超微粉碎设备的制作方法

本实用新型属于农产品加工技术领域，具体涉及一种超微粉碎设备。

背景技术：

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

农作物的外壳、根茎、果实等物质，很多是含有较好的营养元素的，以花生壳为例，就含有多酚类物质，在医疗、保健等方面具有重大应用前景。目前，上述有用物质的高效提取，多是建立在物料被超微粉碎的基础上。

据发明人了解，传统的超微粉碎装置主要利用物理机械粉碎的方法对花生壳进行超微粉碎，具体包括：机械冲击式、气流式以及磨介式超微粉碎装置。但单一的粉碎方法工作效率很低，粉碎后微粒分度不均匀、分散性较差，并不利于后续有用物质的高效提取。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种超微粉碎设备，本实用新型能够依次对物料施加机械冲击的一次粉碎、对撞气流的二次粉碎、涡轮离心分级的分级处理，完成物料的超微粉碎，提高粉碎效率。

根据一些实施例，本实用新型采用如下技术方案：

一种超微粉碎设备，包括进料装置、一次粉碎装置、二次粉碎装置和分级装置，其中：

所述进料装置包括一进料管路和设置在进料管路内的旋转件，所述旋转件与第一驱动机构连接；

所述一次粉碎装置的进料口与进料装置末端连接，所述一次粉碎装置包括粉碎转盘与设置在粉碎转盘外侧的内衬板，所述粉碎转盘上布设有多个倾斜设置的冲击粉碎叶片，所述粉碎转盘与第二驱动机构连接；

所述二次粉碎装置设置于所述一次粉碎装置的上侧，具有一粉碎室，粉碎室的四周分布有多个喷嘴，且各喷嘴的中心线能够交汇于同一点；

所述分级装置包括分级筒，所述分级筒与所述粉碎室连通，且位于粉碎室上方，所述分级筒内设置有涡轮分级转子，涡轮分级转子圆周设置有多个分级叶片，所述涡轮分级转子与第三驱动机构连接。

上述方案中，物料通过进料装置进入一次粉碎装置，在高速旋转的粉碎转盘及圆弧形内衬板的冲击下，物料受到极大的剪切力，使物料进行一次粉碎。物料经过冲击式机械一次粉碎装置粉碎后，在倾斜上翘的冲击粉碎叶片的作用下，随气流进入对撞式气流二次粉碎装置的粉碎室，对撞式气流二次粉碎装置四周分布有喷嘴，压缩空气通过喷嘴激烈膨胀加速产生的高速喷射流，在粉碎室内部形成向心逆喷射流场。在压差的作用下，一次粉碎后的物料微粒流态化，被加速的物料微粒在喷嘴的交汇点汇合，产生剧烈的冲击、碰撞而被二次粉碎。物料经过对撞式气流二次粉碎装置粉碎后，随上升的气流一起运动至粉碎室上部的一定高度，粗颗粒失速后，在重力的作用下沿粉碎室壁面回落到对撞式气流二次粉碎装置进行再次粉碎。细粉随气流一起运动到上部的离心式涡轮分级装置，在高速转动的涡轮分级转子所产生的强制涡流场内，细颗粒在离心力的作用下被抛向筒壁附近，撞壁后速度消失，并随失速粗粉一起回落到对撞式气流二次粉碎装置进行再次粉碎；离心力较小的微粒通过涡轮分级转子上分级叶片的间隙进入涡轮分级转子中部，进而自上方的出料口排出，完成整个超微粉碎工作。

