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

Stanite ispred reaktora od 5000 litara koji drži kašu anode litijeve baterije i problem postaje očit: impeler se okreće, površina se jedva pomiče, a samo mala zona oko osovine izgleda dobro izmiješana. To je efekt kaverne i to je razlog zašto obične mješalice niske viskoznosti zakažu čim proizvod prijeđe nekoliko tisuća centipoisa. Praktični zaključak je jednostavniji od mehanike fluida iza njega - a mješalica visoke viskoznosti odabire se prema geometriji impelera, momentu smanjenog zupčanika i razmaku od zida, a ne samo prema veličini motora .

Što čini miješanje visoke viskoznosti drugačijim

Laminarni tok mijenja pravila

Voda ima viskoznost od oko 1 cP. Med sjedi blizu 10 000 cP. Premaz koji se može razmazati može doseći 100 000 cP ili više. Nakon što produkt prijeđe otprilike 5000 cP, turbulentno strujanje u biti nestaje. Tekućina se kreće u glatkim, paralelnim slojevima, a miješanje se događa smicanjem i masovnim kruženjem umjesto vrtlozima. Zbog toga mješalica visoke viskoznosti ne može jednostavno biti veća verzija mješalice za vodu — mora biti dizajniran za laminarne uvjete od samog početka .

Efekt pećine i mrtve zone

U spremniku guste tekućine, rotirajuće impeler stvara oko sebe relativno dobro izmiješanu "špilju", dok se ostatak proizvoda okreće sporo ili ostaje gotovo nepomičan. Rezultat su mrtve zone na stijenci spremnika, ispod impelera i blizu površine. Standardna protumjera je povećanje promjera impelera u odnosu na promjer spremnika (omjer D/T) i dodavanje elemenata za brisanje koji kontinuirano stružu stijenku posude i vraćaju proizvod u zonu miješanja.

Odabir pravog rotora za guste tekućine

Ne postoji jedan "najbolji" rotor miješalice visoke viskoznosti. Ispravan izbor ovisi o tome koliko je proizvod debeo, trebate li prijenos topline, lijepi li se proizvod na zid i koliko često mijenjate serije. Donja tablica sažima najčešće dizajne koji se koriste u industriji.

Mješalice za sidro i okvir

Sidreni rotori prate unutarnju konturu posude, tako da održavaju kretanje proizvoda duž stijenke i potiču prijenos topline kroz plašt. Kada je proizvod ljepljiv ili ima tendenciju da se zapeče na zidu, a okvirna mješalica s oštricama za struganje za proizvode visoke viskoznosti je pouzdanija opcija jer strugači neprestano ljušte materijal s površine. Ovi dizajni odgovaraju reaktorima, spremnicima za skladištenje i kotlićima za oblaganje u rasponu od 10.000 do 100.000 cP.

KSG lopatica za miješanje okvira sa strugačem za proizvođače visoke viskoznosti, OE Jiangsu Top Intelligent Technology Co., Ltd je kineska KSG lopatica za miješanje sa strugačem za visoku viskoznost, proizvođači i sup... Pogledajte proizvod →

Spiralna vrpčasta impelera

Kada serija postane deblja od oko 50 000 cP, jedno sidro ili okvir često ne može generirati dovoljno prometa od vrha do dna. Spiralna vrpca tjera cijelu masu prema gore duž osovine i prema dolje na zidu, dajući cirkulaciju koja nedostaje dizajnu sidra. Ovo čini spiralna vrpca kombinirana lopatica za miješanje visoke viskoznosti uobičajeni izbor za polimerne otopine, brtvila, kaše za baterije i teške paste do 1.000.000 cP.

ZLG spiralna vrpca kombinirana lopatica za miješanje Proizvođači miješalica visoke viskoznosti Jiangsu Top Intelligent Technology Co., Ltd je ChinaZLG spiralna vrpca kombiniranih lopatica za miješanje visoke viskoznosti proizvođača i ... Pogledajte proizvod →

Planetarni mikseri: Kad serija ide dalje

Iznad nekoliko stotina tisuća centipoisa, ili kada proizvod sadrži velike količine suhog praha, planetarni mikseri postaju praktični. Njihovi impeleri se okreću oko vlastite osi dok kruže oko spremnika, čisteći cijeli volumen posude bez mrtvih zona. Kompromis je mehanička složenost i cijena, zbog čega ih treba odabrati samo kada se jednostavnije geometrije pokažu nedovoljnima.

Geometrija, montaža i prilagodba

Gornji ulaz naspram donjeg ulaza naspram bočnog ulaza

O konfiguraciji montaže često odlučuje sam spremnik. Mješalice s gornjim ulazom najčešće su za reaktore i tlačne posude jer osovina prolazi ravno kroz šaht ili namjensku mlaznicu. Kada je proizvod izrazito viskozan, a mješalica s okvirom visoke viskoznosti s gornjim ulazom održava pogon iznad tekućine i omogućuje dimenzioniranje promjera impelera blizu stijenke posude. Mikseri s donjim i bočnim ulazom su kompaktniji, ali stvaraju probleme pri brtvljenju i održavanju, posebno s abrazivnim muljem ili proizvodima koji se talože.

