دليل مبدأ عمل مطحنة التصنيف الهوائي وتطبيقاتها

تعريف مطاحن تصنيف الهواء وأسماؤها الشائعة

في معالجة المساحيق الجافة، يدمج مطحنة التصنيف الهوائي عمليتي الطحن الدقيق والتصنيف الهوائي في جهاز واحد، ويتألف عادةً من وحدة طحن بالصدم، ومصنف هوائي ديناميكي، ونظام نقل وتجميع بتدفق الهواء. وتتمثل وظيفتها الأساسية في عملية مباشرة للغاية: أولاً، يتم تقليل حجم الجسيمات عن طريق الصدم الميكانيكي، ثم يتم فصل المسحوق الناعم عن المسحوق الخشن وفقًا لتأثير مجال تدفق الهواء ودوار التصنيف. في السياق الإنجليزي، يوجد عدة طرق كتابة مشابهة لهذا النوع من المعدات. غالبًا ما يُستخدم مصطلح «air classifying mill» وصيغته الجمع «air classifying mills» لوصف معدات التكسير بالصدم المزودة بوظيفة التصنيف الهوائي المدمجة. أما مصطلح «air classifying mill machine» فيؤكد بشكل أكبر على أنها آلة كاملة ومستقلة، كما أن مصطلح «air classifier mills» هو أيضًا تعبير شائع في السوق. يُعد «طاحونة طحن ACM» اسمًا شائعًا أيضًا، ويشير عادةً إلى كسارة صدمية ميكانيكية مزودة بمصنف هوائي ديناميكي. وتتمثل ميزاتها الأساسية في التكامل بين عمليات التكسير والتصنيف، ونقطة القطع القابلة للتعديل، وإعادة المسحوق الخشن. وتجدر الإشارة إلى أن مصنف الهواء الذي يظهر بمفرده يمكن أن يشير إلى مصنف هوائي خارجي. وبالنظر إلى الاسم وحده، من السهل الخلط بين المصنف الخارجي وطاحونة التصنيف الهوائي.

مبدأ العمل

يتم تغذية المادة إلى حجرة التكسير بواسطة جهاز التغذية المقيس. يعمل عنصر التصادم الموجود على الدوار على تسريع الجسيمات وتصادمها مع عنصر التصادم أو البطانة أو سكة الطحن، مما يؤدي إلى تقليل حجم الجسيمات تحت تأثير التصادم والقص. ثم ينقل تدفق الهواء المادة المكسرّة إلى منطقة التصنيف. يؤثر كل من التأثير الطرد المركزي الناتج عن دوران عجلة التصنيف وتأثير السحب الناتج عن تدفق الهواء بشكل مشترك على حركة الجسيمات. تتجاوز الجسيمات الدقيقة التي استوفت شروط الفصل عجلة التصنيف لتصبح منتجات، بينما تُعاد الجسيمات الأكثر خشونة إلى منطقة التكسير لمزيد من المعالجة. ستؤدي سرعة عجلة التصنيف وكمية الغاز المعالجة وسرعة دوار التكسير مجتمعةً إلى تغيير حجم الجسيمات المطلوب فصلها، والحمل الدوري، وتوزيع أحجام جسيمات المنتج. يمكن تشغيل المعدات باستخدام أنظمة الدائرة المفتوحة أو الدائرة المغلقة، والتي تشمل عادةً أيضًا مراوح، وفواصل إعصارية أو مرشحات، وخطوط نقل، وأنظمة إزالة الغبار والتحكم فيه.

الهيكل النموذجي وتكوين النظام

يتألف الهيكل الرئيسي للآلة الرئيسية عمومًا من فتحة التغذية، ودوار التكسير، وعنصر التصادم، والبطانة أو سكة الطحن، وعجلة الفرز، ومكون التوجيه، وقناة تدفق الهواء، ومحرك الدفع، ومخرج المنتج النهائي. وغالبًا ما تكون الأنظمة الكاملة مزودة أيضًا بمغذيات قياس، ومراوح، وفلاتر، وفواصل إعصارية، وأقفال هوائية، وفواصل معدنية، وخزانات تحكم، وأجهزة حماية بالغاز الخامل أو أجهزة حماية السلامة. بالنسبة للمواد والتطبيقات المختلفة، يمكن أن يتبنى تصميم المعدات دوارًا محوريًا، ودفعًا مباشرًا للعجلة المصنفة، وهيكلًا سهل التنظيف، وهيكلًا مقاومًا للتآكل، وهيكلًا من الفولاذ المقاوم للصدأ، أو هيكلًا للحماية من الصدمات الناتجة عن الضغط. كما يجب اختيار الأجزاء الملامسة للمنتج بناءً على درجة كشط المادة، وحدود التلوث، ومتطلبات التنظيف، ومستوى التآكل.

نطاق التطبيق ومعايير الاختيار

يمكن استخدام مطحنة التصنيف الهوائي في تطبيقات التكسير الدقيق الجاف مثل المعادن، والمساحيق الكيميائية، وطلاءات المساحيق، والمواد الغذائية، والأدوية، ومستحضرات التجميل. وتشمل التطبيقات المعدنية الشائعة التلك، والكاولين، وكبريتات الكالسيوم، والبوكسيت، والحجر الجيري. يمكن أن تساعد هذه الأمثلة في فهم الاتجاه المناسب لاستخدام المعدات، ولكنها لا يمكن أن تحل محل الاختبار والتحقق من النموذج للمواد المحددة. يجب اختيار المواد الحساسة للحرارة، أو التي تلتصق بسهولة، أو شديدة الكشط، أو القابلة للاشتعال، أو الحساسة للتلوث، وفقًا لتكوينات التبريد، ومقاومة التآكل، والتنظيف، والمواد، والوقاية من الانفجار المناسبة لها. يجب تحديد درجة النعومة، والقدرة الإنتاجية، وارتفاع درجة الحرارة، واستهلاك الطاقة بناءً على المواد، وظروف التغذية، وتكوين المعدات، وحجم الغاز، والسرعة، وطريقة الكشف، ولا يمكن استنتاجها مباشرةً من اسم المعدات.

الاختلافات عن الأجهزة المجاورة

تعتمد المطاحن الهوائية المتدرجة بشكل أساسي على عناصر الصدم الميكانيكية لإتمام عملية التكسير، بينما تعتمد المطاحن النفاثة ذات الطبقة المميعة بشكل أساسي على التصادمات عالية السرعة بين الجسيمات. وعادةً ما لا توجد أدوات تكسير ميكانيكية، ولا يمكن معالجة هذين النوعين باستخدام نفس المعدات. يقتصر دور المصنف الهوائي المنفصل على فصل الجسيمات حسب الحجم فقط، ويحتاج إلى تشكيل نظام مع معدات تكسير خارجية مثل المطاحن الكروية، والمطاحن الأسطوانية، والمطاحن المطرقة، وما إلى ذلك. أما المصنف الهوائي، فيدمج التكسير والتصنيف في نفس الآلة الرئيسية. لا يمكن لمصطلحات “مطحنة” و“مسحوق” و“مطحنة مصنفة” الواردة في اسم المعدات أن تثبت بمفردها الهيكل أو درجة النعومة أو الطاقة الإنتاجية أو المواد القابلة للاستخدام. وفي النهاية، يجب استخدام الوثائق الفنية الخاصة بالطراز المحدد كأساس.