一種新型環(huán)保木粉機(jī)的設(shè)計(jì)

該文設(shè)計(jì)了一種新型環(huán)保木粉機(jī)，采用循環(huán)式切削粉碎多級分層加工與氣流篩選相結(jié)合的超細(xì)木粉粉碎工藝。在超細(xì)木粉的粉碎過程中，將分級篩選設(shè)備與粉碎設(shè)備連為一體，不斷將已經(jīng)達(dá)到目的超細(xì)木粉濾出，未達(dá)到要求的進(jìn)行冷卻再返回粉碎室進(jìn)行多次循環(huán)加工，如此不但減輕了微細(xì)顆粒在粉碎中的團(tuán)聚與干擾，提高了能量的利用率，同時(shí)也保產(chǎn)品的細(xì)度和粒度分布的均勻性，超細(xì)木粉質(zhì)量的一致性，提高了加工效率大大降低了能耗，使得加工過程更加環(huán)保、高效。

鑒于傳統(tǒng)木粉機(jī)的粉碎極限\"能耗規(guī)律與木粉顆粒的物性，本課題提出采用循環(huán)式切削粉碎\"多級分層加工與氣流篩選相結(jié)合的超細(xì)木粉粉碎工藝。此次創(chuàng)新課題所設(shè)計(jì)的設(shè)備所采取的加工工藝高，采用雙層機(jī)體，機(jī)體內(nèi)注入自來水起到水冷作用，裝入了一種新型材料起到隔音、散熱的功能。最新木粉機(jī)能同時(shí)完成微粉碎和微粉分選的兩道加工工序，裝有氣流流量調(diào)節(jié)閥，不用停機(jī)即可控制產(chǎn)品的細(xì)度，細(xì)粉能全部回收，不污染環(huán)境。

1新型環(huán)保木粉機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

本文介紹的超細(xì)木粉原料粉碎設(shè)備的設(shè)計(jì)要求是能夠加工出150—751μm即100—200目的木粉，其是制作亞納米木粉的原料。該設(shè)備采用半封閉式循環(huán)切削粉碎法，主要由主粉碎機(jī)、篩箱、集粉器組成。主粉碎機(jī)內(nèi)安裝有定刀組和T形動刀組，均由電動機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生高速氣流，物料在氣流中加速并反復(fù)沖擊片、切割摩擦。篩箱內(nèi)裝有篩網(wǎng)以及刮板機(jī)構(gòu)，通過安裝不同規(guī)格的篩網(wǎng)可收集不同粒度的木粉。集粉器由螺旋分離器和回收器組成，主要起氣流分選木粉的作用。

2木粉機(jī)主軸設(shè)計(jì)與參數(shù)選擇

日本的Y.KANDA等人根據(jù)斷裂力學(xué)理論，在顆粒碰碎試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上得出了顆粒粒徑與粉碎能的關(guān)系式：

計(jì)算得X=8.76xlO-5m因此可估算產(chǎn)品粒徑大約為175目。只能用來初步估算產(chǎn)品粒徑，因?yàn)槟痉垲w粒在粉碎室內(nèi)不只受刀具的撞擊作用，還要受到瞬時(shí)應(yīng)力、互相摩擦等作用，因此在粉碎時(shí)會產(chǎn)生比計(jì)算值更小的顆粒。可以看出提高粉碎機(jī)轉(zhuǎn)速或增大轉(zhuǎn)子直徑都能達(dá)到減小粉碎產(chǎn)品粒徑的目的。

3木粉機(jī)粉碎過程螺旋減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于該機(jī)器是依靠風(fēng)力進(jìn)料的原理進(jìn)行進(jìn)料，木粉的質(zhì)量很輕會隨著風(fēng)力很快的通過切削箱。為了保證在切削箱中超細(xì)木粉得到充分的加工，在主軸上加裝螺旋阻力裝置減緩木粉的流動速度并增加木粉的切向加速時(shí)間，保證木粉達(dá)到足夠拋射并與刀具發(fā)生碰撞粉碎，保證木粉得到足夠的沖量，其加速過程主要來自于離心力和風(fēng)力。該螺旋減速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單便于維修。

由于木粉的密度很低。因此，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速較低時(shí)木粉就屬于離心狀態(tài)。為了降低木粉受到負(fù)壓氣流的影響，的增大主軸轉(zhuǎn)速并給木粉一個(gè)足夠長加速的軌跡。每個(gè)動刀的刀角都有30度的傾度，增大裝機(jī)時(shí)的切削壓強(qiáng)。

4、超細(xì)木粉風(fēng)力篩選系統(tǒng)設(shè)計(jì)

木粉運(yùn)動時(shí)具有一定的動能，運(yùn)動速度相同時(shí)，質(zhì)量大者其動能也大，重力勢能也較大，當(dāng)他們受到改變其運(yùn)動方向的作用力時(shí)，由于慣性的不同會形成不同的運(yùn)動軌跡，從而實(shí)現(xiàn)不同目數(shù)的分級篩選。

該系統(tǒng)首先通過螺旋分離器進(jìn)行預(yù)分級。技術(shù)措施是：1）采用較大徑的螺旋分離器，可使顆粒所受的離心力較少，從而使較細(xì)顆粒進(jìn)入級分選裝置而較大的顆粒則沉降。2）分離器直筒部分高度適當(dāng)增大，作用是延長顆粒在分級區(qū)的圓周運(yùn)動時(shí)間，有利于顆粒沉降。3）增大氣流入口速度，強(qiáng)化離心效果！螺旋分離器能分離出400目左右的木粉。

經(jīng)過初步篩選后，木粉進(jìn)入二級分選收集裝置內(nèi)。該分離器結(jié)構(gòu)比一般分離器的進(jìn)口要大，筒體為若干圈螺線組排氣管在螺線管的中心處。這種結(jié)構(gòu)可延長切向流場，充分利用其捕集分離作用，各螺線間距較小，以縮短顆粒的徑向離心距離，使之在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到器壁。

該裝置由兩個(gè)伺服電機(jī)提供木粉的篩選動力，較大的電機(jī)固定在整個(gè)箱體的底部為整個(gè)箱體提供負(fù)壓，提供木粉沉降的動力。較小的電機(jī)安裝在螺旋收集器的中心處，為木粉的漂浮運(yùn)動提供動力。

5粉碎機(jī)篩箱出料機(jī)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)

由于木粉的吸附作用，會使其粘結(jié)在料倉的篩網(wǎng)上，因此在篩箱的出料機(jī)構(gòu)中設(shè)計(jì)了木方刷。

由于該機(jī)器是依靠風(fēng)力進(jìn)料的原理進(jìn)行進(jìn)料，木粉的質(zhì)量很輕會隨著風(fēng)力很快的通過切削箱。為了保證在切削箱中超細(xì)木粉得到充分的加工，在主軸上加裝螺旋阻力裝置減緩木粉的流動速度并增加木粉的切向加速時(shí)間，保證木粉達(dá)到足夠拋射并與刀具發(fā)生碰撞粉碎，保證木粉得到足夠的沖量，其加速過程主要來自于離心力和風(fēng)力。該螺旋減速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單便于維修。木粉運(yùn)動時(shí)具有一定的動能，運(yùn)動速度相同時(shí)，質(zhì)量大者其動能也大，重力勢能也較大，當(dāng)他們受到改變其運(yùn)動方向的作用力時(shí)，由于慣性的不同會形成不同的運(yùn)動軌跡，從而實(shí)現(xiàn)不同目數(shù)的分級篩選。

（作者單位：安徽科技學(xué)院，通訊作者：李慧女（1971.10）副教授）