■王進(jìn)紅 周玉姣

(江西省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所，江西南昌 330044)

1 混合機(jī)的結(jié)構(gòu)

雙層槳葉單軸混合機(jī)主要由機(jī)體、轉(zhuǎn)子、卸料門及控制機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)部分、液體添加系統(tǒng)、氣包噴吹系統(tǒng)組成，其主要結(jié)構(gòu)如圖1。

①機(jī)體：機(jī)體截面為水滴形，轉(zhuǎn)子的包角約240度。加強(qiáng)了槳葉對(duì)物料的作用。機(jī)殼采用不銹鋼制造，側(cè)面配有氣彈簧的大清理口。下面?zhèn)劝彘_有三個(gè)檢修口。上蓋有兩個(gè)進(jìn)料口。大截面的回風(fēng)裝置能極快平衡進(jìn)出料時(shí)的內(nèi)外壓差。混合室的寬度與長(zhǎng)度大體相等。占地面積小。外形緊湊，美觀。

② 轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子安裝在機(jī)殼兩端的軸承基座上，由主軸、四件不同特殊角度的大小槳葉與撐桿、底蓋焊接而成的槳葉組件、壓蓋等零件組成。右槳葉(1)與左槳葉(1)的大槳葉與小槳葉平行且與撐桿成一定的角度，同時(shí)撐桿與主軸偏轉(zhuǎn)一定的角度；右槳葉(2)與左槳葉(2)的大槳葉與小槳葉偏轉(zhuǎn)90度且與撐桿成一定的角度，同時(shí)撐桿與主軸偏轉(zhuǎn)一定的角度。槳葉組件與主軸通過(guò)底蓋和壓蓋與主軸裝配聯(lián)接，便于裝配和維修（見圖2）。

圖1 混合機(jī)結(jié)構(gòu)

圖2 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

③卸料門及控制機(jī)構(gòu)

采用全長(zhǎng)大開門炸彈艙式的雙開門結(jié)構(gòu)，三只氣缸分別控制兩扇排料門和鎖緊凸輪，由氣動(dòng)元件控制按規(guī)定的順序步驟開關(guān)。排料無(wú)死角，排料速度快(5 s)，殘留少(≤0.1%)。特別設(shè)計(jì)的鎖緊凸輪在門關(guān)閉后頂住門兩邊的滾輪，使門處于強(qiáng)制自鎖狀態(tài)。門在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)強(qiáng)烈的混合沖擊下不會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)和振動(dòng)現(xiàn)象（見圖3）。出料門的四周由硅橡膠密封條密封，使用一段時(shí)間后密封條出現(xiàn)磨損或破損導(dǎo)致密封不嚴(yán)時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)墊片調(diào)整密封條與出料門的變形量或更換密封來(lái)保證密封（見圖4）。

圖3 卸料門及控制機(jī)構(gòu)

圖4 密封結(jié)構(gòu)

④傳動(dòng)部分

主傳動(dòng)采用軸裝式硬齒面平行軸斜齒減速電機(jī)傳動(dòng)。傳動(dòng)可靠，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊、使用成本低、維修方便。

⑤液體添加系統(tǒng)

液體添加裝置安裝在上蓋上方，由管道、噴嘴等組成，液體添加裝置內(nèi)的管道上有數(shù)個(gè)噴頭均勻分布。液體添加裝置可上下移動(dòng)，便于清理或更換噴嘴。標(biāo)準(zhǔn)配置為單管道2%添加量。當(dāng)用戶選擇氣霧化噴嘴時(shí)，特殊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)能使液體和氣體均勻混合，產(chǎn)生微細(xì)液滴尺寸的噴霧或粗液滴噴霧，通常通過(guò)增加氣體的壓力或降低液體的壓力可得到更加微細(xì)(30 μm左右)的液滴噴霧，從而導(dǎo)致較高的氣體流率與液體流率比。液體通過(guò)氣霧化噴嘴的壓縮空氣在外部混合作用下產(chǎn)生霧化呈扇形噴出，物料均勻不起團(tuán)。尤其適用于高黏度的液體(見圖5)。

圖5 噴霧流程

⑥氣包噴吹系統(tǒng)

