I. Introduction
Dans la production industrielle moderne, les broyeurs à flux d'air jouent un rôle crucial. Avec les progrès continus de la science et de la technologie, ainsi que les demandes croissantes de diverses industries pour des matières premières plus fines, les broyeurs à flux d'air ont été largement utilisés dans de nombreux domaines avec leurs avantages uniques. Que ce soit dans le domaine pharmaceutique, nourriture, produits chimiques ou nouveaux matériaux, la demande de broyage ultrafin de matières premières augmente et les broyeurs à flux d'air sont des équipements clés pour répondre à ce besoin.
Les broyeurs à flux d'air sont capables de broyer des matériaux à des niveaux micrométriques ou même submicrométriques, produisant des poudres ultrafines de haute qualité pour diverses industries. Dans l'industrie alimentaire, les broyeurs à flux d'air améliorent le goût et la qualité des produits alimentaires. Dans les industries chimiques et des nouveaux matériaux, ces broyeurs répondent aux exigences strictes en matière de finesse et de pureté des matières premières.
Compte tenu de ces capacités, il est essentiel d'explorer les facteurs qui affectent l'efficacité de pulvérisation des broyeurs à flux d'air. En comprenant ces facteurs en profondeur, nous pouvons mieux optimiser les paramètres de fonctionnement des broyeurs à flux d'air, améliorer l'efficacité de pulvérisation, améliorer la qualité des produits et répondre aux besoins spécifiques des différentes industries.
II. Principe de fonctionnement du pulvérisateur à flux d'air
Un pulvérisateur à flux d'air est un appareil qui utilise de l'air comprimé pour transporter les matières premières en poudre dans la chambre de pulvérisation. Les matériaux sont pulvérisés à travers des buses, ce qui provoque la collision, le frottement et l'impact des particules sur la paroi intérieure de la chambre. Ce processus aboutit finalement à un broyage. La poudre ultrafine est ensuite capturée par le système de collecte.
Le processus commence lorsque l'air comprimé (air ou gaz inerte) crée une pression négative à travers le jet à grande vitesse de l'injecteur d'alimentation, aspirant les matières premières dans la chambre de pulvérisation. Les buses, positionnées à des angles spécifiques par rapport à la direction radiale de la chambre, pulvérisent les matériaux dans la chambre à des vitesses ultra-élevées. À l'intérieur de la chambre, les particules entrent en collision et se frottent les unes contre les autres tout en heurtant les parois de la chambre, ce qui entraîne une pulvérisation. Le jet à grande vitesse génère un fort tourbillon, produisant des forces centrifuges qui font que les particules de poudre se déplacent rapidement le long de la paroi de la chambre. Lorsque les particules atteignent la classification diamètre, ils sont dirigés vers le système de collecte via la sortie centrale, guidés par le flux d'air centripète.
2.1 Pulvérisateur à flux d'air à poudre ultrafine
Par exemple, un pulvérisateur à flux d'air pour poudre ultrafine est un système complet comprenant le pulvérisateur lui-même, un séparateur à cyclone, un dépoussiéreur et un ventilateur à tirage induit. Dans un premier temps, l'air comprimé est filtré et séché, puis injecté à grande vitesse dans la chambre de broyage via un Buse Laval. Au fur et à mesure que plusieurs flux d'air à haute pression sont introduits, ils se croisent, ce qui provoque des collisions, des frottements et des cisaillements répétés du matériau à l'intersection pour être pulvérisé. Le matériau broyé est transporté dans la zone de classification par le flux d'air ascendant sous l'aspiration du ventilateur. Dans la zone de classification, une turbine de classification rotative à grande vitesse génère une forte force centrifuge, séparant les matériaux grossiers et fins. Les particules fines qui répondent à la granulométrie requise entrent dans le séparateur à cyclone et le dépoussiéreur pour être collectées, tandis que les particules plus grossières sont renvoyées dans la zone de concassage pour un broyage supplémentaire.
Le principe de fonctionnement du broyeur à flux d'air détermine sa large gamme d'applications, la finesse élevée du produit fini et la précision de la classification. Lorsqu'il est combiné avec des compresseurs d'air, des sécheurs, des collecteurs cycloniques, des dépoussiéreurs, des ventilateurs à tirage induit et des armoires de commande, il forme un système de broyage à flux d'air complet. Ce système peut être largement utilisé dans des industries telles que les minéraux non métalliques, les produits pharmaceutiques, les aliments, la céramique, la protection de l'environnement, les nouvelles énergies et les matériaux de batterie.
III. Facteurs affectant l'efficacité de pulvérisation du broyeur à flux d'air
3.1 Paramètres géométriques de la conception de la chambre de broyage
1) Diamètre de la chambre de broyage
Il existe une relation spécifique entre le débit d'alimentation solide et le débit volumique d'air pour différents diamètres de chambre. Par exemple, lorsque le diamètre de la chambre de broyage est de 50 mm, le débit d'alimentation solide varie de 0,02 à 0,50 kg/h. Le débit volumique d'air associé est de 0,28 à 0,45 Nm³/h. Lorsque le diamètre est de 100 mm, le débit d'alimentation solide est de 0,10 à 1,00 kg/h et le débit volumique d'air est de 0,76 à 1,21 Nm³/h. Lorsque le diamètre est de 200 mm, le débit d'alimentation solide est de 1,00 à 7,00 kg/h. Le débit volumique d'air associé est de 1,80 à 2,70 Nm³/h. Il est évident qu'à mesure que le diamètre de la chambre de broyage augmente, le débit d'alimentation solide et le débit volumique d'air augmentent également proportionnellement.
Le diamètre de la affûtage La capacité de la chambre de broyage détermine directement sa capacité. Une chambre de broyage plus grande peut accueillir plus de matériau, offrant ainsi un espace plus large pour le processus de broyage.
2) Forme de la chambre de broyage
Les données actuelles ne fournissent pas d'informations détaillées sur l'impact spécifique des différentes formes de chambre de broyage sur l'effet de broyage. Des recherches et des expériences pratiques supplémentaires sont nécessaires pour aborder cet aspect.
3) Angle de la buse
La buse divise la chambre de broyage en deux zones : la zone de broyage et la zone de classification. L'angle de la buse affecte directement la taille de ces deux zones, influençant ainsi l'efficacité de la pulvérisation. Lorsque l'angle de la buse change, la direction du jet d'air dans la chambre change également. La vitesse relative du flux d'air à l'intersection des jets détermine l'énergie cinétique transférée aux particules. Elle influence à son tour l'intensité de la collision. Les recherches de Smit et Skelton indiquent que le meilleur effet de broyage se produit à des vitesses d'alimentation plus élevées. L'angle optimal de la buse de Smit est de 58°, tandis que celui de Skelton se situe entre 52° et 60°.
4) Nombre de buses
Le nombre de buses est un facteur de conception important dans les broyeurs à flux d'air. Les résultats montrent qu'un nombre accru de buses entraîne de meilleures performances de pulvérisation. En effet, un plus grand nombre de buses fournit des jets à plus grande vitesse, ce qui entraîne des collisions plus fréquentes et plus intenses des matériaux dans la chambre de broyage. Ce processus améliore à la fois l'efficacité du broyage et la qualité du produit.
