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混合機(jī)械的介紹和種類--科達(dá)干燥
混合機(jī)械可以將多種物料配合成均勻的混合物，如將水泥、砂、碎石和水混合成混凝土濕料等；還可以增加物料接觸表面積，以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)；還能夠加速物理變化，例如粒狀溶質(zhì)加入溶劑，通過混合機(jī)械的作用可加速溶解混勻。
常用的混合機(jī)械分為氣體和低粘度液體混合器、中高粘度液體和膏狀物混合機(jī)械、熱塑性物料混合機(jī)、粉狀與粒狀固體物料混合機(jī)械四大類。
混合機(jī)槽體
混合機(jī)的槽體的型式通常是立式圓筒形的，圓筒上部和下部都有蝶形或橢圓形的封頭。也是一些混合機(jī)械是臥式的，像圖1-2.混合機(jī)的立式槽在常壓下操作時(shí)，為降低槽體的制造成本，混合機(jī)的槽上部也可是敞口的。磷肥工業(yè)、濕法冶金業(yè)和污水處理業(yè)用的數(shù)百或數(shù)千立方米的大型混合機(jī)攪拌槽，絕大多數(shù)是敞口的平底混合機(jī)攪拌槽。在攪拌含有較大顆粒的淤漿時(shí)，為了便于固體粒子的出料，常用錐形底的混合機(jī)攪拌槽。圖1-3中槽體是圓錐形的。使用螺帶式葉輪，它能混合高粘液體或粉體，與用立式圓筒形槽體的螺帶式攪拌機(jī)相比，它混合效率更高。
主要用途
混合機(jī)械廣泛用于各類工業(yè)和日常生活中，其用途是：①將多種物料配合成均勻的混合物。例如將水泥、砂、碎石和水混合成混凝土濕料。②增加物料接觸表面積以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)。例如氣液相催化反應(yīng)時(shí)，既要使固體粉狀催化劑或液體催化劑（密度不同于參加反應(yīng)的液體）在液體中均勻懸浮，又要使氣體形成小氣泡在液體中均勻分散。③加速物理變化。例如粒狀溶質(zhì)加入溶劑，通過混合機(jī)械的作用可加速溶解混勻。常用的混合機(jī)械分為氣體和低粘度液體混合器、中高粘度液體和膏狀物混合機(jī)械、熱塑性物料混合機(jī)、粉狀與粒狀固體物料混合機(jī)械4大類。
石油化工
混合械在石油化工生產(chǎn)中被用于物料混合、溶解、傳熱、制備懸浮液、聚合反應(yīng)、制備催化劑等。例如石油化工業(yè)中，異種原油的混合調(diào)整和精制，汽油中添加四乙基鉛等添加物而進(jìn)行混合是原料液或產(chǎn)品均勻化?；どa(chǎn)中，制備苯乙烯、乙烯、高壓聚乙烯、聚丙烯、合成橡膠、苯胺染料和油漆顏料等工藝過程，都裝備著各種型式的混合機(jī)械。
混合機(jī)的混合度
固體混合機(jī)的混合是指把兩種或兩種以上不同性質(zhì)的粉體在干燥狀態(tài)或有少量液體存在下，以外力作用下攪拌，使其不均一度不斷降低的一個(gè)隨機(jī)過程。
混合不同于混煉、捏合。分散等操作，它們之間既有區(qū)別又有聯(lián)系，在粉體操作中，以混合為最終目的的是很少的，必定還要繼續(xù)進(jìn)行另外的幾項(xiàng)操作后，才獲得最終的制品。因此混合物的均質(zhì)度必須與最終制品的品質(zhì)對(duì)應(yīng)起來才能評(píng)定。然而要單獨(dú)對(duì)混合操作評(píng)價(jià)時(shí)，通常使用由統(tǒng)計(jì)學(xué)定義的混合度或均勻度來衡量?；旌隙瓤捎没旌锨昂笪锪系念伾⒘６确植嫉任锢砹縼砼袛?。均一混合物是指混合物中任一點(diǎn)檢出的主要成分的概率都相等，成為統(tǒng)計(jì)上的完全混合狀態(tài)
混合機(jī)理
