CN101259392A - 一种能够用于单元操作和系统控制的新型搅拌系统 - Google Patents

Abstract

本发明的主要目的是克服现有技术不足，本发明以搅拌轴为布线通道，将搅拌器与温度读取装置或将搅拌器与温度读取装置、压力变送器集成在一起，提供一种方便、通用的带温度显示或同时显示温度、压力等参数的新型搅拌设备。

Description

一种能够用于单元操作和系统控制的新型搅拌系统

技术领域

一种新型利用搅拌轴作探头布线通道的参数控制搅拌系统，可进行单元操作和用于系统控制，应用于化工、物理、生物医药、食品加工等领域。

背景技术

搅拌操作和工艺参数的控制在化工、物理、生物医药、食品加工等领域有着广泛的应用。特别在化工生产中，经常要在高温、高压或高真空条件下进行搅拌，同时物料有时伴有易燃、易爆、有毒、腐蚀等特性。对工艺参数如温度、压力等进行检测，获取可靠的数据，既能对单参数进行单元操作控制，又能作为当前先进系统控制数据采集系统的一部分，对化工生产工艺稳定性，质量稳定性具有重要的意义。

对温度、压力等的测量，均可通过相应的感应元件实现。以化学工业生产中用到的反应釜为例：

温度测量通常是采用在反应釜上加装温度测量导管，通过热感应元件进行温度的测量。一般情况下，这种方式能够满足生产的需要。但采用这种方式存在以下不足：(1)在反应体系液面较低时，限于温导管的长度，温度测定会遇到困难，常常采用非标设备，如对反应釜采取侧开孔的方式加以解决。(2)反应体系黏度较大以及搅拌速度较快时，温导管会因力矩较大产生弯曲甚至与釜口的焊接点开裂。

压力的测定采用压力传感器，通常在反应釜上专门留有锅口用来安装压力传感器，但在高压反应中该处容易成为一个漏点。

发明内容

本发明的主要目的是克服现有技术不足，本发明以搅拌轴为布线通道，将搅拌器与温度读取装置或将搅拌器与温度读取装置、压力变送器集成在一起，提供一种方便、通用的带温度显示或同时显示温度、压力等参数的新型搅拌设备。该新型搅拌器能避开传统搅拌器对所要进行搅拌操作对物料体系体积、黏度等因素的要求。同时，温度测量装置与所测环境不直接接触，避免物料对温度测量装置的腐蚀、机械磨损等损害。

本发明涉及的搅拌器为机械式搅拌器。本发明涉及的温度测量装置为热电阻、热电偶温度传感器。本发明涉及的压力测量装置为压力传感器。

该新型搅拌器搅拌形式包括桨式搅拌器、开启涡轮式、圆盘涡轮式、推进式布鲁马金式、三叶后掠式、MIG式、INTER-MIG式、锯齿圆盘式、三角形往复回转式、锚式、螺带式、螺杆式等。

根据不同的用途和目的，可选用普通钢、不锈钢、特种钢、特种合金、高强度耐腐蚀耐温塑料、玻璃等为材料制作该新型搅拌器。在工业生产中使用的搅拌器以普通钢、不锈钢、特种钢、特种合金为材料，在实验室科学研究中除上述材料外可选用高强度耐腐蚀耐温塑料、玻璃为材料。

搅拌轴为中空型材，也可为实心材料。搅拌轴为中空材料时，中空部分孔径大小以保证搅拌轴的强度为原则，根据需要调整，并根据需要内称耐温绝缘材料。当搅拌轴为实心材料时，需沿搅拌轴轴向加装导管，用于热感元件与仪表或热感元件和压力变送器压力感应端的传导线引入或引出，在搅拌轴密封位置钻孔用于引出或引入热电阻与仪表的传导线。

根据不同的搅拌形式和不同材质搅拌轴和搅拌叶带有不同的连接方式。采用金属材料的桨式搅拌器、开启涡轮式、圆盘涡轮式、推进式布鲁马金式、三叶后掠式、锯齿圆盘式、三角形往复回转式、锚式搅拌其搅拌轴与搅拌叶带采用螺纹、焊接等方式连接，采用螺纹连接方式时中间加密封垫片。MIG式、INTER-MIG式、螺带式、螺杆式搅拌轴底端通过螺纹、锻铸等方式增加一段密封帽，采用螺纹连接方式时密封帽和搅拌轴之间加密封垫片。

测温装置可为热电阻温度感应装置。现应用最广泛的热阻材料为铂和铜。其输出信号大，测量准确，便于远传。与平衡电桥或不平衡电桥配套使用，能自动显示、记录和实现多点测量。热电阻的原理示意图如说明书附图1所示。

