دستگاه پودر کننده (آسیاب دیسکی ارتعاشی)
آسیاب دیسکی ارتعاشی (Vibratory Disc mill) یکی از کارآمدترین دستگاه‌های سنگ‌زنی است که با بهره‌گیری از ارتعاشات سه‌بعدی، فرآیند خردایش و پودر کردن مواد را با دقت و سرعت بالا انجام می‌دهد. این دستگاه با اعمال نیروهای شدید از طریق دیسک‌های فولادی دوار، مواد جامد را به ذرات بسیار ریز تبدیل کرده و نقش کلیدی در آماده‌سازی نمونه‌ها برای تحلیل‌های دقیق دارد.
دیسک‌های این آسیاب، با طراحی مهندسی‌شده شامل شیارها و دندانه‌های خاص، امکان آسیاب کردن طیف گسترده‌ای از مواد را فراهم می‌کنند. عملکرد سریع و کارآمد آن، به همراه قابلیت تنظیم دانه‌بندی خروجی، باعث شده است که این دستگاه در حوزه‌های مختلف از جمله آزمایشگاه‌های تحقیقاتی و فرآیندهای صنعتی به‌عنوان ابزاری ضروری شناخته شود.
با استفاده از مکانیزم ارتعاشات افقی دوار، این دستگاه قادر است مواد اولیه با اندازه حداکثر ۵ میلی‌متر را در مدت زمان کوتاه ۱ تا ۳ دقیقه به ذراتی با اندازه ۱۵۰ میکرون تبدیل کند. این ویژگی، آن را به انتخابی ایده‌آل برای کاربردهایی تبدیل کرده است که نیاز به پودر شدن یکنواخت و سریع مواد دارند.
طراحی پیشرفته آسیاب دیسکی ارتعاشی، ترکیبی از دقت، قدرت و کارایی را ارائه می‌دهد و پاسخی به نیازهای خردایش در صنایع مختلف است.
آسیاب دیسکی چگونه کار می کند
آسیاب دیسکی بر اساس ترکیب نیروهای فشاری و برشی عمل می‌کند و با استفاده از این مکانیزم، مواد جامد را به اندازه‌های موردنظر خرد و آسیاب می‌کند. در ادامه، مراحل عملکرد این دستگاه به‌صورت گام‌به‌گام توضیح داده شده است:
۱. تغذیه مواد
مواد اولیه‌ای که قرار است پردازش شوند، از طریق مکانیزم تغذیه به مرکز دیسک‌ها وارد می‌شوند. بسته به طراحی دستگاه، این فرآیند می‌تواند از طریق تغذیه گرانشی یا یک سیستم تغذیه کنترل‌شده انجام شود که جریان مواد را به طور دقیق تنظیم می‌کند.
۲. ورود به منطقه سنگ‌زنی
با روشن شدن موتور، محور مرکزی شروع به چرخش کرده و دیسک‌های فولادی با سرعت بالا و در جهت مخالف یکدیگر می‌چرخند. مواد ورودی که به مرکز دیسک‌ها وارد شده‌اند، بین آنها گیر افتاده و تحت تأثیر نیروی گریز از مرکز به سمت لبه‌های بیرونی هدایت می‌شوند.
۳. فرآیند سنگ‌زنی
در این مرحله، مواد با سطوح سنگ‌زنی دیسک‌ها در تماس قرار گرفته و خرد می‌شوند. شیارها، برجستگی‌ها و دندانه‌های مخصوص روی سطح دیسک‌ها، مواد را به ذرات کوچک‌تر تجزیه می‌کنند. ترکیب نیروهای برشی و فشاری که بین دیسک‌های در حال چرخش اعمال می‌شود، اندازه مواد را به سطح موردنظر کاهش می‌دهد.
۴. تخلیه ذرات
هنگامی که مواد به اندازه مطلوب آسیاب شدند، به لبه‌های بیرونی دیسک‌ها رسیده و از منطقه سنگ‌زنی خارج می‌شوند. سپس ذرات پودر شده از طریق دهانه‌ها یا صفحات خروجی که در اطراف دیسک‌ها قرار دارند، تخلیه می‌شوند. این دهانه‌ها یا صفحات قابل تنظیم هستند و امکان کنترل دقیق اندازه نهایی ذرات خروجی را برای اپراتور فراهم می‌کنند.
