新型混合機的電路控制系統

鄭妙娟 傅豐平 沈俊蘭

（浙江省化工研究院有限公司，浙江 杭州 310023）

0 引言

目前國內氣流式混合機主要有流化床式和對流式，兩種氣流混合設備都存在混合均勻度不夠，混合時間偏長等問題。新型氣流混合機混合均勻只需1～2min，具有混合效率高、能耗少、結構簡單、使用壽命長、操作簡單方便、運行可靠等特點。該混合機無機械攪拌部件，沒有摩擦生熱也不存在潤滑污染產品的情況。另外，因為沒有剪切力，所以某些對剪切力敏感的產品也可以混合。因此氣流式的混合機已越來越多地被人們使用。高效的氣流式混合機的整個混合過程通過DCS數據傳輸系統和PLC可編程序控制來實現，體現了現代設備的高度自動化操作過程。

1 混合機簡介

1.1 混合設備

攪拌混合設備有很多類型，按其布置形式可分為立式混合機和臥式混合機；按其工作方式可分為回轉式和固定式混合機；按用途可分為固體混合機、液體混合機、固液混合機等類型；按混合時的持續性可分為連續式和間歇式混合機；連續式因為使用時要配套連續工作、計算準確的喂料設備，整個系統較為復雜，除非特殊情況，一般很少采用［1-2］。詳見表1。

表1固體混合設備的分類及主要混合機理

續表1

1.2 新型混合機的問世

機械式攪拌混合機剪切力大，混合部件特別容易磨損，如錐形雙螺旋混合機，支撐攪拌螺旋的槳臂經常會出現卡死現象，導致螺旋槳不能轉動，另外在潤滑、密封等方面也很容易出現油泄露而污染物料，特別是食品、醫藥等領域的應用很難推廣。因此無機械攪拌部件的氣流式新型混合機的出現解決了一大難題。現有的氣流式混合機技術，有流化床式，對流式。對流式和流化床式國內有廠家有過嘗試，但混合均勻度都有問題，混合時間偏長。脈沖式氣流混合機混合時間快，混合均勻，特別適合大批物料的混合，僅需幾分鐘，大大提高了生產效率。

脈沖式氣流混合機的到來對國內混合機行業是一次革新，脈沖式氣流混合設備突出優點是機械攪拌設備無可比擬的。脈沖式氣流混合機的小型化在今后的幾十年中將是對機械攪拌設備市場的嚴重打擊。

1.3 新型混合機工作原理

脈沖式混合機是間歇混合設備，物料用鼓風機輸送到混合器中，達到規定的壓力的壓縮空氣到達混合機中，物料受到螺旋式上升的壓縮氣體的沖力，隨著空氣一起螺旋上升，在壓縮空氣膨脹到一定程度后，物料由于塌陷又緊密混合，這樣一個脈沖的混合過程完成。連續操作多個脈沖，混合均勻。

2 新型混合機電控系統

2.1 電路控制在操作過程各個系統中的作用

電路控制系統在現代化新型設備中顯得尤為重要。從壓縮機的供氣、氣路上的閥門控制、脈沖的控制、排氣系統、排料系統到料位的控制都要通過DCS數據傳輸系統和PLC可編程序控制來實現［3］。

在填料過程中，物料的批量有設定值，可根據物料的重量或高度達到設定值，用一個反饋系統來執行物料輸送與否。脈沖的控制是通過PLC程序控制的。脈沖的寬度、停止時間、脈沖的個數需要根據物料的比重、批量等因素設定，針對性的程序設計使得物料更好地更均勻地混合。一般脈沖時間是幾秒鐘，脈沖停止時間根據需要設定，脈沖個數視物料而定，用PLC程序控制。壓縮機供氣壓力為一定壓力，當儲氣罐中低于設定壓力后，壓縮機自動開始工作，通過數據傳輸控制。當儲氣罐充氣完成后開始填料，填料一般氣動輸送，等物料到達指定的料位后，數據反饋到操作臺，物料停止輸送，氣動球閥通過電磁閥開啟，脈沖閥按照編好的程序開始反復開啟和關閉直到脈沖個數完成。混合完成后總管路上的氣動球閥關閉［4］。排氣系統控制主要是在混合過程中過濾器上的細料通過脈沖儀自動定時地對布袋進行噴吹，使得細料返回料倉中重新混合。排料系統主要是對錐形閥的控制。

2.2 整塊電路工作過程

氣流混合機工作準備就緒，電源380V經主電路Y-Δ起動空壓機，220V經脈沖控制儀輸出相應工作電源24V控制6只電磁閥，經24V穩壓電源控制脈沖閥及出料閥。如圖1所示。

2.3 氣流混合機的電控實現過程

為了解決氣流混合機混合均勻度問題，我們根據儲氣罐不同的壓力、料倉中不同負荷的用氣要求，提供合格的供氣品質，滿足穩定氣體壓力，從兩個脈沖閥門同步開啟，吹起時間較短，脈沖閥門開啟、關閉的間隔時間進行專項實驗，采用壓力傳感器、PLC編程控制器、計算機系統對氣流混合機工藝過程進行自動調節，并用計算機對全過程予以監控與報警裝置，如圖2所示。

圖2 氣流混合機的電控實現

3 結論

新型混合機是機械領域的革新，具有劃時代意義。根據廠家反饋的使用情況表明，該設備混合克服了機械攪拌式混合機的缺點，提供一種混合效果好、能耗少的氣流式混合機，而且具有結構簡單、使用壽命長、操作簡單方便、運行可靠等特點。經過設備的系統調試，該電控系統操作簡單，功能強大，可靠性高、靈活性大等特點，深受廣大客戶的好評。

［1］陳志平，章序文，林興華，等.攪拌與混合設備涉及選用手冊［M］.北京：化學工業出版社，2004.

［2］胡晉升.20立升高速混合機的設計［J］.機械管理開發，2003，（2）：21-22.

［3］劉激揚.PLC控制系統在空壓機站中的應用［J］.運行與應用，2005，（3）：47-50，53.

［4］林軍，鄭妙娟，沈俊蘭，等.氣流式混合機：CN，200620107258.2［P］.2007-08-29.