陶瓷工业中常用的离心盘式和压力喷嘴式雾化器介绍

雾化器是喷雾干燥器的一个重要部件，其作用是把泥浆喷射成雾状的液滴。下面介绍陶瓷工业中常用的离心盘式和压力喷嘴式雾化器。

（一）离心盘式雾化器

离心盘式雾化的特点是泥浆的压力小而具有很高的速度。

1.雾化机理

将泥浆送到高速旋转的雾化盘中心后，在离心力等外力作用下，泥浆被拉成薄膜，同时速度不断增加，最后从盘的边缘甩出而成为液滴。从雾化盘甩出的泥浆，受两种力的作用而雾化，一种是离心力，一种是空气的摩擦力。

当泥浆流量小、雾化盘转速低时，泥浆在盘的边缘隆起成半球形，球的直径取决于离心力以及泥浆的粘度和表面张力。当离心力超过泥浆的表面张力时，盘边的各个球形泥浆直接甩出成为雾状液滴，雾滴中含有少量的大颗液滴，如图2.62（a）所示。

图2.62　离心雾化器的雾化过程

当泥浆流量加大、雾化盘转速增高时，盘边上半球形泥浆被拉成许多液丝。随着泥浆流量的继续增加，盘边的液丝数目也增多，但增加到一定数量后再增加泥浆流量，液丝只是直径变大，数目却不再增多，在离心力和空气摩擦力的作用下，这些液丝很不稳定，在伸延到离盘边不远处就迅速断裂、成为雾状的细微液滴和许多球形的小液滴，如图2.62（b）所示。泥浆的粘度和表面张力愈大，产生的液滴也愈粗，粗粒液滴在雾滴中所占的比例也愈多。

当泥浆流量继续增加时，液丝的数目与直径均不再增加，液丝间互相溶合成为连续的液膜，液膜由盘边延伸至一定距离后破裂，分散成直径分布较广的液滴，如图2.65（c）所示。如离心盘的转速继续提高，液膜延伸的距离缩短，泥浆高速甩出，在盘边附近就与空气强烈摩擦而分裂成雾状液滴。

【信息提示】

1.离心盘转速的大小会影响到液滴的大小和均匀性。

2.保证雾化均匀性（Q一定时）的条件。

2.结构形式

离心盘的结构形式（图2.63）很多。目前常用的型式是在盘上开浅槽或装设喷孔，有时还采用多层喷孔，以满足大产量的要求，多层孔的结构，可保证在喷炬直径不大的条件下增加雾化泥浆的数量。

图2.63　离心盘的结构

陶瓷泥浆具有较强的磨蚀性，对离心盘有强烈的磨蚀作用。因此，要在离心盘接触泥浆的表面上加耐磨的衬垫，而且这种衬垫是可更换的，如图2.64所示，以延长使用寿命。

图2.64　某种耐磨蚀的离心盘

1-盘体　2-耐磨底盘　3-侧壁衬　4-喷嘴套　5-密封圈　6-盘盖　7-耐磨喷嘴

3.离心机

离心机是使离心盘实现连续按要求的转速旋转和喷雾的机器，其结构如图2.65所示。

离心机由五部分组成：①动力部分；②传动部分；③润滑部分；④离心盘与主轴的联接；⑤泥浆分配部分。

①动力有三种：

a）气动，用气动马达带动，这种动力只能用于小功率小雾化量的离心机中，如实验室用的离心式喷雾干燥器。

b）高频电动机直接带动，不需要增速传动机构。

c）普通电动机带动。

②传动部分可有多种方式：

a）直接带动，如气动和以高频电动机为动力的。

b）皮带加螺旋齿轮增速传动，这种方式可采用卧式电动机。

c）圆柱齿轮增速传动，这种传动需用立式电动机。

d）液力联轴器加圆柱齿轮增速传动。

传动或动力部分应有测速装置，以便测定和控制雾化盘的转速。

③润滑部分：(www.xing528.com)

由于离心机主轴高速转动，工作过程中产生大量的热，必须采用强制润滑来冷却和润滑齿轮及轴承。对于滑动轴承，应有轴承温度测量和超温报警电路（轴承温度超过允许值时报警）以及自动停车的保险装置，以免轴承因超温毁坏而造成危险。另外，润滑油循环油泵必须工作可靠。

④离心盘与主轴的联接：

为了保证离心盘与主轴的良好同心度，采用锥形轴孔与轴联接，使用时用螺母锁紧，但卸盘时不允许用锤敲打，以免离心盘变形而产生不平衡，需用卸盘器卸盘，正确的卸盘方法如图2.66所示。

