Les broyeurs à jet permettent de broyer facilement divers matériaux nouveaux, fragiles, d'une dureté et d'une pureté élevées. Parmi ces matériaux figurent le phosphate de fer lithié, les céramiques, les matériaux à base de silicium et de carbone, les médicaments et les produits chimiques. Ils produisent des poudres à granulométrie fine, à distribution granulométrique étroite et d'une grande pureté. Capables de réduire divers matériaux à l'échelle micrométrique, voire nanométrique, les broyeurs à jet sont largement utilisés dans de nombreux secteurs industriels.
There are many types of jet mills, each with different working principles and varying effectiveness for grinding different materials. Therefore, selecting the appropriate jet mill based on the specific material is crucial. Mainstream jet mills currently on the market include fluidized bed jet mills, opposed jet mills, flat (disc) jet mills, circulating tube jet mills, and target (paddle) jet mills. Building upon these base designs, methods such as inert gas protection, cryogenic air, or liquid nitrogen freezing can be incorporated to optimize the grinding performance of the jet mill.
Comment choisir le bon moulin à jet ?
Le broyeur à jet d'air en lit fluidisé est le modèle le plus répandu sur le marché. En effet, sauf indication contraire, le terme « broyeur à jet » désigne généralement ce type de broyeur. Les broyeurs à jet d'air en lit fluidisé sont couramment utilisés pour le broyage de matériaux tels que les matières premières chimiques, les produits pharmaceutiques, les cosmétiques, les céramiques techniques et les poudres magnétiques.
Dans un broyeur à jet à lit fluidisé, le matériau est broyé sous l'effet de la détente des gaz. La température de la chambre de broyage est maintenue à température ambiante et reste stable, ce qui rend ce type de broyeur particulièrement adapté aux matériaux thermosensibles. De plus, les broyeurs à jet à lit fluidisé combinent les avantages des broyeurs à jets opposés. Ils utilisent le flux de gaz pour propulser les particules et les projeter en collision à grande vitesse, minimisant ainsi leur impact sur les parois de l'équipement. Il en résulte des avantages tels qu'une granulométrie étroite, un rendement de broyage élevé, une faible consommation d'énergie, une contamination minimale du produit et une usure réduite des pièces. Ces broyeurs conviennent au broyage de matériaux d'une dureté Mohs supérieure ou égale à 9.
L'un des principaux inconvénients des broyeurs à jets en lit fluidisé est leur coût élevé. De plus, la matière première doit être à l'état fluidisé pour être broyée par les jets supersoniques. Par conséquent, elle doit présenter une finesse suffisante. La granulométrie requise est généralement supérieure ou égale à 30 mesh ; plus la matière première est fine, plus le rendement est élevé.
Principe de fonctionnement du broyeur à jet à lit fluidisé de poudre Epic
Un système de broyage complet comprend un système d'alimentation en gaz haute pression, le broyeur à jet principal, un cyclone, un dépoussiéreur, un ventilateur d'extraction et une armoire de commande. Le gaz haute pression filtré est injecté à vitesse supersonique dans la chambre de broyage par des tuyères Laval. Après broyage, le système de classification sépare les particules fines des particules grossières. Les particules conformes aux critères de granulométrie sont collectées en aval, tandis que les particules grossières retournent dans la zone de broyage pour un traitement ultérieur.
Paramètres de fonctionnement du broyeur à jet à lit fluidisé pour poudre Epic
Finesse du produit : Plage de réglage : 2 µm à 150 µm. La distribution granulométrique est directement contrôlable par conversion de fréquence. Permet d’atteindre une taille minimale de D97 ≤ 2 µm, avec une haute précision et une distribution étroite.
Taille des particules d'alimentation : ≥ 30 mesh. Les matières premières plus fines donnent un rendement plus élevé ; un pré-broyeur est recommandé pour les matières premières plus grossières.
Méthode d'alimentation : Utilise une trémie et un alimentateur à vis à fréquence variable pour une alimentation contrôlée et quantitative.
Méthode de décharge : Les matériaux broyés et conformes sont collectés par un dépoussiéreur ou un cyclone. Selon les besoins du client, différents systèmes d'évacuation peuvent être installés : vannes électriques, vannes papillon pneumatiques ou vannes papillon manuelles.
Qualité du produit : L'ensemble des broyeurs à jet de la série MQW utilise des dessins techniques avancés et des processus de conception européens/américains, garantissant une technologie éprouvée, un fonctionnement efficace et une grande stabilité.
Environnement de travail : Aucune exigence particulière en atelier. Fonctionnement sans poussière et sans pollution grâce au système à pression négative.
