第三节 其他混合设备
一、双轴高速分散机
一般应使高速分散机同时具备以下功能:兼有机械力和物理效应,有较宽的击碎颜料团粒的击碎层;叶轮造成强烈的湍流层应有较大区域,这是颜料团粒间相互撞击分散的磨碎层;叶轮上部区域应具备利用漆料黏度剪切力分离颜料团粒的层流层。为了使每一颜料团粒都能通过击碎层、磨碎层、层流层,叶轮的轴向泵送能力极端重要,这是保证上下循环的关键。显然,这是单轴高速分散机难于达到的。
双轴外搭式叶轮高速分散机的特点为:两台电机分别传动两根高速轴,二轴能移动,加料后才合在一起运转。每根轴上下装两个圆盘齿叶轮,四个叶轮彼此外搭[见图3⁃16(a)],两轴同向旋转。叶轮为一圆盘,内缘外冲出24个带月牙孔的锯齿(间隔3齿作3上3下交替排列)。叶轮的圆周速度为25m/s。其优点在于:叶轮外搭区造成反作用力,产生强剪切作用。叶轮外缘造成三个极强剪切层,月牙孔产生强烈的气蚀作用。轴向泵送能力高,物料循环良好,因而物料分散良好。
双轴外搭式叶轮高速分散机流态见图3⁃16(b),它的旋涡很浅,不像单轴高速机有深的叶轮旋涡。相应地物料吸入空气泡就少得多,而且预分散罐装料容量也可增大。适用的黏度范围较广,也可用于原浆料。
图3⁃16 双轴外搭式叶轮高速分散机
双轴高速分散机的特点如下。
(1)双轴高速分散机具有液压升降、360°回转、无级调速等多种功能。可同时配置2~4只容器,液压升降(升降行程有1000mm、1200mm等)、360°回转功能能更好地满足一机多用,能够在很短的时间内从一个缸变换到另一个缸进行作业,极大地提高了工作效率,同时也降低了人工劳动强度;双轴高速分散机升降系统的液压缸采用专业设计,安全可靠,彻底解决油缸漏油带来的烦恼。同时,升降系统与主机身单独分开式配置,使操作更灵活方便。
(2)双轴高速分散机的双分散叶片同时进行对固⁃液相分散,能有效地减弱物料的随动现象,加速分散效果。
(3)高速搅拌、分散时空气吸留极少,可使物料迅速溶解,颗粒变小。混合与调匀效果均好。
(4)双轴高速分散机采用无级调速、有电磁调速、变频调速(如用于水性涂料)及防爆变频调速(如用于油性涂料)等多种形式。无级调速功能能充分满足各工艺过程中不同的工艺要求,可以根据不同的工艺阶段选择不同的转速。人性化的电子控制面板使用户在较短的时间内熟练地掌握双轴高速分散机的正确使用方法。
(5)双轴高速分散机的分散轴及分散盘采用优质不锈钢制造,有耐磨、耐腐蚀,适用广泛等优点。
(6)定制高速分散盘:可根据黏度或用户要求增加数量和修改锯齿形高速分散盘的大小。
(7)双轴高速分散机具有能耗低,运转平稳噪声低、清洗方便、投资少、安装灵活、使用维护保养简单等特点,其机身坚固美观,所有操作均集中于专用电子控制柜,操作极为简便。
双轴高速分散机技术参数见表3⁃1。
表3⁃1 双轴高速分散机技术参数
二、双轴高低速分散机
双轴高低速分散机多用于涂料生产,又称涂料分散机。其是广泛应用于涂料固体进行搅拌分散溶解的高效设备。
1.双轴高低速分散机适用范围
双轴高低速分散机适用于涂料、染料、油漆、油墨、颜料、化妆品、树脂、胶黏剂、乳液、医药、皮革加工线、造纸、石油等领域的液体及液⁃固相物料进行高速的搅拌、溶解和分散,速度可任意调节。
2.双轴高低速分散机特点
双轴高低速分散机具有多功能分散搅拌釜。一般可集高剪切乳化、高速分散或低速强力搅拌于一体,对于高黏度及触变性物料具有很好的适应性。分散、乳化、搅拌可同时进行工作,一般物料需求可选择开关其中某项功能。
该机适用于各种液态物料的搅拌、混合、乳化均质和分散溶解。
3.双轴高低速搅拌分散机
品牌/型号:/JF15
分散轴转速:0~1200r/min
重量:1100kg
主机功率:11kW
分散轮直径:700mm
升降行程:800mm
