Sprievodca výberom disperzných čepelí: Rýchlosť hrotu, geometria a životnosť pri priemyselnom miešaní

Pigmentová pasta, ktorá sa zastaví pri Hegmanovej hodnote 5, alebo katódová kaša, ktorá po deväťdesiatich minútach stále vykazuje aglomeráty, je zvyčajne obviňovaná z mlyna. V mnohých prípadoch, ktoré musíme preskúmať, je príčina na konci hriadeľa: čepeľ rozptylu.

Krátka odpoveď je, že disperzná čepeľ robí jednu prácu dobre. Zmáča prášok na tekutinu a rozbíja aglomeráty na špičkách zubov. Neredukuje primárne častice, nestabilizuje suspenziu a nemôže kompenzovať hriadeľ namontovaný v strede nádrže bez prepážok. Keď rýchlosť hrotu, priemer kotúča, geometria zubov, poloha čepele a materiál zodpovedajú zloženiu, väčšina pást a kalov dosiahne cieľovú jemnosť za 20 až 40 minút. Keď je jeden z týchto piatich nesprávny, časy šarže sa zvyčajne zdvojnásobia a dodatočný čas zohreje produkt namiesto jeho rozptýlenia.

Nižšie uvedené obrázky sú typické priemyselné rozsahy prevzaté zo štandardnej praxe miešacej techniky. Berte ich ako východiskový bod pre skúšku vašej vlastnej formulácie.

Čo dokáže a čo nedokáže disperzná čepeľ

Každá disperzia má tri kroky. Zmáčanie nahrádza vzduchovú vrstvu na častici kvapalinou. Deaglomerácia oddeľuje zhluky držané pohromade van der Waalsovými silami. Stabilizácia bráni týmto časticiam v pretváraní zhlukov, a to je skôr rozhodnutie o formulácii ako hardvérové ​​rozhodnutie.

Čepeľ pôsobí iba na stredný krok a to len v tenkej zóne. Šmyková rýchlosť dosahuje maximum v priebehu niekoľkých milimetrov od špičky zuba a rýchlo odpadáva, preto 250 mm kotúč bežiaci rýchlosťou 20 m/s v nádrži s objemom 10 000 litrov potrebuje ešte pol hodiny. Strihová zóna musí prechádzať celou dávkou a čas vsádzky sa nastavuje skôr obratom než samotnými otáčkami za minútu.

Nasledujú dva závery. Disperzná čepeľ je nesprávny nástroj na skutočné mletie: ak sú primárne častice 0,2 mikrónu a aglomeráty v nádrži 20 mikrónov, ozubený kotúč zníži dávku približne na primárnu veľkosť a tam sa zastaví. A čokoľvek, čo bráni čerpaniu dávky okolo disku – vycentrovaný hriadeľ, chýbajúce usmerňovače, príliš málo voľnej kvapaliny, pevné látky usadené na základni – premení dobrú čepeľ na drahé lopatky.

Geometria disperzných lopatiek: Ktorý profil robí akú prácu

Pri rovnakom výkone motora rozhoduje geometria, či dosiahnete šmyk alebo prietok.

• Pílový kotúč: plochý kotúč s 8 až 24 zubami okolo ráfika. Takmer všetka vstupná energia sa stáva lokálnym šmykom a veľmi málo sa stáva čerpaním, čo je presne to, čo zmáčanie a rozpad aglomerátu potrebujú.
• Drážkovaný alebo perforovaný kotúč: rovnaký vonkajší profil s otvormi cez čelo. Materiál preteká skôr cez disk ako okolo neho, vrecko s nízkym strihom v strede sa zmršťuje a pasty s 2 000 až 5 000 cP sa správajú lepšie ako s pevnou doskou.
• Hlava rotor-stator: ozubený rotor vo vnútri štrbinového statora s niekoľkomilimetrovou medzerou. Produkuje najintenzívnejší šmyk, ale vo veľmi malom objeme, takže priepustnosť na kilowatt je nižšia a vysoké zaťaženie tuhými látkami je nepraktické.
• Vrtule a turbíny: generátory prúdenia pri 3 až 8 m/s. Miešajú a suspendujú pevné látky, ale nerozbíjajú pigmentové aglomeráty pri praktických rýchlostiach.

