STC型卧式双轴自清洁搅拌机

l 工作原理

STC型卧式双轴自清洁搅拌机是一种大容量双轴自清洁搅拌设备，用于高粘度、糊状或结壳物料的传热与传质过程，可连续操作（长径比L/D约等于6时），也可间歇操作（长径比L/D小于3时）。该系统特别适用于压实后容易结块的物料处理。

设备主要由一个卧式“8”字形截面的筒体（图1）和两根空心搅拌轴组成（图3），其中一根搅拌轴上焊接有多组五边形空心盘片，另一根搅拌轴焊接有多组四边形空心盘片，两组盘片错位布置，盘片的每一个顶端焊接有“E”字型钩爪相互啮合，两根搅拌轴同向旋转，速比为4:5。工作时一根搅拌轴上的E型钩爪既可对筒体内壁进行刮壁清洁，又同时清洁另一根搅拌轴上的空心盘片的侧面及E型钩爪内侧，双轴旋转过程中所产生的动态轮廓线确保了设备内无盲区，即自清洁作用（图2）。

连续操作时，设备采用比较大的长径比（L/D），为了在提供强力混合的同时又推动物料（包括高粘度物料）慢速前移，搅拌轴上的盘片及E型钩爪按螺旋状排列，这种排列方式为高粘度物料的轴向输送提供了一定的推动力，14-21个混合单元的串联减少了物料的返混，使物料在设备中的流动接近平推流，可获得窄的停留时间分布。

间歇操作时，设备具有较小的长径比（L/D），可实现强大的横向和轴向混合，以确保批次的均匀性。图4为一台STC型卧式双轴自清洁实验设备的内部结构，容积为2.5L，操作方式为间歇。

为解决高粘物料的出料问题，设备筒体底部可增加出料螺杆，此出料螺杆在操作过程中可反向运行，将物料拉回到混合区，增加轴向返混，有利于批次的均匀性，图5是一台带螺杆的双轴自清洁实验设备。

设备的装料系数为40%—75%之间，可通过调节堰板的高度来实现。合适的气相空间使大量气体或蒸汽可以轻易地脱除。

STC型卧式双轴自清洁搅拌机典型应用是高粘度聚酯的缩聚反应（图6），当聚酯的动力粘度增加到一定值时，常规的单轴圆盘或鼠笼式搅拌依靠物料的重力无法形成液膜，界面更新困难，小分子去除速度下降，分子链增长缓慢。而STC型双轴自清洁搅拌依靠相互啮合的钩爪与盘片拉伸液膜，2—7毫米的啮合间隙加速了界面的更新和小分子的脱除。

l 一般特征

1. 在物料所有阶段（液体、糊状、高粘性、结壳和自由流动粉体）进行高强度的混合/捏合；

2. 与螺杆挤出机相比，最大剪切速率低很多；

3. 快速更新相边界层，增强传热和传质；

4. “E”字型捏合元件可产生最佳的自洁性，大幅度提高了传热系数，同时，空心搅拌轴及盘片外具有大量的传热表面，可实现温度精准控制，特别适合受传热控制的工艺；

5. 工作体积大，装料系数高达75%，即使停留时间长，也可以实现高产能；

6. 减少的返混再加上强烈的横向混合，使停留时间分布很窄。也可以调整搅拌器的几何形状，以在较大范围内改变停留时间分布；

7. 大量气相空间有助于气体和蒸汽的分离，这对于过热溶液的闪蒸或容易起泡的物料尤为重要；

8. 密闭设计允许在真空或压力下操作，可处理有毒或易燃易爆介质。

l 设备型号

设备型号有五个单元组成：

S   T   X   XXX   X

第一单元：S表示双轴；

第二单元：T表示同向；

第三单元：C表示双轴的速比为4：5；D表示双轴的速比为6：6；

第四单元：500表示搅拌器直径为500mm；

第五单元：D表示短机型（间歇）；Z表示标准机型（连续）；C表示加长机型（连续）。

l 外形尺寸

1. 双轴同向自清洁搅拌，速比4：5，短机型（间歇操作）

2. 双轴同向自清洁搅拌，速比4：5，标准机型（连续操作）

3. 双轴同向自清洁搅拌，速比4：5，加长机型（连续操作）

l 设计参数

1. 容器

横截面为8字形的卧式容器，可以在真空或压力下操作。容器外带夹套，可采用导热油、熔盐、蒸汽、热水等介质加热，或采用冷冻盐水、循环水进行冷却。

2. 搅拌器

搅拌器由空心轴、空心盘片和钩爪焊接组成，冷热介质可以通过旋转接头输送至空心轴和空心盘片内。

3. 出料

自由流动的粉体或液体产品，可通过底部或侧面的出料口排出，料位的高低由可调的堰板控制；高粘度糊状产品采用螺杆出料。

4. 密封

可使用填料密封或是机械密封。

5. 材质

各类不锈钢、碳钢、哈氏合金、钛、镍等可以焊接的材料。

l 典型应用