鄭妙娟 傅豐平 沈俊蘭

（浙江省化工研究院有限公司，浙江 杭州 310023）

0 引言

目前國內(nèi)氣流式混合機主要有流化床式和對流式，兩種氣流混合設(shè)備都存在混合均勻度不夠，混合時間偏長等問題。新型氣流混合機混合均勻只需1～2min，具有混合效率高、能耗少、結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、操作簡單方便、運行可靠等特點。該混合機無機械攪拌部件，沒有摩擦生熱也不存在潤滑污染產(chǎn)品的情況。另外，因為沒有剪切力，所以某些對剪切力敏感的產(chǎn)品也可以混合。因此氣流式的混合機已越來越多地被人們使用。高效的氣流式混合機的整個混合過程通過DCS數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和PLC可編程序控制來實現(xiàn)，體現(xiàn)了現(xiàn)代設(shè)備的高度自動化操作過程。

1 混合機簡介

1.1 混合設(shè)備

攪拌混合設(shè)備有很多類型，按其布置形式可分為立式混合機和臥式混合機；按其工作方式可分為回轉(zhuǎn)式和固定式混合機；按用途可分為固體混合機、液體混合機、固液混合機等類型；按混合時的持續(xù)性可分為連續(xù)式和間歇式混合機；連續(xù)式因為使用時要配套連續(xù)工作、計算準(zhǔn)確的喂料設(shè)備，整個系統(tǒng)較為復(fù)雜，除非特殊情況，一般很少采用［1-2］。詳見表1。

表1固體混合設(shè)備的分類及主要混合機理

續(xù)表1

1.2 新型混合機的問世

機械式攪拌混合機剪切力大，混合部件特別容易磨損，如錐形雙螺旋混合機，支撐攪拌螺旋的槳臂經(jīng)常會出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，導(dǎo)致螺旋槳不能轉(zhuǎn)動，另外在潤滑、密封等方面也很容易出現(xiàn)油泄露而污染物料，特別是食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用很難推廣。因此無機械攪拌部件的氣流式新型混合機的出現(xiàn)解決了一大難題?，F(xiàn)有的氣流式混合機技術(shù)，有流化床式，對流式。對流式和流化床式國內(nèi)有廠家有過嘗試，但混合均勻度都有問題，混合時間偏長。脈沖式氣流混合機混合時間快，混合均勻，特別適合大批物料的混合，僅需幾分鐘，大大提高了生產(chǎn)效率。

脈沖式氣流混合機的到來對國內(nèi)混合機行業(yè)是一次革新，脈沖式氣流混合設(shè)備突出優(yōu)點是機械攪拌設(shè)備無可比擬的。脈沖式氣流混合機的小型化在今后的幾十年中將是對機械攪拌設(shè)備市場的嚴(yán)重打擊。

1.3 新型混合機工作原理

脈沖式混合機是間歇混合設(shè)備，物料用鼓風(fēng)機輸送到混合器中，達(dá)到規(guī)定的壓力的壓縮空氣到達(dá)混合機中，物料受到螺旋式上升的壓縮氣體的沖力，隨著空氣一起螺旋上升，在壓縮空氣膨脹到一定程度后，物料由于塌陷又緊密混合，這樣一個脈沖的混合過程完成。連續(xù)操作多個脈沖，混合均勻。

2 新型混合機電控系統(tǒng)

2.1 電路控制在操作過程各個系統(tǒng)中的作用

電路控制系統(tǒng)在現(xiàn)代化新型設(shè)備中顯得尤為重要。從壓縮機的供氣、氣路上的閥門控制、脈沖的控制、排氣系統(tǒng)、排料系統(tǒng)到料位的控制都要通過DCS數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和PLC可編程序控制來實現(xiàn)［3］。

在填料過程中，物料的批量有設(shè)定值，可根據(jù)物料的重量或高度達(dá)到設(shè)定值，用一個反饋系統(tǒng)來執(zhí)行物料輸送與否。脈沖的控制是通過PLC程序控制的。脈沖的寬度、停止時間、脈沖的個數(shù)需要根據(jù)物料的比重、批量等因素設(shè)定，針對性的程序設(shè)計使得物料更好地更均勻地混合。一般脈沖時間是幾秒鐘，脈沖停止時間根據(jù)需要設(shè)定，脈沖個數(shù)視物料而定，用PLC程序控制。壓縮機供氣壓力為一定壓力，當(dāng)儲氣罐中低于設(shè)定壓力后，壓縮機自動開始工作，通過數(shù)據(jù)傳輸控制。當(dāng)儲氣罐充氣完成后開始填料，填料一般氣動輸送，等物料到達(dá)指定的料位后，數(shù)據(jù)反饋到操作臺，物料停止輸送，氣動球閥通過電磁閥開啟，脈沖閥按照編好的程序開始反復(fù)開啟和關(guān)閉直到脈沖個數(shù)完成?；旌贤瓿珊罂偣苈飞系臍鈩忧蜷y關(guān)閉［4］。排氣系統(tǒng)控制主要是在混合過程中過濾器上的細(xì)料通過脈沖儀自動定時地對布袋進(jìn)行噴吹，使得細(xì)料返回料倉中重新混合。排料系統(tǒng)主要是對錐形閥的控制。

2.2 整塊電路工作過程

氣流混合機工作準(zhǔn)備就緒，電源380V經(jīng)主電路Y-Δ起動空壓機，220V經(jīng)脈沖控制儀輸出相應(yīng)工作電源24V控制6只電磁閥，經(jīng)24V穩(wěn)壓電源控制脈沖閥及出料閥。如圖1所示。

2.3 氣流混合機的電控實現(xiàn)過程

為了解決氣流混合機混合均勻度問題，我們根據(jù)儲氣罐不同的壓力、料倉中不同負(fù)荷的用氣要求，提供合格的供氣品質(zhì)，滿足穩(wěn)定氣體壓力，從兩個脈沖閥門同步開啟，吹起時間較短，脈沖閥門開啟、關(guān)閉的間隔時間進(jìn)行專項實驗，采用壓力傳感器、PLC編程控制器、計算機系統(tǒng)對氣流混合機工藝過程進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，并用計算機對全過程予以監(jiān)控與報警裝置，如圖2所示。

圖2 氣流混合機的電控實現(xiàn)

3 結(jié)論

新型混合機是機械領(lǐng)域的革新，具有劃時代意義。根據(jù)廠家反饋的使用情況表明，該設(shè)備混合克服了機械攪拌式混合機的缺點，提供一種混合效果好、能耗少的氣流式混合機，而且具有結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、操作簡單方便、運行可靠等特點。經(jīng)過設(shè)備的系統(tǒng)調(diào)試，該電控系統(tǒng)操作簡單，功能強大，可靠性高、靈活性大等特點，深受廣大客戶的好評。

［1］陳志平，章序文，林興華，等.攪拌與混合設(shè)備涉及選用手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

［2］胡晉升.20立升高速混合機的設(shè)計［J］.機械管理開發(fā)，2003，（2）：21-22.

［3］劉激揚.PLC控制系統(tǒng)在空壓機站中的應(yīng)用［J］.運行與應(yīng)用，2005，（3）：47-50，53.

［4］林軍，鄭妙娟，沈俊蘭，等.氣流式混合機：CN，200620107258.2［P］.2007-08-29.