I. 서론
현대 산업 생산에서 기류 분쇄기는 중요한 역할을 합니다. 과학 기술의 지속적인 발전과 더불어 다양한 산업에서 더욱 미세한 원자재에 대한 수요가 증가함에 따라, 기류 분쇄기는 고유한 장점을 바탕으로 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 제약품이든, 음식, 화학물질 또는 신소재 등 원자재의 초미분 분쇄에 대한 수요가 증가하고 있으며, 기류 분쇄기는 이러한 요구를 충족하는 핵심 장비입니다.
기류 분쇄기는 재료를 미크론 또는 서브미크론 수준으로 분쇄하여 다양한 산업 분야에 적합한 고품질 초미립 분말을 생산할 수 있습니다. 식품 산업에서 기류 분쇄기는 식품의 맛과 품질을 향상시킵니다. 화학 및 신소재 산업에서 기류 분쇄기는 원료의 엄격한 미분도 및 순도 요건을 충족합니다.
이러한 기능을 고려할 때, 기류 분쇄기의 분쇄 효율에 영향을 미치는 요인을 파악하는 것이 매우 중요합니다. 이러한 요인들을 심층적으로 이해함으로써 기류 분쇄기의 작동 매개변수를 더욱 최적화하고, 분쇄 효율을 개선하며, 제품 품질을 향상시키고, 다양한 산업의 특정 요구를 충족할 수 있습니다.
II. 에어플로우 분쇄기의 작동 원리
기류 분쇄기는 압축 공기를 사용하여 분말 원료를 분쇄실로 이송하는 장치입니다. 원료는 노즐을 통해 분사되어 입자들이 충돌하고 마찰하며 분쇄실 내벽에 충격을 가합니다. 이 과정을 통해 최종적으로 분쇄가 이루어집니다. 초미립 분말은 수집 시스템에 의해 포집됩니다.
이 과정은 압축 공기(공기 또는 불활성 가스)가 공급 분사기의 고속 분사구를 통해 음압을 생성하여 원료를 분쇄실로 빨아들이면서 시작됩니다. 챔버의 반경 방향에 대해 특정 각도로 배치된 노즐은 초고속으로 원료를 챔버 안으로 분사합니다. 챔버 내부에서 입자들은 서로 충돌하고 마찰하는 동시에 챔버 벽에 부딪히면서 분쇄됩니다. 고속 분사구는 강한 소용돌이를 생성하여 원심력을 발생시켜 분말 입자가 챔버 벽을 따라 빠르게 이동합니다. 입자가 챔버 벽을 따라 이동하면 분류 직경이 작기 때문에 구심성 기류에 의해 안내되는 중앙 배출구를 통해 수집 시스템으로 향하게 됩니다.
2.1 초미분말 에어플로우 분쇄기
예를 들어, 초미립자 분말 기류 분쇄기는 분쇄기 자체, 사이클론 분리기, 집진기, 그리고 유도 통풍 팬으로 구성된 종합적인 시스템입니다. 압축 공기는 먼저 여과 및 건조된 후, 라발 노즐여러 개의 고압 기류가 유입되어 교차하면서 재료는 교차점에서 반복적으로 충돌, 마찰, 전단을 거쳐 분쇄됩니다. 분쇄된 재료는 팬의 흡입력에 의해 상승하는 기류에 의해 분류 구역으로 운반됩니다. 분류 구역에서는 고속 회전하는 분류 터빈이 강력한 원심력을 발생시켜 거친 재료와 미세한 재료를 분리합니다. 필요한 입도를 만족하는 미세 입자는 사이클론 분리기와 집진기로 들어가 포집되고, 거친 입자는 추가 분쇄를 위해 파쇄 구역으로 다시 보내집니다.
기류 분쇄기의 작동 원리는 광범위한 적용, 높은 완제품 미세도, 그리고 정밀한 분류 정확도를 결정합니다. 공기 압축기, 건조기, 사이클론 수집기, 집진기, 유도 통풍기, 제어 캐비닛과 결합하면 완벽한 기류 분쇄 시스템을 형성합니다. 이 시스템은 비금속 광물, 제약, 식품, 세라믹, 환경 보호, 신에너지, 배터리 소재 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용될 수 있습니다.
III. 에어플로우 밀의 분쇄 효율에 영향을 미치는 요인
3.1 분쇄실 설계의 기하학적 매개변수
1) 분쇄실 직경
고체 공급 속도와 공기 유량 사이에는 챔버 직경에 따라 특정 관계가 있습니다. 예를 들어, 분쇄 챔버 직경이 50mm인 경우 고체 공급 속도는 0.02~0.50kg/h입니다. 관련 공기 유량은 0.28~0.45Nm³/h입니다. 직경이 100mm인 경우 고체 공급 속도는 0.10~1.00kg/h이고 공기 유량은 0.76~1.21Nm³/h입니다. 직경이 200mm인 경우 고체 공급 속도는 1.00~7.00kg/h입니다. 관련 공기 유량은 1.80~2.70Nm³/h입니다. 분쇄 챔버 직경이 증가함에 따라 고체 공급 속도와 공기 유량도 비례하여 증가하는 것이 분명합니다.
직경 연마 분쇄실의 용량은 분쇄기의 용량에 직접적으로 영향을 미칩니다. 분쇄실이 클수록 더 많은 재료를 수용할 수 있어 분쇄 공정에 더 넓은 공간을 제공합니다.
2) 분쇄실 형상
현재 데이터는 다양한 분쇄실 형태가 분쇄 효과에 미치는 구체적인 영향에 대한 자세한 정보를 제공하지 않습니다. 이 측면을 다루기 위해서는 추가적인 연구와 실제 실험이 필요합니다.
3) 노즐 각도
노즐은 분쇄실을 분쇄 영역과 분류 영역, 두 영역으로 나눕니다. 노즐 각도는 이 두 영역의 크기에 직접적인 영향을 미쳐 분쇄 효율에 영향을 미칩니다. 노즐 각도가 변하면 챔버 내 공기 분사 방향도 변합니다. 분사구 교차점에서의 공기 흐름의 상대 속도는 입자에 전달되는 운동 에너지를 결정합니다. 이는 다시 충돌 강도에 영향을 미칩니다. Smit과 Skelton의 연구에 따르면, 가장 좋은 분쇄 효과는 높은 공급 속도에서 나타납니다. Smit의 최적 노즐 각도는 58°이고, Skelton의 최적 노즐 각도는 52°에서 60° 사이입니다.
4) 노즐 수
노즐의 개수는 기류 분쇄기에서 중요한 설계 요소입니다. 연구 결과에 따르면 노즐 개수가 증가할수록 분쇄 성능이 향상됩니다. 노즐이 많을수록 고속 분사가 더 많이 발생하여 분쇄실에서 재료의 충돌이 더 빈번하고 강렬하게 발생하기 때문입니다. 이러한 공정은 분쇄 효율과 제품 품질을 모두 향상시킵니다.
