چه عواملی با عملکرد اختلاط یک میکسر روبان مارپیچی دوگانه مرتبط است

1. پارامترهای ساختاری میکسر

طراحی ساختاری عامل اساسی تعیین کننده راندمان و یکنواختی اختلاط با پارامترهای اصلی از جمله:

هندسه روبان:

زمین و سربگام (فاصله بین چرخش های نوار مجاور) و سرب (فاصله پیشروی در هر دور روبان) مستقیماً بر سرعت انتقال محوری ماده تأثیر می گذارد. یک تطابق گام منطقی می تواند اختلاط شعاعی (ناشی از چرخش روبان) و گردش محوری مواد را متعادل کند. اگر گام خیلی بزرگ باشد، سرعت انتقال محوری خیلی سریع است و در نتیجه اختلاط شعاعی ناکافی است. اگر گام خیلی کوچک باشد، تجمع مواد و راندمان اختلاط پایین ممکن است رخ دهد.

عرض و ضخامت روبان: روبان های پهن تر، سطح تماس با مواد را افزایش می دهند، اثرات برشی و همزن را افزایش می دهند، اما ممکن است مصرف برق را افزایش دهند. نوارهای بیش از حد ضخیم فضای اختلاط موثر را کاهش داده و ممکن است باعث چسبندگی مواد شوند.

جهت مارپیچ: میکسرهای روبان مارپیچ دوبل معمولاً ترکیبی از نوارهای داخلی و خارجی با جهت های مارپیچ مخالف را اتخاذ می کنند. روبان داخلی مواد را به صورت محوری در یک جهت منتقل می کند و نوار بیرونی آنها را در جهت مخالف منتقل می کند و گردش اجباری مواد را در بشکه ایجاد می کند که به طور قابل توجهی یکنواختی اختلاط را بهبود می بخشد.

ساختار بشکه:

قطر بشکه و نسبت طول: نسبت ابعاد مناسب (به طور کلی 1:1 تا 2:1) تضمین می کند که مواد زمان ماندگاری کافی برای اختلاط دارند. اگر بشکه خیلی کوتاه باشد، مواد قبل از اختلاط کامل تخلیه می شوند. اگر طولانی باشد، مصرف انرژی افزایش می یابد و مناطق مرده ممکن است تشکیل شوند.

صافی و شفافیت دیوار داخلی: دیواره داخلی صاف چسبندگی مواد و مناطق مرده را کاهش می دهد. فاصله بین روبان و دیواره بشکه (معمولاً 3-5 میلی متر) بسیار مهم است: فاصله زیاد منجر به "لغزش" مواد و مناطق مرده می شود، در حالی که فاصله ناکافی ممکن است باعث اصطکاک و ساییدگی بین روبان و بشکه شود.

نصب شفت و روبان: هم محوری محور اصلی و عمود بودن نصب روبان بر یکنواختی نیروی همزن تأثیر می گذارد. انحرافات ممکن است منجر به تنش مادی ناهموار شود که منجر به اختلاط محلی مناطق مرده شود.

2. خواص فیزیکی و شیمیایی مواد

ویژگی های مواد مخلوط به طور مستقیم دشواری اختلاط و سازگاری میکسر را تعیین می کند:

اندازه و توزیع ذرات: مواد با اندازه ذرات یکنواخت راحت تر به طور یکنواخت مخلوط می شوند. برای موادی با توزیع اندازه ذرات گسترده (مثلاً مخلوطی از پودر ریز و ذرات درشت)، جداسازی (جمع شدن ذرات ریز در مرکز، تجمع ذرات درشت روی لبه) احتمالاً رخ می دهد که بر اثر اختلاط تأثیر می گذارد. علاوه بر این، پودرهای بسیار ریز به دلیل نیروهای واندروالس مستعد تجمع هستند، که برای بهبود عملکرد اختلاط نیاز به درمان قبلی (به عنوان مثال، افزودن مواد پخش کننده) دارد.

تفاوت چگالی: اختلاف چگالی زیاد بین مواد (مثلاً مخلوط کردن پودر فلزات سنگین و پودر آلی سبک) به راحتی باعث تفکیک گرانشی می شود. گردش اجباری نوار مارپیچ دوگانه می تواند این مشکل را کاهش دهد، اما اختلاف چگالی بیش از حد همچنان یکنواختی اختلاط را کاهش می دهد.

محتوای رطوبت: مواد با رطوبت متوسط، سیالیت خوبی دارند و به راحتی هم می زنند. مواد بیش از حد خشک ممکن است گرد و غبار و سیالیت ضعیف ایجاد کنند، در حالی که مواد بیش از حد مرطوب مستعد چسبندگی روی روبان و دیواره بشکه هستند و توده ها و مناطق مرده را تشکیل می دهند.