作为可选择的技术方案，所述进料装置为螺旋式进料装置，包括进料斗，进料斗下侧设置进料管，进料管内设置有螺旋绞龙，进料管末端与一次粉碎装置的进料口连接。

作为可选择的技术方案，所述螺旋绞龙的叶片螺距沿轴向输送方向逐渐增大。这种设置方式解决了物料进料过程中挤压产热的问题，避免了物料的物料特性的改变。

作为可选择的技术方案，所述粉碎转盘上的粉碎叶片与竖直方向呈10°-30°倾斜布置。

优选的，所述粉碎转盘上的粉碎叶片与竖直方向呈15°倾斜布置。

作为可选择的技术方案，所述一次粉碎装置内壁分布有内衬板，所述内衬板的内沿设置有多个圆弧形凹槽，相邻的圆弧形凹槽之间，形成所述凸起。

所述内衬板可以采用碳化硅、刚玉陶瓷等硬度大、耐磨性好的材料加工制作。

作为可选择的技术方案，所述喷嘴包括多个，分上下两层布置，每层具有若干个，分别与竖直方向呈一定夹角倾斜布置。

优选的，所述喷嘴均为拉瓦尔喷嘴。

优选的，所述喷嘴与竖直方向呈70°-80°倾斜布置。

作为可选择的技术方案，所述二次粉碎装置的内壁设置有内衬板，所述内衬板表面为锯齿形。

锯齿形内衬板可以采用耐磨的刚玉陶瓷材料进行加工制作。

作为可选择的技术方案，所述分级筒与涡轮分级转子对应的部分具有一定的倾斜，向上渐缩。

优选的，渐缩角度为5°-15°。

优选的，渐缩角度为7°。

作为可选择的技术方案，涡轮分级转子的分级叶片呈圆弧状，且分级叶片间距自中部沿径向逐渐扩大。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的超微粉碎设备，通过设计变螺距螺旋绞龙的进料装置，可以实现定量进料以及减少进料过程的产热，通过螺旋绞龙的转速与粉碎室粉碎速度相配合，可以提高粉碎装置整体的粉碎效率。

(2)本实用新型的冲击式机械一次粉碎装置粉碎转盘上的粉碎叶片与竖直方向呈倾斜布置，便于一次粉碎后的物料微粒进入对撞式气流二次粉碎装置的粉碎室。

(3)本实用新型的冲击式机械一次粉碎装置内壁分布有圆弧形内衬板，并采用碳化硅、刚玉陶瓷等硬度大、耐磨性好的材料加工制作。高速运动粉碎转盘上固定的粉碎叶片前端和衬板凸起部分所形成的狭窄间隙，使物料流的通道在此处突然局部收缩、流动阻力增大。而空气流携带物料粒高速汇集而来，使物料粒间产生急剧的相互摩擦和挤压，加速粉碎。

(4)本实用新型的喷嘴分上下两层布置，每层多个，分别与竖直方向呈倾斜布置，拉瓦尔喷嘴的中心线共同交汇于一点，且合力为零。形成三维立体的粉碎空间，进一步加大了粉碎区域，使得物料在粉碎室内获得了更多的碰撞、挤压和相互摩擦的机会，进而提高粉碎效率。

(5)本实用新型的对撞式气流二次粉碎装置内壁分布有锯齿形内衬板，并采用耐磨的刚玉陶瓷进行加工制作，在加大了物料与粉碎室冲击摩擦的同时减轻了粉碎室内壁的磨损。

(6)本实用新型的分级装置的设置，由于气流在轴向运动过程中逐步进入分级区，减少了分级区轴向气流的流量。分级区轴向气流的减少，会导致颗粒在分级区的部分分离，使得分级区上下区域的颗粒浓度不均匀和颗粒的粒径大小不均匀。因此，离心式涡轮分级装置外筒壁向上渐缩，以保证分级区轴向气流的均匀性，从而使分级区上下的气固浓度及颗粒的大小分布均匀，提高了分级精度。

(7)本实用新型的涡轮分级转子的分级叶片呈圆弧状，且分级叶片间距自中部沿径向逐渐扩大。在涡轮分级转子高速转动时，圆弧状分级叶片能够有效利用不同大小的物料微粒的离心力完成微粒分级，提高分级精度。