Contrôle de la température : Le broyeur à jet assure un contrôle constant de la température, permettant une production continue 24h/24 et 7j/7 toute l'année sans augmentation de température ; température maximale ≤ 25°C.
Garantie après-vente : Tous les broyeurs à jet de la série MQW sont garantis 3 ans (hors pièces d'usure et composants électriques).
Assurance qualité: Tous les produits de l'entreprise sont certifiés ISO 9001 pour la qualité et ISO 14001 pour la gestion environnementale.
Broyeur à jet opposé
Également appelé broyeur à contre-jet ou broyeur à jet inversé, cet équipement fonctionne en accélérant deux flux de matière. Ces flux rencontrent des flux de gaz à grande vitesse et entrent en collision en un point précis pour le broyage. Les fines particules broyées pénètrent ensuite dans un classificateur externe avec le flux d'air. Sous l'action du rotor classificateur, elles subissent une séparation gaz-solide pour devenir le produit final.
Le broyeur à jets opposés, grâce à son mécanisme de broyage basé sur les collisions à grande vitesse entre les particules (la vitesse d'impact étant la somme vectorielle des vitesses des deux flux de gaz opposés), offre un broyage très efficace. Cet équipement se caractérise par une force d'impact élevée, une vitesse de broyage rapide, une utilisation optimale de l'énergie et produit des particules fines. Il est particulièrement adapté au broyage de matériaux durs, cassants ou collants. De plus, son principe de fonctionnement, basé sur l'impact entre particules, évite l'usure des pièces d'impact fixes due aux jets à grande vitesse, permettant ainsi la production de poudres micro-nano de haute pureté.
Broyeur à jet plat (à disque)
Le broyeur à jet plat, également appelé broyeur à disque, est le premier type de broyeur à jet au monde. Le premier broyeur à jet plat commercialement viable a été développé par la société américaine Fluid Energy en 1934. Les broyeurs à jet à disque présentent l'avantage d'une structure simple et d'une utilisation aisée ; le démontage, le nettoyage et l'entretien sont très simples. Ils sont également dotés d'un système d'auto-classification et conviennent au broyage de matériaux fragiles et tendres.
The disadvantage of the disc jet mill is that when grinding harder materials, the intense collision and friction with the material can damage the grinding chamber walls, causing some product contamination. Therefore, it is unsuitable for grinding high-hardness particles. Additionally, a significant portion of the energy in a flat jet mill is wasted; energy consumption increases exponentially as the product fineness decreases during grinding. Materials are typically only processed to around D50=1µm.
A conventional disc jet mill has a disc-shaped grinding chamber. This chamber is surrounded by 6-24 high-pressure nozzles. It also includes a Venturi feeder and a product collector. Feed material is entrained by gas into the Venturi feeder. There, it is accelerated to supersonic speed. Inside the chamber, material moves in a high-speed vortex. This causes inter-particle collision and impact with the walls. Coarse particles are thrown outward for further grinding. Fine particles are carried by airflow to the collector.
Broyeur à jet d'air à tube circulant
Le broyeur/classificateur à jet tubulaire circulant présente des avantages notables. Il assure le broyage et l'auto-classification sans classificateur motorisé. Compact, il offre néanmoins une grande capacité. Idéal pour les matériaux fragiles et peu durs, il permet d'atteindre une finesse de 3 à 0,2 µm avec une adhérence minimale aux parois. Cependant, il présente des limitations importantes. Les parois internes subissent une forte érosion et une usure importante dues au flux à grande vitesse. Il en résulte une faible efficacité de broyage et une consommation d'énergie élevée. Par conséquent, il n'est pas adapté au traitement des matériaux plus durs.
Le broyeur à jet à circuit circulant (broyeur à jet à boucle verticale) est un autre type de broyeur à jet auto-classé, généralement classé en deux catégories : à section circulaire constante et à section variable, cette dernière étant la plus répandue aujourd’hui. Sa structure principale est un pipeline en boucle de courbure et de diamètre variables (en forme de « O »). En fonctionnement, un gaz comprimé est éjecté à grande vitesse par l’injecteur d’alimentation, créant un vide dans la chambre de mélange pour aspirer automatiquement le matériau. Ce dernier est ensuite accéléré par un tube Venturi dans la chambre de broyage inférieure de la boucle en « O ».
Plusieurs buses supersoniques injectent des jets à grande vitesse dans la chambre de broyage selon différents angles, provoquant collisions, frottements et cisaillements du matériau, ce qui entraîne son broyage. Le matériau broyé pénètre dans la chambre de classification supérieure de la boucle en « O » avec le flux d'air. Les particules grossières retournent dans la chambre de broyage par la force centrifuge, le long du diamètre extérieur de la boucle de classification, tandis que les particules fines sortent de la boucle avec le flux d'air centripète et peuvent subir une classification secondaire dans une chambre en forme de volute à rayon de courbure plus petit.
