所面临的挑战
第一个挑战是能够持续生产具有高精度槽间距的筛分装置，以防止非常小的介质从磨机上逸出。当使用0.3毫米及以下的媒体时，屏幕槽位必须足够一致，以确保没有超过媒体大小的适当比例。这防止了介质通过筛管，同时允许原料快速通过筛管。此外，屏幕的总开放区域必须容纳来自超活跃媒体字段的快速吞吐量。第二个挑战是防止研磨室中的介质通过进气管逸出。浮起以及筛管区域的压力增加，会导致介质场扩展到腔室内的空隙体积区域，并导致介质通过上部进气尾水管逸出。
第三个挑战是防止介质通过支撑轴的衬套和轴本身之间的加工公差泄漏，因为它通过磨室的底部筛网并连接到下面的吸入螺旋桨。
最后一个挑战是大幅增加媒体领域的活动，以实现快速的原料传递，同时加快单位时间内的接触数量。
解决的挑战
屏幕通过确保屏幕插槽大小一致，我们克服了第一个挑战。霍克迈耶公司通过技术改进和精确的制造工艺消除了屏幕翘曲。
进气上部尾水管
在磨机室上牵伸管上增加螺旋钻解决了第二个难题。螺旋钻有多种作用。它在启动过程中向磨室提供一致的物料进料，并防止介质场在磨头初始浸入批料期间漂浮。
螺旋钻迫使大团聚块与介质一起留在磨铣腔内，直到它们足够小，能够通过筛管。在这种情况下，螺旋钻充当调速器，允许上部导流管中的材料沿着螺旋钻滑动，而不会使磨腔压力过大。由于这种调速器的影响，介质场不扩大，通过上导流管的介质损失被消除。
超大团聚体的流量由螺旋泵的泵送速率控制。团聚体的解体受珠场强度和在篮内停留时间的控制。通过选择合适的螺旋钻，泵送速率可以在任何给定的速度下上升或下降。这允许使用非常小的介质产生非常高的能量、超活跃流场。小的介质被认为是小于或等于0.3毫米的直径。
衬套的支持
第三个障碍被HCPN离心钉毂的开发消除了。该轮毂被设计成产生足够的离心力，以保持媒体场远离屏幕底部的支撑衬套。
介质振荡频率增加
随着媒体尺寸的减小，接触点的数量增加。珠子之间的空隙变得更小，降低了团聚体在接触点之间“隐藏”的能力。然而，这也会导致流场的呆滞。珠场开始越来越像固体，几乎不能被大多数浆液穿透。结果是液压填料和堵塞筛管。珠场的流态化增加了浆液流过它的能力。流态化程度越高，浆液通过磨机和返回的速度就越快。在给定的时间段内传递的次数越多，分散的进展就越快。介质场的过度活跃使得侵略性流化成为可能。它是通过在单位时间内大幅增加介质和进料之间的接触数量来实现的，因此允许通过高频接触快速通过。
不再需要级联铣削
Hockmeyer开发了一种设计，使HCPN磨机可以在不堵塞筛管的情况下将预分散液转化为纳米分散液。新的HCPN已经生产了甲氧基紫、红宝石红、超透明黄压饼、酞蓝压饼、粗蓝和许多其他难以分散的颜料的纳米分散体，直接从高速分散剂预混合到纳米分散体，使用0.8毫米的介质，在很短的时间内。不需要更大的介质预磨。传统观点认为，需要使用比最大团聚体大10倍的介质，这一观点已经过时。其原因是:较大的功率分布到珠场，本文将进一步详细讨论。在某些情况下，这些颜料，特别是黄色压榨饼，在研磨开始时，有直径1/2英寸的团聚，在大约两个小时内，整个粒径分布低于可见波长的光。
没有停滞
当处理小到足以产生纳米分散的介质时，除了遏制外还有其他问题需要解决。例如，磨室内的介质在任何时间任何区域都不能停滞。较大的常规介质(0.3mm以上)通常不是问题。然而，小型媒体带来了许多挑战。随着介质尺寸的减小，流场的过度活跃变得至关重要。超活跃珠场的动能分布
