什么是粉體混料機(jī)？

粉體混料機(jī)用于粉體與粉體和粉體與液體添加劑的混合設(shè)備主要有水平式混合機(jī)和錐形混合機(jī)。

一、水平式攪拌混合機(jī)

水平式攪拌混合機(jī)主要用于粉體的混合和粉體與泥漿或液體添加劑的混合，一般分單軸和雙軸兩種類型。在非金屬礦產(chǎn)加工中多用單軸攪拌混合機(jī)，而在陶瓷生產(chǎn)中可用雙軸攪拌機(jī)把粉料和泥漿混合成水分均勻的塑性泥料，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化和連續(xù)化。

（一）單軸攪拌機(jī)構(gòu)造和工作原理

在非金屬礦產(chǎn)加工生產(chǎn)中一般多用單軸式，它由臥式筒體、緊固聯(lián)接于主軸的漿葉（刀片）、噴液裝置及傳動(dòng)部分組成。圖4-4為浙江省化工研究院研制的單軸犁刀式混合機(jī)示意圖。粉料從加料口加入，當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后經(jīng)減速器、聯(lián)軸器帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，刀片不斷地對(duì)筒體內(nèi)的物料進(jìn)行攪拌，如需加添加劑，從進(jìn)液管加入，通過噴液裝置均勻噴灑在湍動(dòng)的物料上，在攪拌過程中與粉體均勻混合。

為了提高混合效果，在混合機(jī)筒體內(nèi)側(cè)，裝有電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)的飛刀組，當(dāng)攪拌物料時(shí)，被拋出和作周向湍動(dòng)的物料經(jīng)過飛刀組，被高速旋轉(zhuǎn)的飛刀迅速、有力地拋散，使物料在槳葉和飛刀的復(fù)合作用下，能在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到均勻混合，物料混合的質(zhì)量較高。

有的混合攪拌機(jī)為了適應(yīng)使用固體添加劑的需要，在筒體外層裝上加熱裝置，在物料攪拌時(shí)同時(shí)加熱，當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí)添加劑融化，使之與物料很好地混合，達(dá)到均勻分布的效果。

設(shè)備的特性參數(shù)見表4-2。

圖4-4　單軸犁刀式混合機(jī)示意圖

1-進(jìn)料口；2-主軸；3-入孔；4-減速機(jī)；5-主電機(jī)；6-噴液裝置；7-出料口；8-出料手輪；9-筒體；10-飛刀及副電機(jī)；11-犁刀

表4-2　犁刀式混合機(jī)特性參數(shù)

注：表中“C”表示用碳鋼材料；“P”表示用不銹鋼材料。

（二）雙軸攪拌機(jī)構(gòu)造和工作原理

圖4-5為雙軸攪拌機(jī)示意圖。在料槽7內(nèi)有兩根裝有刀片3的螺旋軸6，刀片按螺旋線排列。其中一根軸由電動(dòng)機(jī)與經(jīng)減速器4帶動(dòng)回轉(zhuǎn)，另一根軸則通過一對(duì)齒輪9被帶動(dòng)。

在料槽的上方裝有帶小孔的管子1，泥漿（水）通過小孔加入料槽中。粉料用給料機(jī)定量地從加料口2加入機(jī)內(nèi)，與同時(shí)加入的泥漿混合，沿螺旋線排列的刀片在螺旋軸回轉(zhuǎn)時(shí)不斷地對(duì)料槽中的物料進(jìn)行攪拌，刀片把逐漸變得均勻的塑性物料運(yùn)送到出料口8卸出。

雙軸攪拌混合機(jī)是一種連續(xù)式的混合設(shè)備。它的主要部件是料槽和兩根螺旋軸。攪拌機(jī)的刀片是易損零件，應(yīng)該用耐磨材料制造。為便于調(diào)整刀片的角度和更換刀片，在刀片的末端都有圓柱形的刀柄，安裝時(shí)，將刀柄插入軸上相應(yīng)的圓孔中，然后在帶螺紋的刀柄尾部套上螺母并擰緊。

