混合机械
混合机械是通过机械力、重力或其他外力，将两种或多种物料高效混合均匀的设备，广泛应用于工业生产和日常生活的多个领域。
简介混合机械能够将多种原料配制成均匀的混合物，例如将水泥、砂子、碎石和水混合制成混凝土湿料；同时，它还能增大物料的接触面积，以加速化学反应；混合机械可促进物理变化，如将颗粒状溶质加入溶剂中，通过混合作用快速溶解并均匀分散。
用途混合机械在工业及日常生活中应用广泛，主要功能包括：①将多种物料配制成均匀混合物，如混凝土的制备；②增大接触面积以促进化学反应，例如在气液相催化反应中，使催化剂均匀悬浮或气体分散；③加速物理变化，如溶解过程。常见混合机械分为气体与低粘度液体混合器、中高粘度液体与膏状物混合设备、热塑性物料混合机，以及粉状与粒状固体物料混合机械四大类。
混合机理混合过程要求所有物料分布均匀。混合程度可分为理想混合、随机混合和完全分离三种状态（图1）。物料在混合机械中的混合效果受比例、物理特性、设备类型和操作时间等因素影响。液体混合主要依靠机械搅拌、气流或射流实现搅动，形成循环液流，产生主体对流扩散。高速搅动引发剪切作用，生成局部漩涡，导致涡流扩散。机械搅拌器、器壁及固定构件均能产生剪切，促进扩散。若液体粘度低，短时间搅拌即可达到随机混合；高粘度液体则需要更长时间。
对于密度和成分不同且互不相溶的液体，搅拌通过剪切和湍动将高密度液体破碎成小液滴，并分散到主体液体中。搅拌速度必须超过液滴的沉降速度。
少量不溶粉状固体与液体的混合机理类似于不相溶液体，但搅拌不能改变固体粒度。如果固体颗粒沉降速度超过液体流动速度，无法形成均匀悬浮液。
膏状物混合通过反复分割、压辗和挤压等强剪切作用，再经合并和捏合达到所需混合程度，通常仅能实现随机混合。粉状固体与少量液体混合后形成膏状物，混合机理相同。
热塑性物料及与少量粉状固体的混合依赖强剪切作用，通过揉搓和捏合达到随机混合。
流动性好的颗粒状固体主要依靠容器回转或运动部件推动，通过翻动和掺和实现混合。气流也可产生对流或湍流，但混合速度较慢，程度一般为随机混合。
流动性差、易粘附的颗粒或粉状固体需采用带机械翻动和压辗动作的混合机械。
低粘度液体混合器这类设备结构简单，无转动部件，维护简便，能耗低。分为气流搅拌、管道混合、射流混合和强制循环混合四种类型。
气流搅拌混合器容器内装有鼓泡器或混合管（图2）。鼓泡器通过气泡上升产生湍动；混合管通过气液混合减小密度，引发液体循环。适用于低粘度液体混合，优点是可处理腐蚀性或有毒物料，缺点是搅拌强度较低。
管道混合器由管道与喷嘴、涡流室、多孔板或异形板组成（图3）。混合方式包括：①喷嘴式：高速流体带入低速流体，汇流后混合；②涡流式：流体经涡流室混合；③多孔板或异形板式：通过混合元件促进混合。适用于气体或低粘度液体，如家用煤气灶的混合燃烧。
射流混合器由容器、射流元件和循环泵组成（图4）。高速射流穿透低速液体，产生高剪切力和旋涡，卷吸周围液体实现混合。
强制循环混合器由容器和循环泵组成（图5）。泵强制物料循环，产生湍流混合。为增强效果，出口可能装有喷淋头或混合管等元件。
膏状物混合机械这类设备以强剪切作用为特点。
机械搅拌混合器由搅拌桨和容器组成（图6）。搅拌桨旋转产生高速流动，引发对流和涡流扩散。根据物料特性（粘度、密度和物相等）选择搅拌桨，可达到随机或更好混合。常用于化工反应和油品处理。
静态混合器由管子和内部混合元件组成（图7）。元件如螺旋片或混合头，结构紧凑，无传动部件，停留时间短，效率高，易于维护。主要用于高粘度液体混合和气液反应器。兼有混合功能的粉磨机械常用于染料、涂料、油墨和药物生产，如球磨机、砂磨机和胶体磨。
辊式混合机由加料斗、集料斗、辊子和刮刀组成（图8）。辊子旋转通过摩擦实现挤压和研磨混合。辊子有单、双、三和多辊类型，常用双辊和三辊式。空心辊可通入加热或冷却介质。广泛应用于塑料、油漆、颜料、油墨和橡胶行业。
双臂捏合机由W形槽和两把搅拌刀组成（图9）。不同转速的搅拌刀产生强剪切，通过捏合实现混合。Z形刀最常用，槽体可旋转90°卸料。常用于糕点、塑料和铅笔芯原料混合。
螺带式混合机由U形槽和螺带组成（图10）。螺带有单、双或三条，螺距和直径多样，左右旋向推动物料不同方向，造成紊乱运动。用于糕点、牙膏、药膏和水泥砂浆混合。
混合－挤出机由圆筒容器和螺杆组成（图11）。螺杆可根据工艺需求组合元件，实现加料、输送、挤压、捏合和混合。混合后物料经模具挤出成形状，如塑料板或管材。
热塑性物料混合机用于橡胶、塑料与添加剂混合。设备包括密闭式炼胶（塑）机和双辊式炼胶机等（见橡胶机械）。
固体物料混合机械多为间歇操作，包括兼有混合和研磨功能的设备，如轮辗机。
立式螺杆混合机由容器、立式螺杆和混合管组成（图12）。螺杆旋转输送物料至混合管，向上推动时翻动混合。适用于流动性好的粉状和粒状固体，但清扫不便。
行星运动式螺杆混合机由圆锥容器和螺杆组成（图13）。螺杆自转并公转，翻动物料混合。适用于较好流动性物料，但清扫困难。桨叶式混合机由卧式圆筒和带叶桨的旋转轴组成，通过搅拌混合，用于玻璃、造纸和树脂原料制备。
回转圆筒式混合机由卧式圆筒、导向板和挡板组成（图14）。圆筒回转时物料翻滚混合。适用于干粉状、粒状物料如药物，或湿料如混凝土原料。
多面体混合器由多面体容器（如正方体、双锥体）和导向板组成（图15）。容器旋转时物料翻滚混合。多用于干粉状、粒状物如药粉。
V型混合器由两节圆筒焊接的容器和混合元件组成（图16），有单V和多V型。容器旋转时物料在顶角处分割和合并，实现混合。
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