新型混合机的电路控制系统

郑妙娟 傅丰平 沈俊兰

（浙江省化工研究院有限公司，浙江 杭州 310023）

0 引言

目前国内气流式混合机主要有流化床式和对流式，两种气流混合设备都存在混合均匀度不够，混合时间偏长等问题。新型气流混合机混合均匀只需1～2min，具有混合效率高、能耗少、结构简单、使用寿命长、操作简单方便、运行可靠等特点。该混合机无机械搅拌部件，没有摩擦生热也不存在润滑污染产品的情况。另外，因为没有剪切力，所以某些对剪切力敏感的产品也可以混合。因此气流式的混合机已越来越多地被人们使用。高效的气流式混合机的整个混合过程通过DCS数据传输系统和PLC可编程序控制来实现，体现了现代设备的高度自动化操作过程。

1 混合机简介

1.1 混合设备

搅拌混合设备有很多类型，按其布置形式可分为立式混合机和卧式混合机；按其工作方式可分为回转式和固定式混合机；按用途可分为固体混合机、液体混合机、固液混合机等类型；按混合时的持续性可分为连续式和间歇式混合机；连续式因为使用时要配套连续工作、计算准确的喂料设备，整个系统较为复杂，除非特殊情况，一般很少采用［1-2］。详见表1。

表1固体混合设备的分类及主要混合机理

续表1

1.2 新型混合机的问世

机械式搅拌混合机剪切力大，混合部件特别容易磨损，如锥形双螺旋混合机，支撑搅拌螺旋的桨臂经常会出现卡死现象，导致螺旋桨不能转动，另外在润滑、密封等方面也很容易出现油泄露而污染物料，特别是食品、医药等领域的应用很难推广。因此无机械搅拌部件的气流式新型混合机的出现解决了一大难题。现有的气流式混合机技术，有流化床式，对流式。对流式和流化床式国内有厂家有过尝试，但混合均匀度都有问题，混合时间偏长。脉冲式气流混合机混合时间快，混合均匀，特别适合大批物料的混合，仅需几分钟，大大提高了生产效率。

脉冲式气流混合机的到来对国内混合机行业是一次革新，脉冲式气流混合设备突出优点是机械搅拌设备无可比拟的。脉冲式气流混合机的小型化在今后的几十年中将是对机械搅拌设备市场的严重打击。

1.3 新型混合机工作原理

脉冲式混合机是间歇混合设备，物料用鼓风机输送到混合器中，达到规定的压力的压缩空气到达混合机中，物料受到螺旋式上升的压缩气体的冲力，随着空气一起螺旋上升，在压缩空气膨胀到一定程度后，物料由于塌陷又紧密混合，这样一个脉冲的混合过程完成。连续操作多个脉冲，混合均匀。

2 新型混合机电控系统

2.1 电路控制在操作过程各个系统中的作用

电路控制系统在现代化新型设备中显得尤为重要。从压缩机的供气、气路上的阀门控制、脉冲的控制、排气系统、排料系统到料位的控制都要通过DCS数据传输系统和PLC可编程序控制来实现［3］。

在填料过程中，物料的批量有设定值，可根据物料的重量或高度达到设定值，用一个反馈系统来执行物料输送与否。脉冲的控制是通过PLC程序控制的。脉冲的宽度、停止时间、脉冲的个数需要根据物料的比重、批量等因素设定，针对性的程序设计使得物料更好地更均匀地混合。一般脉冲时间是几秒钟，脉冲停止时间根据需要设定，脉冲个数视物料而定，用PLC程序控制。压缩机供气压力为一定压力，当储气罐中低于设定压力后，压缩机自动开始工作，通过数据传输控制。当储气罐充气完成后开始填料，填料一般气动输送，等物料到达指定的料位后，数据反馈到操作台，物料停止输送，气动球阀通过电磁阀开启，脉冲阀按照编好的程序开始反复开启和关闭直到脉冲个数完成。混合完成后总管路上的气动球阀关闭［4］。排气系统控制主要是在混合过程中过滤器上的细料通过脉冲仪自动定时地对布袋进行喷吹，使得细料返回料仓中重新混合。排料系统主要是对锥形阀的控制。

2.2 整块电路工作过程

气流混合机工作准备就绪，电源380V经主电路Y-Δ起动空压机，220V经脉冲控制仪输出相应工作电源24V控制6只电磁阀，经24V稳压电源控制脉冲阀及出料阀。如图1所示。

2.3 气流混合机的电控实现过程

为了解决气流混合机混合均匀度问题，我们根据储气罐不同的压力、料仓中不同负荷的用气要求，提供合格的供气品质，满足稳定气体压力，从两个脉冲阀门同步开启，吹起时间较短，脉冲阀门开启、关闭的间隔时间进行专项实验，采用压力传感器、PLC编程控制器、计算机系统对气流混合机工艺过程进行自动调节，并用计算机对全过程予以监控与报警装置，如图2所示。

图2 气流混合机的电控实现

3 结论

新型混合机是机械领域的革新，具有划时代意义。根据厂家反馈的使用情况表明，该设备混合克服了机械搅拌式混合机的缺点，提供一种混合效果好、能耗少的气流式混合机，而且具有结构简单、使用寿命长、操作简单方便、运行可靠等特点。经过设备的系统调试，该电控系统操作简单，功能强大，可靠性高、灵活性大等特点，深受广大客户的好评。

［1］陈志平，章序文，林兴华，等.搅拌与混合设备涉及选用手册［M］.北京：化学工业出版社，2004.

［2］胡晋升.20立升高速混合机的设计［J］.机械管理开发，2003，（2）：21-22.

［3］刘激扬.PLC控制系统在空压机站中的应用［J］.运行与应用，2005，（3）：47-50，53.

［4］林军，郑妙娟，沈俊兰，等.气流式混合机：CN，200620107258.2［P］.2007-08-29.