ویسکوزیته و سیالیت: مواد با ویسکوزیته بالا (مثلاً خمیرها، ژل‌ها) سیالیت ضعیفی دارند و روبان باید نیروی برشی کافی برای شکستن توده‌ها ایجاد کند. ساختار روبان مارپیچ دوتایی به دلیل ظرفیت انتقال و همزن قوی در جابجایی مواد چسبناک دارای مزایایی است، اما مواد با ویسکوزیته بسیار{4}بالا همچنان ممکن است باعث اختلاط ناکافی شوند.

3. پارامترهای عملیاتی

پارامترهای عملیاتی معقول می تواند عملکرد اختلاط مخلوط کن را به حداکثر برساند، به طور عمده شامل:

سرعت چرخش روبان:

سرعت چرخش مستقیماً بر نرخ برش و سرعت گردش مواد تأثیر می گذارد. در محدوده معینی، افزایش سرعت دورانی، نیروی برشی و آشفتگی مواد را افزایش می‌دهد و اختلاط را تسریع می‌کند.

سرعت چرخش بیش از حد بالا باعث مشکلاتی مانند افزایش مصرف انرژی، پاشش مواد و افزایش نیروی گریز از مرکز می شود (که منجر به تجمع مواد روی دیواره بشکه می شود)، در حالی که سرعت چرخش بسیار پایین منجر به هم زدن ناکافی و زمان اختلاط طولانی می شود. سرعت چرخش بهینه معمولاً با طراحی ساختاری و خواص مواد میکسر تعیین می شود.

نرخ پر کردن:

نرخ پر شدن (نسبت حجم مواد به حجم موثر بشکه) به طور کلی از 60٪ تا 80٪ برای میکسرهای روبان مارپیچ دوبل متغیر است. سرعت پر شدن بسیار پایین، احتمال تماس بین مواد را کاهش می‌دهد، در حالی که نرخ پر شدن بیش از حد بالا، حرکت مکانی مواد را محدود می‌کند و در نتیجه اختلاط کافی و مصرف انرژی افزایش می‌یابد.

برای مواد با سیالیت ضعیف، سرعت پر شدن باید به طور مناسب کاهش یابد تا از گردش مواد اطمینان حاصل شود. برای مواد با سیالیت خوب، نرخ پر شدن را می توان به طور متوسط ​​افزایش داد تا راندمان تولید بهبود یابد.

زمان اختلاط:

زمان اختلاط با یکنواختی اختلاط در یک دوره معین همبستگی مثبت دارد. افزایش زمان اختلاط به از بین بردن ناهمگنی موضعی کمک می کند، اما پس از رسیدن به حالت اختلاط بهینه، ادامه دادن زمان تنها باعث افزایش مصرف انرژی بدون بهبود یکنواختی می شود و حتی ممکن است باعث تفکیک مواد شود.

زمان اختلاط بهینه باید از طریق آزمایش با توجه به خواص مواد و الزامات اختلاط تعیین شود.

ترتیب و روش تغذیه:

توالی تغذیه بر وضعیت اختلاط اولیه مواد تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، اضافه کردن مواد با مقادیر زیاد یا سیالیت خوب ابتدا، سپس افزودن مقادیر کم یا موادی که به راحتی انباشته می شوند، می تواند یکنواختی اختلاط را بهبود بخشد.

روش تغذیه (به عنوان مثال، تغذیه مداوم یا تغذیه دسته ای) نیز تأثیر دارد: تغذیه دسته ای برای دستیابی به یکنواختی بالا مساعدتر است، در حالی که تغذیه مداوم نیاز به تطبیق سرعت تغذیه با سرعت اختلاط دارد تا از اختلاط ناقص مواد جلوگیری شود.

4. تنظیمات سیستم کمکی

اجزا و سیستم های کمکی می توانند به بهبود عملکرد اختلاط کمک کنند، مانند:

دستگاه برای شکستن آگلومراها: برای موادی که مستعد تجمع هستند، نصب یک پدل خرد کن یا پراکنده{0}}سرعت بالا روی شفت اصلی می‌تواند آگلومراها را در حین اختلاط شکسته و یکنواختی را بهبود بخشد.

سیستم های تمیز کردن و ضد چسبندگی{0}: نصب اسکرابر روی روبان برای تمیز کردن دیوار بشکه در زمان واقعی می تواند چسبندگی مواد و مناطق مرده را کاهش دهد. علاوه بر این، عملیات سطحی روبان و بشکه (به عنوان مثال، پوشش پلی تترا فلوئورواتیلن) ​​همچنین می تواند عملکرد ضد چسبندگی را بهبود بخشد.

مکانیسم تخلیه: طراحی درگاه تخلیه معقول (مثلاً تخلیه کامل-عرض پایین) می تواند باقیمانده مواد را کاهش دهد و از جداسازی مجدد-مواد در حین تخلیه جلوگیری کند. سرعت تخلیه باید با حالت اختلاط مطابقت داشته باشد تا اطمینان حاصل شود که مواد مخلوط شده به سرعت تخلیه می شوند.