(8)本实用新型的驱动机构与涡轮分级转子通过密闭的轴系连接，避免了粗颗粒经间隙混入微粉中，从而保证了物料微粒粒度完全由伺服电机的转速进行控制，使物料微粒粒度可在最大限度内任意调节，确保了超微分级的精密性和准确性。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为超微粉碎设备轴侧图；

图2为超微粉碎设备剖视图；

图3为螺旋进料装置轴侧图；

图4为螺旋进料装置爆炸图；

图5为冲击式机械一次粉碎装置轴侧图；

图6为冲击式机械一次粉碎装置爆炸图；

图7为对撞式气流二次粉碎装置轴侧图；

图8为涡轮分级转子剖视图；

图9为离心式涡轮分级装置剖视图；

图10为离心式涡轮分级装置爆炸图；

图11为涡轮分级转子轴系模块爆炸图；

图12为拉瓦尔喷嘴简图；

图13为拉瓦尔喷嘴扩张段示意图；

图14为涡轮分级转子原理图；

图中，螺旋进料装置i，冲击式机械一次粉碎装置ii，对撞式气流二次粉碎装置iii，离心式涡轮分级装置iv以及机架ⅴ；

i-01-滚动轴承，i-02-进料筒，i-03-螺旋绞龙，i-04-步进电机，i-05-v型传动带，i-06-小带轮，i-07-大带轮，i-08-轴端盖板，i-09-进料斗。

ⅱ-01-圆弧形内衬板，ⅱ-02-粉碎转盘轴，ⅱ-03-三相步进电机，ⅱ-04-联轴器，ⅱ-05-底部盖板，ⅱ-06-粉碎转盘。

ⅲ-01-拉瓦尔喷嘴，ⅲ-02-外进气管路，ⅲ-03-锯齿形内衬板。

iv-01-紧固螺栓模块，iv-0101-紧固螺栓，iv-0102-弹簧垫圈，iv-0103-紧固螺母，iv-02-涡轮分级转子轴系模块，iv-0201-上盖板，iv-0202-上部滚动轴承，iv-0203-密封腔，iv-0204-下盖板，iv-0205-下部轴承座，iv-0206-下部滚动轴承，iv-0207-传动轴，iv-0208上部轴承座，iv-03-出料口，iv-04-涡轮分级转子，iv-0401-分级叶片，iv-05-离心式涡轮分级装置分级室外筒，iv-06-离心式涡轮分级装置分级室上套筒，iv-07-联轴器，iv-08-伺服电机。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。

正如背景技术所介绍的，发明人发现，现有超微粉碎装置的粉碎效果并不理想，普遍存在单位能耗高，经济性差的缺点，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种超微粉碎设备。

本申请提供了一种超微粉碎设备，包括固定于机架的螺旋进料装置、冲击式机械一次粉碎装置、对撞式气流二次粉碎装置和离心式涡轮分级装置，所述螺旋进料装置设置于冲击式机械一次粉碎装置一侧，离心式涡轮分级装置设置于对撞式气流二次粉碎装置上方，对撞式气流二次粉碎装置下方分别设置进料口、冲击式机械一次粉碎装置；

所述螺旋进料装置包括进料斗，进料斗下侧设置进料筒，进料筒内设置有螺旋绞龙，进料筒末端与粉碎室连接；

所述冲击式机械一次粉碎装置包括圆弧形内衬板、粉碎转盘，粉碎转盘均布设置了多个倾斜的冲击粉碎叶片；

所述对撞式气流二次粉碎装置包括锯齿形内衬板、拉瓦尔喷嘴，拉瓦尔喷嘴分上下两层布置，每层若干个，分别与竖直方向呈倾斜布置；

所述离心式涡轮分级装置包括涡轮分级转子，涡轮分级转子圆周均匀分布多个分级叶片，分级叶片为圆弧状，分级叶片间距自两端沿径向逐渐缩小。涡轮分级转子连接高速转动的伺服电机，利用物料微粒转动时的离心力完成超微粉碎的分级。

