赵 峰，刘 配，刘建华，任金山，胡莎莎

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在淀粉、酒精和食品行业加工过程中，经常需要把粒状或粉状干、湿物料或物料和浓浆物料之间的搅拌混合使用，一般是通过水平布置的双轴混料机或者批次混合机来实现的。水平布置的双轴混料机往往需要一定的长度才能把物料进行充分混合；批次混合机混合物料是分批次进行的，一般要配合批次称和下料斗来使用，安装所需要的高度空间比较大。垂直布置的双轴混料机很好的解决了安装空间有限的问题，同时也实现了连续混料。垂直布置的双轴混料机不仅仅可以应用到淀粉、酒精及食品行业，也可以用于其他行业工艺相似的粒状或粉状干、湿物料的搅拌混合处理中。

1 双轴混料机的结构及工作原理

1.1 主要结构

垂直布置的双轴混料机主要由上部破碎混合装置和下部混合输送装置组成，两部分混合装置上下成竖直布置。上部破碎混合装置主要有进料口、盖板、壳体、上部混合主轴、检修门和轴承组件组成。进料口安装在盖板上，进料口大小、数量和位置根据工艺要求而定；在壳体的两侧均设有检修门，在停机状态下，可以通过检修门对混料机内部进行检查清理；上部混合主轴上可以安装螺带叶片或者桨叶叶片。也可以如图1所示一段螺带叶片，另外一段桨叶叶片，叶片的形式根据投料的物料性质选择使用。下部混合输送装置主要有机头、机尾、壳体、轴承组件、下部混合主轴和动力设备组成。下部混合主轴上安装有桨叶叶片，尾部设置有出料口；搅拌叶片是混料机的核心，搅拌叶片的形式和安装角度等参数会直接影响物料的混合均匀度、效率以及能耗等。下部混合主轴上的叶片同样需要根据物料的容重、含水率、粘附性等参数设置相应的搅拌叶片形式和安装角度。

注：1.上部破碎混合装置；2.上部混合主轴；3.密封座；4.减速箱；5电机；6.下部混合输送装置；7.下部混合主轴。图1 双轴混料机结构示意图

该双轴混料机由一台电机驱动，经定制减速机驱动上、下两根主轴旋转，两根主轴由于混料的位置不一样，转速也不同，是通过定制减速机来实现的。

1.2 工作原理

不同物料经顶部进料口进入壳体，首先经过上部混合主轴上叶片的破碎搅拌，使物料破碎并且初步混合，随着底部物料的输送，经过初步混合的物料进入下部混合输送装置，做进一步的混合，进而达到混合要求。

2 双轴混料机的创新设计

2.1 双轴竖直布置

双轴混料机为了节省安装空间，同时又要对物料进行充分混合，所以两根混合主轴设置成竖直放置，上部破碎混合搅拌叶片较大，桨叶线速度较高，对上部混合腔内的块状物料物料进行破碎，然后和其他物料初步混合；下部混合输送装置对进入下部壳体的物料进行混合的同时向出料口方向推料，最后从出料口排出。

2.2 叶片形式

混合主轴上的桨叶可以有多种形式，螺带式、桨叶式或者桨叶和螺带的组合形式，螺带式叶片适合粘性或有凝聚性的粉粒体的混合，而桨叶式叶片具有强烈、高效、混合时间短等特点[1]。所以针对不同的物料根据其物料特性采用不同的叶片形式及安装角度。图1前段选用是间断式螺带，间断式螺带首先对结块的粉料和颗粒料有粉碎的作用，在粉碎结块物料的同时也可以对干湿料进行混合搅拌，螺带的螺距决定了间断式螺带的安装角度。下部混合输送装置的叶片采用桨叶叶片，使物料充分混合,同时的对物料向出料口方向输送。

2.3 轴端密封结构

注：1.密封座；2.气管接头；3.O型密封圈；4.盘根；5.压紧盖；6.轴。图2 密封结构示意图

轴端密封结构采用的是填料密封和气密封双重密封结构，该结构主要由密封座，气管接头，O型密封圈，盘根和压紧盖组成。两个O型圈之间形成了一个空腔，该空腔与气源之间有通道相连接，组成了气密封结构；填料密封则是放置三圈油性盘根，外面采用压紧盖压紧，保证轴和密封座之间密封完好的同时在盘根和轴之间起到很好的润滑作用，随着混料机的使用盘根会逐渐的磨损，当磨损达到一定程度时，需要对压紧盖螺栓进行紧固，进而压紧压紧盖，重新达到密封要求。气密封结构的气压可以通过气路上的减压阀调整供气压力，供气压力的大小根据混合腔内部的压力而调整，不宜过大和过小，过大会使气流穿过O型密封圈进入混合腔，耗气量会明显增加；气压过小，混合腔内压力不足以抵制混合腔内物料的进入[2]。双重密封结构可以在一个密封结构失效的情况下还能保证密封效果，确保使用过程中物料不窜漏。

2.4 清理装置

在食品和饲料加工中设备内部如果清理不干净，会发生霉变、生虫，造成食品安全问题，所以需要定期对设备内部进行清理，清理可以采用高压空气喷吹或者水冲洗的方式进行。该双轴混料机在上部破碎混合装置壳体两侧设置有检修门，可以对壳体内部和桨叶进行清理；在下部混合输送装置的底部开设有清理门，便于清理的同时有利于清理物料的排出，并且下部混合输送装置的尾部设有可以开启的活门，可以对尾部壳体和桨叶进行清理。这样可以做到对设备内部全方位、无死角的清理，进而保证了食品安全。

2.5 监测设置

为了更好的监测到混料机的运行状况，在上下轴的尾部均安装有测速开关，一旦主轴转速超过设定值即可报警，便于对该设备进行运行状况的实时监测。在上壳体上部安装有上料位计，下部安装有下料位，当物料超过上料位时，停止供料，当料位低于上料位时恢复供料；当物料低于下料位时，混料机会延时工作一段时间排出内部物料后停止工作。

3 双轴混料机的应用与特点

双轴混料机主要应用于淀粉厂和食品厂干料与干料的混合，也可以用于干料和湿料混配成一定含水率的混合料，比如应用在淀粉工艺中刮刀的后面，对结块的淀粉进行破碎后混合，其中混合均匀度变异系数CV≤5%，混合均匀度变异系数低，混合效果好。其特点是上部桨叶线速度较高，可以对块状物料充分破碎，下部线速度低，对物料充分混合。上下轴和料位均有监测，可以实现集中控制，自动化程度高。

4 结束语

随着食品和饲料加工工艺的进一步发展，垂直布置的双轴混料机已成功应用于食品和饲料行业中，其工艺位置位于干湿料混合工段。该双轴混料机具有节约安装空间、能耗低、混合效果好和安全卫士等优点，不仅给食品和饲料加工企业节约了前期投资，而且降低了后期的生产经营成本，提高了效益。垂直布置的双轴混料机也可以应用于其他行业类似的工艺位置的物料混合。