搅拌器有哪些类型(电动与气动搅拌器该怎样选择)

Posted 2023-05-27

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搅拌器有哪些类型(电动与气动搅拌器该怎样选择)

在探索电动搅拌器与气动搅拌器技术的选择时，我们正在寻求改善工艺并节省能源的方法。我们如何确定最适合我们的流程？

搅拌器通常占精加工系统消耗的空气的50％以上，其中包括效率较低的叶片式气动马达，高效活塞式的气动马达以及电动解决方案。

在确定是否需要搅拌器时，涂布机必须考虑预算与长期节能之间的关系。该决定还应考虑到搅拌器系统的安装是新的还是要替换储罐或压力罐上的现有电动机。

对于固定应用，电搅拌可以提供高能效的过程解决方案。首先使用经过批准的带速度控制的电动机，然后添加必要的减速齿轮传动装置，联轴器，轴和叶片，以保持涂料的混合状态，安装设备，加电并运行。当涂料容器需要移除搅拌器时，会出现电气困难。电动搅拌器通常很重，需要专门的固定式接线技术。没有某种类型的平衡或提升系统，就不可能为“桶内”式搅拌器系统提供电动机。压力罐需要取下盖子，并且不带提升装置就很难适应电动驱动器。

电动机效率

在Zahn＃2杯子中搅拌粘度为25秒的55加仑桶的材料所需的扭矩小于25英寸盎司的扭矩。电动机效率通常优于95％，而变频器式速度控制效率则超过90％。这导致在一个满55加仑的桶中搅拌上述材料时的功耗小于250瓦。当使用变频器驱动器进行速度控制和使用齿轮减速电机时，可以紧密地保持混合速度。这转化为一种低成本的运营选择。

传统的气动搅拌系统使用超低效率的叶片式气动马达，带有齿轮减速传动装置来搅拌液体。叶片式气动马达需要高转速才能产生合适的扭矩。通常，搅拌叶片的速度为30-300 rpm，可为大多数涂料提供无泡沫的搅拌。高转速叶片式气动马达减速，以获得较低的所需混合速度。为了获得速度控制，叶片马达入口处的针阀用于调节。

叶片式气动马达的设计（图1）引入了许多高磨损点。复合材料叶片在偏心转子中被弹簧固定在外壳上，以形成空气密封。压缩空气通过电机漏斗进入，迫使较大面积的叶片转向出口，从而产生旋转。叶片面积小，需要较高的转速才能产生可观的扭矩。高转速会产生摩擦和热量，因此会使叶片快速磨损，进而降低效率。

图表1-叶片马达空气消耗图表

如图1所示，叶片气动马达无法可靠地在300 rpm以下旋转。叶片式气动马达效率的快速下降会降低电动机低入口压力下的可用扭矩。在运行几个小时后，叶片式气动马达在低psi入口启动时将趋于更加困难。由于需要增加psi来启动电动机，因此对于大多数材料而言，电动机的转速会过高。通常在叶片式气动马达上增加一个减速比为10：1的变速箱，以将高rpm转换成对过程更友好的输出。典型的搅拌叶片以100 rpm的转速旋转，这要求叶片式气动马达在使用齿轮减速器时以1,000 rpm的转速旋转。

图2-带有小型螺旋桨的直接驱动气动马达

气动马达在新的情况下将消耗超过12 scfm，在运行几天后将需要更多的scfm。如果省略齿轮减速器，则直接从电动机以高rpm的速度驱动小型螺旋桨（图2），从而在桶中产生一个小的涡流来混合液体。

活塞式气动马达

活塞式气动马达的最新发展为用户提供了接近电动马达的能效和更好的安装选择。与叶片式电动机不同，活塞式电动机在低转速下产生最大扭矩，从而减少了热量和磨损，并且不再需要10：1齿轮减速器。该设计采用了多种节能概念，包括低磨损摩擦表面和独特的高效旋转控制阀（图2和3）。

图表2-典型的AQ活塞气动马达扭矩50 psi

图表3-典型的AQ活塞空气马达空气消耗量

例如，一个0.42 hp的叶片式气动马达的运行速度比AQ气缸式气动马达快得多。在700 rpm下使用60 psi时，叶片气动马达大约使用9.5 cfm。在500 rpm和50 psi下比较AQ气缸类型使用大约1.9 cfm。

在搅拌系统中使用活塞式气动马达消除了对齿轮减速器的需求，并且从系统中移除齿轮减速器组件提高了效率损失。

从人体工程学的角度来看，活塞式气动马达比叶片式气动马达或电动式具有更多优势。活塞式气动马达的体积较小，比大多数叶片马达更轻，不包括10：1齿轮减速器系统。活塞式气动马达可以很容易地适应大多数压力罐，日用储罐和桶系统。安装可以由工厂维护人员使用常规手动工具完成。类似于叶片马达，可以通过简单的针阀来控制活塞马达。由于活塞式电动机的空气消耗量低，因此多回转针阀可以提供更好的控制。