結合實踐論述犁刀式混合機的工作原理及性能

李建飛

摘 要：在粉料的干燥和混合生產環節中，犁刀式混合機發揮了非常積極的作用，其采用離散式攪拌的方法，不但能夠實現粉料的快速干燥混合，還可以很好的保證粉料的和易性與均勻度。本文主要介紹了一種改良后的新型犁刀式混合機——這種犁刀混合機的工作原理和基本性能，指出其與一般犁刀式混合機的不同，突出其易清理、可調速的應用優點，以供參考。

關鍵詞：犁刀式混合機；攪拌；清理；工作原理；性能

目前犁刀式混合機在我國的多個生產行業領域中都有著廣泛應用，如化工、農藥、醫藥、食品、塑料、建材、添加劑等粉狀或顆粒狀產品的生產中，并且隨著設備生產技術水平的不斷提升，犁刀式混合機的功能越來越完善，性能也得到了很大的提高。而本文中所介紹的這種犁刀式混合機就是這樣一種新型的犁刀式混合機，其能夠使物料在混合室內實現高速擴散和對流移動，并能夠通過高速旋轉的飛刀把物料打碎，從而達到粉料混合的生產目的。另外值得一提的是，本文所介紹的犁刀式混合機要比其他犁刀式混合機更易清理，并且能夠根據需要合理的調整轉速，這就進一步增大了其應用范圍，使其不但能夠在粉狀物料生產中得到廣泛應用，而且還可以被應用在固液物料的混合生產中。

1.常見混合設備的性能分析

現如今混合設備在生產領域的應用范圍已經越來越廣泛，并且為了滿足不同的生產需要，混合設備的種類也越來越多。從生產實踐來看，螺帶式混合設備與行星錐形混合設備最為常見。

1.1螺帶式混合設備

在具體的生產實踐中，螺帶式混合設備有單雙之分，其中臥式雙螺帶混合設備的工作原理主要是靠雙螺帶產生的剪切作用來實現對流混合。在其內部結構上，兩根內外螺帶的方向是相反的。因此在工作中，這兩根內外螺帶可以分別帶動物料進行上下翻動，并實現不斷的反向運動。也就是說，物料在臥式雙螺帶混合設備的混合室內能夠進行高速的軸向往復運動，最終實現物料的均勻混合。這種混合設備主要起到了攪動作用和分布作用，還起到了一定的分散作用。

1.2錐形雙螺旋混合機

這是行星錐形混合設備中較為常見的一種，之所以稱其為“行星”，主要是因為這類混合機的兩根螺旋軸能夠在混合室內進行以自己為中心的自轉運動，同時還可以進行以錐形筒體為中心的公轉運動，與天文學中行星的活動軌跡極為相似，因此稱其為行星錐形雙螺旋混合機。其在工作中主要是利用公轉和自轉的復合運動作用，促使物料均勻混合。

1.3常見混合設備的優缺點分析

雖然上述兩種設備的應用都十分廣泛，但是卻總在某些性能方面存在一些不理想之處，使其應用范圍大受限制。例如螺帶式混合機在工作中雖然能夠實現較為明顯的物料對流效果，但是卻無法滿足破碎要求較高的生產需求。再例如錐形雙螺旋混合機雖然混合效率較高，混合均勻度也較高，但是若生產需要大錐形容器，其就無法很好的滿足需求。并且錐形混合機有一個明顯的缺點就是清理較為困難，尤其是死角難以清理，給生產帶來諸多不便。因此，本文著重的分析犁刀式混合機的性能及工作原理

2.犁刀式混合機的工作原理

通過上述分析可以了解到，當前大多數的混合機在工作性能上并不是十分的令人滿意，或多或少都會存在一定的不足。而隨著物料加工種類越來越多，且對混合工藝提出的要求越來越高，研發一種新型的高性能的混合設備迫在眉睫，而新型犁刀式混合機正是在此背景下應運而生。這種新型的臥式設備不但能夠使物料在混合室內實現對流混合，還能夠在通過高速旋轉的飛刀滿足物料破碎要求，并達到強烈擴散的目的。這種設備不但具備了上述兩種混合設備的優良性能，而且還能夠在實現物料對流混合的過程中使其更加便于聚團和結塊，混合效果更佳，且無需占過大面積。更重要的是這種設備的進料口為敞口快開形式，所以進料與清理都十分方便。另外，其可以通過控制減速機和變頻器來實現轉速的調節功能，使犁刀式混合機能夠根據生產需要合理的調節轉速，節能效果更佳。

具體來說，犁刀式混合機是一種能使物料在混合室內對流移動且高速擴散劇烈剪切混合的臥式犁刀式混合機（圖1）。

圖1 犁刀式混合機

它由電機作為動力通過減速機帶動主軸以一定速度旋轉，筒體、端蓋相互固定連接，主軸上焊接有一組柄座，一組犁頭和一組犁柄焊接為一體且與一組柄座螺栓連接。筒體上部進料口為敞口形式頂蓋快開，高速飛刀與筒體固定連接。如圖2 、圖3所示。犁頭在混合時使把碰到的物料以犁頭尖為中心向犁壁尾部滑動，通過一組犁頭在主軸上的分布的先后順序能使物料沿筒體內向中間推動，有部分物料會碰到高速旋轉的飛刀時候會被飛刀葉片破碎，因而物料在該混合設備內的運動軌跡縱橫交錯，相互撞擊，產生強烈的渦流在短時間內產生對流混合。

