粉体刷筛混合技术

易国春

摘  要：通过实践和分析现有粉体混合技术的原理，可以发现现有粉体混合技术存在的缺点。为了解决现有技术的这些缺点，我们提出了粉体刷筛混合技术原理。结合现有技术的缺点，比较分析出刷筛混合技术的原理性优势。结合我们制作的刷筛混料装置测试数据和经验，分析了刷筛混合技术的缺陷，并提出了对应的措施，就我们的装置测试效果来看，刷筛混料技术比现有的混合技术有较大优势和应用推广价值，期待大家对其进行进一步的开发和优化。

关键词：粉体混合技术;快速混合;刷筛混合;高均匀性混合;无夹生混合

中图分类号：TH69;TB44       文献标志码：A

1 背景介绍

粉体混合是磨料、磨具、冶金、化工、食品、医药、饲料和陶瓷等行业中常见的操作，现有常用的粉体混合技术有三维混合、双锥混合、球磨混合、双运动混合等，其原理是通过搅拌、混合容器运动带动粉末颗粒在混合容器中运动，使不同成分的粉体颗粒在混合容器中随机分布，使混合容器中的粉体不均匀性逐渐降低，进而达到一定的均匀程度，其混合存在以下缺点。

耗时长。通过运动中粉体颗粒的随机分布获得均匀性，这需要反复地长时间的运动，才能达到一定的均匀度。

有夹生。受混合原理的缺陷、受混合容器边角等区域的影响、物料特性（黏性、附着性等）、静电等影响，混合容器中不可避免地存在不参与混合或运动不充分的部分，形成物料夹生以及部分区域不均匀。

质量稳定性差。物料和生产环境的温度和湿度以及物料特性（黏性、附着性等）对混料工艺影响较大，尤其是季节性温度、湿度变化，影响混料的均匀性，导致生产质量波动。

为了解决现有粉体混合技术的上述缺点，我们提出粉体刷筛混合技术的概念模型。并制作对应的自动混料装置进行验证，确定刷筛混合技术相对于现有的混合技术耗时可降低一半，可消除夹生现象，提高质量的稳定性。

2 粉体刷筛混合技术

2.1 粉体刷筛混合技术原理

刷筛混合技术原理为：根据粉体粒度，选择合适目数的特制筛网，将各种粉末通过刷子过筛，刷子旋转一圈则各种粉末通过筛网下漏一部分，在接料容器中形成一个薄层，刷子不断旋转，即可使粉末在接料容器中形成一个个薄层实现交叉混合，将粉体多次过筛即可快速完成均匀混合。刷筛混合技术原理图如图1所示（1为各种混合的粉末原料，2为特制筛网，3为定制旋转刷，4为接料容器，5为层层交叉的混合物料）。

2.2 粉体刷筛混合技术优点

现有粉体混合设备多为二维混合机、“V”型混合机、双锥混合机、双螺旋锥形混合机、卧式无重力混合机、卧式犁刀混合机、卧式螺带混合机、三维混合机、双运动混料机。现有粉体混合技术的原理为将粉末原料装入混料容器中，驱动容器运动或搅拌容器，使容器内各种粉末相互扩散运动，实现混合。这种方式受容器、搅拌叶片的结构影响，容器尖角、接缝处不可避免地存在死角，附着堆积夹生物料。而粉体刷筛混合技术的原理打破现有直接在容器中混合的混料方式，将混合成品与未混原料分离，使用2个独立的容器装载，就可以完全实现无死角、无夹生混合，以此提高混合的均匀性和稳定性。

现有粉体混合技术混合时，混合容器中的各种粉末相互运动，微观上的混合过程是粉末做随机运动，混合的均匀性是通过长时间的概率运动达到的。它受到温度、湿度、静电等多重因素影响，相同的设备动作和耗时所获得的粉体微观的均匀性却会发生较大的差异，因此现有粉体混合技术的质量稳定性较差，尤其是对应高均匀性的应用需求上，而刷筛混合技术则利用筛网的小孔分离粉体原料，设备刷子每转动一圈，刷子驱动粉末在筛网上运动一圈，各种粉末被筛子少量分离，然后下落至接料容器中，并在接料容器中行成一个薄层物料，设备刷子不断旋转，物料就在接料容器中形成多个薄层，以此物料层层交叉达到微观上的有序混合，提升了混合的效率，同时提高了混合的稳定性。

综上所述，粉体刷筛混合技术与现有技术相比有以下优点：1）刷筛混合技术避免受容器结构限制，不会受容器尖角及边缝处存在而导致夹生，降低了成品料均匀性受夹生团的影响，提高了物料的均匀性，有利于在高均匀性高稳定性混合需求场景中应用。2）刷筛混合技术能够有效地将物料生团打撒，规避引物料受潮等因素而结团导致混料夹生的现象，在一定程度上降低了气温、潮湿等因素对混合质量稳定性的干扰，从而提高了混合的工艺稳定性和质量稳定性。3）刷筛混合技术打破了现有技术混合是通过概率运动获得的均匀性的原理，直接靠过筛动作使物料层叠交叉混合，有效的提高了混合效率，缩短了混合均匀所需的时间。4）刷筛混合技术的工艺在于控制刷筛旋转速度、筛网网孔直径，其工艺易于控制，工藝稳定性高，成品料的质量稳定性高。

2.3 粉体刷筛混合技术的缺陷及应对

粉体刷筛混合技术作为一项新的应用技术，我们在其原理上开发设计了刷筛混料机，通过对它的生产测试，发现该技术也存在自身的缺陷，根据实验测试归纳如下。

（1）与混合粉体接触的结构较复杂，与粉体接触的零部件较多，零件表面容易附着原料，出现一定量的物料损耗。

（2）筛网容易堵塞，不利于物料过筛，不利于工艺的稳定性。

（3）刷子和筛网容易藏料、积料，增加物料损耗。

（4）刷筛环境相对开发，存料结构非完全封闭，容易扬尘。

针对以上缺陷有以下应对措施。

（1）优化刷筛机构的设计，简化机构，优化零部件外形，加强零件表面处理，可以有效的减小刷筛混合中的物料损耗，经多次测试：3 kg粉料一次筛损耗未超过11 g，损耗比例小于4‰。以80#筛网，过筛混合粒度230的物料，其中一次测试记录见表1。

（2）优化刷筛机构设计，设置清堵机构可以有效的降低筛网堵塞的概率。

（3）优化刷筛机构设计，设置清刷机构可以有效的减少刷子藏料、积料，降低损耗。

（4）在刷筛机构外部设置护罩可以有效的避免扬尘对设备周围环境的影响。

3 结语

刷筛混合技术是无死角、无夹生的刷筛混合方式，通过实际测试验证，刷筛混合技术比现有的三维混料机速度提升50%，在现有基础上已具有一定的应用推广价值，并有待大家的进一步开发和优化。

参考文献

[1]董过房.三维混料机[P].中国专利： CN203635122U，2014-06-11.

[2]但弘.三维混料机[P].中国专利： CN102974251A，2013-03-20.