粉体混合机的分类选型--日本大野机械

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粉体混合机的分类选型

2010-07-28 大野机械技术部

　　混合是现代工业不可缺少的生产工艺，随着中国工业的不断发展，混合系统及混合设备的发展将越来越强大。混合覆盖着整个工业领域，如化工、食品、建材、药品、化肥，我们每天每时使用的产品在生产中至少有一步混合工艺。
一、混合及混合机概述
　　混合是指将两种及两种以上的物料物理的参合在一起，不发生任何化学变化。
　　混合包括自流混合和机械混合。自流混合指物料间运动，通过自身摩擦达到最后的均匀混合；机械混合指物料通过机械强制作用达到最后的均匀混合。一般气体混合为自流混合；三维混合设备混合为自流混合与机械混合的结合；所有混合中混合容器不运动的混合均为机械混合。
　　混合设备好坏的评估根据不同的物理量。
　　A、混合均匀度：分析物料参合好坏的物理量，通过概率论获得，混合均匀度是由混合设备种类确定。
　　B、死角：指物料在混合容器中不能参与混合的物理现象，死角百分比是评价混合设备制造好坏的物理量。
　　C、混合时间：评价混合速度的物理量，指不同物料开始混合到混合达到均匀度要求内的时间，混合时间是由混合设备种类及型号确定。
二、粉体混合设备种类的选择
　　粉体混合设备的种类繁多，本文主要就机械混合设备中目前中国市场上常用设备双螺旋锥形混合机，卧式无重力混合机，卧式犁刀混合机，卧式螺带混合机作分析：
（一）、双螺旋锥形混合机
　　A、混合空间为倒圆锥型，桶体内有两条、三条或单条螺旋轴在自转的情况下又沿着桶壁公转，电机减速机等动力装置处于混合机的上端。
　　B、混合物料适用范围大，对混合的物料密度偏差，粒径偏差要求不很严格，易控制物料的摩擦起热或起静电
　　C、混合物料时对晶体的破坏作用小。
　　D、设备混合时动力要求低，同样型号的设备电机功率大大降低。
　　E、设备型号可以扩大到很大，中国国产在用最大为30立方。
　　F、混合时间相对比较长，但大型设备制造成三螺旋形式，可以大大缩短混合时间。
　　G、主要应用与粉体与粉体的混合，可以在混合时往物料中喷入大量的液体，但混合的整个过程中物料体现为固态粉体，应用例染料、味精、添加剂、塑料粒子等。
（二）卧式无重力混合机
　　A、混合空间为孪生U形圆桶卧式形式，桶体内有两条卧式的轴，轴上伸出带叶片的臂，两混合轴沿相反方向旋转，电机减速机处于主体设备的侧边。
　　B、主要为粉体，粒子间的混合，不适应于轻质物料的混合
　　C、混合时由于物料作大范围的运动，对物料的晶体有小范围的破坏。
　　D、设备混合时所有物料都处于高运动状态，动力要求最高。
　　E、混合时间是机械混合设备中最快的。
　　F、中国国产在用最大为20立方。
　　G、主要应用与粉体与粉体的混合，混合的物料可以是粒子形式，可以在混合时往物料中喷入少量的液体，但混合的整个过程中物料体现为固体粉体，应用例干混砂浆、食盐、化肥等。
（三）卧式犁刀混合机
　　A、混合空间为圆桶卧式形式，桶体内有一条带犁刀的卧式轴；在桶体的侧面带大量的高转速飞刀，与主混合轴成90度，电机减速机处于主体设备的端面。
　　B、混合时由于飞刀的高速运动，对物料的晶体有很大程度破坏。
　　C、动力要求具中，混合时间具中。
　　D、中国国产在用最大为20立方。
　　E、主要应用与粉体与粉体的混合，混合的物料可以带少量的短纤维，可以在混合时往物料中喷入少量的液体。应用例建材、太白粉、纤维粉体混合等。
（四）卧式螺带混合机
　　A、混合空间为U形圆桶卧式形式，桶体内有一条整体螺带轴。电机减速机处于主体设备的端面。
　　B、混合比较平稳，对晶体的破坏作用小。
　　C、设备混合时所有物料处于整体运动状态，动力要求高。
　　D、混合时间相对较短。
　　E、主要应用与粉体与粉体或带粘稠物料的混合，可以在混合时往物料中喷入大量的液体，混合的整个过程中物料体可以体现固体粉体也可以体现粘稠状，应用例稠化粉、灰面、涂料等。
