摘要：在食品、化工等工業(yè)生產(chǎn)中，離不開攪拌混合操作，新型攪拌器不僅可以高效完成攪拌混合操作，而且具有節(jié)約能量、粉碎粒度小、易清洗、生產(chǎn)率高等多種特點(diǎn)，本文著重介紹新型高剪切攪拌器、液體射流混合器、無槳葉攪拌器、行星式攪拌器的工作原理及其應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：攪拌器 高剪切攪拌器 無槳葉攪拌器

中圖分類號(hào)：TS203 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-5336（2014）20-0058-02

1 前言

攪拌器是強(qiáng)迫液體、氣體介質(zhì)對(duì)流并均勻混合的器件，根據(jù)其攪拌原理可分為槳葉式攪拌器、無槳葉攪拌器、齒式高剪切攪拌器和電磁攪拌器；常用的槳葉式攪拌器根據(jù)槳葉的構(gòu)造特征主要可分為漿式、渦輪式和旋漿式攪拌器。攪拌器的混合攪拌效果與其類型、尺寸及轉(zhuǎn)速等因素有關(guān)，高效及特殊用途的攪拌器仍在不斷推出，本文對(duì)近年出現(xiàn)的新型攪拌器加以介紹。

2 新型高剪切攪拌器

2.1 高剪切攪拌器的工作原理

高剪切攪拌器主體由定子和轉(zhuǎn)子組成，如圖1，轉(zhuǎn)子的葉片有鋒利的棱角，定子的壁上有梳形齒隙結(jié)構(gòu)。當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，物料從轉(zhuǎn)子的軸向吸入然后由定子的側(cè)面排出，借助定子和轉(zhuǎn)子間的高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使物料受沖擊、剪切及摩擦等綜合作用來實(shí)現(xiàn)粉碎、分散和混合等加工操作。

2.2 高剪切攪拌器的應(yīng)用

高剪切攪拌器可用于染料的混合，如安裝于染料公司的染料后處理裝置中，染料漿液分別由轉(zhuǎn)子的上、下方進(jìn)入內(nèi)腔，靠離心力將料液高速甩出，料液在定子和轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生的剪切力作用下，形成無數(shù)旋渦，旋渦之間又有相互的沖擊和碰撞，使料液受到強(qiáng)烈的湍動(dòng)，并伴有摩擦，從而使染料顆粒被粉碎。高剪切攪拌器也可用于食品工業(yè)的果蔬加工，如高剪切攪拌器可以對(duì)辣椒漿、番茄漿進(jìn)行微粉碎，使辣椒皮、番茄皮粉碎成肉眼不可見的顆粒，使?jié){液更加細(xì)膩。

3 新型液體射流混合器

3.1 射流混合器的工作原理

射流混合器裝置一般由工作泵、射流混合器、工作管路及混合容器組成，它利用工作泵產(chǎn)生的高速、高壓混合介質(zhì)通過噴嘴射流噴出，射流挾帶其它介質(zhì)，進(jìn)行混合、剪切和循環(huán)，使容器中的介質(zhì)有效地混合，而不像機(jī)械攪拌器利用葉輪在混合器中進(jìn)行剪切和旋流混合。典型的液體射流混合器如圖2所示，它由兩個(gè)同心的噴嘴和一個(gè)吸入室組成。帶壓流體經(jīng)過噴嘴流入吸入室，產(chǎn)生吸入效應(yīng)，混合器內(nèi)的介質(zhì)進(jìn)入吸入室，兩股流體間巨大的速度差造成劇烈的混合效應(yīng)，射流的流速梯度一般在6000m/s左右，即當(dāng)流體流進(jìn)1/300m的距離時(shí)，流體的速度可由0增加到20m/s。混合的介質(zhì)經(jīng)第二級(jí)噴嘴排出，挾帶周圍的流體，形成一個(gè)錐形區(qū)域，先水平運(yùn)動(dòng)，然后垂直運(yùn)動(dòng)釋放大量的能量造成介質(zhì)的混合效應(yīng)。

3.2 射流混合器的應(yīng)用

實(shí)踐中有如圖3所示的射流混合裝置，裝有8個(gè)噴嘴以輻射狀排列于貯罐中下部，泵將貯罐內(nèi)的酒液輸送到一級(jí)噴嘴，經(jīng)吸入室入貯罐中，然后自二級(jí)噴嘴噴出。該貯罐50m3，以罐中心為軸在罐中對(duì)稱布置3臺(tái)混合器增強(qiáng)混合效應(yīng)，提高傳質(zhì)效率。

