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桨式混合干燥机的混合机理

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桨式混合干燥机的混合机理

发布日期:2017-08-04 作者:www.artfully1.com 点击:

桨式混合干燥机


折叠2.1结构简介


桨叶式混合干燥机主要由机体、转子、排料机构、传动部分和控制部分组成。 是在混合的过程式中同时完成干燥操作。机体内并排装有两个转子,转子由轴和多组桨叶组成。大部分桨叶呈45°安装在轴上,见图2。只有一根轴最左端的桨叶和另一根轴最右端的桨叶与轴线的夹角小于其他桨叶,其目的是让物料在此处获得更大的抛幅而较快地进入另一转子作用区。两轴安装的中心距小于两组桨叶长度之和,由于两轴上的桨叶组对应错开,转子运转时,两根轴上的对应桨叶端部在机体中央部分形成交叉重叠,但又不产生碰撞干涉。


机体为双槽形,其截面形状呈W形,机壳用普钢或不锈钢制造,机体顶盖上有若干个开口,用于进料进热风、排气或观察等。 两机槽底部各开有一个排料口,用于快速排空机内混合干燥后的物料。 两排料口各有一个排料门,排料门的开关控制有气动或电动两种形式。传动部分一般由一台电机直联型减速器加链传动系统组成,也可采用两台电机直联型减速器分别驱动两轴同步相向旋转的型式。控制部分主要是控制电机的启停及排料门的开关,排料门的开关控制可与进出料控制连锁。

配混系统

折叠2.2混合机理


混合机工作时,机内物料受两相向旋转的转子桨叶作用,在机槽中进行多重复合运动(见图3)。


以图3中分别与两桨叶接触的物料颗粒A和A'为例进行分析,设旋转桨叶面作用在物料颗粒A和A'上的力分别为P、P',由于摩擦的原因,P、P'的方向分别与桨叶面的法线偏离了φ角,φ角由物料对桨叶面的摩擦角ρ及桨叶表面粗糙程度决定,忽略桨叶表面粗糙度对φ角的影响,可认为φ≈ρ。物料颗粒A、A'在P、P'的作用下,在机槽内进行着一个复合运动,既有圆周速度v2、v2'又有轴向速度v1、v1',其合速度分别为v、v'。依物料混合运动状态,双轴桨叶式混合机混合操作的机理有以下几个步骤:


1)对流混合 由于有v1、v1'的存在,两轴区的物料将分别沿各自轴线按受力方向流动到达轴端后,由于轴端有一组特殊角度桨叶的作用,物料转而流向另一轴区,如此反复,整个混合机内形成了一个水平面的循环流动的物料流。 如图4所示(按箭头指示方向循环)。


由于有v2、v2'的存在,两轴区的物料将分别绕各自轴线转动,这一方面在各轴区内形成了一个垂直面的循环流动物料流。另一方面,在两轴区交界处的物料还有横向的跨越分界线的流向对方轴区的物料流。与一般混合机相比,双轴桨叶式混合干燥机由于有这样多方位的复合循环对流物料流,将使机内物料更多更快地从某一处向另一处移动,实现粗略的、团块状的混合,并在此基础上,可以有更多的物料表面进行细致的、颗粒间的混合。


2)剪切混合 由于物料内有速度分布,在物料中彼此形成剪切面,各物料团块或颗粒相互滑动或碰撞,形成剪切混合。 一般资料也认为,物料的圆周速度与剪切作用相关,由图3可见,机内物料颗粒的圆周速度v2,、v2'均大于v1、v1'(桨叶与轴线夹角成45°,v与v'又与桨叶面的法线偏离了φ角) ,因此,其剪切混合作用也比较明显。


3)扩散混合 主要指相邻两粒子相互改变位置所引起的局部混合,最终可达到完全均匀混合。扩散混合作用在整个机内都存在,但在机体中线附近区域更显著,原因是两转子反方向旋转并在机体中线有一个桨叶的运动重叠区,这就使得中线附近的物料受旋转桨叶的作用,比其他部位的物料强烈两倍以上。 这个区域中被桨叶翻动的物料在离开桨叶的瞬间,由于惯性作用,在空中散落,散落过程中,物料互相摩擦渗透,在机体中线附近形成了一个


"散式"流态化区域。 该区域中的物料,对单个颗粒来讲,它不再依靠与其他邻近颗粒的接触而维持它的空间位置,相反,在失去了以前的机械支承后,每个颗粒可在流态化区域中自由运动,物料颗粒在自由运动中充分进行扩散混合。 该区域中摩擦力小,混合作用轻而平和,混合物无离析现象。物料的扩散混合过程在该区域就类似于液体中的分子扩散过程,它是无规则的运动,特别是微粒物料(微量添加剂等),在流化状态时,扩散作用更为明显。这种现象,也就是有的资料中所称的"瞬间失重混合运动"。流态化区域的形成,加上对流混合和剪切混合,使混合过程更强烈,是双轴桨叶式混合干燥机比一般类型混合干燥机的混合速度更快、混合均匀度更高的主要原因。由于固体物料混合操作复杂,其理论研究又远落后于实用,混合机的混合机理、设计计算等迄今仍带有很大的经验性,因此,上述分析只是一个定性分析探讨,双轴桨叶式混合干燥机混合干燥机理的定量分析,还有待于更深入的实验研究。


折叠2。3干燥过程


此设备最适合粉粒体物料中加入微量液体的干燥。由于此机有对流混合、剪切混合、扩散混合等几个混合作用,物料(含液体)处于被抛掷、流化的状态。料层中不断更新与热空气的接触表面,此时引入热空气进入料层中,使物料被迅速干燥,尾气排出分离,见图5 。


如果湿分为有机溶剂,还可以采用惰性气体作为载热载湿体,经冷却分离后气体可循环使用,由于此设备的传热传质过程研究尚在进行之中,难以进行定量计算,只能根据物料的操作条件的实验结果进行分析放大设计。


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