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混合機械的介紹和種類--科達干燥
混合機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，以促進化學反應；還能夠加速物理變化，例如粒狀溶質加入溶劑，通過混合機械的作用可加速溶解混勻。
常用的混合機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械、熱塑性物料混合機、粉狀與粒狀固體物料混合機械四大類。
混合機槽體
混合機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。也是一些混合機械是臥式的，像圖1-2.混合機的立式槽在常壓下操作時，為降低槽體的制造成本，混合機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攪拌槽，絕大多數(shù)是敞口的平底混合機攪拌槽。在攪拌含有較大顆粒的淤漿時，為了便于固體粒子的出料，常用錐形底的混合機攪拌槽。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相比，它混合效率更高。
主要用途
混合機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化學反應。例如氣液相催化反應時，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。例如粒狀溶質加入溶劑，通過混合機械的作用可加速溶解混勻。常用的混合機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械、熱塑性物料混合機、粉狀與粒狀固體物料混合機械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、制備催化劑等。例如石油化工業(yè)中，異種原油的混合調整和精制，汽油中添加四乙基鉛等添加物而進行混合是原料液或產(chǎn)品均勻化。化工生產(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械。
混合機的混合度
固體混合機的混合是指把兩種或兩種以上不同性質的粉體在干燥狀態(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隨機過程。
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)進行另外的幾項操作后，才獲得最終的制品。因此混合物的均質度必須與最終制品的品質對應起來才能評定。然而要單獨對混合操作評價時，通常使用由統(tǒng)計學定義的混合度或均勻度來衡量。混合度可用混合前后物料的顏色、粒度分布等物理量來判斷。均一混合物是指混合物中任一點檢出的主要成分的概率都相等，成為統(tǒng)計上的完全混合狀態(tài)
混合機理
混合時要求所有參與混合的物料均勻分布。混合的程度分為理想混合、隨機混合和完全不相混3種狀態(tài)。各種物料在混合機械中的混合程度，取決于待混物料的比例、物理狀態(tài)和特性，以及所用混合機械的類型和混合操作持續(xù)的時間等因素。液體的混合主要靠機械攪拌器、氣流和待混液體的射流等，使待混物料受到攪動以達到均勻混合。攪動引起部分液體流動,流動液體又推動其周圍的液體,結果在溶器內(nèi)形成循環(huán)液流，由此產(chǎn)生的液體之間的擴散稱為主體對流擴散。當攪動引起的液體流動速度很高時，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散，又把更多的液體卷進漩渦中來，在小范圍內(nèi)形成的紊亂對流擴散稱為渦流擴散。機械攪拌器的運動部件在旋轉時也會對液體產(chǎn)生剪切作用。液體在流經(jīng)器壁和安裝在容器內(nèi)的各種固定構件時也要受到剪切作用。這些剪切作用都會引起許多局部渦流擴散。攪拌引起的主體對流擴散和渦流擴散，增加了不同液體間分子擴散的表面積、減少了擴散距離，從而縮短了分子擴散的時間。若待混液體的粘度不高，可以在不長的攪拌時間內(nèi)達到隨機混合的狀態(tài)；若粘度較高，則需較長的混合時間。
對于密度、成分不同、互不相溶的液體，攪拌產(chǎn)生的剪切作用和強烈的湍動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理，與密度、成分不同，互不相溶的液體的混合機理相同，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分割并使其受到壓、輾、擠等動作所產(chǎn)生的強剪切作用，隨后又經(jīng)反復合并、捏合，最后達到所要求的混合程度。這種混合很難達到理想混合，僅能達到隨機混合。粉狀固體與少量液體混合后為膏狀物，其混合機理與膏狀物料混合的機理相同。
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，需要依靠強剪切作用反復地揉搓和捏合，才能達到隨機混合。
流動性好的顆粒狀固體物主要是靠容器本身的回轉，或靠裝在容器內(nèi)具有推動待混物料前進或后退的運動部件的作用，反復地翻動、摻和而得以混合。這類物料也可用氣流產(chǎn)生對流或湍流以達到混合。固體顆粒的對流或湍流不易產(chǎn)生渦流，混合速度遠低于液體的混合，混合程度一般也只能達到隨機混合。
流動性很差的、互相發(fā)生粘附的顆?；蚍蹱罟腆w，則常需用帶有機械翻動和壓、輾等動作的混合機械。
氣體、低粘度液體混合器
