粉體刷篩混合技術(shù)

易國春

摘 ?要：通過實踐和分析現(xiàn)有粉體混合技術(shù)的原理，可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有粉體混合技術(shù)存在的缺點。為了解決現(xiàn)有技術(shù)的這些缺點，我們提出了粉體刷篩混合技術(shù)原理。結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)的缺點，比較分析出刷篩混合技術(shù)的原理性優(yōu)勢。結(jié)合我們制作的刷篩混料裝置測試數(shù)據(jù)和經(jīng)驗，分析了刷篩混合技術(shù)的缺陷，并提出了對應(yīng)的措施，就我們的裝置測試效果來看，刷篩混料技術(shù)比現(xiàn)有的混合技術(shù)有較大優(yōu)勢和應(yīng)用推廣價值，期待大家對其進行進一步的開發(fā)和優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：粉體混合技術(shù);快速混合;刷篩混合;高均勻性混合;無夾生混合

中圖分類號：TH69;TB44 ? ? ? 文獻標志碼：A

1 背景介紹

粉體混合是磨料、磨具、冶金、化工、食品、醫(yī)藥、飼料和陶瓷等行業(yè)中常見的操作，現(xiàn)有常用的粉體混合技術(shù)有三維混合、雙錐混合、球磨混合、雙運動混合等，其原理是通過攪拌、混合容器運動帶動粉末顆粒在混合容器中運動，使不同成分的粉體顆粒在混合容器中隨機分布，使混合容器中的粉體不均勻性逐漸降低，進而達到一定的均勻程度，其混合存在以下缺點。

耗時長。通過運動中粉體顆粒的隨機分布獲得均勻性，這需要反復(fù)地長時間的運動，才能達到一定的均勻度。

有夾生。受混合原理的缺陷、受混合容器邊角等區(qū)域的影響、物料特性（黏性、附著性等）、靜電等影響，混合容器中不可避免地存在不參與混合或運動不充分的部分，形成物料夾生以及部分區(qū)域不均勻。

質(zhì)量穩(wěn)定性差。物料和生產(chǎn)環(huán)境的溫度和濕度以及物料特性（黏性、附著性等）對混料工藝影響較大，尤其是季節(jié)性溫度、濕度變化，影響混料的均勻性，導(dǎo)致生產(chǎn)質(zhì)量波動。

為了解決現(xiàn)有粉體混合技術(shù)的上述缺點，我們提出粉體刷篩混合技術(shù)的概念模型。并制作對應(yīng)的自動混料裝置進行驗證，確定刷篩混合技術(shù)相對于現(xiàn)有的混合技術(shù)耗時可降低一半，可消除夾生現(xiàn)象，提高質(zhì)量的穩(wěn)定性。

2 粉體刷篩混合技術(shù)

2.1 粉體刷篩混合技術(shù)原理

刷篩混合技術(shù)原理為：根據(jù)粉體粒度，選擇合適目數(shù)的特制篩網(wǎng)，將各種粉末通過刷子過篩，刷子旋轉(zhuǎn)一圈則各種粉末通過篩網(wǎng)下漏一部分，在接料容器中形成一個薄層，刷子不斷旋轉(zhuǎn)，即可使粉末在接料容器中形成一個個薄層實現(xiàn)交叉混合，將粉體多次過篩即可快速完成均勻混合。刷篩混合技術(shù)原理圖如圖1所示（1為各種混合的粉末原料，2為特制篩網(wǎng)，3為定制旋轉(zhuǎn)刷，4為接料容器，5為層層交叉的混合物料）。

2.2 粉體刷篩混合技術(shù)優(yōu)點

現(xiàn)有粉體混合設(shè)備多為二維混合機、“V”型混合機、雙錐混合機、雙螺旋錐形混合機、臥式無重力混合機、臥式犁刀混合機、臥式螺帶混合機、三維混合機、雙運動混料機?，F(xiàn)有粉體混合技術(shù)的原理為將粉末原料裝入混料容器中，驅(qū)動容器運動或攪拌容器，使容器內(nèi)各種粉末相互擴散運動，實現(xiàn)混合。這種方式受容器、攪拌葉片的結(jié)構(gòu)影響，容器尖角、接縫處不可避免地存在死角，附著堆積夾生物料。而粉體刷篩混合技術(shù)的原理打破現(xiàn)有直接在容器中混合的混料方式，將混合成品與未混原料分離，使用2個獨立的容器裝載，就可以完全實現(xiàn)無死角、無夾生混合，以此提高混合的均勻性和穩(wěn)定性。