圖4-5　雙軸混合攪拌機(jī)示意圖

對(duì)于兩根螺旋軸均使物料沿同一方向運(yùn)送的并流式攪拌機(jī)，為使物料混合均勻，可以減小刀片安裝的螺旋角，從而降低物料通過攪拌機(jī)的速度，以達(dá)到延長混合時(shí)間，提高混合質(zhì)量的目的。對(duì)于逆流式雙軸攪拌機(jī)，兩根軸上的刀片則排列成相同的螺旋旋向。這樣，當(dāng)一根軸回轉(zhuǎn)把物料送往出料口時(shí)，另一根軸卻往相反方向運(yùn)送物料。因此，物料在攪拌機(jī)中混合的時(shí)間較長，可以得到較為均勻的混合。此時(shí)，應(yīng)使把物料送往出料口的速度大于反向運(yùn)送速度，才能使物料最終移向出料口。

（三）主要參數(shù)的確定

1.物料的軸向移動(dòng)速度v

并流式雙軸攪拌機(jī)物料的軸向移動(dòng)速度為：

非金屬礦產(chǎn)加工機(jī)械設(shè)備

式中　v——物料的軸向移動(dòng)速度（m/s）；

Z——一個(gè)螺距內(nèi)的刀片數(shù)，一般取Z＝4；

b——刀片的寬度（m）；

n——刀片螺旋軸的轉(zhuǎn)速（r/min）；

k——物料的反向回流系數(shù)，與物料的粒度、粘性、水分、松散程度以及螺旋升角α有關(guān)，通常取k＝0.85～0.95；

α——螺旋升角（rad）。

逆流式攪拌機(jī)物料的軸向移動(dòng)速度為：

非金屬礦產(chǎn)加工機(jī)械設(shè)備

式中　Q——攪拌機(jī)的生產(chǎn)能力（m3/h）；

D——刀片旋轉(zhuǎn)時(shí)掃過的圓周直徑（m）；

d——刀片螺旋軸直徑（m）；

φ——料槽中物料填充系數(shù)，一般取φ＝0.55。

2.物料在攪拌機(jī)中混合的時(shí)間t

非金屬礦產(chǎn)加工機(jī)械設(shè)備

式中　t——物料在攪拌機(jī)中混合時(shí)間（s）；

L——攪拌機(jī)的有效長度，即加料口與擊料口之間的距離（m）。

式（4-3）對(duì)并流式、逆流式攪拌機(jī)均適用。

對(duì)于每一種物料，最適宜的混合時(shí)間應(yīng)由實(shí)驗(yàn)確定。

3.生產(chǎn)能力Q

并流式雙軸攪拌機(jī)的生產(chǎn)能力Q為：

非金屬礦產(chǎn)加工機(jī)械設(shè)備

式中　Q——攪拌機(jī)的生產(chǎn)能力（m3/h）；

K——攪拌機(jī)刀片螺旋軸的根數(shù)，并流式雙軸攪拌機(jī)，K＝2。

逆流式攪拌機(jī)的生產(chǎn)能力Q則較小，一般按式（4-4）使K＝1，分別以兩根軸各不相同的v計(jì)算出生產(chǎn)能力，其二者之差即為逆流式攪拌機(jī)之生產(chǎn)能力Q。

4.功率N

刀片在工作時(shí)，物料作用于刀片上的阻力為：

s＝cF

式中　s——物料作用于刀片上的阻力（N）；

c——阻力系數(shù)，Pa。對(duì)于含水量為20%左右的泥料，可取為c＝200～300kPa；

F——刀片在其運(yùn)動(dòng)方向的投影面積（m2）。

攪拌機(jī)需要的功率N為

非金屬礦產(chǎn)加工機(jī)械設(shè)備

式中　N——攪拌機(jī)需要的功率（kW）；

i——螺旋軸上刀片的總數(shù)；

η——機(jī)械效率，用圓柱齒輪減速器變速時(shí)，η＝0.94；

β——功率儲(chǔ)備系數(shù)，可取β＝1.2～1.4。

其余符號(hào)的意義和單位同前。

表4-3列出了雙軸攪拌機(jī)的規(guī)格和主要技術(shù)性能。

二、錐形混合機(jī)

