行星式搅拌脱泡机的工作原理主要基于公转与自转的复合运动,结合真空环境(部分机型)实现高效混合与脱泡,其核心机制可分为以下三部分:
一、公转与自转的协同作用
公转运动
容器绕设备中心轴旋转,产生离心力将物料从中心向外推动,形成对流。这种运动使物料在容器内产生比重分离,气泡因密度差异被推向表面,同时物料整体流动形成基础混合。
自转运动
容器绕自身轴线高速旋转,使物料在容器内形成三维流动。自转产生的剪切力与离心力场结合,进一步打散物料中的团聚颗粒,增强分散效果。自转速度通常为公转速度的70%(如公转1000rpm时自转700rpm),形成稳定的离心力与剪切力平衡。
复合运动效果
公转与自转同步进行时,物料在容器内经历多方向、多层次的搅拌作用。离心力将气泡带到表面,剪切力则破坏气泡结构,使其破裂或逸出。这种非接触式混合方式避免了传统搅拌桨对物料的剪切损伤,尤其适合高粘度、敏感材料(如纳米颗粒、生物材料)。
二、真空环境的辅助作用
部分机型配备真空系统,在搅拌过程中抽离容器内空气,形成负压环境。真空环境的作用包括:
加速气泡膨胀与破裂:气泡在低压下体积增大,表面张力减弱,更易被剪切力破坏。
降低气泡上升阻力:高粘度物料中,真空环境可减少气泡上升所需的能量,提高脱泡效率。
防止氧化与污染:真空环境隔绝氧气,避免物料在搅拌过程中氧化变质,同时减少外部污染物进入。
三、三维流动与剪切力强化
容器倾斜设计
部分机型采用45°或40°倾斜的容器放置槽,使物料在公转与自转过程中产生斜向流动。这种设计增强了物料与容器壁面的剪切作用,进一步打散团聚颗粒,提升混合均匀度。
流速突变效应
行星式搅拌脱泡机物料在容器表面与壁面之间的流速突然变化,形成复杂湍流。湍流产生的强剪切力使液滴和颗粒细化,增加分散性,同时破坏气泡结构,促进脱泡。