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        中空攪拌軸在攪拌混合領(lǐng)域的應(yīng)用

        2021-08-20 05:42:02李鳳喜國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心
        環(huán)球市場 2021年24期
        關(guān)鍵詞:設(shè)備

        李鳳喜 國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心

        攪拌設(shè)備廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、生物、冶金等領(lǐng)域中。在許多場合,攪拌設(shè)備作為反應(yīng)器來使用。帶有中空攪拌軸(以下簡稱中空軸)的攪拌設(shè)備是在容器(反應(yīng)釜)內(nèi)設(shè)置有一根空心攪拌軸,容器(反應(yīng)釜)用于盛放需要混合(或反應(yīng))的物質(zhì),空心攪拌軸上設(shè)置有通孔,攪拌軸上通常連接有攪拌葉片,攪拌葉片的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)需要進行選擇,如攪拌桿、攪拌框、螺旋攪拌葉、攪拌盤等。攪拌葉片可以是中空結(jié)構(gòu),與空心攪拌軸連通,攪拌葉片上也設(shè)置有通孔,攪拌葉片上設(shè)置通孔能夠增加物料分散面積,比只在攪拌軸上設(shè)置通孔的效果好。物料從中空攪拌軸的頂部或底部通入軸內(nèi),攪拌軸在旋轉(zhuǎn)時,物料通過攪拌軸和攪拌葉片上的通孔進入容器(反應(yīng)釜)內(nèi),與容器(反應(yīng)釜)內(nèi)的原料充分接觸混合,提高了分散效果。

        一、攪拌設(shè)備的分類

        按照攪拌設(shè)備的類型,帶中空攪拌軸的攪拌設(shè)備分為臥式[1]和立式。如圖1 是空心軸立式攪拌設(shè)備的示例[2]。臥式和立式的區(qū)別僅僅是混合設(shè)備放置的方向不同,在實際應(yīng)用中可以根據(jù)需要調(diào)整攪拌軸的方向,也可以將攪拌軸傾斜放置[3],這并不影響攪拌軸的結(jié)構(gòu)和功能。

        圖1 空心軸立式攪拌設(shè)備

        二、中空攪拌軸的應(yīng)用

        向中空攪拌軸內(nèi)通入的物質(zhì)的類型分為氣體、液體和粉體三種,常見的是氣體和液體。

        1.通入液體。這種情況通常液體是作為反應(yīng)原料(液體也可以是水),中空軸連接物料桶,在泵的壓力下將物料抽入至中空軸內(nèi),啟動電機帶動攪拌軸旋轉(zhuǎn),中空軸和攪拌葉片可旋轉(zhuǎn)的將原料噴灑出來,使得反應(yīng)物料充分混合。也有向空心攪拌軸內(nèi)通入清洗水,在攪拌軸旋轉(zhuǎn)時,均勻的將水噴灑至反應(yīng)器的內(nèi)表面,水在增壓泵的作用下具有較高的壓力,一方面可以解決通孔堵塞的問題,另一方面可以對反應(yīng)器的內(nèi)表面進行清洗。

        2.通入氣體。通入氣體常有兩種情形,一種是用于提高混合效果,如有氣體參與的反應(yīng),或者是用氣體促進混合,如曝氣;另一種是通入氣體進行換熱。對于通入氣體的攪拌軸,通常中空軸與泵或風(fēng)機相連,啟動泵,泵向攪拌軸內(nèi)注入氣體,氣體從攪拌軸上的孔中噴出,在與攪拌軸相連的攪拌葉上也具有氣孔的情況下,氣體通過中空軸進入空心攪拌葉內(nèi),從攪拌葉片上的孔中噴出,能夠促進物料的翻騰,使得不同層面之間的物料交匯融合,提高了攪拌效果。當(dāng)從底部噴出氣體時,還能夠避免釜底物料沉積,使得物料加工混合更加均勻。對于有些需要加熱或者冷卻的反應(yīng),向中空軸內(nèi)通入熱空氣或者冷空氣,熱空氣或冷空氣從攪拌軸和攪拌葉的孔中流出,隨著攪拌軸的旋轉(zhuǎn),氣體與反應(yīng)物料充分接觸,大大提高了加熱和冷卻效果,同時由于氣體的翻騰作用,還能夠促進物料之間的充分混合[4]。如果僅僅是換熱,這種情況適合于通入的氣體不與反應(yīng)原料發(fā)生反應(yīng),當(dāng)然對于有氣體原料參與反應(yīng)以及反應(yīng)需要加熱的情況,也可以通入加熱的氣體原料,這樣能夠提升加熱速率。

        3.通入粉體。通入粉體的情形比較少,原因是粉體容易導(dǎo)致攪拌軸和攪拌葉片上的孔堵塞。王建恩等[5]提出了一種臥式粉料攪拌機,具有空心的攪拌軸和進料管,攪拌軸表面均勻分布有多個通孔,粉料通過進料管輸入并從通孔分散至殼體內(nèi)部。

        三、結(jié)論

        從結(jié)構(gòu)上來說,通入氣體、液體或粉體,用作清洗、反應(yīng)、曝氣、加熱或者冷卻,對中空攪拌軸沒有影響,可以使用一套中空攪拌軸在操作中根據(jù)不同的工況需求通入不同的物質(zhì)。

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