高分子材料成型加工设备-2-混合搅拌设备

1、第二章第二章 混合搅拌设备混合搅拌设备 第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.1 概述2.2 主要零部件2.3 主要性能参数及工作原理目录第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.1 概述-混合混炼配料 塑料：是一种以合成树脂为主要成分，在一定条件下（如温度、速度、压力等）塑制成一定形状并在常温下保持形状不变的材料。 塑料成型的基本工艺： 混合、塑化、混炼、挤出或者注射或者压延 完成橡胶生产的基本工艺： 塑炼，混炼，挤出，压延，成型，硫化 混合、塑炼、混炼需要在开炼机或者密炼机上完成 混炼之前的初始混合和塑化就需要在捏合机上完成第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.1

2、 概述-混合混炼配料树脂树脂增塑剂增塑剂稳定剂稳定剂填充剂填充剂着色剂着色剂捏捏合合密炼机密炼机双辊筒机双辊筒机挤出机挤出机热切冷切粉碎机粉碎机平板切粒机平板切粒机条状冷切热切机头切粒机头切粒切碎机切碎机颗粒,较均匀颗粒,大小不一颗粒,均匀度较差颗粒,均匀粒化工艺流程示意图第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.1 概述-用途及分类一、用途及分类一、用途及分类1.根据物料状态分为：根据物料状态分为： 固体混合设备：固体混合设备： 适用于粉状、粒状固体物料的初混。如Z形捏合机和高速混合机。 液体搅拌设备：液体搅拌设备：分为立式搅拌机和卧式搅拌机。用于涂料、胶粘剂等行业，特别是橡胶胶浆的制

3、备。第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.1 概述-用途及分类2. 2. 根据操作方式分为：根据操作方式分为： 间歇式混合设备：间歇式混合设备：聚氯乙烯不溶于氯乙烯单体，因此本体聚合过程中发生聚合物的沉淀。本体聚合分为预聚合和聚合两段： 预聚合：小部分单体和少量高活性引发剂（过氧化乙酰基磺酰）加入釜内，在5070下预聚至7%11%转化率，形成疏松的颗粒骨架。聚合：预聚物、 大部分单体和另一部分引发剂加入另一聚合釜内聚合，颗粒骨架继续长大。转化率可达90%。 通常预聚12h, 聚合59h。 连续式混合设备：连续式混合设备：第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.1 概述-规格二

4、、规格表示与技术特征二、规格表示与技术特征混合搅拌设备常用设备的容积大小设备的容积大小来表示，例如：SHR-50A, 表示总容积50 L.用设备的配套功率大小配套功率大小来表示，例如：GFS-3T, 表示配套功率大小。讲解书P60， 表2-1 - 2-5.第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.1 概述-规格第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.1 概述-规格第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.1 概述-规格第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.2 基本结构及主要零部件-搅拌机一一 立式搅拌机立式搅拌机1 搅拌容器搅拌容器 包括：包括： 釜体、外夹套、内

5、构件以及各种用途开釜体、外夹套、内构件以及各种用途开孔接管等。孔接管等。2 搅拌机构搅拌机构包括：搅拌器、搅拌轴、轴封、机架、及传动装包括：搅拌器、搅拌轴、轴封、机架、及传动装置。置。P62 图图2-1第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.2 基本结构及主要零部件-搅拌机第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.2 基本结构及主要零部件-搅拌机主要零部件主要零部件（一）搅拌容器（一）搅拌容器立式：立式：不易不易拆洗，严格拆洗，严格控制温控制温度防度防止胶浆自硫止胶浆自硫，常用于，常用于橡橡胶胶的搅拌的搅拌卧式：两个搅拌叶轴转速和转向不同，其卧式：两个搅拌叶轴转速和转向不同，其溶

6、解槽可以倾斜卸料迅速，溶解槽可以倾斜卸料迅速，容易清除积胶容易清除积胶，容积大，容积大，浆叶面积大浆叶面积大搅拌作用强搅拌作用强，制浆，制浆周期短，适用于周期短，适用于稠厚胶浆稠厚胶浆的制备的制备第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.2 基本结构及主要零部件-搅拌机（二）搅拌器与搅拌轴（二）搅拌器与搅拌轴搅拌设备核心部件，需要有足够的强度搅拌设备核心部件，需要有足够的强度（三）挡板（三）挡板为消除容器内液体打转现象，使液体能够上下轴向流动，形为消除容器内液体打转现象，使液体能够上下轴向流动，形成全釜的成全釜的均匀混合均匀混合，加入若干挡板（，加入若干挡板（2-6块），但会使块），但会

7、使搅拌功搅拌功率消耗增加率消耗增加（使功率消耗保持稳定）。（使功率消耗保持稳定）。（四）轴封（四）轴封保证搅拌设备内处于一定的正压或真空状态，防止被搅物料保证搅拌设备内处于一定的正压或真空状态，防止被搅物料溢出或杂质的渗入。包括溢出或杂质的渗入。包括液封、填料密封和机械密封液封、填料密封和机械密封等。等。第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.2 基本结构及主要零部件-混合分散机二二 混合分散机混合分散机1 组成组成 搅拌部分、电动机传动部搅拌部分、电动机传动部分、立柱、托座、液压系统、分、立柱、托座、液压系统、电控系统等。见电控系统等。见P63 图图2-3.2 用途用途 多用于多种不