現(xiàn)有粉體混合技術(shù)混合時，混合容器中的各種粉末相互運動，微觀上的混合過程是粉末做隨機運動，混合的均勻性是通過長時間的概率運動達到的。它受到溫度、濕度、靜電等多重因素影響，相同的設(shè)備動作和耗時所獲得的粉體微觀的均勻性卻會發(fā)生較大的差異，因此現(xiàn)有粉體混合技術(shù)的質(zhì)量穩(wěn)定性較差，尤其是對應(yīng)高均勻性的應(yīng)用需求上，而刷篩混合技術(shù)則利用篩網(wǎng)的小孔分離粉體原料，設(shè)備刷子每轉(zhuǎn)動一圈，刷子驅(qū)動粉末在篩網(wǎng)上運動一圈，各種粉末被篩子少量分離，然后下落至接料容器中，并在接料容器中行成一個薄層物料，設(shè)備刷子不斷旋轉(zhuǎn)，物料就在接料容器中形成多個薄層，以此物料層層交叉達到微觀上的有序混合，提升了混合的效率，同時提高了混合的穩(wěn)定性。

綜上所述，粉體刷篩混合技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點：1）刷篩混合技術(shù)避免受容器結(jié)構(gòu)限制，不會受容器尖角及邊縫處存在而導(dǎo)致夾生，降低了成品料均勻性受夾生團的影響，提高了物料的均勻性，有利于在高均勻性高穩(wěn)定性混合需求場景中應(yīng)用。2）刷篩混合技術(shù)能夠有效地將物料生團打撒，規(guī)避引物料受潮等因素而結(jié)團導(dǎo)致混料夾生的現(xiàn)象，在一定程度上降低了氣溫、潮濕等因素對混合質(zhì)量穩(wěn)定性的干擾，從而提高了混合的工藝穩(wěn)定性和質(zhì)量穩(wěn)定性。3）刷篩混合技術(shù)打破了現(xiàn)有技術(shù)混合是通過概率運動獲得的均勻性的原理，直接靠過篩動作使物料層疊交叉混合，有效的提高了混合效率，縮短了混合均勻所需的時間。4）刷篩混合技術(shù)的工藝在于控制刷篩旋轉(zhuǎn)速度、篩網(wǎng)網(wǎng)孔直徑，其工藝易于控制，工藝穩(wěn)定性高，成品料的質(zhì)量穩(wěn)定性高。

2.3 粉體刷篩混合技術(shù)的缺陷及應(yīng)對

粉體刷篩混合技術(shù)作為一項新的應(yīng)用技術(shù)，我們在其原理上開發(fā)設(shè)計了刷篩混料機，通過對它的生產(chǎn)測試，發(fā)現(xiàn)該技術(shù)也存在自身的缺陷，根據(jù)實驗測試歸納如下。

（1）與混合粉體接觸的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，與粉體接觸的零部件較多，零件表面容易附著原料，出現(xiàn)一定量的物料損耗。

（2）篩網(wǎng)容易堵塞，不利于物料過篩，不利于工藝的穩(wěn)定性。

（3）刷子和篩網(wǎng)容易藏料、積料，增加物料損耗。

（4）刷篩環(huán)境相對開發(fā)，存料結(jié)構(gòu)非完全封閉，容易揚塵。

針對以上缺陷有以下應(yīng)對措施。

（1）優(yōu)化刷篩機構(gòu)的設(shè)計，簡化機構(gòu)，優(yōu)化零部件外形，加強零件表面處理，可以有效的減小刷篩混合中的物料損耗，經(jīng)多次測試：3 kg粉料一次篩損耗未超過11 g，損耗比例小于4‰。以80#篩網(wǎng)，過篩混合粒度230的物料，其中一次測試記錄見表1。

（2）優(yōu)化刷篩機構(gòu)設(shè)計，設(shè)置清堵機構(gòu)可以有效的降低篩網(wǎng)堵塞的概率。

（3）優(yōu)化刷篩機構(gòu)設(shè)計，設(shè)置清刷機構(gòu)可以有效的減少刷子藏料、積料，降低損耗。

（4）在刷篩機構(gòu)外部設(shè)置護罩可以有效的避免揚塵對設(shè)備周圍環(huán)境的影響。

3 結(jié)語

刷篩混合技術(shù)是無死角、無夾生的刷篩混合方式，通過實際測試驗證，刷篩混合技術(shù)比現(xiàn)有的三維混料機速度提升50%，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上已具有一定的應(yīng)用推廣價值，并有待大家的進一步開發(fā)和優(yōu)化。

參考文獻

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