粉体混料机用于粉体与粉体和粉体与液体添加剂的混合设备主要有水平式混合机和锥形混合机。
一、水平式搅拌混合机
水平式搅拌混合机主要用于粉体的混合和粉体与泥浆或液体添加剂的混合，一般分单轴和双轴两种类型。在非金属矿产加工中多用单轴搅拌混合机，而在陶瓷生产中可用双轴搅拌机把粉料和泥浆混合成水分均匀的塑性泥料，以实现生产过程的自动化和连续化。
（一）单轴搅拌机构造和工作原理
在非金属矿产加工生产中一般多用单轴式，它由卧式筒体、紧固联接于主轴的浆叶（刀片）、喷液装置及传动部分组成。图4-4为浙江省化工研究院研制的单轴犁刀式混合机示意图。粉料从加料口加入，当电动机启动后经减速器、联轴器带动主轴旋转时，刀片不断地对筒体内的物料进行搅拌，如需加添加剂，从进液管加入，通过喷液装置均匀喷洒在湍动的物料上，在搅拌过程中与粉体均匀混合。
为了提高混合效果，在混合机筒体内侧，装有电动机直接带动的飞刀组，当搅拌物料时，被抛出和作周向湍动的物料经过飞刀组，被高速旋转的飞刀迅速、有力地抛散，使物料在桨叶和飞刀的复合作用下，能在较短时间内达到均匀混合，物料混合的质量较高。
有的混合搅拌机为了适应使用固体添加剂的需要，在筒体外层装上加热装置，在物料搅拌时同时加热，当达到一定温度时添加剂融化，使之与物料很好地混合，达到均匀分布的效果。
设备的特性参数见表4-2。
图4-4 单轴犁刀式混合机示意图
1-进料口；2-主轴；3-入孔；4-减速机；5-主电机；6-喷液装置；7-出料口；8-出料手轮；9-筒体；10-飞刀及副电机；11-犁刀
表4-2 犁刀式混合机特性参数
注：表中“C”表示用碳钢材料；“P”表示用不锈钢材料。
（二）双轴搅拌机构造和工作原理
图4-5为双轴搅拌机示意图。在料槽7内有两根装有刀片3的螺旋轴6，刀片按螺旋线排列。其中一根轴由电动机与经减速器4带动回转，另一根轴则通过一对齿轮9被带动。
在料槽的上方装有带小孔的管子1，泥浆（水）通过小孔加入料槽中。粉料用给料机定量地从加料口2加入机内，与同时加入的泥浆混合，沿螺旋线排列的刀片在螺旋轴回转时不断地对料槽中的物料进行搅拌，刀片把逐渐变得均匀的塑性物料运送到出料口8卸出。
双轴搅拌混合机是一种连续式的混合设备。它的主要部件是料槽和两根螺旋轴。搅拌机的刀片是易损零件，应该用耐磨材料制造。为便于调整刀片的角度和更换刀片，在刀片的末端都有圆柱形的刀柄，安装时，将刀柄插入轴上相应的圆孔中，然后在带螺纹的刀柄尾部套上螺母并拧紧。
图4-5 双轴混合搅拌机示意图
对于两根螺旋轴均使物料沿同一方向运送的并流式搅拌机，为使物料混合均匀，可以减小刀片安装的螺旋角，从而降低物料通过搅拌机的速度，以达到延长混合时间，提高混合质量的目的。对于逆流式双轴搅拌机，两根轴上的刀片则排列成相同的螺旋旋向。这样，当一根轴回转把物料送往出料口时，另一根轴却往相反方向运送物料。因此，物料在搅拌机中混合的时间较长，可以得到较为均匀的混合。此时，应使把物料送往出料口的速度大于反向运送速度，才能使物料最终移向出料口。
（三）主要参数的确定
1.物料的轴向移动速度v
并流式双轴搅拌机物料的轴向移动速度为：
非金属矿产加工机械设备
式中 v——物料的轴向移动速度（m/s）；
Z——一个螺距内的刀片数，一般取Z＝4；
b——刀片的宽度（m）；
n——刀片螺旋轴的转速（r/min）；
k——物料的反向回流系数，与物料的粒度、粘性、水分、松散程度以及螺旋升角α有关，通常取k＝0.85～0.95；
α——螺旋升角（rad）。
逆流式搅拌机物料的轴向移动速度为：
非金属矿产加工机械设备
式中 Q——搅拌机的生产能力（m3/h）；
D——刀片旋转时扫过的圆周直径（m）；
d——刀片螺旋轴直径（m）；
