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1.簡介

高速分散攪拌機由機體、分散攪拌軸、分散盤或分散槳、分散缸、傳動系統等組成.圖7-1是其示意圖。機體通常是固定的。分散攪拌軸有固定的和可升降的,還有單軸和雙軸之分。小型高速分散攪拌機一般采用單軸,也有雙軸的,而中型和大型高速分散攪拌機往往采用雙軸。典型的分散盤如圖7-2所示。在國內,分散盤大都是鋼制的,但在國外,以工程塑料制作的盤正在逐漸多起來。分散缸是由不銹鋼制成的圓筒形容器,底部應為碟形或圓弧形,以防形成死角。分散缸分固定式和移動式兩種。移動式用于小型高速分散攪拌機,有人稱其為拉缸。固定式用于中型和大型高速分散攪拌機,其容積有10m3或更大的。傳動系統分單速、雙速和無級變速。單速只能作高速分散或攪拌單一用途,雙速既可以作高速分散又可以作攪拌用。無級變速就更靈活了,既可以作高速分散又可以作攪拌用,而且可應對各種情況。

2.優缺點

高速分散攪排機具有如下一些優點。

①投資省,結構簡單,操作方便,維護容易。

②雙速和無級變速高速分散攪拌機將分散、調和、混合等過程在一機中進行,簡化了工藝流程。

③效率高,分散和攪拌一般僅各需10~20min就能完成,操作成本低。

④由于結構簡單,所以清洗方便。

因此,高速分散攪拌機在乳膠漆生產中得到廣泛的應用。

其缺點是剪切應力較低,研磨能力較弱,因此只適用于較易分散的顏料和填料。

3.選型

在乳膠漆生產企業中,高速分散攪拌機屬于關鍵設備。它的能力大小決定了企業的規模,決定了其他設備的選型。因此,高速分散攪拌機選型的依據就是工廠的規模,兼顧其他,如配色、批量的大小、資金、安全系數等。

4.操作

在乳膠漆的生產中,高速分散攪拌機一般同時用于混合、分散和調漆作業。

先加水,水量以滿足制漿時固含量為65%~70%為宜,具體視顏料、填料漿黏度而定。黏度太高,攪拌分散困難;黏度太低,剪切力不夠,不易分散。再加入濕潤分散劑、消泡劑和增稠劑等,低速混合均勻。

在合適的轉速下,將顏料和填料加入旋渦中,先加較細的顏料和填料,然后加較粗的顏料和填料。所謂合適的轉速,是既能將顏料和填料較快地帶入漿體中,又不帶入空氣的轉速。隨著顏料和填料加入,黏度升高,轉速也可隨之提高。

加完顏料和填料后,提高轉速至分散盤邊緣線速度為20~25m/s,在此高轉速下分散約15min,具體視細度達到要求而定。轉速不宜太高,以防形成湍流而影響分散。分散時間不要太長,以免溫度升至過高而降低分散效率。然后降低轉速完成調漆。

高速分散攪拌機在分散顏料、填料時,分散盤在分散缸中的典型位置如圖7-3所示。圖中尺寸以分散盤直徑表示。這種給定的幾何尺寸在實際應用中是相當令人滿意的。在實際操作中,因為實際裝人物量多少變化等原因,分散盤也需上下升降。

對于高速分散攪拌機分散顏料、填料時的轉速,因為層流用于分散,而湍流用于混合,所以轉速產生的顏料、填料漿流動必須是層流。對于管道和類似圓形管道中的流動,臨界雷諾數約為2000。當雷諾數小于2000時,是層流;大于2000時,轉變為湍流。雷諾數的方程式如下

在管路系統中,特征線性因次是管徑。有人認為,對于高速分散攪拌機,這個特征線性因次是分散缸底部至分散盤的距離。

假定顏料、填料漿的密度為2g/cm3,分散盤的直徑為33cm,分散盤的線速度是2000cm/s(轉速約為1160r/min),臨界雷諾數約為2000,則顏料、填料漿的黏度至少為66P(6.6Pa·s)。這也說明在制漿時,應采用較高固含量,同時要加入增稠劑的道理。