分散轴电机功率:11kW
搅拌轴电机功率:4.5kW
分散轴转速:1200r/min
搅拌轴转速:25r/min
升降高度:800~1100mm
搅浆直径:700~900mm
分散盘直径:200~300mm
重量:1100~2100kg
三、双行星动力搅拌分散机
1.工作原理
双行星真空搅拌机工作过程中,两支平行的搅拌桨按设定的固定旋转比例运转,沿搅拌罐公转的同时亦快速自转,同时搅拌罐内有随公转同步运转的回旋刮刀不停旋转,使物料由搅拌罐内壁移动到搅拌桨附近,搅拌器的运转方向与公转可同向亦可逆向,达到不同剪切目的。另两支单独动力装置的高速分散齿盘亦随公转一起沿搅拌罐内运转,进行高效分散、乳化。高速分散齿盘为变频调速,可根据生产工艺自定转速。此类运动方式可使物料在较短时间内达到完全均匀的乳化混合效果。
2.产品特点
(1)搅拌罐为耐高酸强碱材料制成,其内外表面光洁度达到高镜面粗糙度要求,方便加料及清洗,罐体采用双层夹套(罐身/罐底)结构,附带循环⁃加热/冷却温控装置。
(2)高真空状态下搅拌,脱泡功能佳,附设加热感温活动式搅拌罐,一机可搅拌多种原料。
(3)搅拌盖与机体连接,机身升降形式有自动/手动升降,压力盖封口紧密。
(4)搅拌轴、搅拌器、高速分散齿盘均为耐高酸强碱材料制成,搅拌器转动平稳可靠。
(5)搅拌器采用无级调速,可根据顾客生产工艺更换不同形状搅拌器(直框式/螺旋式/叶片式),搅拌器自身间距1~2mm,搅拌器与搅拌罐内壁间距1~2mm。
(6)精密测速装置可准确测出搅拌器适时转速,转速显示误差±(0.5~2)r/min。
(7)精密测温装置位于搅拌罐中部,并伴随搅拌器在罐体内同步运动,可准确测出物料适时温度,误差±(0.5~2)℃。
(8)所有零部件均经过精密机械加工,按照严格工序进行制造。
3.应用范围
(1)工程胶黏剂行业
① RTV硅橡胶——建筑用硅橡胶(聚硅氧烷密封胶、酸性玻璃胶)、机械用硅橡胶、电子用硅橡胶。
② 聚氨酯——双组分聚氨酯密封胶、单组分聚氨酯密封胶。
③ 丙烯酸酯——第二代丙烯酸酯(SGA)、紫外线固化胶(UV胶)。
④ 厌氧胶——传统厌氧胶、预涂厌氧胶等。
(2)涂料行业 装饰涂料、防腐涂料、导电涂料、防锈涂料、耐高温涂料、示温涂料、隔热涂料,钛白粉等。
(3)油墨行业 硅胶塑胶按键油墨、改性塑胶油墨、金属玻璃油墨、鞋材油墨、ABS油墨、PU油墨、UV墨、ABS油墨、油墨助剂添加剂、颜料油漆、硅胶专用油墨等。
(4)新能源行业 燃料电池、动力电池、聚合物锂离子电池(LIP)、扣式锂电池、磷酸铁锂电池、电动车用电池、锂动力蓄电池、金属氢化物镍蓄电池、无汞碱性锌锰电池、锂(锂离子)塑料蓄电池、电化学储能超级电容器、锂离子电池浆料等。
(5)电子(电器浆料膏体)行业 焊锡膏、铅锡膏、无铅锡膏、助焊膏、介质浆料、电阻浆料、导体浆料、助焊剂、清洗剂、软磁材料、永磁材料、电子电极浆料、陶瓷浆料、磁性材料、硅胶油墨、电子涂料、电子胶黏剂、电子电器件灌封胶、热熔胶、各种贵金属粉体、浆体等。
(6)医药行业 生物高分子凝胶(退热贴、医用贴、镇痛贴、驱蚊贴、风湿骨痛贴、眼贴、美目贴、再生面膜、创可贴)、医用耦合剂、药膏、牙膏、牙科用品等。
(7)食品行业 巧克力、口香糖、饴糖、果酱、花生酱、调味品等。
(8)其他行业 精细化工材料、新型化学试剂、高分子材料、高岭土、低中高黏度物料(液⁃液相、液⁃固相)等。
四、三轴高低速分散机
三轴高低速分散机也称三轴搅拌机。图3⁃17是SJ⁃1100型三轴高低速分散机示意图。本机由高低速传动及搅拌部件、升降部件、液压站、电控柜和拉缸等组成。高速部分由一电机通过V带带动两根高速轴上的2个或4个叶轮,主要起分散作用。低速部分由电机和减速机通过V带带动低速轴上的框式搅拌器,主要起混合作用。
