混合操作在工業(yè)生產(chǎn)中非常普遍，從基本的化學(xué)工業(yè)到精細(xì)化工工業(yè)，從材料生產(chǎn)與加工到高樓大廈的平地而起、橋梁的兩岸架接，都不能缺少混合操作，特別在陶瓷、冶金、軍工、醫(yī)藥、食品、飼料等行業(yè)更加突出。由于混合操作的普遍性和重要性，近年來混合機的發(fā)展也十分迅速，對其性能的研究也隨之增多。但對混合機的分類和現(xiàn)狀卻沒有很好的歸類，本文將對混合機的研究現(xiàn)狀及發(fā)展進行一個系統(tǒng)的概括。
1 混合機的簡單分類及其特點
混合機的分類可以從很多角度來看，角度不同，分類也不同。
1.1 從機器的結(jié)構(gòu)和運動方式來分：
1.1.1按筒體運動狀態(tài)可分為筒體靜止型混合機（如單螺旋混合機、犁刀式混合機等）、筒體運動型混合機（如搖滾運動混合機、V型混合機等）。筒體靜止型混合機內(nèi)會設(shè)有攪拌裝置，加強了對組分間的強制性混合，混合效果較好，對物性要求較低。但動力消耗較大，攪拌裝置易磨損。筒體運動型混合機對流動性好，物性相近的組分間混合較好，要求要有堅實的固定基礎(chǔ)，停機時慣性大，延長了混合時間。
1.1.2按筒體的封密程度可分為全開放式（如臥式螺帶式混合機、雙軸臥式混合機等）、半開放式（如自落式軸向進出料混合機等）、和封閉式混合機（如三維運動混合機、腰鼓式混合機等）。全開放式混合機一般采用傾翻式卸料，混合的組分對周圍環(huán)境要求不高，不怕被污染。半開放式混合機軸向進、出料，可以進行連續(xù)作業(yè)，機械化程度較高。封閉式混合機用于各組分對環(huán)境要求高，怕污染或組分中有流體的混合操作，這類混合機可以方便控制混合的條件，有利于混合高質(zhì)量完成。
1.1.3按主軸的安裝方向可分為立式混合機（如SCH型立式雙螺帶混合機、DSH型懸臂非對稱雙螺旋混合機、雙漿行星立式混合機等）和臥式混合機（如臥式雙螺帶混合機、臥式雙軸漿葉式混合機等）。立式混合機混合的各組分較均勻，動力消耗小，占用的空間也較小，但混合時間要求較長，生產(chǎn)效率低且卸料不充分，給接下來的混合效果帶來影響。相比之下，臥式混合機混合質(zhì)量好，組分在機室內(nèi)相對運動快，卸料速度快，混合效率高，但其占用的空間大，制造比較難。
1.1.4按運動部件的運動狀態(tài)可分為連續(xù)式和間歇式混合機（如圓錐型立式混合機、回轉(zhuǎn)筒式混合機等）。連續(xù)式混合機具有一系列的配套設(shè)備，按照設(shè)計好的流程加料、混合、卸料，可能節(jié)省時間，提高效率，但系統(tǒng)復(fù)雜，機器成本高，在一些大型、機械化程度高的工業(yè)中常用。間歇式混合機由于加料和卸料不連續(xù)，會加長作業(yè)時間，降低生產(chǎn)率。但機械成本較低，人為控制方便。
1.2從混合物的狀態(tài)可分為3種形式：
1.2.1固體混合機固體混合機相對比較多，如普通立式螺旋混合機、臥式螺帶混合機等。固體混合機一般對密封性要求不高，但也有一些由于混合成分要求極高的安全性，如藥品混合、食品混合等。因此，這類混合機要具有良好的密封性，來保證制作產(chǎn)品的要求。
1.2.2 流體混合機
流體混合機一般是筒體固定型，帶有攪拌裝置，這樣的混合機相對而言，對筒體的沖擊較小，動力消耗也較小。相對固體混合機，流體混合機對密封性要求要高，這樣就無形中增加了機器的成本。
1.2.3 固液混合機
大多數(shù)混合都是固液混合，只是各組分所占比例大小而已，很少有純的固-固混合或液-液混合，因些這類混合機應(yīng)用很廣，發(fā)展的也極為迅速。很多工業(yè)領(lǐng)域都會應(yīng)用到形狀各異、運動不一的固液混合機。
2 幾種常用混合機的發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 混合機在國外的發(fā)展
Maureen L.Rathod等人在雙軸攪拌機中，對影響非牛頓體混合效率的2個因素（雙軸攪拌機的幾構(gòu)參數(shù)和操作條件）進行了研究。利用三維有限元的模擬仿真，對剪切率、速率等數(shù)據(jù)進行了分析，對雙軸攪拌機的漿葉作了創(chuàng)新，新型漿葉極大地提高了混合組分的軸向流速和剪切率。Paul W.Cleary[用離散元軟件（DEM）對犁鏵式混合機中微粒的混合過程進行模擬，從而分析實驗機的混合性能，采用更接近真實微粒形狀和物理參數(shù)的仿真顆粒來進行模擬，得出了微粒形狀參數(shù)對模擬混合過程十分重要的結(jié)論，因此，對真實混合機的性能評價也同樣重要。Branda Remy等人研究了粗糙度對葉片式混合機混合效的影響。采用粒子圖像測速技術(shù)和離散單元法進行實驗和模擬，分別改變了混合微粒表面和筒壁內(nèi)表面的粗糙度，來研究無粘性微?；旌线^程，結(jié)果表明，粗糙度對混合效果也有影響，特別是混合過程中粒子的擴散運動。
