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混合機的運動方式和應用

混合機內粒子經隨機的相對運動完成混合,混合機理概括起來有三種運動方式。
 。1)對流混合:固體粒子群在機械轉動的作用下,產生較大的位移時產生的總體混合。
 。2)剪切混合:由于粒子群內部力的作用結果,產生滑動面,破壞粒子群的團聚狀態而進行的局部混合。
 。3)擴散混合:由于粒子的無規則運動,在相鄰粒子間發生相互交換位置而進行的局部混合。
  上述的三種混合方式在實際的操作過程中并不是獨立進行,而是相互聯系的。只不過所表現的程度因混合器的類型、粉體性質、操作條件等不同而存在差異而已。一般來說,在混合開始階段以對流與剪切混合為主導作用,隨后擴散的混合作用增加。必須注意,混合不同粒徑的、自由流動的粉體時常伴隨分離而影響混合程度。
  混合機適用于很多行業領域,各個領域用的混合機不同。
  1、液環混合機
  雖然液環混合機屬于粗真空混合機,但在我國的石油、化工、電力、輕紡、造紙、醫藥等領域仍然有著很大的市場。在國外,液環混合機的銷售額占全部真空混合機市場的14%,僅次于干混合機,所以Nash、Seimems和Kinney等公司都在我國投資建廠或建立銷售網絡,不斷擴大在我國的市場份額。由于液環混合機大部分是鑄件,加工要求也不高,屬勞動密集型產品,所以國產液環混合機在價格上有競爭優勢,關鍵是要改進設計,縮小體積,減輕重量,提高效率,降低能耗。
  2、滑閥混合機
  由于滑閥混合機比較耐用、可靠,國內外各種真空爐、鍍膜機以及干燥、浸漬等設備都是用滑閥混合機作為前級混合機,但是滑閥混合機鑄件重,加工工作量較大,所以國外各真空廠都在中國尋找合作伙伴。為了使國產滑閥混合機能夠進入國際市場,必須進一步降低混合機的振動噪聲,杜絕噴油和漏油,提高滑閥混合機長期運行的可靠性。
  3、直聯旋片混合機
  隨著真空技術在各個應用領域的不斷擴大,直聯旋片混合機的需求量越來越大。由于這種混合機數量很多,加工裝配工作量很大,價格又很低,所以有的國外真空廠商在中國建立專業廠。國產中小型直聯旋片混合機在技術上已經過關,價格又遠比國外的混合機便宜,所以國產混合機仍然有競爭優勢,關鍵是要解決軸封漏油以及旋片材料和真空混合機油的性能質量問題,確保直聯混合機在高速、高溫下性能穩定和運行可靠,同時還要進一步提高國產直聯旋片混合機抽除水蒸氣的能力。
  4、羅茨混合機
  從國外羅茨混合機生產情況來看,他們各家羅茨混合機的銷售額占全球羅茨混合機銷售額的比例都沒超過5%,這5家總計才20%,羅茨混合機產量不大,但國外羅茨混合機的價格遠比國產混合機要高得多。目前,國內外幾乎所有大型或小型的高真空和中真空系統,為了縮短抽氣時間、提高生產效率都配有羅茨混合機,所以國產羅茨混合機一定要在占領國內市場基礎上設法進入國際市場,這樣就必須進一步降低國產羅茨混合機的振動噪聲,徹底解決軸封漏油問題,改進混合機的外觀質量,提高混合機內的光潔度和清潔度。另外,還要考慮到有些國家和地區的電源頻率為60Hz,更要確保羅茨混合機在提高轉速的情況下長期運行的可靠性。
  目前,國內氣冷式直排大氣羅茨混合機進展很快,技術上已經成熟。由于這種混合機在排氣口的下面裝有氣體冷卻器,其中一部分被冷卻的氣體通過管道返回混合機腔以冷卻轉子,從而使壓縮熱得平衡,所以這種混合機可以直排大氣。為了滿足不同極限真空度的要求,這種混合機可以串聯使用,一般前面加一臺氣冷式直排大氣羅茨混合機,所達到的極限真空要比前級混合機高一個數量級。這種混合機由于在混合機腔內沒有工作介質,實際上也是屬于干混合機。目前,這種氣冷式直排大氣羅茨混合機及機組已經在石油、化工、塑料、農藥、汽輪機轉子動平衡。
  5、分子混合機
  分子混合機在國外半導體領域里的許多工藝場合是用來代替低溫混合機,尤其是濺射、刻蝕和LCVD等裝置都彩 復合分子混合機和牽引混合機作為主混合機。
  由于分子混合機對水蒸氣的抽速僅為同口徑低溫混合機抽速的四分之一,所以分子混合機的排氣時間比低溫混合機長。為了提高抽速,國外在分子混合機的入口側裝一個-130℃~-150℃的低溫冷板,稱之為低溫分子混合機,水蒸汽被低溫板捕獲,其他氣體則由分子混合機抽走。這種低溫分子混合機在真空鍍膜裝置上應用,既提高了生產效率又改善了膜層質量。隨著我國半導體工業、薄膜產業和科學研究事業迅速發展,分子混合機應該是我國真空混合機制造業發展的重點。首先,分子混合機要從小到大建立完整系列,并研究開發各種復合分子混合機、牽引混合機和低溫分子混合機,以滿足不同場合的需要。
  6、干混合機
  國外干混合機市場的不斷增長,其主要驅動來自于半導體行業、化學工業、薄膜產業的迅速發展。在日本,半導體行業已全部用干式真空混合機代替油封式機械混合機,歐美半導體行業45%以上用干式真空混合機代替了油封式機械混合機,大大提高了產品的性能和質量。為了滿足不同應用領域和不同工況的要求,國外有多級羅茨真空混合機、多級爪式真空混合機、螺桿式真空混合機、渦旋式真空混合機、往復式活塞真空混合機以及渦輪式無油真空混合機等。極限壓力從10Pa~10-2Pa,抽速從20m3/h~500m3/h。據統計,目前國產干混合機的應用還不足1%,國內半導體工業用的干混合機全部從國外進口,其價格十分昂貴。所以,我國應大力研究開發干混合機,使干混合機成為我國真空工業新的經濟增長點。
 
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