图3⁃17 三轴高低速分散机(SJ⁃1100型)示意图
与双轴高低速分散机相比,此机增加了一根偏置的高速轴及相应的叶轮,这无疑使它能适用于黏度更高的物料。SJ⁃1100型三轴高低速分散机的一些技术参数如下:高速电机系隔爆式,功率为45kW;高速轴转速为1440r/min;叶轮直径为280mm;低速电机系隔爆式,功率为22kW,配带摆线针轮减速机型号为BLD6⁃17⁃22;低速轴转速为63r/min,框式搅拌器直径为1040mm(可带刮壁装置);拉缸尺寸为100mm×1200mm,带夹套;升降行程为1300mm。该机升降部分设置了双导向杆,升降平稳。
五、同心轴高低速分散机
1.主要用途
专业生产真空同心轴高低速分散机,ZTST型是一种新型高效搅拌设备,适用于高黏度物料的搅拌,可使物料在真空状态下迅速分散\溶解\混合均匀。
2.性能特点
低速框式桨将物料向料缸中心翻动,经高速轴的剪切、分散。双重密封,保证长期作业无泄露(泄油、泄气)。封盖采用弹簧式结构,无需手动拧紧、压紧,自动方便可靠。本机是一种新型高效搅拌设备,适用于高黏度物料的搅拌,可使物料在真空状态下迅速分散、溶解、混合均匀。
3.性能参数
其见表3⁃2。
表3⁃2 同心轴高低速分散机性能参数
六、高低速同心双轴搅拌机
1.主要用途
高低速同心双轴搅拌机适用于高黏度胶粘剂、油漆、油墨等行业,高效率湿式搅拌,采用高速分散加低速框式搅拌组合式设计,框式搅拌可加刮壁装置,防止物料粘边。
既完成了高速分散功能,又克服了高黏度化工物料流动性差,实现分散、溶解、颗粒细化、搅拌、调匀等功能。针对特殊物料,可加密封盖,实现抽真空脱泡。
应用于胶粘剂、AB胶、新材料、硅橡胶、硅酮胶、密封胶、玻璃胶、有机硅、助剂、LED灯具、电子浆料、电池浆料、热溶胶、树脂工艺品等产品。
2.性能特点
① 液压升降结构设计,精选工程油缸,升降快速稳定,特殊密封设计,不漏油,经久耐用,3万次无故障。
② 变频器调速,低速启动,有效保护电机,节能环保。
③ 双轴双电机,高效节能,分散搅拌效果佳。
④ 分散轴热处理工艺,硬度和韧性俱佳,振幅极小。
⑤ 安装形式分落地式和平台式,满足各种生产需要。
3.设备参数
其见表3⁃3。
表3⁃3 高低速同心双轴搅拌机设备参数
七、间歇式高速分散乳化机
1.单向吸料
转子结构设计为刀片式(图3⁃18),物料从底部吸入定转子区域,具有较强的分散乳化能力,运行稳定,使用方便。
适合于制作初级的乳化、分散及高效率的混合。
主轴特别设计为悬臂结构,与固定定子架之间无轴承装置,避免了摩擦产生的污染,绝对保证了物料的纯净度。
由于采用了无轴承结构,工作时物料的温升得到有效控制,对热敏性物料及有温升限制的生产工艺比较适合。其如图3⁃19所示。
适合于高纯净度物料的分散、乳化、均质。
2.双向吸料
定转子结构设计为爪式对偶啮合,物料从定转子上部与下部同时吸入,剪切概率成倍提高,同时避免上部物料易产生死角的问题。其如图3⁃18所示。
适合于精细的乳化、高品质的分散及高效率的混合。
转子经过特别的设计,具有超强的抽吸能力,对处理高黏度、高固含量的物料更显优势。
接触物料部分经抛光处理符合医药级(GNP)的生产要求。适合于药品、化妆品、食品、保健品等生产行业。
图3⁃18 爪式对偶咬合结构吸料
图3⁃19 无轴承结构吸料
3.高剪切乳化机
(1)产品说明
该系列是为批量生产而设计,采用爪式啮合、双向吸料结构,避免了上部物料难以吸入造成的死角和漩涡现象。设备的剪切力更强,从而使生产效率和分散乳化品质得到提高。其如图3⁃20所示。
图3⁃20 高剪切乳化机