圖2 犁刀式混合機的結構示意圖 圖3 犁刀式混合機的剖面構造圖

1.減速機，2.筒體，3.進料口（敞口），4.主軸，5.組合密封部件，6. 右端蓋板，7.出料汽缸，8.出料部件，9.左端蓋板，10.飛刀電機，11. 高速飛刀刀片，12.柄座，13.犁柄，14.犁頭，15.出料門板，16.兩端刮板，17. 右支撐端軸承。

其工作原理是當主軸在一定的轉速下旋轉時，主軸帶動柄座和犁柄以及犁頭以一定的線速度旋轉，由于犁頭自身的形狀以及它們在主軸軸向上的分布有傾斜角度的緣故，使得犁頭在混合時使把碰到物料以犁頭尖為中心向犁壁尾部滑動能使在筒體內的物料短時間內產生對流混合。一般來講，本混合機運行中，一組高速飛刀安裝在筒體的下方30°的位置，飛刀由電機直接驅動并做高速旋轉，筒體內物料受到犁頭的推動作用而相對軸向流動，又由于在主軸上分布了一組犁頭，物料在流動的同時會把部分物料拋起，一部分物料沿著筒體壁做圓周運動，另一部分物料沿著筒體軸向運動。同時，物料流經高速旋轉的飛刀時，被高速剪碎和強烈擴散，進行剪碎和強烈擴散混合，因而粉粒體物料在該混合設備內的運動軌跡縱橫交錯，相互撞擊，產生強烈的渦流，出料閥安裝在圓柱形狀的混合筒體的底部中間，采用翻板閥結構避免死角的產生，方便清理。

3.基于實踐的犁刀式混合機性能分析

在具體的實踐過程中，犁刀式混合機也充分證明了其優越性所在。以下本文以某畜禽飼料的生實踐為例，來分析該混合機的主要性能。在飼料生產的混合工序中，犁刀式混合機的實施過程為：

圖4 犁頭推動物料示意圖

結合圖2、圖3、圖4，可以得知，在對飼料進行混合生產時，主軸2順時針旋轉，飼料原料在沿主軸4軸線方向移動。一組高速飛刀安裝在筒體2軸線下方30°的位置，高速飛刀刀片11由飛刀電機10直接驅動并做高速旋轉，筒體2內飼料原料受到犁頭14的推動作用而相對流動產生渦流，又由于犁頭14自身的形狀，飼料原料在流動的同時會把部分飼料原料拋起，一部分飼料原料沿著筒體2壁做圓周運動，另一部分飼料原料沿著筒體2壁做直線運動。同時，飼料原料流經高速旋轉的飛刀刀片11時，被高速剪碎和強烈擴散，進行剪碎和強烈擴散混合，因而飼料原料可以在該混合設備內的運動軌跡縱橫交錯，相互撞擊，產生強烈的渦流。一組犁頭14的組合能在很短時間能把飼料原料沿軸線方向移動一個“行程”，由于飼料原料在這種高速湍流的運動下移動、破碎，即使飼料原料的粒徑不同、比重不同也都能達到預期的混合效果。

筒體2為固定件，主軸4上焊接有柄座12，犁頭14和犁柄13焊接為一體且與柄座12螺栓連接，目的是為了犁頭14和筒體2間隙可調，當主軸4被減速機1帶動旋轉時，主軸4帶動柄座12和犁柄13以及犁頭14以一定的線速度旋轉，犁頭14在混合時使把碰到飼料原料以犁頭14尖為中心向犁壁尾部滑動，通過一組犁頭14在主軸4上的分布的先后順序能使飼料原料沿筒體2內向中間推動，有部分飼料原料會碰到高速旋轉的飛刀時候會被高速飛刀刀片破碎，從而在短時間內產生對流混合。

其中，出料部件8安裝在圓柱形狀的混合筒體8的底部中間，出料門板15的弧度和筒體2底部弧度完全吻合避免死角的產生，當需要打開出料門板15排出混合好的飼料時，出料汽缸7通過一組連接桿件的作用帶動出料門板15打開，關閉時則相反。

4.結束語

綜上所述，在生產領域，采用犁刀式混合機進行物料的混合工藝生產是非常可行的，并且這種新型的混合機的性能更加優良，其不僅能夠實現一般混合設備的混合功能，還能夠對轉速進行合理的調控，使物料混合工藝更好的滿足生產需求。另外，其進料口和出料口的結構設置都非常方便物料的進出，不會出現死角而造成清理困難。也正是因為其具備這些優良特點，所以其在生產中的應用范圍更廣，不但能夠在粉體物料混合生產中應用，還可以在液體物料混合生產中應用。

參考文獻：

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