实施例1

下面结合附图1-附图14对本实施例公开的一种超微粉碎设备做进一步的说明；在本实施例中，以花生壳作为物料进行说明，但在其他实施例中，并不限定于此，还可以处理其他物料，如人参等。

参照附图1和附图2所示，一种超微粉碎设备，包括螺旋进料装置i、冲击式机械一次粉碎装置ii、对撞式气流二次粉碎装置iii、离心式涡轮分级装置iv以及机架ⅴ五部分，所述螺旋进料装置i设置于冲击式机械一次粉碎装置ii一侧，离心式涡轮分级装置iv设置于对撞式气流二次粉碎装置上方，对撞式气流二次粉碎装置iii下方分别设置进料口、冲击式机械一次粉碎装置ii，螺旋进料装置i与冲击式机械一次粉碎装置ii分别固定安装于机架ⅴ上。

螺旋进料装置i将花生壳送入冲击式机械一次粉碎装置ii，花生壳在冲击式机械一次粉碎装置ii内的圆弧形内衬板ⅱ-01及粉碎转盘ⅱ-06的作用下完成一次粉碎。之后进入对撞式气流二次粉碎装置iii，在拉瓦尔喷嘴ⅲ-01所形成的超音速气流的作用下完成二次粉碎。二次粉碎后的花生壳微粒在上升气流的带动下进入离心式涡轮分级装置iv，其内部的涡轮分级转子iv-05使花生壳微粒产生不同大小的离心力，达到超微粉碎要求的花生壳微粒将从出料口iv-03出料，完成超微粉碎工作。

参照附图3和附图4所示，螺旋进料装置i由步进电机i-04驱动，步进电机i-04可以控制进料的速度。步进电机i-04通过紧固螺栓与机架ⅴ紧固连接，通过v型传动带i-05、小带轮i-06和大带轮i-07的传动驱动螺旋绞龙i-03的传动轴转动，并结合滚动轴承i-01、轴端盖板i-08以及进料筒i-02上的进料斗i-09完成花生壳的进料工作。螺旋绞龙i-03的螺距沿花生壳轴向输送方向逐渐增大，解决了花生壳进料过程中挤压产热的问题，避免了花生壳的物料特性的改变。

参照附图5和附图6所示，冲击式机械一次粉碎装置ii由圆弧形内衬板ⅱ-01，粉碎转盘轴ⅱ-02，三相步进电机ⅱ-03，联轴器ⅱ-04，底部盖板ⅱ-05，粉碎转盘ⅱ-06组成。冲击式机械一次粉碎装置ii外筒壁与机架ⅴ焊接固定。三相步进电机ⅱ-03通过粉碎转盘轴ⅱ-02及联轴器ⅱ-04带动粉碎转盘ⅱ-06转动，进行花生壳的一次超微粉碎。圆弧形内衬板ⅱ-01位于冲击式机械一次粉碎装置ii内壁，采用碳化硅、刚玉陶瓷等硬度大、耐磨性好的材料加工制作，高速运动粉碎转盘ⅱ-06上固定的粉碎叶片前端和衬板凸起部分所形成的狭窄间隙，使花生壳物料流的通道在此处突然局部收缩、流动阻力增大。空气流携带花生壳物料粒高速汇集，使花生壳物料粒间产生急剧的相互摩擦和挤压，加速花生壳的粉碎；粉碎转盘ⅱ-06上的粉碎叶片与竖直方向呈15°倾斜布置，便于一次粉碎后的花生壳微粒进入对撞式气流二次粉碎装置iii。