Nižšie uvedená tabuľka porovnáva profily kvalitatívne. Skóre sú orientačné indexy, nie namerané hodnoty.

Rýchlosť hrotu a priemer kotúča: Dve čísla, ktoré rozhodujú o jemnosti

Rýchlosť hrotu sa rovná pi krát priemer kotúča krát rýchlosť otáčania. 250 mm kotúč otáčajúci sa rýchlosťou 1 500 otáčok za minútu beží rýchlosťou 19,6 m/s, pohodlne vo vnútri rozptylového okna. Disk s priemerom 150 mm potrebuje na dosiahnutie rovnakého čísla približne 2 400 otáčok za minútu, a preto sa poddimenzované disky vo veľkých nádržiach dodávajú len zriedka.

Bežné miešacie referencie umiestňujú prácu rozptylu pílových zubov medzi 18 a 25 m/s. Pod asi 15 m/s aglomeráty prežijú priesmyk. Nad 25 m/s sa dodatočná energia väčšinou stáva teplom, strhávaním vzduchu a rýchlejším opotrebovaním zubov, a nie jemnejším brúsením.

Zväčšenie sa riadi rovnakými číslami. Udržujte konštantnú rýchlosť špičky, keď je prevádzka rozptýlená, a udržiavajte konštantnú výkon na jednotku objemu, keď je prevádzka miešaná alebo suspenduje tuhé látky. Zámena týchto dvoch je bežným dôvodom, prečo nie je možné reprodukovať pilotnú dávku vo výrobnom meradle.

Vysokorýchlostný dispergátor série TOPA005 FS1 Na základe dlhoročných skúseností a jedinečnej technológie spoločnosti Top a aplikácie pokročilej technológie merania a analýzy sme navrhli vysokoúčinné obežné kolesá s... Zobraziť produkt →

Prispôsobenie čepele viskozite a zaťaženiu tuhými látkami

Viskozita pri procesnej teplote plus zaťaženie tuhými látkami vyberá hardvér. Nižšie uvedená tabuľka poskytuje praktické východiská pre prvý pokus.

Suspenzia batérie sa nachádza v strednom pásme: vysoký obsah pevných látok, brúsny aktívny materiál a štrbinový kotúč, ktorý zvyčajne prekonáva pevnú dosku, pretože materiál sa neustále pohybuje cez čelnú plochu disku a nie len okolo okraja. Príklady výroby sú zhromaždené v našom priemysel lítiových batérií poznámky k projektu.

Vysokorýchlostný dispergátor FL série TOPH51 Táto séria disperzných miešačiek môže byť vybavená ozubeným disperzným podnosom pre vysokorýchlostné miešanie disperzií, alebo rôznymi typmi miešacích strojov na miešanie ... Zobraziť produkt →

Materiál, tvrdosť a životnosť

Väčšina priemyselných disperzných kotúčov je vyrobená z nehrdzavejúcej ocele 304 alebo 316L. To vyhovuje organickým pigmentom a hygienickým povinnostiam. Nevyhovuje mu rutilový oxid titaničitý, oxid železa, keramické plnivá alebo katódový aktívny materiál, kde brúsna kaša dokáže zaobliť hrany zubov v priebehu niekoľkých stoviek prevádzkových hodín.

Pre brúsne práce sú voliteľné možnosti kalená martenzitická alebo duplexná nehrdzavejúca oceľ, kalený a brúsený profil zubov alebo polymérový povlak, kde je potrebné zabrániť kontaminácii kovom. Dve včasné varovania pred opotrebovaním sú jemnosť mletia, ktorá sa posúva smerom nahor, a dávkový čas, ktorý sa približuje. Zmerajte polomer hrany zuba počas plánovaných odstávok: akonáhle dosiahne približne 0,5 až 1 mm, lokálne šmykové sily, ktoré vykonávajú deaglomeráciu, sú z veľkej časti preč.

Na rovnováhe záleží aj pri týchto rýchlostiach. Disk bežiaci rýchlosťou 20 m/s na previsnutom hriadeli premení nevyváženosť a hádzanie na vibrácie a potom na poruchu tesnenia alebo ložiska. Dodávatelia, ktorí modelujú obežné koleso a nádrž pred cenovou ponukou, používajú CFD toková analýza môže napríklad ukázať, kam skutočne spadá zóna vysokého šmyku, čo pomáha viac vo fáze špecifikácie ako nominálny výkon motora.

