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(guó)內(nèi)氣流式混合機(jī)主要有流化床式和對(duì)流式，兩種氣流混合設(shè)備都存在混合均勻度不夠，混合時(shí)間偏長(zhǎng)等問(wèn)題。新型氣流混合機(jī)混合均勻只需1～2min，具有混合效率高、能耗少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、操作簡(jiǎn)單方便、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。該混合機(jī)無(wú)機(jī)械攪拌部件，沒(méi)有摩擦生熱也不存在潤(rùn)滑污染產(chǎn)品的情況。另外，因?yàn)闆](méi)有剪切力，所以某些對(duì)剪切力敏感的產(chǎn)品也可以混合。因此氣流式的混合機(jī)已越來(lái)越多地被人們使用。高效的氣流式混合機(jī)的整個(gè)混合過(guò)程通過(guò)DCS數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和PLC可編程序控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，體現(xiàn)了現(xiàn)代設(shè)備的高度自動(dòng)化操作過(guò)程。

1 混合機(jī)簡(jiǎn)介

1.1 混合設(shè)備

攪拌混合設(shè)備有很多類(lèi)型，按其布置形式可分為立式混合機(jī)和臥式混合機(jī)；按其工作方式可分為回轉(zhuǎn)式和固定式混合機(jī)；按用途可分為固體混合機(jī)、液體混合機(jī)、固液混合機(jī)等類(lèi)型；按混合時(shí)的持續(xù)性可分為連續(xù)式和間歇式混合機(jī)；連續(xù)式因?yàn)槭褂脮r(shí)要配套連續(xù)工作、計(jì)算準(zhǔn)確的喂料設(shè)備，整個(gè)系統(tǒng)較為復(fù)雜，除非特殊情況，一般很少采用［1-2］。詳見(jiàn)表1。

表1固體混合設(shè)備的分類(lèi)及主要混合機(jī)理

續(xù)表1

1.2 新型混合機(jī)的問(wèn)世

機(jī)械式攪拌混合機(jī)剪切力大，混合部件特別容易磨損，如錐形雙螺旋混合機(jī)，支撐攪拌螺旋的槳臂經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，導(dǎo)致螺旋槳不能轉(zhuǎn)動(dòng)，另外在潤(rùn)滑、密封等方面也很容易出現(xiàn)油泄露而污染物料，特別是食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用很難推廣。因此無(wú)機(jī)械攪拌部件的氣流式新型混合機(jī)的出現(xiàn)解決了一大難題?，F(xiàn)有的氣流式混合機(jī)技術(shù)，有流化床式，對(duì)流式。對(duì)流式和流化床式國(guó)內(nèi)有廠家有過(guò)嘗試，但混合均勻度都有問(wèn)題，混合時(shí)間偏長(zhǎng)。脈沖式氣流混合機(jī)混合時(shí)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(chǎn)效率。

脈沖式氣流混合機(jī)的到來(lái)對(duì)國(guó)內(nèi)混合機(jī)行業(yè)是一次革新，脈沖式氣流混合設(shè)備突出優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械攪拌設(shè)備無(wú)可比擬的。脈沖式氣流混合機(jī)的小型化在今后的幾十年中將是對(duì)機(jī)械攪拌設(shè)備市場(chǎng)的嚴(yán)重打擊。

1.3 新型混合機(jī)工作原理

脈沖式混合機(jī)是間歇混合設(shè)備，物料用鼓風(fēng)機(jī)輸送到混合器中，達(dá)到規(guī)定的壓力的壓縮空氣到達(dá)混合機(jī)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(gè)脈沖的混合過(guò)程完成。連續(xù)操作多個(gè)脈沖，混合均勻。

2 新型混合機(jī)電控系統(tǒng)

2.1 電路控制在操作過(guò)程各個(gè)系統(tǒng)中的作用

電路控制系統(tǒng)在現(xiàn)代化新型設(shè)備中顯得尤為重要。從壓縮機(jī)的供氣、氣路上的閥門(mén)控制、脈沖的控制、排氣系統(tǒng)、排料系統(tǒng)到料位的控制都要通過(guò)DCS數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和PLC可編程序控制來(lái)實(shí)現(xiàn)［3］。