脈沖控制儀控制的兩脈沖電磁閥控制管道噴嘴處的壓縮空氣通和斷，壓縮空氣通過(guò)混合室內(nèi)管道上的一系列噴嘴間斷地噴出壓縮空氣，噴掃轉(zhuǎn)子和機(jī)槽，使自然殘留的大部分物料吹掃出混合室，降低混合室的自然殘留(≤0.1%，見圖6）。

2 混合原理

機(jī)內(nèi)物料顆粒在槳葉的作用下，快速的作圓周運(yùn)動(dòng)、軸向運(yùn)動(dòng)、徑向運(yùn)動(dòng)的三維運(yùn)動(dòng)。根據(jù)物料混合運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，有對(duì)流混合、剪切混合和擴(kuò)散混合，使物料快速、高效的達(dá)到混合效果。

①對(duì)流混合：該機(jī)轉(zhuǎn)子上有內(nèi)外兩層槳葉(外層四個(gè)特殊角度的大槳葉、內(nèi)層四個(gè)特殊角度的小槳葉)，外層大槳葉帶動(dòng)物料沿著機(jī)槽內(nèi)壁作順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)物料在快流區(qū)作圓周運(yùn)動(dòng)和左右軸向運(yùn)動(dòng)，物料向中間聚集。內(nèi)層小槳葉帶動(dòng)物料在慢流區(qū)作圓周運(yùn)動(dòng)和左右軸向運(yùn)動(dòng)，物料向兩邊分散。外層聚集的物料沿徑向向內(nèi)層流動(dòng)，使機(jī)內(nèi)保持穩(wěn)定水平層流，使物料更多更快地從一處向另一處移動(dòng)混合。

圖6 氣包噴吹裝置

②剪切混合：物料在內(nèi)外層槳葉作用下彼此形成剪切切面，各物料團(tuán)塊或顆粒相互滑動(dòng)和碰撞，形成剪切混合。

③擴(kuò)散混合：擴(kuò)散混合作用在整個(gè)混合機(jī)內(nèi)都存在，物料被槳葉翻動(dòng)在離開槳葉的瞬間，由于慣性作用在空中散落。在散落過(guò)程中，物料互相摩擦滲透，物料顆粒在自由運(yùn)動(dòng)中充分進(jìn)行擴(kuò)散混合。該區(qū)域中摩擦力小，混合作用輕而柔和，混合物無(wú)離析現(xiàn)象。特別是微粒物料(微量添加劑)在擴(kuò)散作用下混合效果更佳（見圖7）。

圖7 混合原理

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上對(duì)雙層槳葉單軸混合機(jī)的結(jié)構(gòu)、混合原理分析及生產(chǎn)實(shí)踐證明，該混合機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

① 物料在45～60 s混合均勻，混合時(shí)間短，生產(chǎn)率高；

② 混合均勻度高，變異系數(shù)CV≤5%(可達(dá)2%～3%)。最小添加量達(dá)2 mg/kg。比重、粒度、形狀等物性差異大的物料在混合時(shí)不易產(chǎn)生偏析；

③ 液體添加量范圍大，最高添加量可達(dá)到20%，油脂添加量可達(dá)到10%；

④底部采用了全長(zhǎng)炸彈艙式開門結(jié)構(gòu)，排料速度更快(5 s)。特殊的密封結(jié)構(gòu)更容易調(diào)整和更換密封條，維修保養(yǎng)方便。強(qiáng)制鎖緊機(jī)構(gòu)使排料門密封更可靠；

⑤填充量可變范圍大：裝填系數(shù)可變范圍為0.4～1，適用于多行業(yè)中不同比重、粒度等物料的混合；

⑥ 噸料耗電量小(噸電耗為0.3 kW·h/t)，比普通臥式螺帶混合機(jī)約低60%；

⑦氣霧化噴嘴升降式液體添加裝置使噴霧更微細(xì)均勻。清理、更換噴嘴方便；

⑧氣包噴吹系統(tǒng)強(qiáng)制清理混合內(nèi)的殘留物(殘留率≤0.1%)。尤其適用于添加劑預(yù)混合料的生產(chǎn)；

⑨主傳動(dòng)采用軸裝式硬齒面平行軸斜齒減速電機(jī)。傳動(dòng)可靠，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊、使用成本低、維修方便。