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砂磨機(jī)是精細(xì)材料制備的關(guān)鍵設(shè)備之一，屬于濕法超細(xì)研磨設(shè)備，是從球磨機(jī)發(fā)展而來，是物料適應(yīng)性廣、效率高的研磨設(shè)備，廣泛應(yīng)用于冶金、礦業(yè)、非金屬礦物材料、化工、陶瓷和新材料領(lǐng)域。砂磨機(jī)主要分為立式砂磨機(jī)和臥式砂磨機(jī)兩種。臥式砂磨機(jī)由機(jī)座、主軸部件、研磨裝置、冷卻裝置、控制系統(tǒng)、輔助裝置等組成。
臥式砂磨機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖
由于臥式砂磨機(jī)采用攪拌軸，使研磨介質(zhì)在整個(gè)研磨筒內(nèi)分布均勻，具有高速研磨、縫隙筒分離系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)。
臥式砂磨機(jī)是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)全封閉的濕式磨床，由泵將液體物料輸送到水平砂磨機(jī)密閉磨缸中，然后主機(jī)推動介子磨珠高速運(yùn)轉(zhuǎn)。原物料在研磨珠中通過高壓旋轉(zhuǎn)和沖孔，產(chǎn)生混合、乳化、分散和摩擦。
揉搓、碾壓等粉磨功能，快速粉碎分散物料，滿足原料細(xì)度和粒度分布的要求。磨削后，將高速旋轉(zhuǎn)的出料口中分離出來輸出磨筒，而磨珠仍留在缸體中。在循環(huán)磨削操作中，連續(xù)循環(huán)磨削至細(xì)度合格。物料在密閉狀態(tài)下生產(chǎn)，有效防止了物料的結(jié)皮和溶劑揮發(fā)，傳動系統(tǒng)機(jī)械密封保護(hù)防止泄漏。因此，臥式砂磨機(jī)在精細(xì)材料如涂料生產(chǎn)行業(yè)獲得廣泛的應(yīng)用。
高壓均質(zhì)機(jī)是通過高壓往復(fù)泵產(chǎn)生動力和傳送物料，通過壓力將物料輸送至工作閥(一級均質(zhì)閥及二級乳化閥)中，物料在高壓下通過工作閥時(shí)，產(chǎn)生巨烈的剪切、沖撞和空穴作用，從而使其中固體顆粒因相互碰撞和剪切而得到超細(xì)化。
高壓均質(zhì)機(jī)設(shè)備示意圖
高壓均質(zhì)機(jī)工作原理圖
相對于其它研磨設(shè)備如砂磨機(jī)等，高壓均質(zhì)機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是：1）粉碎作用更為強(qiáng)烈。這是因?yàn)楣ぷ鏖y的閥芯和閥座之間在初始位是緊密貼合的，只是在工作時(shí)被料液強(qiáng)制擠出了一條狹縫；而砂磨機(jī)的轉(zhuǎn)定子之間為滿足高速旋轉(zhuǎn)并且不產(chǎn)生過多的熱量，一般都有較大的間隙(相對均質(zhì)閥而言)，因而高壓均質(zhì)機(jī)能夠產(chǎn)生更強(qiáng)的暴發(fā)力。同時(shí)，由于均質(zhì)機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)是容積式往復(fù)泵，從理論上說，均質(zhì)壓力可以無限地提高，且壓力越高，細(xì)化效果就越好。2）均質(zhì)機(jī)的細(xì)化作用主要是利用了物料間的相互碰撞，以及物料和腔體壁的碰撞，所以物料的發(fā)熱量較小，因而能保持物料的性能基本不變。
主要缺點(diǎn)是：1）由于物料快速粉碎，而沒有經(jīng)過較長時(shí)間的研磨過程，顆粒形狀不均勻，棱角較多。2）均質(zhì)機(jī)的易損使得維護(hù)工作量較大，特別在壓力很高的情況下，腔體磨損還會將一些雜質(zhì)帶入色漿中，影響其最終的使用性能。
