velocidad genera un fuerte remolino, que produce fuerzas centrífugas que hacen que las partículas de polvo se muevan rápidamente a lo largo de la pared de la cámara. Cuando las partículas alcanzan la clasificación de diámetro, se dirigen al sistema de recolección a través de la salida central, guiados por el flujo de aire centrípeto.
2.1 Pulverizador de flujo de aire para polvo ultrafino
Por ejemplo, un pulverizador de flujo de aire para polvo ultrafino es un sistema integral que comprende el pulverizador en sí, un separador ciclónico, un colector de polvo y un ventilador de tiro inducido. Inicialmente, el aire comprimido se filtra y se seca, luego se inyecta a alta velocidad en la cámara de trituración a través de un Boquilla Laval. A medida que se introducen múltiples flujos de aire a alta presión, se cruzan, lo que hace que el material colisione, se frote y se corte repetidamente en la intersección para ser pulverizado. El material triturado es transportado al área de clasificación por el flujo de aire ascendente bajo la succión del ventilador. En el área de clasificación, una turbina de clasificación giratoria de alta velocidad genera una fuerte fuerza centrífuga, separando materiales gruesos y finos. Las partículas finas que cumplen con el tamaño de partícula requerido ingresan al separador ciclónico y al colector de polvo para su recolección, mientras que las partículas más gruesas se devuelven al área de trituración para una molienda adicional.
El principio de funcionamiento del pulverizador de flujo de aire determina su amplia aplicación, la alta finura del producto terminado y la precisión de clasificación precisa. Cuando se combina con compresores de aire, secadores, colectores ciclónicos, colectores de polvo, ventiladores de tiro inducido y gabinetes de control, forma un sistema completo de trituración por flujo de aire. Este sistema se puede utilizar ampliamente en industrias como minerales no metálicos, productos farmacéuticos, alimentos, cerámica, protección ambiental, nuevas energías y materiales para baterías.
III. Factores que afectan la eficiencia de pulverización del molino de flujo de aire
3.1 Parámetros geométricos del diseño de la cámara de molienda
1) Diámetro de la cámara de molienda
Existe una relación específica entre la tasa de alimentación de sólidos y el caudal volumétrico de aire para diferentes diámetros de cámara. Por ejemplo, cuando el diámetro de la cámara de molienda es de 50 mm, la tasa de alimentación de sólidos varía de 0,02 a 0,50 kg/h. El caudal volumétrico de aire relacionado es de 0,28 a 0,45 Nm³/h. Cuando el diámetro es de 100 mm, la tasa de alimentación de sólidos es de 0,10 a 1,00 kg/h y el caudal volumétrico de aire es de 0,76 a 1,21 Nm³/h. Mientras que el diámetro es de 200 mm, la tasa de alimentación de sólidos es de 1,00 a 7,00 kg/h. El caudal volumétrico de aire relacionado es de 1,80 a 2,70 Nm³/h. Es evidente que a medida que aumenta el diámetro de la cámara de molienda, tanto la tasa de alimentación de sólidos como el caudal volumétrico de aire también aumentan proporcionalmente.
El diámetro de la molienda La cámara determina directamente su capacidad. Una cámara de molienda más grande puede albergar más material, lo que proporciona un espacio más amplio para el proceso de molienda.
2) Forma de la cámara de molienda
Los datos actuales no proporcionan información detallada sobre el impacto específico de las diferentes formas de las cámaras de molienda en el efecto de molienda. Se necesitan más investigaciones y experimentos prácticos para abordar este aspecto.
3) Ángulo de la boquilla
La boquilla divide la cámara de molienda en dos áreas: la zona de molienda y la zona de clasificación. El ángulo de la boquilla afecta directamente al tamaño de estas dos áreas, influyendo así en la eficiencia de pulverización. Cuando cambia el ángulo de la boquilla, también cambia la dirección del chorro de aire dentro de la cámara. La velocidad relativa del flujo de aire en la intersección de los chorros determina la energía cinética transferida a las partículas. A su vez, influye en la intensidad de la colisión. Las investigaciones de Smit y Skelton indican que el mejor efecto de molienda se produce a velocidades de alimentación más altas. El ángulo óptimo de la boquilla de Smit es de 58°, mientras que el ángulo óptimo de Skelton está entre 52° y 60°.
4) Número de boquillas
El número de boquillas es un factor de diseño importante en los molinos de flujo de aire. Los resultados muestran que un mayor número de boquillas da como resultado un mejor rendimiento de pulverización. Esto se debe a que un mayor número de boquillas proporciona chorros de mayor velocidad, lo que provoca colisiones más frecuentes e intensas de materiales en la cámara de molienda. Este proceso mejora tanto la eficiencia de trituración como la calidad del producto.