۵. تنظیم شکاف بین دیسک‌ها
فاصله بین دیسک‌ها تأثیر مستقیمی بر اندازه نهایی ذرات دارد. کاهش شکاف بین دیسک‌ها باعث تولید ذرات ریزتر می‌شود، در حالی که افزایش شکاف منجر به تولید ذرات درشت‌تر خواهد شد. این قابلیت، امکان تنظیم دقیق فرآیند آسیاب را متناسب با نیازهای مختلف فراهم می‌کند
عملکرد آسیاب دیسکی ارتعاشی
آسیاب دیسکی ارتعاشی با ترکیب فشار و اصطکاک، مواد جامد را به ذرات ریزتر تبدیل می‌کند. در این دستگاه، مجموعه سنگ‌زنی به‌وسیله یک اهرم قفل سریع روی صفحه ارتعاشی محکم نصب شده و تحت ارتعاشات دوار افقی قرار می‌گیرد.
نیروی گریز از مرکز تولیدشده درون محفظه آسیاب، فشار و اصطکاک شدیدی را به مواد وارد کرده و در مدت ۱ تا ۳ دقیقه آنها را به ظرافت تحلیلی موردنظر می‌رساند. این ارتعاشات توسط یک موتور سه‌فاز با توان ۱.۵ کیلووات ایجاد و با فرکانس کنترل می‌شود. همچنین، یک سنسور حفاظتی در دستگاه تعبیه شده که در صورت استفاده از مجموعه‌های آسیاب حساس (مانند عقیق)، به‌طور خودکار سرعت را به ۷۰۰ دور در دقیقه محدود می‌کند تا از آسیب جلوگیری شود.
ویژگی
- سرعت: آنها مدت زمان آسیاب بسیار کوتاهی را ارائه می دهند و اغلب به ظرافت تحلیلی در چند دقیقه دست می یابند.
- ظرفیت پردازش بالا : قابلیت آسیاب کردن نمونه‌هایی تا 8 کیلوگرم در هر دسته.
- دقت و ظرافت بالا : قابلیت رسیدن به اندازه ذرات بسیار ریز (d95<75µm) برای تجزیه‌وتحلیل دقیق.
- ایمنی پیشرفته : بسیاری از مدل‌ها دارای ویژگی‌های ایمنی مانند کاهش سرعت خودکار برای مجموعه‌های عقیق و قفل‌های ایمنی روی پوشش محفظه سنگ‌زنی هستند.
- انعطاف‌پذیری در انتخاب مواد و حجم :مجموعه‌های آسیاب از مواد مختلف و فنجان‌های سنگ‌زنی با حجم‌های متنوع برای پردازش همزمان یک تا سه نمونه.
- تکرارپذیری: ارتعاشات مداوم و ساختار قوی، تکرارپذیری بالا را در آماده سازی نمونه تضمین می کند.
- حداقل گرد و غبار و اتلاف مواد :سیستم تخلیه خودکار، تمیزکاری با هوای فشرده و عملکرد بدون گردوغبار.
- کاربری آسان و نگهداری کم : طراحی کم‌سایش، تکرارپذیری بالا در آماده‌سازی نمونه و عایق صدا برای کارکرد راحت‌تر.
کاربرد
- تحقیق و توسعه: اسیاب های دیسکی ابزاهای ضروری در ازمایشگاه های تحقیقاتی در رشته های علمی هستند
- داروسازی : اسیاب دیسکی نقش حیاتی در تهیه فرمولاسیون دارویی و تولید پودر های ریز دارند آنها برای کاهش اندازه مواد فعال دارویی (API)، مواد کمکی و سایر مواد خام مورد استفاده قرار می‌گیرند
- سرامیک و شیشه :آسیاب های دیسکی در صنعت سرامیک و شیشه برای آسیاب سرامیک های اکسیدی و مواد شیشه ای استفاده می شوند. آنها به کاهش این مواد به پودرهای ریز یا دستیابی به توزیع اندازه ذرات مورد نظر برای پردازش بیشتر، مانند شکل دهی، شکل دهی و تف جوشی کمک می کنند.
- مصالح ساختمانی:آسیاب دیسک در صنعت مصالح ساختمانی در آسیاب و پودر کردن مواد مختلف مانند سیمان، سنگ و بتن نقش دارد.
- بخش محیط زیست:آسیاب های دیسکی در بخش محیط زیست برای آسیاب و فرآوری موادی مانند خاک، سنگ فرش و سرباره کاربرد دارند.
- مواد معدنی و متالورژی:آسیاب های دیسکی به طور گسترده در صنایع معدنی و متالورژی برای آسیاب کردن مواد مختلف از جمله زغال سنگ، کک، کوراندوم، سنگ معدن و سرباره استفاده می شود.