混合時(shí)要求所有參與混合的物料均勻分布?；旌系某潭确譃槔硐牖旌稀㈦S機(jī)混合和完全不相混3種狀態(tài)。各種物料在混合機(jī)械中的混合程度，取決于待混物料的比例、物理狀態(tài)和特性，以及所用混合機(jī)械的類型和混合操作持續(xù)的時(shí)間等因素。液體的混合主要靠機(jī)械攪拌器、氣流和待混液體的射流等，使待混物料受到攪動(dòng)以達(dá)到均勻混合。攪動(dòng)引起部分液體流動(dòng),流動(dòng)液體又推動(dòng)其周圍的液體,結(jié)果在溶器內(nèi)形成循環(huán)液流，由此產(chǎn)生的液體之間的擴(kuò)散稱為主體對(duì)流擴(kuò)散。當(dāng)攪動(dòng)引起的液體流動(dòng)速度很高時(shí)，在高速液流與周圍低速液流之間的界面上出現(xiàn)剪切作用，從而產(chǎn)生大量的局部性漩渦。這些漩渦迅速向四周擴(kuò)散，又把更多的液體卷進(jìn)漩渦中來，在小范圍內(nèi)形成的紊亂對(duì)流擴(kuò)散稱為渦流擴(kuò)散。機(jī)械攪拌器的運(yùn)動(dòng)部件在旋轉(zhuǎn)時(shí)也會(huì)對(duì)液體產(chǎn)生剪切作用。液體在流經(jīng)器壁和安裝在容器內(nèi)的各種固定構(gòu)件時(shí)也要受到剪切作用。這些剪切作用都會(huì)引起許多局部渦流擴(kuò)散。攪拌引起的主體對(duì)流擴(kuò)散和渦流擴(kuò)散，增加了不同液體間分子擴(kuò)散的表面積、減少了擴(kuò)散距離，從而縮短了分子擴(kuò)散的時(shí)間。若待混液體的粘度不高，可以在不長的攪拌時(shí)間內(nèi)達(dá)到隨機(jī)混合的狀態(tài)；若粘度較高，則需較長的混合時(shí)間。
對(duì)于密度、成分不同、互不相溶的液體，攪拌產(chǎn)生的剪切作用和強(qiáng)烈的湍動(dòng)將密度大的液體撕碎成小液滴，并使其均勻地分散到主液體中。攪拌產(chǎn)生的液體流動(dòng)速度必須大于液滴的沉降速度。
少量不溶解的粉狀固體與液體的混合機(jī)理，與密度、成分不同，互不相溶的液體的混合機(jī)理相同，只是攪拌不能改變粉狀固體的粒度。若混合前固體顆粒不能使其沉降速度小于液體的流動(dòng)速度，無論采用何種攪拌方式都形不成均勻的懸浮液。
不同膏狀物的混合主要是將待混物料反復(fù)分割并使其受到壓、輾、擠等動(dòng)作所產(chǎn)生的強(qiáng)剪切作用，隨后又經(jīng)反復(fù)合并、捏合，最后達(dá)到所要求的混合程度。這種混合很難達(dá)到理想混合，僅能達(dá)到隨機(jī)混合。粉狀固體與少量液體混合后為膏狀物，其混合機(jī)理與膏狀物料混合的機(jī)理相同。
不同的熱塑性物料以及熱塑性物料與少量粉狀固體的混合，需要依靠強(qiáng)剪切作用反復(fù)地揉搓和捏合，才能達(dá)到隨機(jī)混合。
流動(dòng)性好的顆粒狀固體物主要是靠容器本身的回轉(zhuǎn)，或靠裝在容器內(nèi)具有推動(dòng)待混物料前進(jìn)或后退的運(yùn)動(dòng)部件的作用，反復(fù)地翻動(dòng)、摻和而得以混合。這類物料也可用氣流產(chǎn)生對(duì)流或湍流以達(dá)到混合。固體顆粒的對(duì)流或湍流不易產(chǎn)生渦流，混合速度遠(yuǎn)低于液體的混合，混合程度一般也只能達(dá)到隨機(jī)混合。
流動(dòng)性很差的、互相發(fā)生粘附的顆?；蚍蹱罟腆w，則常需用帶有機(jī)械翻動(dòng)和壓、輾等動(dòng)作的混合機(jī)械。
氣體、低粘度液體混合器
這類混合機(jī)械的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，且無轉(zhuǎn)動(dòng)部件，維護(hù)檢修量小，能耗低。這類混合機(jī)械又分為氣流攪拌、管道混合、射流混合和強(qiáng)制循環(huán)混合等4種。
