中國粉體網訊 據恒州誠思調研統計,2023年全球工業混合攪拌機市場規模約168.9億元,預計未來將持續保持平穩增長的態勢,到2030年市場規模將接近223.9億元,未來六年CAGR為4.2%。
攪拌混合機是一種常見機械設備,主要用于混合、攪拌、均質等工藝。
攪拌設備的分類各種各樣,按照攪拌功能可分為混合設備、攪動設備、懸浮攪拌設備和分散攪拌設備等;按照攪拌方式可以分為機械攪拌設備、水力攪拌設備、氣體攪拌設備和磁力攪拌設備等;按照容器軸線位置可以分為立式攪拌設備和臥式攪拌設備;按照攪拌對象可分為攪拌機(適用于液-液、固-液,氣-液)、混合機(適用于固-固)、調和機(適用于固-液、液-液)等。按照攪拌器流型可以分為軸流型和徑向流型攪拌設備。
攪拌混合機廣泛應用于垃圾處理、制藥、食品、化工等行業,主要作用有:
使不相容的液體混合均勻,制備均勻混合液、乳化液、強化傳質過程;
使氣體均勻分散在液體中,強化傳質或化學反應;
增加固液接觸面積,加速固體在液體中的溶解、浸取(萃取)及給固液反應提供條件;
給化學反應吸熱或者散熱,防止局部過冷或者過熱。
5種攪拌混合機的結構及應用
臥式螺帶混合機
臥式螺帶混合機的混合原理是強制剪切攪拌型混合,主要由混合倉、攪拌器、驅動裝置三個基本部分構成,工作時,外螺旋帶在動力的驅動下,把物料從U型倉兩端向中央地帶推動,內螺旋帶把物料從中間向兩端推動,從而形成對流混合。混合機出料口設置在混合機筒體底部中央,外層螺旋帶的蝸旋結構與主軸旋轉方向配合,將筒壁內側的物料驅趕至中央出料口處出料,從而確保筒體內物料出料完全。
臥式螺帶混合機結構圖
臥式螺帶混合機裝載系數大、設備占地面積小;剪切槳葉可以使物料混合均勻;根據產量需求設備可做大型機,價格相對其他類型混合機比較便宜。但設備缺點也較明顯:設備啟動載荷特別大,滿載荷啟動困難,費時費電;出料有殘留。
雙螺旋錐形混合機
雙螺旋錐形混合設備憑借內部懸臂上的兩根非對稱螺旋在繞自身軸線上自轉的同時,由懸臂驅動,繞筒體中心軸旋轉形成公轉。
雙螺旋錐形混合設備能夠形成4種方向的作用力:
(1)兩根非對稱螺旋自轉,將物料向上提升。
(2)懸臂慢速公轉,將物料做圓周循環運動。
(3)螺旋公轉與自轉相互配合,將物料受螺旋旋轉吸收,同時向圓周方向排散。
(4)被提升至上部的兩股物料流向筒體中心匯合,形成從中心向下的流向,填補底部的空缺帶,從而形成了整體的循環作用流。
雙螺旋錐形混合機結構圖
雙螺旋錐形混合機結構簡單,容易做大型機;對熱敏性物料不會產生過熱現象;可以加噴霧裝置和加熱。缺點:混合時間長,效率低;設備高度高,相同混合容量,雙螺旋設備要求高度是其他設備兩倍,甚至更高;設備底部有物料死角,需要對底部物料反復混合,避免死角。
犁刀混合機
犁刀式混合機通常采用單軸式攪拌結構,主軸上連續錯位安裝多組犁刀式攪拌器,此結構可保證運轉時,產生不間斷式的漩渦離心作用力,最大程度上避免攪拌死角。設備工作時,結團性物料通過在犁刀混料機內安裝的高速飛刀,結合犁刀攪拌器攪拌物料時形成的對流循環作用,對物料進行打散、分離。高速飛刀通常安裝于犁刀混料機筒,在攪拌時,物料受犁刀驅趕至飛刀有效范圍,飛刀進行高速剪切。
梨刀混合機結構圖
犁刀混料機的混料速度和接觸面積都較低,適用于復雜混合場合;混合面積大,混合速度快,效率高。設備缺點:不能實現精細化混合;在混合過程中容易損傷粉體的顆粒形狀。
無重力混合機
無重力混合機裝載著兩根同時異向向外旋轉的平行槳葉軸,每根軸上搭載十字槳葉,在驅動裝置的同步作用下,兩根的十字槳葉軸的運行軌跡成相交關系,且錯位嚙合。驅動裝置驅使槳葉軸快速旋轉,旋轉的槳葉產生離心力,將物料有效拋灑至筒內上空部分,達到拋物線的高點后下落(拋物線的高點也稱為瞬間無重力狀態),物料再受槳葉的驅趕,在筒體內往復循環混合,并受雙軸的嚙合空間混合、剪切、分離,致使物料快速混合均勻。
無重力混合機結構圖
無重力混合機優點:速度快、混合效率高、可密封操作,經濟環保;添加飛刀后可實現對帶纖維物料的混合;大開門出料方式,出料時間短,卸料干凈,結構緊湊。設備缺點:在混合過程中容易有混合死角;在混合過程中容易損傷粉體的顆粒形狀。
槳葉式混合機
槳葉式混合機由動力組驅動主軸旋轉運行,主軸上分布若干且軸向連續的槳葉,槳葉成一定的角度安裝,在運轉時翻轉物料,使物料進行多向的運動,且形成較小的助力,不會破壞物料,運轉平穩。
槳葉式混合機具有槳葉轉速高、葉片數量多、覆蓋面積大的優點,能夠充分混合粉體和顆粒狀物料,混合效果比較好;結構緊湊,占地面積小,適用于較小的生產場所,也方便進行移動。缺點:啟動時需要消耗較高的能量;不容易徹底清洗干凈,易產生交叉污染。
小結
顆粒物料的混合過程十分復雜,最終的混合效果受到混合設備的結構、操作參數、顆粒的特性以及所處的環境等多因素共同影響。其中結構參數不同的攪拌設備造成的流場特性和混合效果有很大差別,故對攪拌器進行結構優化和攪拌特性研究非常關鍵。
參考資料:
盧香利.攪拌混合設備結構及應用研究
邱壯.多層組合式攪拌器攪拌特性研究
(中國粉體網訊/黑金)
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