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卧式混合机无重力混合机的工作原理及机构特点

发布日期:2018-09-27 08:58

混合机械及其工作原理

混合机
混合机械是利用机械力和重力等,将两种或两种以上物料均匀混合起来的机械。混合机械广泛用于各类工业和日常生活中。
混合机械可以将多种物料配合成均匀的混合物,如将水泥、砂、碎石和水混合成混凝土湿料等;还可以增加物料接触表面积,以促进化学反应;还能够加速物理变化,例如粒状溶质加入溶剂,通过混合机械的作用可加速溶解混匀。
常用的混合机械分为气体和低粘度液体混合器、中高粘度液体和膏状物混合机械、热塑性物料混合机、粉状与粒状固体物料混合机械四大类。
气体和低黏度液体混合机械的特点是结构简单,且无转动部件,维护检修量小,能耗低。这类混合机械又分为气流搅拌、管道混合、射流混合和强制循环混合等四种。
中、高黏度液体和膏状物的混合机械,一般具有强的剪切作用;热塑性的物料混合机主要用于热塑性物料(如橡胶和塑料)与添加剂混合;粉状、粒状固体物料混合机械多为间歇操作,也包括兼有混合和研磨作用的机械,如轮辗机等。
混合时要求所有参与混合的物料均匀分布。混合的程度分为理想混合、随机混合和完全不相混三种状态。各种物料在混合机械中的混合程度,取决于待混物料的比例、物理状态和特性,以及所用混合机械的类型和混合操作持续的时间等因素。
液体的混合主要靠机械搅拌器、气流和待混液体的射流等,使待混物料受到搅动,以达到均匀混合。搅动引起部分液体流动,流动液体又推动其周围的液体,结果在溶器内形成循环液流,由此产生的液体之间的扩散称为主体对流扩散。
当搅动引起的液体流动速度很高时,在高速液流与周围低速液流之间的界面上出现剪切作用,从而产生大量的局部性漩涡。这些漩涡迅速向四周扩散,又把更多的液体卷进漩涡中来,在小范围内形成的紊乱对流扩散称为涡流扩散。
机械搅拌器的运动部件在旋转时也会对液体产生剪切作用,液体在流经器壁和安装在容器内的各种固定构件时,也要受到剪切作用,这些剪切作用都会引起许多局部涡流扩散。
搅拌引起的主体对流扩散和涡流扩散,增加了不同液体间分子扩散的表面积减少了扩散距离,从而缩短了分子扩散的时间。若待混液体的粘度不高,可以在不长的搅拌时间内达到随机混合的状态;若粘度较高,则需较长的混合时间。
对于密度、成分不同、互不相溶的液体,搅拌产生的剪切作用和强烈的湍动将密度大的液体撕碎成小液滴并使其均匀地分散到主液体中。搅拌产生的液体流动速度必须大于液滴的沉降速度。
少量不溶解的粉状固体与液体的混合机理,与密度成分不同,互不相溶的液体的混合机理相同,只是搅拌不能改变粉状固体的粒度。若混合前固体颗粒不能使其沉降速度小于液体的流动速度,无论采用何种搅拌方式都形不成均匀的悬浮液。
不同膏状物的混合主要是将待混物料反复分割并使其受到压、辗、挤等动作所产生的强剪切作用,随后又经反复合并、捏合,最后达到所要求的混合程度。这种混合很难达到理想混合,仅能达到随机混合。粉状固体与少量液体混合后为膏状物,其混合机理与膏状物料混合的机理相同。
不同的热塑性物料以及热塑性物料与少量粉状固体的混合,需要依靠强剪切作用,反复地揉搓和捏合,才能达到随机混合。
流动性好的颗粒状固体物主要是靠容器本身的回转,或靠装在容器内运动部件的作用,反复地翻动、掺和而得以混合,这类物料也可用气流产生对流或湍流以达到混合。固体颗粒的对流或湍流不易产生涡流,混合速度远低于液体的混合,混合程度一般也只能达到随机混合。
流动性很差的、互相发生粘附的颗粒或粉状固体,则常需用带有机械翻动和压、辗等动作的混合机械。
无重力混合机的工作原理:
重力混合机卧式筒体内装有双轴旋转反向的浆叶,浆叶成一定角度将物料沿轴向、径向循环翻搅,使物料迅速混合均匀;为降低设备易损件的更换成本,桨叶叶片可做成两片式,在叶片基座上垫一块可移动小叶片,可直接更换磨损的小叶片,经济快捷; 出料形式一般为气动(手动)翻板阀,圆弧阀门紧密嵌入筒内,与筒内壁齐平,无物料堆积和混合死角现象;标准型有大开门小开门之分,大开门开口到筒边,放料干净快捷,残留少。
无重力混合机是充分利用对流混合原理,即利用物料在混合器内的上抛运动形成流动层,产生瞬间失重,使之达到最佳混合效状态。其混合过程如图。在流动层领域中,物料以一定圆周速度克服离心力,在具有特定角度的桨叶作用下由A移到B,同时机内的移动叶片把它送到C,具有同样特定角度的桨叶再把它送到D,然后由D回到A;并且,物料在特定的重叠叶片作用下,进行轴向移动,实现在全方位范围内进行混合,形成随机的最佳运动状态。
该机在w形的混合室内装有一对以相反方向旋转的轴,在每个轴上安装具有一定角度、一定数量且呈重叠状的桨叶,在具有一定圆周速度的混合室内形成流动层,层内的物料在对流混合原理的作用下进行混合,并在瞬间处于失重状态,因而得到均匀混合物。 在容器上方亦可装有喷液口,进行喷加液体的固-液混合。
该机回转速度为临界速度的50%-80%,当叶片距离较小时,可接近临界速度。
无重力混合机的机构特点:
减速机带动轴的旋转速度与桨叶的结构会使物料重力减弱,随着重力的缺乏,各物料存在颗粒大小、比重悬殊的差异在混合过程中被忽略。激烈的搅拌运动缩短了一次混合的时间,更快速、更高效。
即使物料有比重、粒径的差异,在交错布置的搅拌叶片快速剧烈的翻腾抛洒下,也能达到很好的混合效果。
无重力混合机可实现17%以下的喷雾操作,加液后黏度太大的物料不适合。可进行固(粉)-固(粉)(粉体粒度300-2000um)混合。
根据用产要求,还可以加装喷液及夹套装置,使之成固(粉)-液(含液量<15%的混合及干燥设备使用。
对比重、粒度差异较大的物料混合不生产分层离析现象。固一固混合在1:1000配比时,标准偏差十万分之三至十万分之八。
混合速度快,一般粉体混合只需2-3分钟左右。
低能耗,是一般混合机的1/4~1/10。本机间歇操作,出料阀采用双开门放料,设手动式、气动式出料形式。材质有碳钢、不锈钢两种。
 
 
 
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