How to Select a High Viscosity Mixer: Impeller Types, Torque, and Design

Egy 5000 literes lítium-akkumulátoros anódszuszpenziót tartó reaktor elé állva nyilvánvalóvá válik a probléma: forog a járókerék, alig mozdul a felület, és a tengely körül csak egy kis zóna látszik jól kevertnek. Ez a barlangi effektus, és ez az oka annak, hogy a hagyományos alacsony viszkozitású keverők meghibásodnak, amint a termék eléri a néhány ezer centipoise-t. A gyakorlati következtetés egyszerűbb, mint a mögötte lévő folyadékmechanika – a A nagy viszkozitású keverőt a járókerék geometriája, a csökkentett nyomaték és a falközeli hézag határozza meg, nem csak a motor mérete .

Mitől más a nagy viszkozitású keverés?

A lamináris áramlás megváltoztatja a szabályokat

A víz viszkozitása körülbelül 1 cP. A méz közel 10 000 cP. A kenhető bevonat elérheti a 100 000 cP-t vagy még többet is. Amint a termék meghaladja az 5000 cP-t, a turbulens áramlás lényegében eltűnik. A folyadék sima, párhuzamos rétegekben mozog, és a keveredés nyírással és ömlesztett keringtetéssel történik örvények helyett. Ez az oka annak, hogy egy nagy viszkozitású keverő nem lehet egyszerűen egy vízkeverő nagyobb változata – kezdettől fogva lamináris körülményekre kell tervezni .

A barlang effektus és a holt zónák

A sűrű folyadékot tartalmazó tartályban a forgó járókerék viszonylag jól kevert "barlangot" hoz létre maga körül, miközben a termék többi része lassan forog, vagy szinte mozdulatlan marad. Az eredmény holt zónák a tartály falánál, a járókerék alatt és a felszín közelében. A szokásos ellenintézkedés a járókerék átmérőjének a tartály átmérőjéhez viszonyított növelése (D/T arány), és törlőelemek hozzáadása, amelyek folyamatosan kaparják az edény falát, és visszavezetik a terméket a keverési zónába.

A megfelelő járókerék kiválasztása sűrű folyadékokhoz

Nincs egyetlen "legjobb" nagy viszkozitású keverő járókerék. A helyes választás attól függ, hogy milyen vastag a termék, szükség van-e hőátadásra, ragad-e a termék a falhoz, és milyen gyakran váltja a tételeket. Az alábbi táblázat összefoglalja az iparban leggyakrabban használt mintákat.

Horgony- és keretkeverők

A horgony járókerekek követik az edény belső kontúrját, így tartják a terméket a fal mentén, és elősegítik a hőátadást a köpenyen keresztül. Ha a termék ragacsos vagy hajlamos rásülni a falra, a vázas keverőgép kaparókésekkel nagy viszkozitású termékekhez a megbízhatóbb megoldás, mivel a kaparók folyamatosan leválják az anyagot a felületről. Ezek a kialakítások a 10 000 és 100 000 cP közötti tartományba eső reaktorokhoz, tárolótartályokhoz és bevonó vízforralókhoz illeszkednek.

KSG váz típusú keverőlapát kaparóval nagy viszkozitású gyártóknak, OE A Jiangsu Top Intelligent Technology Co., Ltd. a ChinaKSG váz típusú keverőlapát kaparóval a nagy viszkozitású gyártók és... Termék megtekintése →

Helikális szalagos járókerekek

Amikor a tétel vastagabb lesz körülbelül 50 000 cP-nél, egyetlen horgony vagy keret gyakran nem tud elegendő felülről lefelé irányuló forgalmat generálni. Egy spirális szalag a teljes tömeget a tengely mentén felfelé, a falnál pedig lefelé kényszeríti, így biztosítva azt a keringést, amely a horgonytervekből hiányzik. Ez teszi a spirál-szalag kombinált keverőlapát nagy viszkozitású keverőkhöz általános választás polimer oldatokhoz, tömítőanyagokhoz, akkumulátor iszapokhoz és nehéz pasztákhoz 1 000 000 cP-ig.