氣流攪拌混合器
在存放待混物料的容器內(nèi)裝有鼓泡器或混合管兩種形式。鼓泡器式的混合器借氣泡在液體內(nèi)上升的過程造成湍動(dòng)?；旌瞎苁降幕旌掀魇箽庖夯旌弦詼p小密度，引起液體循環(huán)流動(dòng)，從而使待混物料得以混合。氣流攪拌混合器僅適用于低粘度液體的混合。它的優(yōu)點(diǎn)是可用于有腐蝕性或有毒物料的混合，缺點(diǎn)是攪拌強(qiáng)度低。
管道混合器
這種混合器由管道分別與噴嘴、渦流室、多孔板或異形板組成?；旌系姆椒ㄓ?種：①噴嘴式:將待混的兩種或兩種以上流體的量調(diào)整到預(yù)定配比后，以較高流速的流體將較低流速的流體帶入一根管道，待混流體匯流后經(jīng)過一段距離達(dá)到混合；②渦流式:兩種流體流經(jīng)一渦流室得到混合;③多孔板式、異形板式：兩種流體流經(jīng)裝有促進(jìn)混合的元件的管道得以混合。這種設(shè)備適用于氣體或較低粘度液體的混合，例如家用煤氣灶就是以煤氣將空氣帶入管道混合后而燃燒的。
射流混合器
這種混合器由容器、射流元件和循環(huán)泵等組成。液體的高速射流穿過低速的液體時(shí)，一方面推動(dòng)前方的液體運(yùn)動(dòng)，一方面在界面上產(chǎn)生高剪切力，從而形成大量旋渦，進(jìn)一步將周圍液體卷入射流中，從而得到混合。
強(qiáng)制循環(huán)混合器
這種混合器由容器和循環(huán)泵等組成。循環(huán)泵強(qiáng)制待混物料反復(fù)循環(huán)流動(dòng)，產(chǎn)生湍流以達(dá)到混合。為了強(qiáng)化混合，有的混合器在循環(huán)泵出口處裝有混合元件，例如噴淋頭或混合管等。
中、高粘度液體和膏狀物混合機(jī)械
這類混合機(jī)械的特點(diǎn)是能產(chǎn)生強(qiáng)的剪切作用。
機(jī)械攪拌混合器
這種混合器由攪拌槳（也叫攪拌器）和容器組成。攪拌槳的旋轉(zhuǎn)使待混液體產(chǎn)生高速流動(dòng)，借以引起對(duì)流和渦流擴(kuò)散而進(jìn)行混合。這種混合器應(yīng)用范圍廣泛，只要根據(jù)待混物料的物性（粘度、密度和物相等）選擇合適的攪拌槳，經(jīng)過恰當(dāng)?shù)臄嚢钑r(shí)間，混合程度一般可達(dá)到隨機(jī)混合狀態(tài)，有時(shí)還可更好。在化工生產(chǎn)中常用這種設(shè)備進(jìn)行氣液、液液反應(yīng)的混合和油品類的酸洗、堿洗、水洗等。靜態(tài)混合器
這種混合器由管子和內(nèi)裝的促進(jìn)混合的元件等組成。混合元件常用的形式有螺旋片式和混合頭式。靜態(tài)混合器結(jié)構(gòu)簡單緊湊，無傳動(dòng)部件，物料停留時(shí)間短（一般僅數(shù)秒），混合效率高，能耗低，安裝維護(hù)和清洗方便。它主要用作高粘度液體的混合器和氣液反應(yīng)器等。 兼有混合作用的粉磨機(jī)械 這種機(jī)械大多用于染料、涂料、油墨和藥物生產(chǎn)方面，常用的有球磨機(jī)、砂磨機(jī)和膠體磨等（見粉磨機(jī)械）。
輥式混合機(jī)
這種混合機(jī)由加料裝置斗、集料斗、輥?zhàn)雍凸蔚兜冉M成。輥?zhàn)有D(zhuǎn)產(chǎn)生磨擦力，使待混高粘度或膏狀物在擠壓、研磨下混合。所用的輥?zhàn)佑袉屋?、雙輥、三輥和多輥4種,但常用的混合機(jī)為雙輥式和三輥式。有的輥?zhàn)幼龀煽招牡?以適應(yīng)混合時(shí)通入加熱載體或冷卻劑的需要。這種混合機(jī)多用于塑料、油漆、顏料、油墨和橡膠等生產(chǎn)中。
雙臂捏合機(jī)