均質(zhì)機(jī)可以應(yīng)用于需要高壓處理的流體產(chǎn)品的所有行業(yè)中，例如乳化、分散、產(chǎn)品粒子粉碎和細(xì)胞破碎等應(yīng)用領(lǐng)域。也廣泛用于食品加工、牛奶、飲料、醫(yī)藥、染料、精細(xì)化工和生物技術(shù)等領(lǐng)域的生產(chǎn)和研發(fā)。
均質(zhì)技術(shù)是染料顏料、油墨等行業(yè)的主要生產(chǎn)技術(shù)。汪杭生等人提出高壓均質(zhì)機(jī)不僅能用于分散、還原、酸性染料的超細(xì)粉碎，而且已經(jīng)成功地開始應(yīng)用在有機(jī)顏料后處理加工中。楊軍浩提出高壓均質(zhì)機(jī)是有機(jī)顏料、噴墨打印墨水生產(chǎn)中超細(xì)粉碎和均質(zhì)工藝的最佳選擇。
其中，楊軍浩還特別提出了高壓均質(zhì)機(jī)相對于砂磨機(jī)的優(yōu)勢：長期以來，染料、顏料行業(yè)的生產(chǎn)廠一直沿用耗時(shí)、耗電的砂磨工藝，所用研磨氧化鋯珠價(jià)格較高，阻礙了勞動生產(chǎn)力和產(chǎn)品性能的提高。高壓均質(zhì)機(jī)大規(guī)模應(yīng)用于染料、顏料后處理超細(xì)粉碎工藝中，實(shí)現(xiàn)了染料、顏料行業(yè)后處理超細(xì)粉碎工藝的重大變革。
這是由于使用高壓均質(zhì)機(jī)后，能使超細(xì)粉碎的時(shí)間從原來的幾十小時(shí)乃至100多小時(shí)，縮短為瞬間，細(xì)度能達(dá)到1微米以下，且粒徑分布均勻，使分散染料、還原染料的擴(kuò)散性能大為提高。使作為著色劑的有機(jī)顏料粒子小而細(xì)，均勻地分布在涂料或噴墨打印墨水中，延長了貯存時(shí)間。而且還避免了因采用砂磨帶來的金屬離子或玻璃珠或氧化鋯珠粉末的影響，全面提高了染料和顏料的產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，高壓均質(zhì)機(jī)體積小、占地少、價(jià)格不高、節(jié)電省工，可連續(xù)生產(chǎn)。
據(jù)了解，國外的染料顏料行業(yè)仍停留在砂磨機(jī)進(jìn)行染料和顏料的超細(xì)粉碎工藝，而其效率和質(zhì)量均難以和高壓均質(zhì)機(jī)工藝相比。所以，楊軍浩等人認(rèn)為在染料及有機(jī)顏料行業(yè)中使用高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行超細(xì)粉碎成為大勢所趨。
對于擁有砂磨機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)而言，楊軍浩建議可將砂磨機(jī)作為物料的預(yù)粉碎設(shè)備，先將物料在砂磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行預(yù)粉碎至10微米左右，然后經(jīng)過濾后再進(jìn)入高壓均質(zhì)機(jī)處理，而且省時(shí)、省工、節(jié)能，且產(chǎn)品質(zhì)量可達(dá)到更高水平。
參考來源：
[1]楊軍浩等：高壓均質(zhì)機(jī)在染料顏料后處理工藝中的應(yīng)用和展望
[2]姜東：中性墨水用炭黑色漿的制備與研究
[3]王利：高壓均質(zhì)機(jī)在潤滑脂生產(chǎn)中的應(yīng)用研究
[4]楊金霖等：淺談臥式砂磨機(jī)在汽車涂料生產(chǎn)工藝過程中的應(yīng)用
[5]王佳慶等：臥式砂磨機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
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