三、混合设备大小的选择
　　混合设备就大小而言，目前国内做到30立方，主要生产地为上海、浙江、四川。就混合的工艺和混合量的要求，混合设备可以分为实验型0.05~0.5立方；生产型0.5~6立方；批量型4～30立方；
　　1、实验型设备
　　生产能力要求不高，主要在企业投资前期进行实验或实验性生产。
　　2、生产型设备
　　生产能力要求高，主要为企业投资生产产品，此类设备相对强度设计高，没有大功率要求，配合其它生产设备，包括配料、自动进料、自动出料，制造一套完整的混合生产线，生产效率相当高，投资相对较低。根据生产要求，一套生产线生产一种或两种产品，不需要长期更换产品形式，设备实现了流水线，代替了大生产量需要选择大设备的技术要求。
　　3、批量型设备
　　主要应用于一些混合批次要求非常严格的地方，如染料、食品等。同一批产品不能有颜色、口味差别等特殊要求下。
四、混合辅助功能的选择
　　根据不同的混合过程要求，物料的混合需要不同的混合方法和混合环境。混合设备根据不同的混合方式设计了很多辅助混合功能，根据不同的混合要求选择不同的辅助功能。
（一）、加温或冷却
　　物料的混合过程中，加温是一种常见的现象。
　　1、有的物料的混合过程需要在一定的温度环境中才能够实现，才能够满足物料本生的可混合性，才能够提高混合的均匀性。
　　2、有的混合物料本身含有一定的水分，在混合过程中可以通过提高温度等简单的办法将水分烘干，实现简单的混合、烘干一步完成的功能。
　　对于机械式粉体混合设备，在混合容器外壳加温或冷却，保证混合容器内在混合过程中处于一个恒定的温度，是混合机保温的主要办法，传统的称呼为夹套。
　　根据不同的温度要求，常见的加温方式有：①夹套内加入导热油，电热丝直接加热导热油②循环油加热③蒸汽循环加热
　　为了提高能源的利用效率，加热夹套外壳需要再做一层保温，避免热能向空气中散发。为配合混合过程的加温要求，设备一般还需要辅助的锅炉或其它能源设备。为排除混合过程中加热产生的蒸汽或其它散发物质，系统还需要配备一套引风系统和除尘系统。
（二）、抽真空或充压
　　物料在混合过程中可能氧化或其它不能够在空气状态下完成的过程，就需要对混合设备容器进行抽真空，在必要的时候还需要充入惰性气体保护等。
　　例如在炸药的混合过程中，需要对混合容器内的氧元素全部抽掉，再往容器中充入氩气或其它惰性气体，防止在混合过程中应摩擦生热而爆炸。
（三）、喷液
　　为了满足粉体混合过程中加入少量的液体，同时必须提高液体与粉体的混合均匀度，需要将液体以雾化状态与粉体接触。
　　例如我们在混合灰面时，如果将水、灰面共同装入容器后再进行机械混合，则很难混合均匀；如果在将灰面机械运动时让水以雾状与灰面接触，混合均匀度及混合时间都会大大提高。
（四）、飞刀设备
　　混合物料中如果有纤维或其它难分散物料，混合过程中需要高速分散，混合设备则需要设计制造高速旋转的飞刀转轴。
五、辅助设备的选择
　　混合机是混合过程的核心。为提高混合速度和混合的自动化过程，混合机还需要配备其它的辅助设备，整体满足混合工艺。常规的机械式混合设备工作方式均为间隙式操作，单批次混合的物料需要先准备好→加入混合机→均匀混合→出料
（一）喂料设备
　　为提高间隙式混合操作的时间，需要每次准备好的混合物料快速加入混合机。为了准备每次需要混合的物料，可以设计手工配料或自动配料。
（二）放料设备
　　混合机出料根据不同的形式，不同的工艺有不同的方式。但不管什么形式，混合好的物料需要放入料仓或其它下步工艺设备等。
　　混合机阀门根据不同的操作要求有不同的选择：
　　1、根据出料阀形式有闸阀、蝶阀、球阀、旋转阀、门阀、顶阀、弧形阀。
　　2、根据操作方式出料阀有手动、电动、气动控制。
六、结语
　　粉体的混合是现代工业不可缺少的过程，提高混合工艺是获得优秀产品质量的保证。选择优秀、合理的粉体混合机是产品的保证。