ZLG spirálszalagos kombinált keverőlapát, nagy viszkozitású keverőgép gyártók A Jiangsu Top Intelligent Technology Co., Ltd. a kínai ZLG spirálszalagos kombinált keverőlapát, nagy viszkozitású keverőgép gyártója és ... Termék megtekintése →

Bolygómixerek: Amikor a tétel tovább megy

Több százezer centipoise felett, vagy ha a termék nagy mennyiségű száraz port tartalmaz, a bolygókeverők praktikussá válnak. A járókerekeik a saját tengelyükön forognak, miközben a tartály körül keringenek, holt zónák nélkül elsöprik a teljes hajótérfogatot. A kompromisszum a mechanikai bonyolultság és a költség, ezért ezeket csak akkor érdemes választani, ha az egyszerűbb geometriák nem bizonyultak elegendőnek.

Geometria, szerelés és alkalmazási illeszkedés

Felső belépő vs. alsó belépő vs. oldalsó bejárat

A szerelési konfigurációt gyakran maga a tartály határozza meg. A felső bejáratú keverők a legelterjedtebbek a reaktorokban és nyomástartó edényekben, mivel a tengely egyenesen átmegy az aknanyíláson vagy egy erre a célra szolgáló fúvókán. Ha a termék rendkívül viszkózus, a magas viszkozitású keretes felső bemenetes keverő a hajtást a folyadék felett tartja, és lehetővé teszi a járókerék átmérőjének az érfalhoz közeli méretezését. Az alsó és oldalsó bemenetes keverők kompaktabbak, de tömítési és karbantartási nehézségeket okoznak, különösen a koptató iszap vagy a leülepedő termékek esetében.

TOPA002 magas viszkozitású keret felső bejáratú keverőgyártók, OEM beszállítók - Jian A Jiangsu Top Intelligent Technology Co., Ltd. a kínai TOPA002 nagy viszkozitású keret felső bemeneti keverőgyártói és beszállítói, OEM ... Termék megtekintése →

A járókerék átmérője és a tartály átmérője közötti arány lesz a leglátványosabb tervezési különbség az alacsony viszkozitású és a nagy viszkozitású berendezések között. Egy szabványos turbinás járókerék a tartály átmérőjének csak körülbelül egyharmadát használja fel; egy nagy viszkozitású járókeréknek több mint kilenctizedét le kell fednie.

Valós folyamat példák

A vegyiparban a keret- és szalagkeverők gyantaforralókat, ragasztókat és pasztákat kezelnek, ahol a termék minősége az egyenletes hőmérséklettől és a holt zónák hiányától függ. A vegyipari projekt referenciák Ezen az oldalon bemutatjuk, hogyan alkalmazkodik ugyanaz a vázgeometria a különböző reaktorméretekhez és tömítési követelményekhez. A lítiumelemes gyártás során az anód- és katódszuszpenzió jellemzően nem newtoni, azaz viszkozitásuk a nyírási sebességgel változik; a lítium akkumulátor ipari projekt referenciák szemlélteti, hogy a CFD elemzés és az anyagválasztás miért fontosabb, mint egy egyszerű cP minősítés. A bevonatoknál az általános igény egy nagy viszkozitású keverőre vonatkozik, amely képes a pigmentet a gyantába diszpergálni a tétel levegőztetése nélkül.

Teljesítmény, nyomaték és gyakori specifikációs hibák

Gondoljon először a nyomatékra

Az egyetlen leggyakoribb hiba az, hogy a nagy viszkozitású keverőt kizárólag a motorteljesítmény alapján határozzák meg. A viszkózus keverésnél a forgatónyomaték az, ami működik. A nagy sebességű tengelyre csatlakoztatott 30 kW-os motor nagyon kis nyomatékot ad le; ugyanaz a motor a sebességváltó mögött, amely 30 ford./perc fordulatszámot produkál, könnyedén elfordít egy nagy horgonyt. A névleges nyomatékot mindig a kimenő tengelyen ellenőrizze, ne a motor adattábláján . A redukciós hajtásláncok emiatt nem alkuképesek, és a redukciós áttételt a maximálisan elvárt viszkozitáshoz kell igazítani.