這種捏合機(jī)由上口為長方形、端斷面呈W形的槽和內(nèi)裝的兩把攪拌刀組成(圖9)。兩把轉(zhuǎn)速不同的攪拌刀所產(chǎn)生強(qiáng)剪切作用，使待混物料反復(fù)被捏合以進(jìn)行混合。攪拌刀形狀有多種,其中以Z形的使用最廣。槽體可旋轉(zhuǎn)90°以便卸料。這種捏合機(jī)常用于糕點(diǎn)、塑料和鉛筆芯等生產(chǎn)中混合原料。
螺帶式混合機(jī)
這種混合機(jī)由上口為長方形、端斷面呈 U形的槽和攪拌用的螺帶等組成。螺帶有單條、雙條和三條之分。螺帶的螺距和直徑均有不同規(guī)格。螺帶有的右旋，有的左旋，分別將待混物料推向不同的方向，造成紊亂運(yùn)動(dòng)，使待混物料充分混合。這種機(jī)械常用于糕點(diǎn)、牙膏和藥膏的原料混合，以及建筑用水泥砂漿的混合。
混合－擠出機(jī)
這種機(jī)器由圓筒容器和內(nèi)裝的螺桿等組成。螺桿的結(jié)構(gòu)形式可根據(jù)加料、輸送、擠壓、捏合和混合的要求做成相應(yīng)的獨(dú)立分離元件。使用時(shí)按工藝要求將所需要的分離元件套在軸上組合成目的螺桿，也叫組合螺桿。螺桿加工成固定型式居多。待混物料經(jīng)過擠壓、捏合和混合分離元件的作用，混合均勻之后可擠壓成所需要的形狀（由模具和后續(xù)工序決定），例如將塑料加工成板、管等各種制品。
熱塑性物料混合機(jī)
這類機(jī)器用于熱塑性物料（如橡膠和塑料）與添加劑混合。所使用的機(jī)械有密閉式煉膠（塑）機(jī)、雙輥式煉膠機(jī)等（見橡膠機(jī)械）。
粉狀、粒狀固體物料混合機(jī)械
這類機(jī)械大多為間歇操作，也包括兼有混合和研磨作用的機(jī)械，如輪輾機(jī)等。
帶有混合管的立式螺桿混合機(jī)
這種混合機(jī)由容器，以及內(nèi)裝的立式螺桿和混合管等組成。螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)將待混物料送入混合管。待混物料被向上推動(dòng)時(shí)受到翻動(dòng)而混合，然后由管上口排出，如此循環(huán)直至達(dá)到混合要求。這種機(jī)械適用于各種流動(dòng)性好的粉狀、粒狀固體物料和粒度相差不大的物料。它的缺點(diǎn)是清掃不方便。
行星運(yùn)動(dòng)式螺桿混合機(jī)
這種混合機(jī)由圓錐容器和內(nèi)裝的螺桿等組成(圖12)。螺桿一方面自轉(zhuǎn),一方面繞錐體的中心公轉(zhuǎn),使待混物料翻動(dòng)以達(dá)到混合。這種機(jī)械適用于流動(dòng)性較好的粉狀、粒狀物料，但清掃很不方便。 槳葉式混合機(jī) 這種混合機(jī)由臥式圓筒狀容器和內(nèi)裝的旋轉(zhuǎn)軸（軸上裝有數(shù)對(duì)葉槳）等組成。旋轉(zhuǎn)槳葉翻動(dòng)、攪拌待混物料使之混合。這種機(jī)械多用于玻璃、造紙和樹脂等生產(chǎn)中混合原料。
回轉(zhuǎn)圓筒式混合機(jī)
這種混合機(jī)由臥式圓筒狀容器及其內(nèi)壁上所裝的導(dǎo)向板和縱向擋板等組成。當(dāng)圓筒回轉(zhuǎn)時(shí)，物料被翻滾、摻和而混合。這種混合機(jī)可用于干粉狀、粒狀物料如藥物的混合，也可用于濕料如混凝土原料的混合。
多面體混合器
這種機(jī)器由多面體（正方形、矩形、雙錐形和正八角形等）容器及其內(nèi)壁上所裝的導(dǎo)向板等組成。當(dāng)容器旋轉(zhuǎn)時(shí)，待混物料被翻滾、摻和以達(dá)到混合。這種混合器多用于干粉狀、粒狀物如藥粉的混合。
V型混合器
這種機(jī)器由兩節(jié)圓筒對(duì)焊而成的容器及其內(nèi)裝的強(qiáng)化混合元件組成, 有單V型和多V型串聯(lián)等型式。容器旋轉(zhuǎn)時(shí)，待混物料在筒體頂角轉(zhuǎn)向上時(shí)分成兩股流動(dòng)，隨后頂角又轉(zhuǎn)向下，物料又匯流入頂角，如此反復(fù)分割、合并以達(dá)到混合。
【全文完】