2.2 混合機在國內(nèi)的發(fā)展
三維運動混合機。劉定煒研究并設(shè)計了SHS200三維運動混合機，研究從混合機的性能及影響混合效果的主要因素入手，從理論上分析混合機的運動軌跡，從而確定其運動軌跡和運動參數(shù)，然后以分析結(jié)果為依據(jù)，對構(gòu)件設(shè)計計算及部件設(shè)計。該研究結(jié)果可為新型三維運動混合機設(shè)計提供參考。鄧穎對三維運動混合機性能及其影響因素進行了研究，將V型混合機和三維運動混合進行了對比試驗，得出三維運動混合機的優(yōu)勢，為以后選擇混合機類型提供了依據(jù)。胡靜波等人借助三維運動仿真軟件(ADAMS)，模擬了三維運動混合機的工作時的運動，主要對主動軸和從動軸的轉(zhuǎn)速，從動軸的徑向竄動，主、從動拔叉的角速度等進行了分析，仿真分析的結(jié)果在三維運動混合機的設(shè)計和運動分析上提供了理論依據(jù)。
雙臥軸混合機。崔冬等人對雙臥軸葉片式混合機的性能參數(shù)（如最佳工作轉(zhuǎn)數(shù)、填充系數(shù)等）與設(shè)計計算進行了闡述，從工作原理和結(jié)構(gòu)特點2方面進行分析，指出雙臥軸葉片式混合機在使用過程中應(yīng)注意的問題，為合理應(yīng)用、保護混合機及設(shè)計方面提供了參考。王德福優(yōu)化了雙臥軸式全混合日糧混合機的運動參數(shù)及其結(jié)構(gòu)，并用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合的試驗設(shè)計方法對混合效果的評價指標(biāo)（變異系數(shù)）進行了測量計算與分析，得出了雙臥軸的轉(zhuǎn)速是影響其性能的最主要因素，同時也為混合機性能的評價提供了方法。
圓筒混合機。楊文龍等人主要針對圓筒混合機的擋輪、充氣膠輪、揚料板等幾方面現(xiàn)存在的問題進行分析，并對其進行了合理地改造。改造后的混合機運動更加平衡，工作連續(xù)性更強，大幅度降低了職工的工作強度，保證了燒結(jié)工藝的控制。萬書華利用離散元（EDEM）和運動仿真（ADAMS）2 大軟件對圓筒混合機進行了研究，從結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料力學(xué)方面分析輪胎軸向受力，又從動力學(xué)理論上驗證新型混合機的可行性和合理性，借助現(xiàn)代優(yōu)化理論，分別優(yōu)化計算了混合機的徑向接觸角和軸向輪胎分布，從而提高其使壽命。新型圓筒混合機的研究，為以后圓筒混合機的設(shè)計與性能分析提供了以參考。孫其誠等人對水平圓型混合機中顆粒的混合進行了模擬，分析了混合機內(nèi)顆粒流型的變化規(guī)律和混合曲線，分析結(jié)果同實駐驗結(jié)果吻合很好，對揭示混合機內(nèi)部的粒子運動規(guī)律有很在的幫助。
3 總結(jié)
由于混合操作在各工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，各種類型的混合機相繼出現(xiàn)，對產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，混合機的性能（混合均勻度、混合時間等）也應(yīng)隨之提高，為了實現(xiàn)高質(zhì)量、高效率、低成本的目標(biāo)，目前對各類型的混合機的研究還在不斷前行中，所以混合機的設(shè)計還存在很大的提升空間。我國現(xiàn)階段對混合機的研究與優(yōu)化大部分停留在對已有的混合機進行改進上，修改其參數(shù)，從而來提高其性能，對新型混合機的設(shè)計少之又少。因此，在研究已有的混合機的基礎(chǔ)上，應(yīng)不斷創(chuàng)新，開發(fā)出新類型混合機，來實現(xiàn)對混合質(zhì)量的高要求，提高生產(chǎn)率，降低工人的勞動強度。