Öt specifikációs hiba, amelyek pénzbe kerülnek

1. A járókerék mérete túl kicsi hogy átférjen egy meglévő aknán. A keverő ezután órákig működik anélkül, hogy a külső anyagot elmozdítaná.
2. A falközeli távolság figyelmen kívül hagyása . Kaparó vagy horgonyfedés nélkül a kabát közelében lévő termék túlmelegszik vagy kéreg képződik.
3. Csak a viszkozitás megadása cP-ben miközben figyelmen kívül hagyja a folyási feszültséget és a nyírási elvékonyodást. Egy paszta nyugalmi állapotban 20 000 cP-nek tűnhet, de úgy viselkedik, mint 200 000 cP kaparóterhelés alatt.
4. A mechanikus tömítésről megfeledkezve . A viszkózus termékek radiális terhelést hoznak létre, amely oldalra tolja a tengelyt; a szabványos patrontömítések nem mindig elegendőek.
5. Nincs lehetőség tesztelésre . A CFD és a pilot próbaverzió a legolcsóbb biztosítás egy teljes körű keverővel szemben, amely nem tudja elérni a kívánt homogenitást.

A nem-newtoni viselkedés megváltoztatja a számítást

A legtöbb nagy viszkozitású ipari termék – bevonatok, ragasztók, paszták, akkumulátor-szuszpenziók – nem newtoni. Látható viszkozitásuk a járókerék fordulatszámának változásával csökken vagy emelkedik. Ez az oka annak, hogy a viszkozitás és a nyírási sebesség görbéje értékesebb, mint egyetlen cP-szám. Amikor a gyártó termékmintát kér, és reológiai vizsgálatot végez, ezt inkább a szakmai gyakorlat jelének tekintse, mintsem a szükségtelen késleltetésnek.

Mit kell megadni vásárlás előtt

A rövid specifikációs lista

Árajánlatkérés előtt készítsen egyértelmű nyilatkozatot a következőkről: folyadékösszetétel, viszkozitási tartomány üzemi hőmérsékleten, sűrűség, szükséges tételméret, tartály méretei, rendelkezésre álló fúvókaméret, üzemi nyomás és hőmérséklet, az edény burkolata, valamint hogy a termék koptató, korrozív vagy élelmiszer-minőségű. Azt is adja meg, hogy a keverőnek folyamatosan vagy szakaszosan kell-e működnie, és hogy szükséges-e a CIP (helyi tisztítás).

Használjon CFD-t az aláírás előtt

A számítási folyadékdinamikai elemzés a nagy viszkozitású keverők tervezésének szokásos részévé vált. A CFD modell képes feltárni a holt zónákat, megbecsülni a teljesítményfelvételt különböző sebességeknél, és összehasonlítani két járókerék geometriát anélkül, hogy egyiket sem építené. Sok berendezés beszállítója, köztük a webhely mögött álló mérnökök is közzéteszik saját magukat CFD folyadékdinamikai elemzési technológia a tervezési szolgáltatás részeként. Ha egy szállító nem tudja megmutatni az áramlási mintákat vagy a nyomaték-előrejelzéseket az adott termékhez, kezelje ezt figyelmeztető jelként.

Karbantartási hozzáférési terv

A nagy viszkozitású keverők nehezek, és tömítéseik nagyobb kopásnak vannak kitéve, mint alacsony viszkozitású társaik. Ellenőrizze, hogy a mechanikus tömítés javítható-e a teljes hajtáslánc felemelése nélkül, a kaparókések cserélhetők-e, és hogy a sebességváltó megfelelő olajhűtéssel rendelkezik-e a folyamatos üzemhez. Ezek a részletek határozzák meg, hogy a rutin tömítéscsere négy órát vagy két napot vesz igénybe.

Gyakran ismételt kérdések a nagy viszkozitású keverőkkel kapcsolatban