介质越小，单个珠粒的质量越小。如果目标是用与较大介质产生的相同能量冲击团聚体，则需要增加速度。粒子的动能等于粒子质量的一半乘以它速度的平方。珠子本质上是球形的。球体的体积(因此质量)随其半径的立方而变化。所以，一个半径为大珠子1/ 2的小珠子的质量是大珠子的1/8。因为动能随速度的平方而变化，最终的结果是小珠子需要2.8倍的速度才能拥有与大珠子相同的动能。单个珠的速度增加是通过增加叶轮总成的速度来实现的。然而，它是反钉插入组件，使更高的叶轮速度功能运作。如果没有它，更高的速度只会造成珠场的离心，对铣削性能的影响很小。这两种改进同时提高了流场活性，使其接近高活性范围;速度越高，单位时间内接触的数量越大，原料吞吐量也越大。
随着介质尺寸的减小，尖端速度增加，以补偿单个珠子的质量损失。虽然需要更高的速度来补偿小颗粒的质量减少，但被研磨的颗粒也更小，因此每粒颗粒的动能不必与大介质的动能相匹配。
与同等体积的大珠子相比，每升小珠子产生的净效应仍然是更高的马力。随着珠粒尺寸的减小，它们将继续分解更小的颗粒，每个珠粒所消耗的能量会相应减少;每升的珠子数量急剧增加。珠马力/升的增加将在珠/浆场的更高的热量中表现出来。假设温度可以控制在浆料的容许范围内，它还将减少达到给定标准所需的时间。这里有一个基于功率输入等于功率输出的例子。HCPN轧机的设计创造了一个更均匀的功率分布到珠场，从而允许更多的功率每个珠没有与液压填料相关的问题。
从理论上讲，要在更小的珠子上达到相同的功率输入/珠子，每升珠子的马力输入必须增加2.8倍的速度增加。然而，随着珠粒和团聚块之间的相对质量降低，每个珠粒打破较小团聚块所需的平均功率输入也在降低。虽然更高的钉头速度显然需要更多的马力，但一些变量将影响研磨特定产品所需的实际功率。这些变量包括粘度、流变性、比重、珠粒大小和所用叶轮的类型。总的来说，根据Hockmeyer迄今的实验室测试，使用小(小于0.8毫米)介质的纳米浸没磨需要的马力是使用大(0.8毫米及以上)介质的传统反钉磨的2到3倍。阻止持续消聚的看似合乎逻辑的结果的是每单位时间内流场活动或珠粒接触的减少。为了防止浆液在流场中的停滞和继续去团聚过程，需要更高水平的介质活性。如果没有这种过度活跃，这一过程将急剧放缓，进一步的改善将变得漫长而艰巨。需要通过更高的平均钉速来增加额外的功率输入，以维持高活性，否则流场将变得无精打采和高度阻塞，原料的吞吐量很少或没有。
一旦较小的珠子与原料达到平衡，其中珠子大约是原料颗粒的1000倍大，进一步的颗粒尺寸减小将放缓到最低效的水平。为了继续降低颗粒尺寸，需要更小的介质。然而，我们在不改变介质尺寸的情况下对更高的钉速进行的测试表明，与传统的较低钉速产生的颗粒尺寸相比，更小的颗粒尺寸的性能得到了显著提高。
如果珠径保持不变，但动能通过钉速增加，由此产生的更高振荡频率导致色散进一步发展。更频繁的碰撞加上更高的相对功率/珠补偿不减少珠的尺寸。虽然更高的频率和吞吐量有很大的价值，但它们不是万灵药，并且将达到一个点，即必须再次减小珠的尺寸以进一步提高分散。
本文先前对如何利用新技术将传统的珠粒直径与团聚粒直径比为10比1的推荐值进行反演进行了评述。提高和分配每升珠子的输入马力使这一过程顺利进行，因为投入到每个珠子的能量会按比例增加。如果没有这个功率分布的增加，就不可能实现比值的反转，珠子也就无法克服它们所攻击的更大的质量。
热量的产生和排出
批营业额
卧式磨机制造商通常认为再循环磨机可以增加产量，在几个小时的时间内产生12到16个理论周转。浸没式轧机每分钟翻转12到16次批次，在批次循环中数千次。这将产生更紧密的粒子分布带，并改善定性方面，如颜色发展，透明度，光泽度等。HCPN利用了标准浸没式磨机的这种性能，并将其与运行非常小的介质的能力相结合，在许多情况下消除了级联铣削，已被证明是加工技术的重大进步。
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