中國粉體網(wǎng)訊 混合是工業(yè)生產(chǎn)常見的操作，特別在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)，如飼料、食品、化肥等等，甚至在精細陶瓷、醫(yī)藥和其他相關(guān)日常常見的化學(xué)生產(chǎn)區(qū)域，混合也成為了產(chǎn)品生產(chǎn)的必須步驟。特別是近年來納米材料應(yīng)用和亞微納米的興起，化學(xué)企業(yè)對混合工藝的生產(chǎn)和混合作業(yè)的設(shè)備提出了更高的要求和標準，這在某一程度上刺激促進了混合機的發(fā)展。混合機是一種主要對固體粉粒物料均勻混合的混合設(shè)備，在實際工作中可以使得材料實現(xiàn)高均勻度和較好的流動性。
一、混合機原理
最為常見的混合設(shè)備原理有三種，依靠容器轉(zhuǎn)動、依靠容器固定內(nèi)部器件轉(zhuǎn)動、依靠容器和內(nèi)部器件全部轉(zhuǎn)動。而固體粒子在混合時必須依賴以下原理（機理），首先由于粒子群內(nèi)的速度分布，各粒子之間的相對摩擦和碰撞，俗稱剪切混合；其次粒子在小范圍內(nèi)部的運動簡稱擴散混合；最后的是對流混合，主要涉及顆粒在大尺寸范圍內(nèi)的隨機運動。在混合機內(nèi)部作業(yè)中，三者都存在，而由于處理的物料和相關(guān)要求的效果不同，其對混合的影響也不盡相同，并且在對混合速率的影響定量關(guān)系中難以完全依靠理論分析，因此當前多數(shù)混合機的工作和其他混合操作還依舊依靠相關(guān)的作業(yè)經(jīng)驗。這是混合機做性能測試的最初目的，也是實際工作的一項重要的需求。
二、混合機性能測試的內(nèi)容和方法
此處主要針對三維混合機的測試。三維混合機屬于容器回轉(zhuǎn)型的混合機，最為常見的有雙錐型混合機和V 型混合機，后者在當前工業(yè)應(yīng)用中比較常見，因此此處以它和三維運動混合機的工作性能進行對比。
實驗主要分為三個部分，分別是混合機對比實驗、物料實驗和混合程度實驗�；旌蠙C對比實驗主要對比兩個混合機在相同的物料和配比下混合的性能以及相同配比下且裝填系數(shù)不一致的粉料在兩混合機作業(yè)的效果；物料實驗主要考慮材料的粒度、密度、流動性和團聚性等物理特征，在物料實驗中將不同的物料分別進行混合機的測驗；混合程度主要考慮在混合物料中控制組合的組分，通過物理和化學(xué)的混合度計算實現(xiàn)對混合機的工作性能評估。
三、混合機的實驗結(jié)果和數(shù)據(jù)分析
在對比實驗上，通過對比三維運動混合機和V 型混合機在不同時間階段的混合度對其進行性能的分析和評估。實驗表明在混合時間30 秒時，V 型混合機的混合度為65% 而三維運動混合機的混合度為95%，并且兩者隨著混合時間的變長混合度也逐漸上升，直到混合時間為480 秒時混合度分別為79% 和98%，其中填裝系數(shù)分別為14%和13.5%。而在實際工作中影響固體粒子混合的因素主要有：
（1）材料的性質(zhì)，主要包括混合粒子的粒度和粒度分布、混合粒子的形狀、松散程度、含水量、流動性和聚團性等等；
（2）運轉(zhuǎn)的具體條件。主要涉及混合材料的成分配比和相關(guān)材料在容器中占據(jù)的比例，如上述的填裝系數(shù)，加入的順序以及混合機的旋轉(zhuǎn)速率等等；
（3）混合機的本身機械性能，主要包括大小尺寸、幾何形狀和結(jié)構(gòu)材料等等。
四、材料性質(zhì)影響
混合機的混合材料是影響混合效果的第一因素。在混合材料中，各個單體材料的物理差異性較大（包括密度、形狀和粒度等）。差異較大的物料對于混合機的作業(yè)來說較為困難，甚至?xí)霈F(xiàn)自然分離的現(xiàn)象，有關(guān)文獻將其稱為分料。在實驗中，V 型混合機的在粒徑差異較大的物料實驗中，30 秒時混合度僅為65%，而此時三維運動混合機的混合度已達到95%。并且當三維混合機在填裝系數(shù)73% 高于V型混合機的10% 的情況下，30 秒的混合周期其仍然可以達到混合度73% 的效果，而此時V 型混合機僅為58%。這也從一個角度上說明，當物料條件較為苛刻（單體物料的粒度、密度和形狀差異較大）時，三維運動混合機基本不會出現(xiàn)分料情況。
4.1運轉(zhuǎn)具體條件的影響
運轉(zhuǎn)條件主要考慮的是混合機的填裝系數(shù)，實驗表明雖然三維運動混合機的填裝系數(shù)遠高于V型混合機，但是無論是混合作業(yè)開始還是中途，前者都比后者有更好的混合度。另一方面為了使物料能夠通過聚散和交替起落實現(xiàn)混合，V型混合機必須擁有較大的混合空間以便物料能有分散的空間進行混合，因此在填料上V型混合機通常只有40% 左右的利用率。對比之下，三維運動混合機的結(jié)構(gòu)和運轉(zhuǎn)特性更加科學(xué)，其能使物料周期性旋轉(zhuǎn)、平移搖動及其他混合動作的三維運動，并且能輕易實現(xiàn)對連續(xù)物料的交替抖動，物料的混合擴散變得更加快捷和充分，填裝系數(shù)也可以輕易達到工作需求，混合度實現(xiàn)更加容易。
4.2混合機的機械性能影響
混合機的機械性能、尺寸和其他設(shè)計情況可以影響粒子在混合機內(nèi)部的運動狀態(tài)，進而影響整體的作業(yè)效果。在實際工作中，V型混合機由于設(shè)計了一個基于對稱的回轉(zhuǎn)中心線和非對稱的容器形狀可以使物料在斜圓筒內(nèi)部進行反復(fù)的擴散和合并，實現(xiàn)混合效果。這種設(shè)計雖然可以使得物料實現(xiàn)內(nèi)部的軸向變化但是幅度有限，因此V型混合機的混合作業(yè)時間較長。
相比之下，三維運動混合機以其經(jīng)典的空間六桿結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了良好的混合效果，其可以實現(xiàn)三維的周期位置變化，使得容器在任何位置上都可以圍繞中心軸線旋轉(zhuǎn)，這使得容器內(nèi)部的物料對流和擴散更加容易，因此作業(yè)效率和混合效果相對優(yōu)秀。
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