行星式攪拌脫泡機的工作原理主要基于公轉與自轉的復合運動,結合真空環(huán)境(部分機型)實現(xiàn)高效混合與脫泡,其核心機制可分為以下三部分:
一、公轉與自轉的協(xié)同作用
公轉運動
容器繞設備中心軸旋轉,產(chǎn)生離心力將物料從中心向外推動,形成對流。這種運動使物料在容器內(nèi)產(chǎn)生比重分離,氣泡因密度差異被推向表面,同時物料整體流動形成基礎混合。
自轉運動
容器繞自身軸線高速旋轉,使物料在容器內(nèi)形成三維流動。自轉產(chǎn)生的剪切力與離心力場結合,進一步打散物料中的團聚顆粒,增強分散效果。自轉速度通常為公轉速度的70%(如公轉1000rpm時自轉700rpm),形成穩(wěn)定的離心力與剪切力平衡。
復合運動效果
公轉與自轉同步進行時,物料在容器內(nèi)經(jīng)歷多方向、多層次的攪拌作用。離心力將氣泡帶到表面,剪切力則破壞氣泡結構,使其破裂或逸出。這種非接觸式混合方式避免了傳統(tǒng)攪拌槳對物料的剪切損傷,尤其適合高粘度、敏感材料(如納米顆粒、生物材料)。
二、真空環(huán)境的輔助作用
部分機型配備真空系統(tǒng),在攪拌過程中抽離容器內(nèi)空氣,形成負壓環(huán)境。真空環(huán)境的作用包括:
加速氣泡膨脹與破裂:氣泡在低壓下體積增大,表面張力減弱,更易被剪切力破壞。
降低氣泡上升阻力:高粘度物料中,真空環(huán)境可減少氣泡上升所需的能量,提高脫泡效率。
防止氧化與污染:真空環(huán)境隔絕氧氣,避免物料在攪拌過程中氧化變質(zhì),同時減少外部污染物進入。
三、三維流動與剪切力強化
容器傾斜設計
部分機型采用45°或40°傾斜的容器放置槽,使物料在公轉與自轉過程中產(chǎn)生斜向流動。這種設計增強了物料與容器壁面的剪切作用,進一步打散團聚顆粒,提升混合均勻度。
流速突變效應
行星式攪拌脫泡機物料在容器表面與壁面之間的流速突然變化,形成復雜湍流。湍流產(chǎn)生的強剪切力使液滴和顆粒細化,增加分散性,同時破壞氣泡結構,促進脫泡。