4 新型旋轉(zhuǎn)體（無槳葉）攪拌器

4.1 旋轉(zhuǎn)體攪拌器工作原理

旋轉(zhuǎn)體混合攪拌器，適用于實(shí)驗(yàn)室作液、液相混合攪拌，如圖4，所用旋轉(zhuǎn)體具有以轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)的大致半球形主體1（或其他形狀旋轉(zhuǎn)體），主體1上設(shè)液體吸入口2（可以多個(gè)對(duì)稱分布），3是攪拌驅(qū)動(dòng)軸，4是液體排出口，2和4是連通管；圖4中以驅(qū)動(dòng)軸3為中心的圓周上等間隔地并列配置有4個(gè)吸入口和4個(gè)排出口，吸入口2設(shè)置于主體下方靠近軸線處，排出口配置在相對(duì)于各吸入口2的半徑方向（遠(yuǎn)軸方向）外側(cè)的位置。攪拌用旋轉(zhuǎn)體l浸入流體中并旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，吸入口2內(nèi)的流體受到離心力作用，流體向旋轉(zhuǎn)體l的半徑方向外側(cè)流動(dòng)，這樣在旋轉(zhuǎn)體l周圍的流體形成放射狀擴(kuò)散的液流，若快速旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)體l可使周圍的流體強(qiáng)烈地流動(dòng)，因此，能高效地進(jìn)行攪拌混合。

4.2 旋轉(zhuǎn)體攪拌器在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

旋轉(zhuǎn)體攪拌器可高效地對(duì)多種物質(zhì)進(jìn)行混合，適用于實(shí)驗(yàn)室作液—液相、液—固相、液—?dú)庀嗟幕旌稀⒑铣?、浸出、混料等。如?duì)水和油的混合物進(jìn)行高效地分散、乳化，向液體中溶解氣體或發(fā)泡，以及對(duì)粉末或顆粒等固體進(jìn)行在液體中分散等操作。

5 新型行星式攪拌器

5.1 工作原理

圖5為由2個(gè)行星輪構(gòu)成的行星式攪拌器結(jié)構(gòu)圖，主體結(jié)構(gòu)由傳動(dòng)軸、行星葉輪、行星輪架、聯(lián)接套、緊固螺母和聯(lián)接件等部件組合而成，葉片焊接在行星葉輪輪轂上，葉片與輪轂共同構(gòu)成行星葉輪，行星葉輪以自由轉(zhuǎn)動(dòng)方式安裝在行星輪架的轉(zhuǎn)軸上，行星輪架與聯(lián)接套制成一體，聯(lián)接套由緊固螺母和聯(lián)接件與傳動(dòng)軸連接在一起，傳動(dòng)軸頂端與外動(dòng)力聯(lián)接。

行星式攪拌器對(duì)稱安裝2—4個(gè)行星葉輪，行星葉輪直徑小于攪拌器直徑的0.5倍，行星式攪拌器直徑與容器直徑之比為0.3—0.9。行星葉輪上對(duì)稱安裝3—8個(gè)葉片，葉片可以制成平面葉片，也可以制成曲面葉片。行星葉輪高度取決于容器介質(zhì)的液面高度，安裝后葉輪的上端距液平面和下端距底面都要保持一定空間。傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)葉輪做自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，從而攪拌混合液體。

5.2 行星式攪拌器在食品工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

對(duì)于食品工業(yè)行星式攪拌器可用于流動(dòng)性小的年糕、飯團(tuán)子、豆沙餡等產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)的攪拌。

行星式重力攪拌機(jī)可使不同組分的漿料、粉體充分混合均勻，不分層，無氣泡，高效率，一次處理時(shí)間3min可滿足攪拌工藝至高品質(zhì)的要求。主要應(yīng)用在LED、LCD、醫(yī)療器械、電子元器件、電子封裝材料及新能源材料等高、尖、精領(lǐng)域產(chǎn)品的材料的混合攪拌領(lǐng)域，如熒光粉、硅膠、銀漿、鋁漿、粘合劑、油墨、LED/OLED/SMD/COB導(dǎo)電銀膠、絕緣膠、RFID印刷導(dǎo)電油墨及各向異性導(dǎo)電膠ACP、薄膜太陽能電池用導(dǎo)電漿料、PCB/FPC用導(dǎo)電油墨等，從液態(tài)到固態(tài)、液態(tài)與液態(tài)、固態(tài)與固態(tài)物質(zhì)的攪拌均可使用。

6 結(jié)語

本文對(duì)新型高剪切攪拌器、液體射流混合器、無槳葉攪拌器、新型行星式攪拌器等幾種攪拌器的工作原理和應(yīng)用做了介紹，因此類新產(chǎn)品較多，限于篇幅只做了簡要介紹，實(shí)際上兼有微粉碎的混合設(shè)備也較多，希望能進(jìn)一步加以介紹。

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