本设备是高效、快速、均匀地将一个相或多个相分布到另一个连续相中,而在通常情况下各个相是互相不溶的。由于转子高速旋转所产生的高切线速度和高频机械效应带来的强劲动能,从而使不相溶的固相、液相、气相在相应成熟工艺和适量添加剂的共同作用下,瞬间均匀精细地分散乳化,经过高频的循环往复,最终得到稳定的高品质产品。
(2)处理工艺
① 混合 适用于糖浆、香波、洗涤液、果汁浓缩液、酸奶、甜点、混合奶制品、油墨、瓷釉。
② 分散混合 适用于甲基纤维素溶解、胶质体溶解、碳化物溶解、油水乳化,预混合、调味料生产、稳定剂溶解、烟尘、盐、氧化铝、农药。
③ 分散 适用于悬浮液、药丸包衣、药物解聚、涂料分散、唇膏、蔬菜浓汤、芥末混合物、催化剂、消光剂、金属、颜料、改性沥青、纳米材料的制备和解聚。
④ 乳化 适用于药乳液、药膏、雪花膏、面膜、面霜、乳化香精、油水乳化、乳化沥青、树脂乳化、蜡乳化、水性聚氨酯乳化、农药。
⑤ 均质 适用于药乳液、药膏、雪花膏、面膜、面霜、组织匀浆、奶制品均质、果汁、打印墨水、果酱。
(3)性能参数
性能表见表3⁃4。
表3⁃4 高剪切乳化机性能参数
4.管线式高剪切乳化机
(1)产品说明
管线式高剪切是我国吸取消化国外先进技术和工艺研制开发的新产品,各项指标达到国内先进水平。其如图3⁃21所示。产品质量是完全符合GMP技术要求ISO9001认证产品的,特别适用于食品、饮料、化工、生化、石化、制药等领域必不可少的颜料、染料、涂料等混合液的乳化均质机械设备,具有总体结构简单、体积小、重量轻、易操作、噪声低及运转平稳等优点,其最大特点是在生产工艺流程中不采用研磨介质,集高速剪切、分散、乳化、均质、混合、破碎、输送一体化功能于一身。
图3⁃21 管线式高剪切
(2)应用范围
① 食品工业:辣椒酱、芝麻、果茶、冰淇淋、奶油、果酱、果汁、大豆、豆浆、豆沙、花生奶、蛋白奶、豆奶、乳制品、麦乳精、香精、调味品、其他各种食品等。
② 化学工业:油漆、颜料、染料、涂料、润滑油、合成脂、润滑脂、柴油、石油催化剂、乳化沥青、改性沥青、石蜡、黏合剂、洗涤剂、塑料、玻璃钢、合成革、树脂、皮革及乳化炸药等。
③ 日用化工:牙膏、洗涤剂、面霜、唇膏、洗面奶、洗发精、鞋油、高级化妆品、沐浴精、肥皂、混凝剂、香料及香皂等。
④ 医药工业:各型糖浆、营养液、中成药、膏状药剂、生物制剂、鱼肝油、花粉、蜂王浆、疫苗、各种药膏、各种口服液、杀菌剂、针剂、抗生素、微胶囊及静滴液等。
⑤ 建筑工业:各种涂料包括内外墙涂料、防腐防水涂料、多彩涂料、陶瓷釉料、纳米涂料及喷漆等。
⑥ 造纸工业:纸浆、黏合剂、松香乳化、造纸助剂、树脂乳化等。
⑦ 农药工业:杀菌剂、种衣剂、除草剂、农药乳油、化肥、生化农药、生物农药等。
⑧ 其他工业:煤炭浮选剂、稀土、纳米材料分散解聚、反应萃取及纺织工业、军工等领域。
(3)管线式高剪切分散乳化机的优点
① 处理量大,适合工业化在线连续生产;粒径分布范围窄,匀度高。
② 节约能耗、省时、高效;噪声低、运转平稳。
③ 消除批次间生产的品质差异;无死角,物料100%通过分散剪切。
④ 具有短距离、低扬程输送功能;使用简单,维修方便。
⑤ 可实现自动化控制。
(4)管线式高剪切分散乳化机工作过程
管线式高剪切分散乳化机是用于连续生产或循环处理精细物料的高性能设备,在狭窄空间的腔体内,装有1~3组对偶啮合的多层定、转子,转子在发动机的驱动下调整旋转,产生强劲的轴向吸力将物料吸入腔体。
在最短的时间内对物料进行分散、剪切、乳化处理,料径分布范围也显著变窄,由此可制得精细的长期稳定的产品。
(5)管线式高剪切乳化机结构
管线式高剪切乳化机结构示意图见图3⁃22。
(6)管线式高剪切乳化机核心技术原理
① 管线式高剪切分散乳化机的工作原理
管线式高剪切分散乳化机与间歇式高剪切切散乳化机工作原理相同,只是定、转子设计成多层对偶啮合,齿型密集排列布置,使其达到最高的剪切概率;特殊设计狭小的工作腔,杜绝死角现象,使物料均一性更好,更细腻。