錐形混合機(jī)主要用于粉體的混合和粉體與液體添加劑的混合。目前使用較多的主要有兩種：懸臂雙螺旋錐形混合機(jī)和螺帶式錐形混合機(jī)。

（一）懸臂雙螺旋錐形混合機(jī)

它采用雙螺旋非對(duì)稱懸臂結(jié)構(gòu)，由傳動(dòng)、螺旋、筒體、筒蓋、出料閥和噴液裝置等組成，如圖4-6所示。傳動(dòng)部分主要把電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過減速裝置調(diào)整到合理的速度，然后靠圓錐齒輪傳遞給兩非對(duì)稱懸臂排列的螺旋作公、自轉(zhuǎn)行星運(yùn)動(dòng)。

表4-3　雙軸攪拌機(jī)的規(guī)格和主要技術(shù)性能

圖4-6　懸臂雙螺旋錐形混合機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，通過減速器使兩非對(duì)稱螺旋快速自轉(zhuǎn)將物料向上提升，形成兩股非對(duì)稱的沿筒壁自下向上的螺柱形物料流。轉(zhuǎn)臂帶動(dòng)的螺旋公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使螺旋外的物料不同程度進(jìn)入螺柱包絡(luò)線內(nèi)，一部分物料被錯(cuò)位提升，另一部分物料被拋出螺柱，從而達(dá)到全圓周方位物料的不斷更新擴(kuò)散。被提到上部的兩股物料再向中心凹穴匯合，形成一股向下的物料流，從而形成對(duì)流循環(huán)。由于上述運(yùn)動(dòng)，使物料能在較短時(shí)間內(nèi)獲得均勻混合，混合的質(zhì)量較高。

當(dāng)需加入添加劑時(shí)，在加液接頭接上料液，通過噴頭，能均勻噴灑在筒體中運(yùn)動(dòng)的物料內(nèi)。物料出口通過筒體底部的出料閥控制排出。設(shè)備的特性參數(shù)如表4-4。

表4-4　懸臂雙螺旋錐形混合機(jī)特性參數(shù)

（二）螺帶式錐形混合機(jī)

它主要由傳動(dòng)、螺帶、筒體、筒蓋、出料閥和噴液裝置等組成。如圖4-7所示。傳動(dòng)部分主要把電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過擺線針輪減速器傳給螺帶部分，使其作圓周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

圖4-7　螺帶式錐形混合機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

1-電動(dòng)機(jī)、減速器；2-傳動(dòng)部件；3-筒蓋；4-螺帶部件；5-筒體；6-出料閥

兩根螺帶通過上下同一平面內(nèi)的相互平行的上橫桿和下連接桿與中心螺旋固定在一起，組成相對(duì)錯(cuò)開180°的左右兩半錐形大螺旋，由于內(nèi)外螺旋的旋轉(zhuǎn)作用，在較大范圍內(nèi)翻動(dòng)物料，達(dá)到快速均勻混合。

當(dāng)混合機(jī)中心螺旋快速回轉(zhuǎn)時(shí)，一部分物料被拋出螺柱，一部分物料向上提升由中心自下向上形成螺柱形物料流。兩螺帶沿筒壁快速回轉(zhuǎn)，同樣使物料作拋出和提升運(yùn)動(dòng)。被提升到上部的內(nèi)外層物料再向凹陷處匯合，形成向下的物料流，補(bǔ)充底部的空穴，從而形成上下對(duì)流循環(huán)，由于上述運(yùn)動(dòng)的復(fù)合，物料在較短時(shí)間內(nèi)獲得了均勻混合。螺帶式錐形混合機(jī)的特性參數(shù)見表4-5。

表4-5　螺帶式錐形混合機(jī)特性參數(shù)