TOPA002 Visoko viskozni okvir miješalice s gornjim ulazom Proizvođači, OEM dobavljači - Jian Jiangsu Top Intelligent Technology Co., Ltd je ChinaTOPA002 proizvođači i dobavljači miksera visoke viskoznosti okvira s gornjim ulazom, koji pružaju OEM ... Pogledajte proizvod →

Omjer između promjera impelera i promjera spremnika postaje najvidljivija razlika u dizajnu između instalacija niske i visoke viskoznosti. Standardni rotor turbine koristi samo oko jedne trećine promjera spremnika; impeler visoke viskoznosti trebao bi pokrivati ​​više od devet desetina.

Primjeri stvarnih procesa

U kemijskoj industriji, miješalice s okvirom i vrpcom rukuju kotlićima za smolu, ljepilima i pastama gdje kvaliteta proizvoda ovisi o ravnomjernoj temperaturi i odsutnosti mrtvih zona. The reference projekata kemijske industrije na ovoj stranici pokazuju kako se ista geometrija okvira prilagođava različitim veličinama reaktora i zahtjevima za brtvljenje. U proizvodnji litijevih baterija, kaše anoda i katoda su obično ne-Newtonove, što znači da se njihova viskoznost mijenja s brzinom smicanja; the reference projekata industrije litijskih baterija ilustriraju zašto je CFD analiza i odabir materijala važniji od jednostavne cP ocjene. Kod premaza, uobičajena je potražnja za miješalicom visoke viskoznosti koja može raspršiti pigment u smolu bez prozračivanja šarže.

Snaga, zakretni moment i uobičajene pogreške u specifikacijama

Prvo razmislite o momentu

Jedina najčešća pogreška je određivanje miješalice visoke viskoznosti samo prema snazi motora. U viskoznom miješanju, moment je ono što radi. Motor od 30 kW spojen na osovinu velike brzine daje vrlo mali okretni moment; isti motor iza mjenjača koji proizvodi 30 okretaja u minuti može s lakoćom okrenuti veliko sidro. Uvijek provjerite nazivni zakretni moment na izlaznom vratilu, a ne na pločici motora . O pogonskim sklopovima sa smanjenim zupčanicima iz tog razloga nema pregovaranja, a omjer redukcije mora biti usklađen s maksimalnom očekivanom viskoznošću.

Pet grešaka u specifikacijama koje koštaju novac

1. Dimenzioniranje impelera je premalo uklopiti kroz postojeći šaht. Mikser tada radi satima bez pomicanja vanjskog materijala.
2. Ignoriranje udaljenosti od zida . Bez pokrivenosti strugačem ili sidrom, proizvod u blizini jakne se pregrijava ili stvara koru.
3. Određivanje samo viskoznosti u cP ignorirajući napon tečenja i ponašanje stanjivanja smicanjem. Pasta može izgledati kao 20 000 cP u mirovanju, ali se ponašati kao 200 000 cP pod opterećenjem strugačem.
4. Zaboravljamo na mehaničku brtvu . Viskozni proizvodi stvaraju radijalna opterećenja koja guraju osovinu bočno; standardne patronske brtve nisu uvijek dovoljne.
5. Nema mogućnosti testiranja . CFD i pilot pokusi najjeftinije su osiguranje od miješalice punog opsega koja ne može postići traženu homogenost.

Ne-Newtonovsko ponašanje mijenja izračun

Većina industrijskih proizvoda visoke viskoznosti - premazi, ljepila, paste, kaše za baterije - nisu Newtonovi. Njihova prividna viskoznost pada ili raste s promjenom brzine rotora. Zbog toga je krivulja viskoznosti u odnosu na brzinu smicanja vrednija od jednog cP broja. Kada proizvođač zatraži uzorak proizvoda i provede reološki test, smatrajte to znakom profesionalne prakse, a ne nepotrebnim kašnjenjem.

Što navesti prije kupnje

Kratki popis specifikacija

Prije nego što zatražite ponudu, pripremite jasnu izjavu o sljedećem: sastavu tekućine, rasponu viskoznosti na radnoj temperaturi, gustoći, potrebnoj veličini šarže, dimenzijama spremnika, dostupnoj veličini mlaznice, radnom tlaku i temperaturi, ima li posuda omotač i je li proizvod abrazivan, korozivan ili pogodan za hranu. Također navedite mora li mješalica raditi kontinuirano ili s prekidima i je li potreban CIP (čišćenje na mjestu).

Koristite CFD prije nego što potpišete

Računalna analiza dinamike fluida postala je standardni dio dizajna visoko viskoznih mješalica. CFD model može otkriti mrtve zone, procijeniti povlačenje snage pri različitim brzinama i usporediti dvije geometrije impelera bez izgradnje bilo koje. Mnogi dobavljači opreme, uključujući inženjere koji stoje iza ove stranice, objavljuju svoje CFD tehnologija analize dinamike fluida u sklopu usluge projektiranja. Ako dobavljač ne može prikazati uzorke protoka ili predviđanja zakretnog momenta za vaš određeni proizvod, smatrajte to znakom upozorenja.

Plan za pristup održavanju

Mješalice s visokom viskoznošću su teške, a njihove brtve su izložene većem trošenju nego njihove mješalice niske viskoznosti. Provjerite može li se mehanička brtva servisirati bez podizanja cijelog pogonskog sklopa, jesu li oštrice strugača zamjenjive i ima li mjenjač odgovarajuće hlađenje uljem za kontinuirani rad. Ovi detalji određuju hoće li rutinska promjena plombe trajati četiri sata ili dva dana.

Često postavljana pitanja o mješalicama visoke viskoznosti