以重量和体积为例，右侧烧瓶中的玻璃微珠，其重量与左侧的碳酸钙完全相同。但显然这些玻璃微珠占据了更大的空间。用于称量矿物填料的设备，可能无法容纳等重的玻璃微珠，因为在重量相等的情况下，玻璃微珠所占的空间可达前者的20倍。反之，该设备也可能因灵敏度不足，而无法准确称量等体积的玻璃微珠，毕竟玻璃微珠的重量要轻得多。
本指南就3M™玻璃微球的高效计量与混合提供了相关建议。这些仅为建议，不应被视为设计或操作手册。用户有责任自行确定何种方法与设备能够满足特定用途，并适用于其自身的实际操作。
注： 在使用3M玻璃微球之前，请务必阅读产品标签及《安全数据表》（SDS），并遵守所有适用的预防措施及使用说明。如需更多关于储存与搬运的信息，请参阅《3M玻璃微球产品数据表》。 对于所有设备及材料，请参阅设备制造商的建议及使用说明。
注：本指南旨在为用户提供基础信息，以协助其在评估、加工及故障排除过程中使用特定的3M产品。所提供的信息具有一般性或概要性，仅作为辅助用户之用。
本信息无意取代用户对涉及3M产品使用及加工的特定环境与条件进行审慎考量。用户有责任自行判定本信息是否适用于其特定的用途及预定应用场景。用户须全权负责评估第三方的知识产权状况，并确保其对3M产品的使用及应用不会侵犯任何第三方的知识产权。
3M玻璃微球经过精心设计，若操作得当，有助于您降低成本、提升性能并改善加工工艺。但正确操作的前提是，用户需认识到：玻璃微球与典型的形状不规则矿物填料有着本质区别。作为一种中空且无孔的球体，玻璃微球在储存、泵送、称重、配制、计量及混合等环节中，其操作特性与矿物填料截然不同。
以重量和体积为例，右侧烧瓶中的玻璃微珠，其重量与左侧的碳酸钙完全相同。但显然这些玻璃微珠占据了更大的空间。用于称量矿物填料的设备，可能无法容纳等重的玻璃微珠，因为在重量相等的情况下，玻璃微珠所占的空间可达前者的20倍。反之，该设备也可能因灵敏度不足，而无法准确称量等体积的玻璃微珠，毕竟玻璃微珠的重量要轻得多。
由于玻璃微珠内部中空以有助于减轻最终产品的重量，因此它们容易在受限点处因受到挤压、在狭窄间隙内因受到剪切、以及在转弯处因受到冲击而破裂。通过平衡微球的抗压强度或选择不同的设备，可以降低发生破裂的几率。
玻璃微球的计量与混合涉及诸多变量与考量因素，旨在确保获得最佳效果。本指南提供了关于料斗、计量与混合设备以及泵的基本概况信息。如需进一步支持，3M技术服务团队可协助您解决并规避潜在问题，助您尽可能快速、便捷地充分利用玻璃微球的优势。
在批量较大的加工操作中，真空输送系统可将物料（“玻璃微珠”）直接从运输容器或储存筒仓输送至日用料斗。该日用料斗储存有充足的物料，足以在一个工作周期内持续供给一个或多个称重料斗。称重料斗通常紧邻混合机，旨在最大程度地缩短物料进入加工流程前的等待时间。对于规模较小的加工操作，日用料斗与称重料斗通常合二为一；此时，真空输送系统会将物料直接从运输容器输送至这一单一料斗中。
如下图所示，采用对称结构的日用料斗或称重料斗，可能会引发排料问题。
为有效规避此类问题，您可以为现有料斗加装一套充气系统，以实现物料的流态化。充气处理可使物料的堆积体积膨胀至原先的两倍，因此料斗必须具备足够的容积，以容纳增加的体积。若为新建装置，建议选用非对称式料斗设计，其特征包括陡峭的侧壁，以及错位设置的进料口、出料口或倾斜区域。为确保获得最佳的物料流动效果，这种新型的非对称式料斗可与充气系统相结合使用。
若采用设计得当或经过改装的料斗，物料流入计量/给料装置的过程将比直接将颗粒物从运输容器输送至混合机时更为均匀且迅速。此外，该料斗还有助于减少在使用高速、大流量输送设备时可能产生的粉尘。
计量/给料装置用于控制玻璃微珠从料斗流入工艺流程的流量。此类装置包括以下类型：
• 重力式失重固体给料机
该给料机通过称重方式对玻璃微珠进行计量，即在料斗排料过程中实时监测重量变化。当位于料斗下方的称重系统针对轻质玻璃微珠的特定“重量-体积比”完成校准后，该给料机便成为高速自动化系统中实现高效、精准控制的首选方案。
• 称重传感器（Load Cells）
此类传感器用于测量重量；鉴于玻璃微珠重量极轻，若要确保测量精度，通常需要选用高灵敏度的传感器。
玻璃微珠可通过重力卸料或螺杆给料机从料斗输送至搅拌混合机。螺杆给料机的螺距、槽道尺寸及叶片深度应经过精心设计，以最大程度地减少对玻璃微珠的挤压、剪切及冲击。为确保玻璃微珠卸料均匀，建议选用变叶片深度或变螺距的螺杆给料机。在料斗通往螺杆给料机的卸料口处，应设置一个柔性连接套（隔离套），用于控制玻璃微珠流量并有助于防止“溢流”现象。请注意，在螺杆给料机与搅拌混合机之间的管道连接中，不应出现任何90度的直角弯头。若确需设置管道弯头，其转角应平缓，且角度不应超过45度。此外，管道系统应进行接地处理，以有效控制静电积聚。
为最大程度地减少混合过程中玻璃微珠的破裂，建议采取以下两个步骤：
1. 从上方直接向液体涡流中注入连续或脉冲式的玻璃微珠流。
2. 尽可能在混合过程的后期阶段向混合搅拌机中加入玻璃微珠，以缩短其受搅拌的时间。
为获得最佳效果，请使用高流量、低剪切力的混合搅拌机，例如：
| • 锚式 • 行星式 • 双行星式 • 螺旋桨式 • 斜叶式 | • 杆式涡轮 • 卧式 • 犁刀式 • 西格玛式 • 水翼式 |
请勿使用低流量、高剪切力的混合机。
当玻璃微球流入混合机时，请务必配备袋式除尘系统。
玻璃微球或含微球的材料至少可以在以下三种情况下被泵送：
1. 将干燥的玻璃微球从储存筒仓或运输容器输送至日用料斗；
2. 将干燥的玻璃微球从储存筒仓或运输容器直接输送至混合搅拌机；
3. 将与树脂混合后的湿态玻璃微球从混合机输送至后续加工工序。
这两种类型的泵已得到成功应用：
• 双隔膜泵：需经改装以适用于干粉输送，是将玻璃微珠从包装箱或包装袋中输送到日用料斗或混合器中的首选泵。
• 收缩泵（蠕动泵）：使用时不会对玻璃微珠造成显著损害，可作为备选泵考虑。
选泵指南：
所选用的玻璃微珠必须具备足够的强度，以承受泵产生的最大静压力。
应避免使用离心泵、齿轮泵、凸轮泵和螺杆泵。
前述篇章概述了与低密度3M™玻璃微球相关的混合与计量考量因素。鉴于具体的应用细节繁多，本基础指南无法一一涵盖。因此，3M遍布全球的资深工程师随时待命，乐意协助您解决各类独特的混合与计量难题。在规划您的混合或计量工艺流程时，敬请联系3M的玻璃微球专家以获取协助。
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© 3M 2016. All rights reserved. 英文版发布日期：2016年12月
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