Jet Mill cible (pagaie)
En production, les broyeurs à jet d'air peuvent utiliser des cibles de formes variées en fonction des propriétés du matériau et de la finesse de produit souhaitée. Ils offrent une bonne flexibilité de réglage du sens d'alimentation. Leur force de broyage relativement élevée leur permet de traiter des matériaux assez durs. Ils sont fréquemment utilisés pour le broyage de polymères, de matériaux thermosensibles à bas point de fusion et de matériaux fibreux grossiers.
Les inconvénients incluent la sensibilité à l'usure et à l'érosion importante de la plaque cible et du tube de mélange, nécessitant un remplacement régulier des pièces. Ceci peut entraîner une contamination du matériau. La distribution granulométrique du produit tend à être plus large et la consommation d'énergie cinétique est relativement élevée.
Également connu sous le nom de broyeur à impact à jet unique, son principe de fonctionnement repose principalement sur l'utilisation d'un flux de gaz à grande vitesse pour transporter le matériau et l'impacter sur des plaques cibles mobiles ou fixes de formes variées, assurant ainsi son broyage. De plus, les particules subissent de multiples collisions par rebond à l'intérieur des parois de la chambre de broyage. Le matériau broyé est ensuite évacué par le flux d'air à travers la sortie vers un classificateur.
Nous avons abordé cinq types courants de broyeurs à jet, mais le plus répandu reste le broyeur à lit fluidisé. Si vous souhaitez acquérir un broyeur à jet, vous pouvez contacter Epic Powder Mill au +1 860 157 6227-2120. Voyons maintenant comment choisir le milieu de broyage.
Protection aux gaz inertes
De nombreux procédés industriels modernes utilisent des poudres inflammables, explosives ou facilement oxydables qui requièrent un broyage ultrafin. Pour garantir la sécurité du procédé, des gaz inertes (tels que l'azote ou l'argon) sont généralement utilisés comme fluide de broyage dans les broyeurs à jet d'air afin d'obtenir un broyage ultrafin à sec. En fonctionnement, le système du broyeur à jet d'air est d'abord purgé par injection continue de gaz inerte pour chasser l'air jusqu'à ce que le niveau d'oxygène, mesuré par un analyseur d'oxygène, atteigne une valeur de sécurité prédéfinie. Le dispositif d'alimentation est ensuite mis en marche pour commencer le broyage du matériau.
Procédé de fraisage par jet cryogénique
Pour les matériaux résistants nécessitant un broyage ultrafin, un pré-refroidissement cryogénique peut être employé. Le broyage par jet cryogénique utilise principalement de l'azote liquide (atteignant -196 °C) comme fluide caloporteur pour l'échange thermique avec le matériau, le refroidissant jusqu'à un état cassant. Le matériau fragilisé est ensuite soumis à de nombreux impacts dans la chambre de broyage par le mécanisme de broyage, se transformant ainsi en fines particules. La finesse du matériau broyé peut atteindre le micron (600 à 2000 mesh). Afin de réduire les coûts, pour les matériaux dont les exigences en matière de température de refroidissement/fragilisation sont moins strictes, de l'air pré-refroidi provenant de refroidisseurs ou de générateurs d'air froid peut être utilisé pour l'échange thermique avec le matériau.
Actuellement, le procédé de broyage par jet cryogénique est largement utilisé pour le broyage ultrafin de matériaux thermosensibles à bas point de fusion dans des secteurs tels que les polymères, la chimie, les terres rares, la biologie, l'agroalimentaire, la pharmacie et les produits de santé. Il peut également être utilisé pour le broyage ultrafin de matériaux inflammables, explosifs ou oxydables, bien qu'il soit généralement plus coûteux que l'utilisation d'une protection par gaz inerte.
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Chez Epic Powder, nous sommes spécialisés dans la fourniture de solutions de broyage par jet d'air de pointe, adaptées à vos exigences spécifiques en matière de matériaux et à vos objectifs de production. Notre expertise couvre l'ensemble des technologies de broyage par jet d'air, notamment les broyeurs à lit fluidisé, à disque plat et autres, y compris les systèmes intégrant une protection par gaz inerte et des capacités cryogéniques. Nous savons que le choix de la technologie de broyage appropriée est essentiel pour optimiser la qualité des produits, l'efficacité et la rentabilité.
Notre équipe d'ingénieurs est à votre disposition pour vous aider à choisir la configuration et les paramètres de traitement idéaux pour votre broyeur à jet. Nous nous engageons à vous fournir non seulement des équipements performants, mais aussi un support technique complet et un service après-vente fiable.
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