Máy nghiền rổ

1. Khái niệm Máy nghiền rổ và Đặc điểm nổi bật của máy 

a. Máy nghiền rổ là gì

Máy nghiền rổ là một thiết bị phân tán và nghiền mịn hoạt động theo nguyên lý nghiền ướt. Phần chính của máy là một "rổ" chứa đầy các viên bi nghiền (thường là bi sứ Zirconia, bi thủy tinh). Rổ này được đục lỗ và gắn với một bộ phận rotor quay tốc độ cao bên trong.

b. Đặc điểm nổi bật:

2. Cấu tạo chính

Một máy nghiền rổ tiêu chuẩn thường bao gồm các bộ phận chính sau:

• Trục nâng hạ: Hệ thống thủy lực hoặc điện giúp nâng hạ toàn bộ cụm nghiền rổ vào và ra khỏi bồn chứa vật liệu.

• Động cơ chính: Cung cấp năng lượng cho trục quay chính.

• Trục quay và cụm rổ nghiền:

  • Rổ nghiền: Là phần hình trụ có đáy kín và thành được đục các lỗ li ti (hoặc có khe hở đặc biệt) để bi nghiền không lọt ra ngoài nhưng dung dịch có thể lưu thông. Bên trong rổ chứa đầy các viên bi nghiền (thường là bi sứ Zirconia hoặc bi thủy tinh, có độ cứng và độ mài mòn cao, kích thước từ 0.5mm đến 2.5mm tùy thuộc vào độ mịn yêu cầu).

  • Rotor: Gắn bên trong rổ nghiền, quay với tốc độ rất cao. Rotor này có các đĩa hoặc cánh khuấy đặc biệt, tạo ra lực cắt và lực va đập mạnh lên bi nghiền và dung dịch vật liệu.

• Cánh khuấy sơ bộ/đĩa phân tán: Gắn phía trên hoặc phía dưới rổ nghiền trên cùng một trục. Chức năng của cánh khuấy này là trộn đều vật liệu trong bồn chứa và tạo dòng chảy để vật liệu được hút vào rổ nghiền liên tục.

• Bồn chứa vật liệu: Là nơi chứa toàn bộ dung dịch cần nghiền.

• Hệ thống bơm tuần hoàn : Một số máy nghiền rổ có tích hợp bơm hoặc sử dụng thiết kế dòng chảy tự nhiên thông qua lực hút để đưa vật liệu vào và ra khỏi rổ nghiền liên tục.

• Bảng điều khiển: Cho phép người vận hành kiểm soát tốc độ quay, thời gian nghiền, và nhiệt độ.

3. Nguyên lý Hoạt động

Nguyên lý hoạt động của máy nghiền rổ khá độc đáo và hiệu quả:

1. Chuẩn bị: Dung dịch vật liệu (hỗn hợp bột rắn và chất lỏng) được đưa vào bồn chứa. Rổ nghiền, đã chứa bi nghiền, được hạ xuống ngập trong dung dịch.

2. Khuấy sơ bộ và tuần hoàn: Cánh khuấy sơ bộ/đĩa phân tán (gắn trên trục rotor chính) bắt đầu quay, tạo ra dòng chảy mạnh, trộn đều vật liệu và hút chúng vào bên trong rổ nghiền thông qua các lỗ/khe hở ở đáy rổ.

3. Nghiền mịn: Bên trong rổ nghiền, rotor quay với tốc độ rất cao. Lực ly tâm và lực cắt mạnh mẽ từ rotor làm cho hàng ngàn viên bi nghiền va đập, cọ xát và nghiền nát các hạt rắn trong dung dịch.

4. Tự tuần hoàn: Dung dịch đã được nghiền mịn sẽ thoát ra khỏi rổ thông qua các lỗ/khe hở trên thành rổ và chảy ngược trở lại bồn chứa chính. Quá trình này lặp đi lặp lại liên tục (tuần hoàn), đảm bảo mọi hạt vật liệu đều được đi qua vùng nghiền nhiều lần cho đến khi đạt được độ mịn mong muốn.

5. Làm mát: Do quá trình nghiền tạo ra nhiệt, nhiều máy nghiền rổ có hệ thống làm mát (thường là vỏ bọc kép cho rổ nghiền hoặc bồn chứa) để kiểm soát nhiệt độ, tránh làm hỏng vật liệu nhạy cảm với nhiệt.

4. Ưu điểm và Nhược điểm

Ưu điểm:

• Hiệu quả cao: Đạt được độ mịn cao trong thời gian ngắn.

• Tích hợp đa năng: Thường kết hợp cả chức năng phân tán sơ bộ và nghiền mịn trong cùng một thiết bị.

• Tiết kiệm không gian: Thiết kế nhỏ gọn, phù hợp cho không gian hạn chế.

• Dễ dàng vệ sinh: So với máy nghiền bi ngang, việc vệ sinh và thay đổi sản phẩm thường nhanh hơn và ít tốn kém hơn.

• Giảm thiểu thất thoát vật liệu: Do hệ thống khép kín và tự tuần hoàn.

• Thích hợp cho quy mô sản xuất nhỏ và trung bình: Cũng như nghiên cứu và phát triển sản phẩm mới.

Nhược điểm:

• Không phù hợp cho sản lượng cực lớn: Đối với sản lượng hàng trăm tấn/ngày, máy nghiền bi ngang có thể hiệu quả hơn.

• Giới hạn về độ nhớt: Vật liệu quá đặc hoặc quá nhớt có thể làm giảm hiệu quả nghiền.

• Chi phí bi nghiền: Bi nghiền cần được bổ sung hoặc thay thế định kỳ.

• Tạo nhiệt: Cần hệ thống làm mát hiệu quả để xử lý nhiệt sinh ra.

5. Ứng dụng

Máy nghiền rổ được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp yêu cầu độ mịn cao và đồng nhất:

• Sơn và Lớp phủ: Nghiền mịn pigment (chất màu), fillers (chất độn) để sản xuất sơn công nghiệp, sơn kiến trúc, sơn ô tô, mực in.

• Mực in: Sản xuất mực in offset, mực in flexo, mực in kỹ thuật số.

• Hóa chất: Nghiền các loại hóa chất dạng bột trong dung môi.

• Vật liệu điện tử: Sản xuất mực dẫn điện, bùn gốm điện tử.

• Gốm sứ: Nghiền men gốm, sứ kỹ thuật.

• Mỹ phẩm: Sản xuất kem nền, son môi (một số loại).

• Dược phẩm: Nghiền phân tán các hoạt chất trong dung dịch.

Nhờ những ưu điểm vượt trội về hiệu quả nghiền và tính linh hoạt, máy nghiền rổ là một lựa chọn tối ưu cho nhiều doanh nghiệp trong việc sản xuất các sản phẩm chất lượng cao đòi hỏi độ mịn và độ đồng đều khắt khe.