搅拌分散机的核心原理

发布时间:2025-09-05 15:15

  搅拌分散机其核心工作原理是利用高速旋转的分散盘产生强烈的剪切力、冲击力和湍流,破坏颗粒间的团聚力,实现物料的高效混合、润湿和细化。具体如下:
  一、三大力学作用
  搅拌分散机的工作过程主要依赖于以下三种物理作用:
  1.剪切力:
  这是最主要的作用力。高速旋转的分散盘边缘与周围的液体物料之间产生巨大的速度差,形成强烈的速度梯度。这种速度差在液体内部产生强大的剪切应力,就像一把“无形的剪刀”,能够将附着在颗粒表面的液膜撕开,并将大颗粒团聚体(絮凝体)撕裂、打碎成更小的单元。分散盘的锯齿状边缘设计能显著增强这种剪切效果。
  2.冲击力:
  分散盘在高速旋转时,其边缘的线速度非常高。物料被分散盘直接撞击,大颗粒团聚体在强大的机械冲击下破碎。这种作用对于初始混合和打破硬团聚非常有效。
  3.湍流与循环:
  分散盘的旋转不仅产生径向力,还会带动整个物料在容器内形成强烈的涡流和循环流动。这种湍流确保了新加入的物料能迅速被卷入高速剪切区,同时将已分散的物料带离剪切区,促进整体混合的均匀性,避免局部过热或过度分散。合理的搅拌容器形状(如圆筒形)和分散盘的浸入深度有助于形成高效的循环。
  二、工作过程详解
  一个典型的分散过程通常包括以下几个阶段:
  1.预混合(润湿阶段):
  将液体介质(基料)加入分散缸。启动分散机,以中低速运转,然后缓慢加入固体粉末。分散盘的旋转使液体形成漩涡,粉末在离心力作用下被卷入液体中,初步润湿,避免形成“鱼眼”或干粉团。
  2.高速分散(细化阶段):
  当所有粉末基本润湿后,逐步提高分散盘的转速至工艺要求的高速。此时,剪切力、冲击力和湍流达到最强,对物料进行强力的破碎和分散,将颗粒团聚体彻底打散,达到所需的细度。
  3.均质与稳定(完成阶段):
  继续搅拌一段时间,确保所有颗粒充分分散,体系均匀稳定。对于某些要求极高的应用,可能需要配合研磨设备(如砂磨机)进行后续处理。
  三、关键部件与设计
  1.分散盘(锯齿盘):
  这是核心工作部件,通常为圆盘状,边缘带有锯齿或凹槽。常见的类型有平盘锯齿式、碟形锯齿式、涡轮式等。锯齿的设计直接影响剪切效率和物料循环。
  2.搅拌轴:
  连接电机和分散盘,传递扭矩。要求具有足够的强度和刚性,避免高速运转时振动或弯曲。
  3.调速系统:
  通常采用变频器控制电机转速,实现无级调速。不同物料、不同阶段需要不同的转速,灵活调速是保证分散效果的关键。
  4.升降机构:
  用于调节分散盘在物料中的浸入深度。正确的浸入深度(通常为分散盘直径的0.5-0.8倍)对形成有效漩涡和避免空气卷入至关重要。
  5.分散缸(容器):
  盛放物料的容器,通常为圆筒形,底部为平底或圆底。合理的长径比有助于物料循环。
  总结
  搅拌分散机是一种广泛应用于化工、涂料、油墨、化妆品、制药、食品等行业的关键设备,主要用于将固体颗粒(如颜料、填料)均匀地分散到液体介质(如树脂、溶剂、水)中,形成稳定、细腻的悬浮液或浆料。它通过高速旋转的分散盘,利用剪切、冲击和湍流三大作用力,将固体颗粒均匀、稳定地分散于液体中。尽管在超细分散方面存在局限,但它作为预分散和中等细度要求的首选设备,在工业生产中具有不可替代的地位。

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