什么是粉體混料機？

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

一、水平式攪拌混合機

水平式攪拌混合機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。在非金屬礦產加工中多用單軸攪拌混合機，而在陶瓷生產中可用雙軸攪拌機把粉料和泥漿混合成水分均勻的塑性泥料，以實現(xiàn)生產過程的自動化和連續(xù)化。

（一）單軸攪拌機構造和工作原理

在非金屬礦產加工生產中一般多用單軸式，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示意圖。粉料從加料口加入，當電動機啟動后經減速器、聯(lián)軸器帶動主軸旋轉時，刀片不斷地對筒體內的物料進行攪拌，如需加添加劑，從進液管加入，通過噴液裝置均勻噴灑在湍動的物料上，在攪拌過程中與粉體均勻混合。

為了提高混合效果，在混合機筒體內側，裝有電動機直接帶動的飛刀組，當攪拌物料時，被拋出和作周向湍動的物料經過飛刀組，被高速旋轉的飛刀迅速、有力地拋散，使物料在槳葉和飛刀的復合作用下，能在較短時間內達到均勻混合，物料混合的質量較高。

有的混合攪拌機為了適應使用固體添加劑的需要，在筒體外層裝上加熱裝置，在物料攪拌時同時加熱，當達到一定溫度時添加劑融化，使之與物料很好地混合，達到均勻分布的效果。

設備的特性參數(shù)見表4-2。

圖4-4　單軸犁刀式混合機示意圖

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

表4-2　犁刀式混合機特性參數(shù)

注：表中“C”表示用碳鋼材料；“P”表示用不銹鋼材料。

（二）雙軸攪拌機構造和工作原理

圖4-5為雙軸攪拌機示意圖。在料槽7內有兩根裝有刀片3的螺旋軸6，刀片按螺旋線排列。其中一根軸由電動機與經減速器4帶動回轉，另一根軸則通過一對齒輪9被帶動。

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。粉料用給料機定量地從加料口2加入機內，與同時加入的泥漿混合，沿螺旋線排列的刀片在螺旋軸回轉時不斷地對料槽中的物料進行攪拌，刀片把逐漸變得均勻的塑性物料運送到出料口8卸出。

雙軸攪拌混合機是一種連續(xù)式的混合設備。它的主要部件是料槽和兩根螺旋軸。攪拌機的刀片是易損零件，應該用耐磨材料制造。為便于調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，將刀柄插入軸上相應的圓孔中，然后在帶螺紋的刀柄尾部套上螺母并擰緊。

圖4-5　雙軸混合攪拌機示意圖

對于兩根螺旋軸均使物料沿同一方向運送的并流式攪拌機，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的速度，以達到延長混合時間，提高混合質量的目的。對于逆流式雙軸攪拌機，兩根軸上的刀片則排列成相同的螺旋旋向。這樣，當一根軸回轉把物料送往出料口時，另一根軸卻往相反方向運送物料。因此，物料在攪拌機中混合的時間較長，可以得到較為均勻的混合。此時，應使把物料送往出料口的速度大于反向運送速度，才能使物料最終移向出料口。

（三）主要參數(shù)的確定

1.物料的軸向移動速度v

并流式雙軸攪拌機物料的軸向移動速度為：

非金屬礦產加工機械設備

式中　v——物料的軸向移動速度（m/s）；

Z——一個螺距內的刀片數(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，通常取k＝0.85～0.95；

α——螺旋升角（rad）。

逆流式攪拌機物料的軸向移動速度為：

非金屬礦產加工機械設備

式中　Q——攪拌機的生產能力（m3/h）；

D——刀片旋轉時掃過的圓周直徑（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.物料在攪拌機中混合的時間t

非金屬礦產加工機械設備

式中　t——物料在攪拌機中混合時間（s）；

L——攪拌機的有效長度，即加料口與擊料口之間的距離（m）。

式（4-3）對并流式、逆流式攪拌機均適用。

對于每一種物料，最適宜的混合時間應由實驗確定。

3.生產能力Q

并流式雙軸攪拌機的生產能力Q為：

非金屬礦產加工機械設備

式中　Q——攪拌機的生產能力（m3/h）；

K——攪拌機刀片螺旋軸的根數(shù)，并流式雙軸攪拌機，K＝2。

逆流式攪拌機的生產能力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計算出生產能力，其二者之差即為逆流式攪拌機之生產能力Q。

4.功率N

刀片在工作時，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。對于含水量為20%左右的泥料，可取為c＝200～300kPa；

F——刀片在其運動方向的投影面積（m2）。

攪拌機需要的功率N為

非金屬礦產加工機械設備

式中　N——攪拌機需要的功率（kW）；

i——螺旋軸上刀片的總數(shù)；

η——機械效率，用圓柱齒輪減速器變速時，η＝0.94；

β——功率儲備系數(shù)，可取β＝1.2～1.4。

其余符號的意義和單位同前。

表4-3列出了雙軸攪拌機的規(guī)格和主要技術性能。

二、錐形混合機

錐形混合機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和螺帶式錐形混合機。

（一）懸臂雙螺旋錐形混合機

它采用雙螺旋非對稱懸臂結構，由傳動、螺旋、筒體、筒蓋、出料閥和噴液裝置等組成，如圖4-6所示。傳動部分主要把電動機的轉動通過減速裝置調整到合理的速度，然后靠圓錐齒輪傳遞給兩非對稱懸臂排列的螺旋作公、自轉行星運動。

表4-3　雙軸攪拌機的規(guī)格和主要技術性能

圖4-6　懸臂雙螺旋錐形混合機結構示意圖

當電動機起動后，通過減速器使兩非對稱螺旋快速自轉將物料向上提升，形成兩股非對稱的沿筒壁自下向上的螺柱形物料流。轉臂帶動的螺旋公轉運動，使螺旋外的物料不同程度進入螺柱包絡線內，一部分物料被錯位提升，另一部分物料被拋出螺柱，從而達到全圓周方位物料的不斷更新擴散。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，從而形成對流循環(huán)。由于上述運動，使物料能在較短時間內獲得均勻混合，混合的質量較高。

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

表4-4　懸臂雙螺旋錐形混合機特性參數(shù)

（二）螺帶式錐形混合機

它主要由傳動、螺帶、筒體、筒蓋、出料閥和噴液裝置等組成。如圖4-7所示。傳動部分主要把電動機的轉動通過擺線針輪減速器傳給螺帶部分，使其作圓周回轉運動。

圖4-7　螺帶式錐形混合機結構示意圖

1-電動機、減速器；2-傳動部件；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，組成相對錯開180°的左右兩半錐形大螺旋，由于內外螺旋的旋轉作用，在較大范圍內翻動物料，達到快速均勻混合。

當混合機中心螺旋快速回轉時，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，同樣使物料作拋出和提升運動。被提升到上部的內外層物料再向凹陷處匯合，形成向下的物料流，補充底部的空穴，從而形成上下對流循環(huán)，由于上述運動的復合，物料在較短時間內獲得了均勻混合。螺帶式錐形混合機的特性參數(shù)見表4-5。

表4-5　螺帶式錐形混合機特性參數(shù)