② 单级管线式高剪切分散乳化机的工作过程:
a.单级管线式是工作腔内设有一组定、转子。
b.高速旋转的转子产生离心力,将物料从轴向吸入定、转子工作区。
c.每一份物料都有在工作区经过定、转子多层、密集、均匀剪切处理后,从径向喷射出来,完成分散乳化均质等工艺过程。
d.经过一次处理或循环处理后,最终在线得到稳定的高品质产品。
③ 三级或多级管线式高剪切分散乳化机的工作过程
a.三级管线式是工作腔内设有三组定、转子。
b.高速旋转的转子产生离心力,将物料从轴向吸入定、转子工作区。
c.每一份物料都经过定、转子多层、密集、均匀剪切作用后,从径向喷射出来,在第二组转子离心力的作用下,进入第二个定、转子工作区;再一次经过定、转子多层、密集、均匀剪切作用以后,从径向喷射出来,在第三组转子离心力的作用下,进入第三组定、转子工作区,完成分散、乳化、均质等工艺过程。
d.经过三组定、转子依次处理后,使用物料在最短时间内得到均匀的处理,从而达到在线生产高品质产品的目的。
图3⁃22 管线式高剪切乳化机结构示意图
5. SRH系列高剪切乳化机
其功能见表3⁃5。
表3⁃5 SRH系列高剪切乳化机功能表
注:① 表中流量范围是指介质为“水”时测定的数据,表中所列型号的出口压力≤0.2MPa。
② 如采用循环工艺,建议与间歇式高剪切乳化机配合使用。
③ 如有高温、高压、易燃、易爆、腐蚀性等工况,必须明确提供相关准确的参数,以便正确选型定制。
④ 对流动性较差的介质,建议在入口处用流量相匹配的泵输送,泵入的压力≤0.2MPa。
⑤ 产品在不影响基本结构及性能的改进时,恕不另行通知。
6.高剪切乳化机组
其见图3⁃23。
图3⁃23 高剪切乳化机组
优化组合通过管线式高剪切和高剪切罐组合使系统达到最佳状态,达到最好的乳化效果。对于各种流程工艺,有不同形式的设备来匹配,并进行优化组合,使系统达到最佳状态。常见工艺流程如图3⁃24所示。
循环处理范例如图3⁃25所示。
连续处理范例如图3⁃26所示。
图3⁃24 高剪切乳化机组工艺流程
图3⁃25 循环处理范例
图3⁃26 连续处理范例
八、强力分散机
强力分散机,可能大家还不是很清楚,作为已经实践证实的多功能分散机,金昶泰机械可以根据用户需求定制各种能满足高低黏度物料的混合机械。
强力分散机结构特点如下。
(1)强力分散机的结构
① 强力分散机是一种高效、多功能、强制性搅拌机,通常采用机架、缸盖和搅拌桨叶升降而料缸移动的模式。
② 强力分散机由三个电机组成,中间的电机通过减速机驱动“山”字型刮边刮底机构,边上两个高速电机直连高速分散盘,高速电机通常配置变频器调速,以满足各种产品的工艺要求。
③ 强力分散机通常采用加厚钢板和特殊密封结构,以适应抽真空和加压等场合。
④ 强力分散机通常可以配置多个可移动料缸,该料缸通常设计成夹套结构,以实现加热或冷却。
⑤ 强力分散机通常配套YLJ系列液压挤出机,以实现膏状物料的挤出。
(2)强力分散机的特点
① 无级调速、数字显示、操作方便、实验数据采集直观。
② 输出端应用多级增力机构,低速搅拌运行转矩输出大,转速恒定。
③ 噪声低,可以长时间工作。
④ 配置齿盘式分散头,PTFE研磨头。
⑤ 工作头更换方便,易清洁。
(3)强力分散机的功能
强力分散机采用变频调速,可满足各种工艺要求。分散机釜内有三根不同形式的搅拌器,其中一个搅拌器在绕釜体轴线转动,其余两个搅拌装置又以不同的转速绕自身轴线高速自转,使物料在釜内作复杂的运动,受到强烈的剪切和搓合。设备内山形刮片绕釜体轴线转动,将粘在壁上和底部的原料刮出参与混合,使其效果更为理想。设备密封性好,可抽真空,具有良好的排气除泡效果。