نکاتی هنگام خرید باید دقت کرد
- نوع و خواص مواد ورودی:
- سختی مواد: آسیاب‌های دیسکی ارتعاشی برای مواد با سختی متوسط، سخت، شکننده و فیبری مناسب هستند. اگر مواد شما بسیار نرم، چسبنده یا الاستیک هستند، ممکن است این نوع آسیاب گزینه مناسبی نباشد.
- اندازه ذرات ورودی: حداکثر اندازه ذرات ورودی قابل قبول برای آسیاب‌های دیسکی معمولاً بین 5 تا 15 میلی‌متر است. اگر اندازه ذرات مواد اولیه شما بزرگتر است،ممکن است نیاز به یک مرحله پیش-سایش با استفاده از سنگ‌شکن فکی (Jaw Crusher) داشته باشید.
- حساسیت به دما: اگر مواد شما به دما حساس هستند، باید به جنس دیسک‌های آسیاب توجه کنید، زیرا سایش می‌تواند گرما تولید کند. استفاده از دیسک‌های سنگی (مانند عقیق) می‌تواند گرمای تولید شده را کاهش دهد.
- احتمال آلودگی: اگر آنالیزهای بعدی نمونه آسیاب شده بسیار حساس به آلودگی هستند، باید جنس دیسک‌های آسیاب را با دقت انتخاب کنید تا از انتقال عناصر ناخواسته به نمونه جلوگیری شود. دیسک‌هایی از جنس فولاد ضد زنگ، کاربید تنگستن، اکسید زیرکونیوم و عقیق در دسترس هستند. برای آسیاب بدون آلودگی فلزات سنگین، از فولاد 1.1740 استفاده می‌شود.
- خروجی مورد نظر و آنالیزهای بعدی:
- اندازه ذرات خروجی (Final Fineness): آسیاب‌های دیسکی ارتعاشی معمولاً قادر به تولید ذرات با اندازه زیر 20 میکرومتر هستند. اگر به ذرات بسیار ریزتر (نانومتری) نیاز دارید، ممکن است به روش‌های آسیاب دیگری نیاز باشد.
- یکنواختی اندازه ذرات: این نوع آسیاب‌ها معمولاً خروجی با یکنواختی خوبی از نظر اندازه ذرات تولید می‌کنند، که برای بسیاری از آنالیزها مانند XRF و سایر روش‌های طیف‌سنجی اهمیت دارد.
- مقدار نمونه مورد نیاز برای آنالیز: حجم محفظه آسیاب (Grinding Jar Volume) باید متناسب با مقدار نمونه مورد نیاز برای آنالیزهای بعدی باشد. آسیاب‌های دیسکی با حجم محفظه‌های 50، 100 و 250 میلی‌لیتر معمول هستند.
- مشخصات فنی دستگاه:
- قدرت موتور و سرعت چرخش: قدرت موتور و محدوده سرعت چرخش (RPM) بر کارایی آسیاب و زمان مورد نیاز برای رسیدن به اندازه ذرات مطلوب تأثیر می‌گذارد. برخی از مدل‌ها امکان تنظیم سرعت را برای مواد مختلف فراهم می‌کنند.
- جنس و ابعاد دیسک‌های آسیاب: جنس دیسک‌ها (فولاد سخت شده، کاربید تنگستن، عقیق، اکسید زیرکونیوم) بر سختی مواد قابل آسیاب، میزان سایش و احتمال آلودگی نمونه تأثیر می‌گذارد. ابعاد دیسک‌ها نیز بر ظرفیت و کارایی آسیاب مؤثر است.
- مکانیسم ارتعاش: نوع و قدرت مکانیسم ارتعاش بر سرعت و کیفیت آسیاب کردن تأثیر دارد. سیستم‌های ارتعاش با صفحه تثبیت‌شده (Stabilized-Plane-Drive) می‌توانند نتایج تکرارپذیرتری ارائه دهند.
- زمان آسیاب: اکثر مدل‌ها دارای تایمر دیجیتال با قابلیت تنظیم دقیق زمان آسیاب (از چند ثانیه تا چند دقیقه) هستند که برای تکرارپذیری نتایج مهم است.
- ایمنی: وجود قفل ایمنی، سیستم تشخیص صحیح قرارگیری محفظه آسیاب و عایق صوتی از نکات مهم در ایمنی کار با دستگاه هستند.