8、同黏度液体多用于多种不同黏度液体和固体粉状物进行低速搅拌、和固体粉状物进行低速搅拌、高速分散、溶解、混合的高高速分散、溶解、混合的高效设备。用于人造革、墙纸效设备。用于人造革、墙纸工厂中制备高分子乳液、粘工厂中制备高分子乳液、粘合剂等，也用于涂料、颜料、合剂等，也用于涂料、颜料、油墨、造纸行业。油墨、造纸行业。第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.2 基本结构及主要零部件-混合分散机主要零部件主要零部件（一）搅拌容器与搅拌轴（一）搅拌容器与搅拌轴主要工作零件主要工作零件（二）传动装置（二）传动装置（三）立柱（三）立柱第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.2 基本结构及主要零

9、部件-捏合机三、捏合机三、捏合机 Kneader 捏合：就是使多组分非均态的各种组分转变为多项均态的物料。 捏合机的要求 ：尽可能加大各组分的接触面积 实现措施：提高转速和促进物料的翻转运动提高转速和促进物料的翻转运动第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.2 基本结构及主要零部件-捏合机Z形捏合机形捏合机-Sigma浆叶捏合机浆叶捏合机因转子的形状而得名，转子安装在捏合室内，两转子的转速不同，一个连接驱动轴，一个连接速比齿轮。当转子转动时，物料上下翻滚，受到反复的折叠和撕捏，在强烈的剪切作用下得到混合。第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.2 基本结构及主要零部件-捏合机特

10、点特点转速低，n=18-23转/min，开式体系，混合效率低，每次需40-60分钟，挥发分易排出。主要使用于高粘度，糊状和较大功率搅拌的物料的混合：填料混合物，热固性塑料。第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.2 基本结构及主要零部件-捏合机用途：可适用于塑料的干、湿混合结构：两端封闭的半圆筒型槽，槽体附带夹套一根或者两根方向相反的螺带转速：10-30rpm螺带式混合机螺带式混合机第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.2 基本结构及主要零部件-捏合机第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.2 基本结构及主要零部件-捏合机双筒式转鼓混合机双筒式转鼓混合机第二章 混合搅

11、拌设备化学化工学院化学化工学院2.2 基本结构及主要零部件-捏合机双锥式转鼓混合机双锥式转鼓混合机第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.2 基本结构及主要零部件-高速混合机四、高速混合机四、高速混合机结构：结构： 主要由混合室（混合锅）、折流板、叶轮（搅拌浆）、压盖主要由混合室（混合锅）、折流板、叶轮（搅拌浆）、压盖（回转盖）、排料装置、驱动及加热冷却装置组成（回转盖）、排料装置、驱动及加热冷却装置组成混合室： 多层圆形钢制结构。有内层、夹套和隔热层，内层防腐耐磨，夹套层可通蒸汽加热及冷却水。下部有排料口。压盖： 有良好的密封和定位，上方设有进料口和视窗折流板： 悬挂在压盖上，高度可

12、调，端面呈流线形，表面镀硬铬，内部中空可装测温元件来检测料温叶轮： 由电机通过传动装置、驱动轴带动高速旋转，一般位于底部排料装置： 有气缸和卸料门组成，与混合室的排料口相连第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.2 基本结构及主要零部件-高速混合机第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.2 基本结构及主要零部件-高速混合机工作原理叶轮高速旋转，物料借助摩擦力做延叶轮表面侧向切线运动，同时抛向混合室内壁并延壁面上升，到一定高度后依靠重力下落，又回到混合室中心。反复的旋转与上抛使物料快速碰撞摩擦而进行无数次交叉混合，料温上升。折流板的阻止使料流运动变得复杂促使物料在复杂运动下很快等

13、到均匀混合。非常适合于混合热敏型物料。第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.2 基本结构及主要零部件-高速混合机特点：转速高， n1800转/分，混合效率高，每次持续810分钟；不易除去挥发份，摩擦热较多，混合温度不易控制使用注意事项：控制装料率（0.7左右）、转速（叶轮线速度2050m/s）和料温（与加料方式、转速、混合时间有关，控制在100度左右）、功率（200600W/kg）维护：定期润滑轴承和检查压盖与密封经常容易发生的问题有：紧固件松动、叶轮偏位、密封老化、排料口堵塞等加热与蒸汽输送故障会引起升温失灵第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.2 基本结构及主要零部件-

14、高速混合机主要零部件主要零部件（一）混合室（一）混合室呈椭圆形，是由内层、加热冷却夹套、绝热层和外套组成呈椭圆形，是由内层、加热冷却夹套、绝热层和外套组成（二）叶轮（二）叶轮叶轮的结构形式应根据料的性能与混合要求来确定叶轮的结构形式应根据料的性能与混合要求来确定基本要求：混合效率高又不至于过热结焦基本要求：混合效率高又不至于过热结焦形状结构：叶轮旋转方向应呈流线型，轮外缘与混合室形状结构：叶轮旋转方向应呈流线型，轮外缘与混合室内壁间隙要合适承受强烈的冲击和推挤内壁间隙要合适承受强烈的冲击和推挤材料：不锈钢材料：不锈钢（三）折流板（三）折流板第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.2 基本结构及主要零部件-高速混合机第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.3 主要性能参数与工作原理一 主要性能参数1 有效容积被搅拌物料能够一次填充在釜内的最大容积。是反应搅拌设备产量的重要参数。2 叶端线速度决定了搅拌效率，但会促使升温使物料分解3 电机功率第二章 混合搅拌设备化学化工学院化学化工学院2.3 主要性能参数与工作原理二 工作原理1 粒子在小尺寸