Geometria inštalácie: odsadenie, usmerňovače a výška disku

Hardvér je polovica odpovede. Pozícia je druhá polovica.

• Odsadenie hriadeľa: hriadeľ namontujte o 1/6 až 1/4 priemeru nádrže mimo stredu. Vycentrovaný hriadeľ v nádrži bez prepážok umožňuje, aby sa celá dávka otáčala s kotúčom a relatívna rýchlosť, ktorá vytvára šmyk, sa zrúti.
• Prepážky: jedna až štyri vertikálne dosky, každá približne jedna desatina priemeru nádrže, premieňajú rotáciu na obrat zhora nadol.
• Výška disku: 0,5 až 1 priemer disku nad dnom nádrže. Dolná zahrabe disk do usadených pevných látok; vyššie zanecháva na podklade odumretú vrstvu.
• Ponorenie: aspoň 1,5 priemeru disku pod povrchom kvapaliny, aby sa obmedzilo vírenie a strhávanie vzduchu.
• Podpora hriadeľa: dlhé hriadele pri rýchlostiach rozptylu potrebujú stabilné ložisko alebo kratší previs, preto pred objednaním hardvéru skontrolujte kritickú rýchlosť.

Kontrola symptómov: Keď sa jemnosť mletia zastaví

• Brúsenie sa zastaví pri 5 až 6 Hegman s normálnou viskozitou: rýchlosť hrotu je príliš nízka alebo kotúč je poddimenzovaný pre objem dávky.
• Prášok pláva a tvorí hrudky: vír je príliš slabý alebo sa prášok podáva rýchlejšie, než sa môže namočiť.
• Jemné pri stene, hrubé v strede: vycentrovaný hriadeľ alebo chýbajúce usmerňovače, takže dávka sa namiesto cirkulácie otáča.
• Jedna strana kotúča sa opotrebováva rýchlejšie: hádzanie hriadeľa alebo nesúososť spojky.
• Penenie a strhávanie vzduchu: rýchlosť hrotu nad 25 m/s alebo kotúč beží príliš blízko k povrchu kvapaliny.

Tam, kde penenie pochádza skôr z formulácie ako z pracovného bodu, môže byť na rovnakom hriadeli nad dispergačným kotúčom namontovaná odpeňovacia lopatka.

Odpeňovacie lopatkové odpeňovacie miešadlo XPJ Odpeňovacia lopatka XPJ je mriežkový pásik čepele v tvare U, ktorý mechanicky ničí strednú penu vznikajúcu pri miešaní a inhibuje strednú penu., vhodné... Zobraziť produkt →

Krátky kontrolný zoznam špecifikácií

1. Uveďte cieľovú jemnosť mletia a skúšobnú metódu, nielen čas šarže.
2. Uveďte viskozitu pri procesnej teplote, zaťažení tuhými látkami a či sú tuhé látky abrazívne.
3. Pred upevnením priemeru disku skontrolujte priemer nádrže, pracovný objem a dostupnú dĺžku hriadeľa.
4. Fixujte rýchlosť hrotu pre disperznú účinnosť a výkon na objem pre mixovanie a nemiešajte tieto dve veci.
5. Špecifikujte materiál zubov, tvrdosť a možnosti povlaku pre abrazívne produkty alebo produkty citlivé na kontamináciu.
6. Požiadajte o čas obratu a polohu v šmykovej zóne, ideálne podložené modelovaním prúdenia, a nie o samotný výkon motora.

Časté otázky o disperznej čepeli

Väčšina problémov s disperziou sa ukáže ako geometrické problémy. Pred pridaním času alebo výkonu do dávky skontrolujte rýchlosť hrotu, priemer kotúča, stav zubov a polohu čepele. Ak čísla vyžadujú druhý názor, naši inžinieri posúdia geometriu nádrže, viskozitu produktu a ciele jemnosti v porovnaní s rozsahom rozptylovačov a vrátia sa s konkrétnym nastavením na skúšku.