這類混合機械的特點是結構簡單，且無轉動部件，維護檢修量小，能耗低。這類混合機械又分為氣流攪拌、管道混合、射流混合和強制循環(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。混合管式的混合器使氣液混合以減小密度，引起液體循環(huán)流動，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)點是可用于有腐蝕性或有毒物料的混合，缺點是攪拌強度低。
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整到預定配比后，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)裝有促進混合的元件的管道得以混合。這種設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，一方面推動前方的液體運動，一方面在界面上產(chǎn)生高剪切力，從而形成大量旋渦，進一步將周圍液體卷入射流中，從而得到混合。
強制循環(huán)混合器
這種混合器由容器和循環(huán)泵等組成。循環(huán)泵強制待混物料反復循環(huán)流動，產(chǎn)生湍流以達到混合。為了強化混合，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械
這類混合機械的特點是能產(chǎn)生強的剪切作用。
機械攪拌混合器
這種混合器由攪拌槳（也叫攪拌器）和容器組成。攪拌槳的旋轉使待混液體產(chǎn)生高速流動，借以引起對流和渦流擴散而進行混合。這種混合器應用范圍廣泛，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?shù)臄嚢钑r間，混合程度一般可達到隨機混合狀態(tài)，有時還可更好。在化工生產(chǎn)中常用這種設備進行氣液、液液反應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)裝的促進混合的元件等組成?；旌显Ｓ玫男问接新菪胶突旌项^式。靜態(tài)混合器結構簡單緊湊，無傳動部件，物料停留時間短（一般僅數(shù)秒），混合效率高，能耗低，安裝維護和清洗方便。它主要用作高粘度液體的混合器和氣液反應器等。 兼有混合作用的粉磨機械 這種機械大多用于染料、涂料、油墨和藥物生產(chǎn)方面，常用的有球磨機、砂磨機和膠體磨等（見粉磨機械）。
輥式混合機
這種混合機由加料裝置斗、集料斗、輥子和刮刀等組成。輥子旋轉產(chǎn)生磨擦力，使待混高粘度或膏狀物在擠壓、研磨下混合。所用的輥子有單輥、雙輥、三輥和多輥4種,但常用的混合機為雙輥式和三輥式。有的輥子做成空心的,以適應混合時通入加熱載體或冷卻劑的需要。這種混合機多用于塑料、油漆、顏料、油墨和橡膠等生產(chǎn)中。
雙臂捏合機
這種捏合機由上口為長方形、端斷面呈W形的槽和內(nèi)裝的兩把攪拌刀組成(圖9)。兩把轉速不同的攪拌刀所產(chǎn)生強剪切作用，使待混物料反復被捏合以進行混合。攪拌刀形狀有多種,其中以Z形的使用最廣。槽體可旋轉90°以便卸料。這種捏合機常用于糕點、塑料和鉛筆芯等生產(chǎn)中混合原料。
螺帶式混合機
這種混合機由上口為長方形、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，造成紊亂運動，使待混物料充分混合。這種機械常用于糕點、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
這種機器由圓筒容器和內(nèi)裝的螺桿等組成。螺桿的結構形式可根據(jù)加料、輸送、擠壓、捏合和混合的要求做成相應的獨立分離元件。使用時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
這類機器用于熱塑性物料（如橡膠和塑料）與添加劑混合。所使用的機械有密閉式煉膠（塑）機、雙輥式煉膠機等（見橡膠機械）。
粉狀、粒狀固體物料混合機械
這類機械大多為間歇操作，也包括兼有混合和研磨作用的機械，如輪輾機等。
帶有混合管的立式螺桿混合機
這種混合機由容器，以及內(nèi)裝的立式螺桿和混合管等組成。螺桿旋轉時將待混物料送入混合管。待混物料被向上推動時受到翻動而混合，然后由管上口排出，如此循環(huán)直至達到混合要求。這種機械適用于各種流動性好的粉狀、粒狀固體物料和粒度相差不大的物料。它的缺點是清掃不方便。
行星運動式螺桿混合機
這種混合機由圓錐容器和內(nèi)裝的螺桿等組成(圖12)。螺桿一方面自轉,一方面繞錐體的中心公轉,使待混物料翻動以達到混合。這種機械適用于流動性較好的粉狀、粒狀物料，但清掃很不方便。 槳葉式混合機 這種混合機由臥式圓筒狀容器和內(nèi)裝的旋轉軸（軸上裝有數(shù)對葉槳）等組成。旋轉槳葉翻動、攪拌待混物料使之混合。這種機械多用于玻璃、造紙和樹脂等生產(chǎn)中混合原料。
回轉圓筒式混合機
這種混合機由臥式圓筒狀容器及其內(nèi)壁上所裝的導向板和縱向擋板等組成。當圓筒回轉時，物料被翻滾、摻和而混合。這種混合機可用于干粉狀、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)壁上所裝的導向板等組成。當容器旋轉時，待混物料被翻滾、摻和以達到混合。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
這種機器由兩節(jié)圓筒對焊而成的容器及其內(nèi)裝的強化混合元件組成, 有單V型和多V型串聯(lián)等型式。容器旋轉時，待混物料在筒體頂角轉向上時分成兩股流動，隨后頂角又轉向下，物料又匯流入頂角，如此反復分割、合并以達到混合。
【全文完】