参照附图7所示，对撞式气流二次粉碎装置iii由拉瓦尔喷嘴ⅲ-01，外进气管路ⅲ-02，锯齿形凸起内衬板ⅲ-03组成。锯齿形内衬板ⅲ-03位于对撞式气流二次粉碎装置iii内壁，采用耐磨的刚玉陶瓷进行加工制作，在加大了花生壳与粉碎室冲击摩擦的同时减轻了粉碎室内壁的磨损。经过干燥、高压等工序处理的粉碎气体通过外进气管路ⅲ-02进入对撞式气流二次粉碎装置iii中，之后粉碎气体经过拉瓦尔喷嘴ⅲ-01，成为达到花生壳超微粉碎要求的超音速气体。拉瓦尔喷嘴ⅲ-01分上下两层布置，每层3个，分别与竖直方向呈74°倾斜布置，拉瓦尔喷嘴ⅲ-01的中心线共同交汇于一点，且合力为零，形成三维立体的粉碎空间，进一步加大了粉碎区域，使得花生壳在粉碎室内获得了更多的碰撞、挤压和相互摩擦的机会，进而提高粉碎效率。

当然，在其他实施例中，可以根据具体工况和环境，改变喷嘴的个数、分布形式以及倾斜角度，只要保证各喷嘴能够产生超音速气体，且各喷嘴的中心线共同交汇于一点，且合力为零，形成三维立体的粉碎空间。

如图12和图13所示，下面详细介绍对本实施例中的撞式气流二次粉碎装置iii中拉瓦尔喷嘴ⅲ-01的设计，根据对撞式气流二次粉碎装置iii的工作要求和制造成本，要使花生壳获得足够的粉碎动能，可采用拉瓦尔喷嘴来满足工作要求。

拉瓦尔喷嘴喷管的前半部由大变小向中间收缩至一个窄喉，窄喉之后又由小变大向外扩张。外部进气管体中的气体受高压，流入喷嘴的前半部，穿过窄喉后，由后半部逸出。这一架构可使气流的速度因喷嘴截面积的变化而变化，使气流从亚音速加速到音速，直到加速至超音速。因此，要控制气流按一定的规律变化，就必须使喷嘴具有一定的形状。假定喷嘴的形状不致于产生压缩波的聚集，那么通过音速的加速过程就能很光滑地(无激波)进行。如果气体在最小截面处能达到最大流速，气流进入喷嘴的扩张部分，流速将继续增加，因而出现了超音速的气流。合理的管道截面积变化规律对于喷嘴的效率影响极大。

在本实施例中，拉瓦尔喷嘴包括4部分：稳定段、亚音速收缩段、喉部、超音速扩张段(如图12所示)，每一部分都要按空气动力学的原理进行严格设计。

马赫数ma是决定拉瓦尔喷嘴截面积、压力、气体密度以及流量变化的重要因素，因此在设计过程中，可以把马赫数ma作为喷嘴设计的一个主要参数。根据马赫数与截面积之间的关系可以导出喷嘴的曲线方程。在等熵绝能流动中气流的总参数保持不变，可以用滞止参数来研究该流场中的变化规律：

式中:t^*(k)为气流的滞止温度；t(k)为气体的静温；ma为马赫数；γ为绝热指数；p^*(mpa)为滞止压力；p(mpa)为静压；ρ^*(kg/m³)为总密度；ρ(kg/m³)为静密度；a^*(m/s)为滞止音速；a(m/s)为当地音速。由式(1－3)可以看出，对拉瓦尔喷嘴，当ma＜1时，随着马赫数的增大，流体的温度、压力和密度都降低；当ma＞1时，随着马赫数的增大，流体的温度、压力和密度也降低，以实现流体的膨胀减压增速。

*稳定段长度的确定

稳定段的目的是使进入喷嘴的气流均匀，是收缩段的前提。稳定段的直径和喉部的直径有关，理论上说二者比值越大越好。稳定段的长度需要有足够的长度才能保证来流均匀，一般可取稳定段长度是喉部直径的10倍左右。但是在实际设计中稳定段的尺寸还需实际情况有所变动。

*喉部直径的确定

喉部是气流从亚音速转变为超音速的过渡段，这一段在整个喷嘴设计中比较重要，该段曲线变化不能太快，因此需选用一段圆弧作为过渡曲线。口喉部截面积决定于气体流量，在饱和蒸气时，喉部直径计算方法为：