φ——料槽中物料填充系数，一般取φ＝0.55。
2.物料在搅拌机中混合的时间t
非金属矿产加工机械设备
式中 t——物料在搅拌机中混合时间（s）；
L——搅拌机的有效长度，即加料口与击料口之间的距离（m）。
式（4-3）对并流式、逆流式搅拌机均适用。
对于每一种物料，最适宜的混合时间应由实验确定。
3.生产能力Q
并流式双轴搅拌机的生产能力Q为：
非金属矿产加工机械设备
式中 Q——搅拌机的生产能力（m3/h）；
K——搅拌机刀片螺旋轴的根数，并流式双轴搅拌机，K＝2。
逆流式搅拌机的生产能力Q则较小，一般按式（4-4）使K＝1，分别以两根轴各不相同的v计算出生产能力，其二者之差即为逆流式搅拌机之生产能力Q。
4.功率N
刀片在工作时，物料作用于刀片上的阻力为：
s＝cF
式中 s——物料作用于刀片上的阻力（N）；
c——阻力系数，Pa。对于含水量为20%左右的泥料，可取为c＝200～300kPa；
F——刀片在其运动方向的投影面积（m2）。
搅拌机需要的功率N为
非金属矿产加工机械设备
式中 N——搅拌机需要的功率（kW）；
i——螺旋轴上刀片的总数；
η——机械效率，用圆柱齿轮减速器变速时，η＝0.94；
β——功率储备系数，可取β＝1.2～1.4。
其余符号的意义和单位同前。
表4-3列出了双轴搅拌机的规格和主要技术性能。
二、锥形混合机
锥形混合机主要用于粉体的混合和粉体与液体添加剂的混合。目前使用较多的主要有两种：悬臂双螺旋锥形混合机和螺带式锥形混合机。
（一）悬臂双螺旋锥形混合机
它采用双螺旋非对称悬臂结构，由传动、螺旋、筒体、筒盖、出料阀和喷液装置等组成，如图4-6所示。传动部分主要把电动机的转动通过减速装置调整到合理的速度，然后靠圆锥齿轮传递给两非对称悬臂排列的螺旋作公、自转行星运动。
表4-3 双轴搅拌机的规格和主要技术性能
图4-6 悬臂双螺旋锥形混合机结构示意图
当电动机起动后，通过减速器使两非对称螺旋快速自转将物料向上提升，形成两股非对称的沿筒壁自下向上的螺柱形物料流。转臂带动的螺旋公转运动，使螺旋外的物料不同程度进入螺柱包络线内，一部分物料被错位提升，另一部分物料被抛出螺柱，从而达到全圆周方位物料的不断更新扩散。被提到上部的两股物料再向中心凹穴汇合，形成一股向下的物料流，从而形成对流循环。由于上述运动，使物料能在较短时间内获得均匀混合，混合的质量较高。
当需加入添加剂时，在加液接头接上料液，通过喷头，能均匀喷洒在筒体中运动的物料内。物料出口通过筒体底部的出料阀控制排出。设备的特性参数如表4-4。
表4-4 悬臂双螺旋锥形混合机特性参数
（二）螺带式锥形混合机
它主要由传动、螺带、筒体、筒盖、出料阀和喷液装置等组成。如图4-7所示。传动部分主要把电动机的转动通过摆线针轮减速器传给螺带部分，使其作圆周回转运动。
图4-7 螺带式锥形混合机结构示意图
1-电动机、减速器；2-传动部件；3-筒盖；4-螺带部件；5-筒体；6-出料阀
两根螺带通过上下同一平面内的相互平行的上横杆和下连接杆与中心螺旋固定在一起，组成相对错开180°的左右两半锥形大螺旋，由于内外螺旋的旋转作用，在较大范围内翻动物料，达到快速均匀混合。
当混合机中心螺旋快速回转时，一部分物料被抛出螺柱，一部分物料向上提升由中心自下向上形成螺柱形物料流。两螺带沿筒壁快速回转，同样使物料作抛出和提升运动。被提升到上部的内外层物料再向凹陷处汇合，形成向下的物料流，补充底部的空穴，从而形成上下对流循环，由于上述运动的复合，物料在较短时间内获得了均匀混合。螺带式锥形混合机的特性参数见表4-5。
表4-5 螺带式锥形混合机特性参数
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