Независимая регулировка скорости вращения и вращения с помощью двух двигателей: оптимизация процесса сдвига.

Планетарные центробежные мешалки работают без внутренних рабочих колес, сочетая два различных типа движения: вращение вокруг центральной оси машины и вращение вокруг оси самого контейнера.
В обычных планетарных миксерах с одним двигателем эти две оси физически соединены посредством неподвижных механических редукторов с жестким передаточным отношением (например, фиксированным отношением 1:0,6).
Хотя фиксированные передаточные числа эффективны для стандартных составов, они вынуждают инженеров идти на жесткий механический компромисс: увеличение скорости для ускорения конвекции неизбежно приводит к увеличению сдвига в пограничном слое и теплоты трения.
Инженеры компании SMIDA разрабатывают высокопроизводительные планетарные центробежные мешалки, оснащенные двумя независимыми двигателями с регулируемой частотой вращения, что позволяет операторам независимо программировать скорость вращения от 200 до 2000 об/мин.

В современных методах синтеза материалов, таких как дилатантные пасты с увеличением вязкости при сдвиге, суспензии углеродных нанотрубок (УНТ), смолы с квантовыми точками и термочувствительные биологические гидрогели, необходимо точно модулировать сдвиговое напряжение.
Чрезмерная скорость вращения может привести к разрушению тонких углеродных нанотрубок или вызвать преждевременное гелеобразование, в то время как недостаточная скорость вращения позволяет плотным наполнителям расслаиваться.
Разделение процессов вращения и кручения позволяет разработчикам химических составов полностью контролировать внутреннее сдвиговое воздействие жидкости, конвективные потоки и рассеивание тепловой энергии с помощью цифровых технологий.
В данной технической статье объясняется гидродинамика независимого регулирования скорости и излагаются стратегии оптимизации параметров для неньютоновских жидкостей.

Ограничения фиксированных механических передаточных чисел

В одномоторном планетарном миксере для вращения держателей чашек используется главный приводной вал, соединенный через внутренние планетарные зубчатые передачи.
Поскольку механическая передача постоянно заблокирована, скорости вращения и частоты вращения строго синхронизированы.
Если для удаления газов из густой пасты без кипения или перегрева разработчику рецептуры требуется интенсивное центробежное ускорение (высокая частота вращения), то миксер с неподвижным редуктором заставляет емкость вращаться с высокой скоростью, создавая чрезмерное трение о стенки и нагрев.
И наоборот, если оператор замедляет работу машины, чтобы защитить хрупкие частицы, центробежная сила дегазации исчезает.
Наличие двух независимых приводов полностью устраняет это механическое узкое место.

Разделение основной конвекции и сдвига в пограничном слое

В планетарной гидродинамике вращение вокруг своей оси и вращение вокруг своей оси определяют два различных физических явления.
Вращение создает центробежное ускорение, выталкивая материал наружу, сплющивая жидкие пленки и создавая мощные векторы плавучести, которые выталкивают микропузырьки наружу.
Вращение создает градиенты скорости в пограничном слое, вызывая волнообразную турбулентность и складчатую конвекцию внутри контейнера.
Благодаря независимой двухмоторной архитектуре SMIDA, разработчики рецептур могут выбирать высокую скорость вращения (например, 1800 об/мин) в сочетании с низкой скоростью вращения (например, 400 об/мин) для быстрого удаления газов без нагрева за счет трения, или наоборот для интенсивного диспергирования сухих агломератов.

Освоение дилатантной и сдвигово-увеличивающейся реологии

Некоторые пасты с высоким содержанием твердых веществ демонстрируют дилатантную реологию: их кажущаяся вязкость экспоненциально возрастает при высоких скоростях сдвига, затвердевая до состояния камня при интенсивном перемешивании.
Использование дилатантных паст в высокопроизводительном смесителе с неподвижным сдвиговым механизмом приводит к срабатыванию защиты от перегрузки двигателя и повреждению контейнеров.
Благодаря независимому управлению двумя двигателями операторы программируют плавные пусковые процессы и оптимизируют передаточные отношения для поддержания сдвигового напряжения жидкости чуть ниже порога дилатансии.
Материал остается текучим и податливым, обеспечивая полную однородность без остановки двигателей или перегрева чувствительных полимеров.

Сравнение одномоторной и двухмоторной архитектуры

Часто задаваемые вопросы

Когда следует выбирать высокие обороты и низкую скорость вращения?

При деаэрации материалов, чувствительных к сдвигу, паст с высоким содержанием летучих растворителей или составов, склонных к быстрому нагреву за счет трения, следует выбирать высокую частоту вращения при низкой скорости вращения.
Центробежная экстракция пузырьков сохраняет максимальную эффективность, при этом трение о стенки контейнера сводится к минимуму.

Могут ли двухмоторные миксеры автоматически выполнять синхронизированные рецепты?

Да. Двухмоторные системы SMIDA оснащены интуитивно понятными цифровыми сенсорными экранами, позволяющими сохранять многоступенчатые рецепты с независимыми режимами ускорения, передаточными числами и временем работы вакуумного насоса.

Улучшите свои исследования и разработки, а также производство с помощью SMIDA.

SMIDA — это признанный производитель с производственным комплексом площадью 6800 квадратных метров в Шэньчжэне, сертифицированным по стандарту ISO 9001, обладающий более чем 80 патентами и соответствующий требованиям CE.
Наши планетарные центробежные миксеры охватывают диапазон обрабатываемых объемов от 1 г до 100 кг и более (оборудование от 150 г до 100 кг и более), предлагая платформы с фиксированным редуктором и двумя двигателями, на которые предоставляется годовая гарантия.
Обратитесь к нашей инженерной команде в Шэньчжэне, чтобы обсудить независимые решения по соотношению скоростей для ваших сложных рецептур.