在填料過(guò)程中，物料的批量有設(shè)定值，可根據(jù)物料的重量或高度達(dá)到設(shè)定值，用一個(gè)反饋系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行物料輸送與否。脈沖的控制是通過(guò)PLC程序控制的。脈沖的寬度、停止時(shí)間、脈沖的個(gè)數(shù)需要根據(jù)物料的比重、批量等因素設(shè)定，針對(duì)性的程序設(shè)計(jì)使得物料更好地更均勻地混合。一般脈沖時(shí)間是幾秒鐘，脈沖停止時(shí)間根據(jù)需要設(shè)定，脈沖個(gè)數(shù)視物料而定，用PLC程序控制。壓縮機(jī)供氣壓力為一定壓力，當(dāng)儲(chǔ)氣罐中低于設(shè)定壓力后，壓縮機(jī)自動(dòng)開(kāi)始工作，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸控制。當(dāng)儲(chǔ)氣罐充氣完成后開(kāi)始填料，填料一般氣動(dòng)輸送，等物料到達(dá)指定的料位后，數(shù)據(jù)反饋到操作臺(tái)，物料停止輸送，氣動(dòng)球閥通過(guò)電磁閥開(kāi)啟，脈沖閥按照編好的程序開(kāi)始反復(fù)開(kāi)啟和關(guān)閉直到脈沖個(gè)數(shù)完成?；旌贤瓿珊罂偣苈飞系臍鈩?dòng)球閥關(guān)閉［4］。排氣系統(tǒng)控制主要是在混合過(guò)程中過(guò)濾器上的細(xì)料通過(guò)脈沖儀自動(dòng)定時(shí)地對(duì)布袋進(jìn)行噴吹，使得細(xì)料返回料倉(cāng)中重新混合。排料系統(tǒng)主要是對(duì)錐形閥的控制。

2.2 整塊電路工作過(guò)程

氣流混合機(jī)工作準(zhǔn)備就緒，電源380V經(jīng)主電路Y-Δ起動(dòng)空壓機(jī)，220V經(jīng)脈沖控制儀輸出相應(yīng)工作電源24V控制6只電磁閥，經(jīng)24V穩(wěn)壓電源控制脈沖閥及出料閥。如圖1所示。

2.3 氣流混合機(jī)的電控實(shí)現(xiàn)過(guò)程

為了解決氣流混合機(jī)混合均勻度問(wèn)題，我們根據(jù)儲(chǔ)氣罐不同的壓力、料倉(cāng)中不同負(fù)荷的用氣要求，提供合格的供氣品質(zhì)，滿足穩(wěn)定氣體壓力，從兩個(gè)脈沖閥門(mén)同步開(kāi)啟，吹起時(shí)間較短，脈沖閥門(mén)開(kāi)啟、關(guān)閉的間隔時(shí)間進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，采用壓力傳感器、PLC編程控制器、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)氣流混合機(jī)工藝過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，并用計(jì)算機(jī)對(duì)全過(guò)程予以監(jiān)控與報(bào)警裝置，如圖2所示。

圖2 氣流混合機(jī)的電控實(shí)現(xiàn)

3 結(jié)論

新型混合機(jī)是機(jī)械領(lǐng)域的革新，具有劃時(shí)代意義。根據(jù)廠家反饋的使用情況表明，該設(shè)備混合克服了機(jī)械攪拌式混合機(jī)的缺點(diǎn)，提供一種混合效果好、能耗少的氣流式混合機(jī)，而且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、操作簡(jiǎn)單方便、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)設(shè)備的系統(tǒng)調(diào)試，該電控系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大，可靠性高、靈活性大等特點(diǎn)，深受廣大客戶的好評(píng)。

［1］陳志平，章序文，林興華，等.攪拌與混合設(shè)備涉及選用手冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

［2］胡晉升.20立升高速混合機(jī)的設(shè)計(jì)［J］.機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2003，（2）：21-22.

［3］劉激揚(yáng).PLC控制系統(tǒng)在空壓機(jī)站中的應(yīng)用［J］.運(yùn)行與應(yīng)用，2005，（3）：47-50，53.

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