式中:g(㎏/h)为气体流量；p(mpa)为绝对压力。取喉部直线长度l0＝3～5mm，喷嘴出口直径d1＝c'd0，其中c'为决定于膨胀比e的常数。实践表明，喷嘴出口截面对效率影响很大。过大则气流过度膨胀，产生冲击波，降为亚声速，效率显著的降低；过小则气体膨胀不足，气流离开喷嘴后还继续膨胀，也引起能量损失，但比过度膨胀时要小。实验表明，出口截面积应小于理论计算值，以免产生过度膨胀，一般为理论计算值的70％～80％。喷嘴入口直径d可按流速10～30m/s选取。

*收缩段长度的确定

亚音速收缩段的作用是加速气流，同时要保证收缩段的出口气流均匀、平直而且稳定.收缩段的性能取决于收缩段进口面积和出口面积的比值及收缩段曲线形状。收缩段的设计方法有多种。入口锥管的半锥角α1一般选取比较大，同时从收缩段到喉口过渡部分用同一个大致不变的曲率半径，其曲率半径稍大于喉口半径就可以了，这样做的目的是为了使过渡非常光滑和平缓。则收缩段长度：

*扩张段长度的确定

扩张段半顶角α2(如图13所示)的适用范围一般采用较小的角度。因为扩张角太大，在喷头出口处产生的激波比较严重，导致射流扩散比较快；扩张角太小，则超音速通道很长，附面层过厚和产生压力损失。从喉口到扩张段的过渡应该非常光滑和平缓。现实的办法是喉口到扩张段的过渡处，采用同一个大致不变的曲率半径。从扩张段到喷头端面相交处有一小的曲率半径为好，大的曲率半径会使天然气射流不稳定，减少其穿透能力。扩张段长度的计算式为

*压强计算

由气体动力学函数公式，可以得出出口截面上气流的压强：

pe＝p^*π(λe)(8)

这样令p1＝pe，其中，称为速度系数，称为速度系数，a为当地音速。

式中me为减前马赫数。

总压为入口压强：

pe＝p^*π(λe)(12)

*温度计算

温度关系为：

此处温度：

式中:t0(k)为入口处温度；te(k)为出口处温度；γ为绝热指数，在本实施例中，取1.33。

参照图8-图10所示，下面详细介绍涡轮分级转子iv-04的设计。根据分级装置的要求和制造成本，要提高微粒的分级精度并保证粉碎后微粒具有较好的分散性，采用涡轮分级转子来满足工作要求。涡轮分级转子iv-04的分级叶片iv-0401呈圆弧状，且分级叶片间距自中部沿径向逐渐扩大。在涡轮分级转子iv-04高速转动时，圆弧状分级叶片能够有效利用不同大小的花生壳微粒的离心力完成微粒分级，提高分级精度。

经对撞式气流二次粉碎装置iii粉碎后的花生壳颗粒，在上升气流的作用下，进入离心式涡轮分级装置iv。伺服电机iv-08带动传动轴轴及其上的分级转子进行高速旋转，花生壳颗粒受到的离心力和向心力迅速增加，通过颗粒受离心力和向心力的平衡作用实现了颗粒的分级。如图14所示，设分级转子截面为s，p点颗粒粒径为d，其密度为ρs，该颗粒所受的离心力：

颗粒所受向心力：

通过式(15)与式(16)可得f与d³成正比，r与d²成正比。因此，当进入到分级机中的物料颗粒粒径较大时，f>r，合力方向与f相同，颗粒向圆周方向运动；当进入到分级机中的物料颗粒小时，f<r，合力方向与r同向，颗粒向回转中心运动。基于以上原理能够实现对粒度大小不同的颗粒的收集。当f＝r时，颗粒将绕半径为r的分级圆轨道中不停地旋转，在此条件下的颗粒直径被称为分级粒径dth，由式(15)和式(16)可得：