图2.65　离心机结构示意图

1-电动机　2-齿轮箱　3-喂料管　4-水冷罩　5-油箱　6-泥桨分布器　7-雾化盘

图2.66　用卸盘器卸盘的方法

1-钢珠　2-螺母　3-顶杆

图2.67　分浆盘结构图

1-进桨管　2-雾化盘

⑤泥浆分配部分：

在离心盘的上方，有泥浆分配器（分浆盘）。其作用是使从管道送来的泥浆能按圆周均匀地落入雾化盘内，以保证雾化的均匀和离心盘运转的平稳，其结构如图2.67所示。分浆盘的出口向下伸入离心盘的内腔，以便泥浆能尽量接近离心盘的表面，减少泥浆流入离心盘时的飞溅。应注意，分浆盘与离心盘要保持适当的间隙以免发生碰擦。分浆盘的供浆流量应比离心盘的最大雾化量略小，以保证不因离心盘来不及喷出而溢出离心盘外。分浆盘的出口均布小圆孔，以此来使泥浆分配均匀。有的分浆盘有上下两层均布小孔的隔板，这样可以通过两次分配使泥浆分布均匀。

3.使用特点

离心盘式雾化器可雾化高粘度带有大颗粒悬浮物的泥浆，并可同时雾化两种以上泥浆。离心盘式雾化器喷雾均匀，不易堵塞，喷孔的磨损对粉料的性质无明显的影响。离心盘式雾化器的操作范围较宽，可以在设计生产能力±25%范围内调节产量，而且不影响产品颗粒大小。操作压力低，不需要高压泵，生产能力大，操作可靠。

（二）压力喷嘴式雾化器

1.构造工作原理

压力喷嘴式雾化器又称机械雾化器。它主要由旋流室和喷嘴两部分组成。旋流室的作用是使泥浆在这里产生高速旋转运动。其结构有两类：一类采用在切向开有（2～6）条螺旋槽或斜槽的导流板；另一类采用专门的涡旋片（如图2.73所示）。喷嘴的作用是喷射泥浆并使其雾化。喷嘴的喷孔很小，其孔径一般为（1.4～3）mm，容易堵塞。因此，必须对泥浆进行严格的过筛，以免杂物、铁锈和大颗粒混入而堵塞喷孔。由于泥浆通过喷嘴时的速度很高，喷孔很容易被磨损。故喷孔板要选用抗磨蚀性很高的材料制成，如刚玉、硬质合金、人造红宝石等。喷孔要有较高的几何形状精度和光洁度。否则雾化不均匀，甚至出现线流现象（就是没有分散的液流），将影响干燥产品的质量。

如图2.68所示的喷嘴，其易磨损件还有涡旋片4和它后面的垫片3。

图2.68　压力喷嘴结构

1-喷嘴座　2-分配塞　3-涡旋垫　4-涡旋片　5-喷孔板　6-喷嘴帽

喷嘴的结构除应保证必要的工作性能外，还应考虑装卸方便，易于更换易损件和喷嘴。零部件的加工要求精密，公差配合很严。特别要注意垫片的密封性，如有漏液就会产生湿料粘壁，并因此而损坏喷嘴构件。

2.工作原理

工作时，泥浆用泵以比较高的压力沿切向槽送入旋流室，在旋流室中，泥浆高速旋转，形成近似的自由涡流，因而愈靠近喷嘴中心，流速愈大而压力愈小，结果在喷嘴的中心附近，泥浆破裂，形成一根压力等于大气压力的空气柱，泥浆在喷嘴内壁与空气柱之间的环形截面中心以薄膜的形式喷出。喷出后，随着薄膜的伸长、变薄而拉成细丝，最后细丝断裂成为液滴。

3.使用特点

压力喷嘴式雾化器适用于低粘度或不含大颗粒的悬浮液泥浆。根据生产要求，可通过设计以获得粗细不同的液滴。

压力喷嘴式雾化器结构简单、紧凑；造价低；装拆和更换容易，维修方便；动力消耗小；工作时噪音小；可用变化喷嘴内部结构的方法获得任意喷焰的外形。

压力喷嘴式雾化器的缺点：需要高压泵，喷孔易堵塞。由于泥浆喷射速度高，喷嘴磨损较大，并且泥浆浓度越高、供浆压力越大，则喷嘴的磨损越大，以致影响正常的雾化，引起进料量的波动，造成雾化不均匀，从而使产品的质量下降。另外，压力喷嘴式雾化器的操作范围小，产量调节范围狭窄（常用增减喷嘴数量或更换喷嘴孔径来调节）。

【信息提示】

1.雾化压力大小的选择。

2.影响雾滴直径的因素。

离心盘式雾化器与压力喷嘴式雾化器的性能各不相同，其性能对比见表2.13。

表2.13　两种雾化器的比较