Mélangeur à boule
Les mélangeurs sphériques sont des machines de mélange destinées à homogénéiser/mélanger des poudres sèches, humides ou mouillées. Les mélangeurs à billes peuvent également mélanger des liquides. En règle générale, les mélangeurs à billes sont utilisés pour les processus de mélange par lots. L'intérieur de la sphère est l'espace de mélange. Dans la chambre de mélange, un outil de mélange tourne et réorganise le produit à mélanger en trois dimensions. Ce processus d'écoulement entraîne une très grande efficacité de mélange lorsque la position de l'axe de rotation de l'outil de mélange n'est ni horizontale ni verticale. Le meilleur effet de mélange est obtenu lorsque l'axe est incliné. Les mélangeurs à billes peuvent également être utilisés comme réacteur de synthèse ou comme mélangeur-sécheur sous vide. Dans ce cas, la sphère est conçue avec une double enveloppe. La double enveloppe est traversée par un fluide caloporteur. De cette manière, un échange de matière et de chaleur a lieu.
Les mélangeurs sphériques sont équipés d'au moins un outil de mélange rotatif. Celui-ci sert à mélanger complètement l'ensemble du volume de la sphère. Des outils de mélange supplémentaires peuvent être prévus en option. En règle générale, il s'agit de hacheurs ou de couteaux à rotation rapide. Ceux-ci ont un diamètre d'action plus petit et provoquent une désagglomération pendant le processus de mélange.
Les fabricants de mélangeurs à billes ont établi différentes formes de construction de mélangeurs à billes sur le marché. Certains fabricants montent l'arbre du mélangeur en biais sur la sphère. D'autres placent l'arbre de malaxage en biais sous la sphère. D'autres encore placent l'arbre du mélangeur en haut et l'outil de désagglomération supplémentaire en dessous de la sphère. D'autres encore placent l'outil de mélange principal et l'outil de désagglomération au-dessus de la sphère.
Outils de malaxage principaux dans les malaxeurs à billes
Les fabricants de mélangeurs sphériques ont établi différentes géométries d'outils. Certains ont conçu l'outil de mélange principal comme une ancre courbée dans l'espace. D'autres ont des spirales hélicoïdales. D'autres encore utilisent des outils en forme de pale. L'essentiel est que les outils de mélange tournant dans la sphère soient toujours à la même distance de la sphère, quelle que soit la position de l'outil de mélange. La même distance entre la paroi de la sphère et l'outil de malaxage doit également être garantie lors du malaxage de produits lourds ou collants. Les outils de mélange doivent donc être particulièrement stables.
Remplissage avec le produit à mélanger
Les composants à mélanger sont versés par le haut dans la chambre de mélange. Pour cela, il faut prévoir au moins une tubulure de remplissage. Certains mélangeurs sphériques sont également dotés de plusieurs orifices de remplissage. La robinetterie d'arrêt peut être au choix un clapet rotatif, une vanne plate ou une vanne à segment sphérique. Contrairement à la robinetterie de vidange, la robinetterie de remplissage ne doit pas fonctionner sans espace mort. Un évent se trouve également sur la partie supérieure de la sphère.
Vidange du produit mélangé
Une robinetterie d'arrêt se trouve à l'extrémité inférieure de la chambre de mélange sphérique. Lorsqu'elle est fermée, elle doit avoir la forme d'une découpe de sphère. Seule une telle construction est exempte d'espace mort. Cela signifie que chaque fraction de volume est mélangée dans la sphère - même directement au-dessus du robinet d'arrêt.
Nettoyage et inspection de la chambre de mélange
Certains mélangeurs sphériques ont deux demi-sphères qui peuvent être ouvertes pour l'inspection. D'autres fabricants installent des portes d'inspection rondes ou ovales dans la chambre de mélange. Celles-ci doivent également être exemptes d'espace mort. Pour le nettoyage humide, des buses de lavage de cuve rotatives sont installées dans la chambre de mélange.
Question : quels sont les avantages de la sphère comme cuve de mélange ?
Le volume d'une sphère de rayon r peut être calculé selon la formule suivante :
V = 4/3 * r³ * PI
La surface d'une sphère de rayon r peut être calculée selon la formule suivante :
O = 4 * r² * PI
Si l'on compare différents corps à symétrie de rotation, la sphère présente la plus petite surface spécifique. Cela laisse supposer qu'une chambre de mélange sphérique est plus facile à nettoyer qu'une chambre de mélange cylindrique ou conique. D'autre part, on peut supposer qu'une chambre de mélange de forme conique favorise davantage la vidange résiduelle qu'une sphère. Les fabricants s'efforcent de produire leurs enrobés avec le moins de contaminations possibles. Dans ce contexte, la vidange complète d'une centrale d'enrobage joue un rôle de plus en plus important.
Nettoyage et inspection de l'outil de mélange
Un aspect beaucoup plus important concerne le nettoyage de l'outil de mélange en mouvement dynamique. Cette partie du mélangeur à billes est beaucoup plus complexe que la chambre de mélange. Des exigences particulières s'appliquent donc ici :
- L'outil de mélange doit présenter une géométrie simple
- L'outil de mélange doit présenter une surface aussi petite que possible
- L'outil de mélange doit être conçu de manière à ce que toutes les zones soient accessibles facilement et de manière ergonomique.
- L'outil de mélange doit être conçu de manière à obtenir des résultats de mélange optimaux de manière efficace et rapide.
Pour chaque catégorie d'enrobé, il est possible de trouver la construction optimale. Pour cela, il est recommandé de visiter amixon® et d'essayer les mélangeurs d'essai disponibles (cylindriques, sphériques, coniques). amixon® offre des possibilités de premier ordre pour mélanger, humidifier, sécher et décharger vos enrobés les plus divers.
amixon recommande de montrer, en plus des essais de mélange, le nettoyage du malaxeur après l'essai.
Les différents produits à mélanger nécessitent des programmes de nettoyage différents. Cela concerne
1. le nettoyage à sec
2. le nettoyage avec des chiffons humides
3. le nettoyage manuel par voie humide
4. le nettoyage mécanique par voie humide.
(2), (3) et (4) incluent également la question importante du séchage de l'eau résiduelle.
Il n'est pas rare que les quatre régimes de nettoyage susmentionnés soient pratiqués en alternance dans une seule et même entreprise mixte. En fonction du degré de pollution et de la tolérance à la contamination
Ajout et répartition des liquides dans le mélangeur à billes
Dans la pratique, il s'agit non seulement de mélanger les poudres les plus diverses, mais aussi de les mouiller de manière homogène. Des lances d'ajout de liquide débouchent dans la zone d'action de l'outil de broyage en rotation rapide. De cette manière, on obtient rapidement un produit final homogène et sans agglomérats.
Remarque sur la désignation du mélangeur à billes.
En fait, la désignation « mélangeur à boule creuse avec outils de mélange à mouvement dynamique » serait plus juste que « mélangeur à boule ».
Le terme de mélangeur à billes est également utilisé dans le domaine sanitaire. Il s'agit d'une modification de la robinetterie. Une bille percée à plusieurs reprises est reliée à un levier et peut mélanger et réguler l'arrivée d'eau chaude et d'eau froide.