得：

若分级状态为层流，由斯托克斯公式，可得介质阻力：

r1＝3πμdurr(18)

将式(18)代入(15)得f＝r时的分级粒径：

若分级状态为紊流，由牛顿公式，可得介质阻力：

r2＝π/8kρd²ur(20)

将式(20)代入式(15)得f＝r时分级粒径：

在气流粉碎分级中，由于粉碎生成的颗粒较细，分级后细颗粒的沉降可按斯托克斯定律计算，分级状态为层流，分级粒径由式(19)表示：

又分机转子的圆周速度

uθ＝2πnr(22)

向心气流速度

将式(22)、式(23)代入式(21)得：

式中，k为阻力系数；ρs(g/ml)为粉体的密度；ρ(g/ml)为气体的密度；μ(pa·s)为气体动力黏度，μ(pa·s)为空气的动力黏度，μ＝0.18×10^-4；r(cm)为分级转子的半径；dth3(μm)为理论临界粒径；n(r/min)为分级转子的转速；s(cm²)为转子某截面的面积；q(cm³/s)为流经截面的风量。

由(24)可得，dth3与n成反比，也就是说分级转子的转速越高，分级后得到的颗粒粒径越小；dth3与q的平方根成正比，dth3随q的增加而增加。

参照附图11-13所示，离心式涡轮分级装置iv由紧固螺栓模块iv-01，紧固螺栓iv-0101，弹簧垫圈iv-0102，紧固螺母iv-0103，涡轮分级转子轴系模块iv-02，上盖板iv-0201，上部滚动轴承iv-0202，密封腔iv-0203，下盖板iv-0204，下部轴承座iv-0205，下部滚动轴承iv-0206，传动轴iv-0207，上部轴承座iv-0208，出料口iv-03，涡轮分级转子iv-04，分级叶片iv-0401，离心式涡轮分级装置分级室外筒iv-05，离心式涡轮分级装置分级室上套筒iv-06，联轴器iv-07，伺服电机iv-08组成。伺服电机iv-08通过紧固螺栓模块iv-01的紧固螺栓iv-0101、弹簧垫圈iv-0102、紧固螺母iv-0103固定在离心式涡轮分级装置分级室上套筒iv-06上部。涡轮分级转子iv-04通过涡轮分级转子轴系模块iv-02及联轴器iv-07与伺服电机iv-08连接，实现了花生壳微粒的离心涡轮分级。

在本实施例中，离心式涡轮分级装置分级室外筒iv-05向上渐缩7°，这是因为气流在轴向运动过程中逐步进入分级区，减少了分级区轴向气流的流量。分级区轴向气流的减少，会导致颗粒在分级区部分分离，形成分级区上下区域的颗粒浓度不均匀和颗粒的粒径大小不均匀，向上渐缩7°的离心式涡轮分级装置分级室外筒iv-05能够保证分级区轴向气流的均匀性，从而使分级区上下的气固浓度及颗粒的大小分布均匀，提高分级精度。

涡轮分级转子轴系模块iv-02的传动轴iv-0207下端与涡轮分级转子iv-04相连接，上端与联轴器iv-07相连接。上部滚动轴承iv-0202与上盖板iv-0201及上部轴承座iv-0208接触配合，下部滚动轴承iv-0206与下盖板iv-0204及下部轴承座iv-0205接触配合，密封腔iv-0203与上部轴承座iv-0208及下部轴承座iv-0205分别焊接固定。实现了涡轮分级转子轴系模块iv-02密闭连接，避免了花生壳微粉进入滚动轴承，影响其正常工作，同时避免了粗颗粒经间隙混入微粉中，从而保证了花生壳微粒粒度完全由伺服电机的转速进行控制，使花生壳微粒粒度可在最大限度内任意调节，确保了超微分级的精密性及准确性。通过离心式涡轮分级装置iv完成分级后，达到粉碎要求的花生壳微粉将从出料口iv-03进入下一道工序。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。