测温装置也可为热电偶温度感应装置。热电偶具有构造简单，适用温度范围广，承受热、机械冲击能力强，响应速度快等特点。热电偶的原理示意图如说明书附图2所示。根据不同的用途，热电偶可以选取不同的型号。

热电阻或热电偶连接导线置于搅拌轴中空位置。热电阻置于搅拌装置中空部分的底端。同时可根据情况再孔中加入少量导热油或金属屑作传热介质。

压力传感器有电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等类型。根据搅拌系统的不同用途和工作环境，可选用不同的压力传感器。在化学工业中，涉及到高温、腐蚀的情况时，采用远传压力传感器。

在搅拌轴近顶端，装备传动齿轮，与搅拌电机得传动轴上的齿轮相连接，或在搅拌轴近顶端，装备传齿轮，通过传动皮带与搅拌电机传动轴连接。

从搅拌轴上引出的温感、压力传感器的连接导线可通过高精度导电滑环，无线电信号传输，光电数据传输，或光纤旋转接头传输到显示控制仪表。通过该仪表传递的信号，既可通过人工对反应参数进行控制，也可将其整合到自动化控制系统中。

附说明书附图：

图1热电阻三线制接线

图2热电偶工作原理图

图3压力传感器原理图

图4搅拌电机和搅拌轴通过齿轮传动示意图

图5搅拌轴顶端通过精密导电滑环与仪表连接示意图

图6实验室用带温度感应元件的搅拌桨示意图。

图7带温度单参数测量装置的桨式搪瓷搅拌器工业设备示意图

图8带温度、压力等多参数测量装置的桨式搪瓷搅拌器工业设备示意图

图1中：

A1Rt，热电阻

A2(1)，(2)，(3)连接导线

A3显示仪表

图2中：

B1热电偶

B2连接导线

B3显示仪表

图4中：

C1搅拌电机

C2搅拌电机电源线

C3搅拌电机传动轴

C4传动齿轮

C5搅拌轴

图5中：

D1温度或温度、压力显示仪表

D2仪表导线

D3精密导电滑环

D4搅拌轴

D5传动齿轮

D6热传感元件，或热传感元件和压力传感器的连接导线

D7实验室用搅拌桨夹头

图6中：

E1导电触头

E2弹簧垫片

E3搅拌轴

E4热感应元件连接导线

E5搅拌浆叶

E6搅拌浆叶固定螺丝

图7中：

F1搅拌电机

F2搅拌电机电源线

F3搅拌电机传动轴

F4传动齿轮

F5密封垫片

F6搅拌桨叶

F7搅拌轴

F8精密导电滑环

F9仪表连接导线

F10温度显示仪表

图8中：

G1搅拌电机

G2搅拌电机电源线

G3搅拌电机传动轴

G4传动齿轮

G5密封垫片

G6搅拌桨叶

G7压力传感器感应头

G8搅拌轴

G9精密导电滑环

G10温控仪表连接导线

G11温度显示仪表

G12压力显示仪表连接导线

G13压力显示仪表

具体实施方式：

实施例1

以配300L反应釜带温度测量装置的桨式搪瓷搅拌器，如说明书附图7以说明。

搅拌电机的机架上，位置根据传动齿轮进行调整。

搅拌电机传动轴直径：65mm

传动齿轮的直径110mm，齿深6mm

搅拌轴直径：65mm，圆形中孔直径8mm

根据不同要求可分别选用如下规格的型号的热电阻数字温度计：

Claims (8)

1、一种新型搅拌混合装置，其特征包括：

一种新型利用搅拌轴作探头布线通道的参数控制搅拌系统，可进行单元操作和用于系统控制。将单参数(如温度)或多参数(如温度，转速，压力等)测量装置与搅拌器集成在一起，形成带单参数或多参数测温装置的新型搅拌器或混合装置。

2、根据权利要求1，采用普通钢、不锈钢、特种钢、特种合金、高强度耐腐蚀耐温塑料、玻璃等为材料制作该新型搅拌器。

3、根据权利要求1，搅拌轴可为中空型材，也可为实心材料。当搅拌轴为实心材料时，需沿搅拌轴轴向加装导管，用于感应探头与仪表的传导线引入或引出。在搅拌轴密封位置钻孔用于引出或引入参数测量探头与仪表的传导线。

4、根据权利要求1，测温装置为热电阻感应装置或热电偶温度感应装置。

5、根据权利要求1，测压装置为远传压力传感器。

6、根据权利要求1、3，温度、压力测量装置探头、连接导线或热电偶及连接导线以中空的搅拌轴或与搅拌轴并行的导管为布线通道。

7、根据权利要求1、6，搅拌轴通过传动齿轮由搅拌电机带动，从搅拌轴上引出的温感、压力传感器的连接导线通过高精度导电滑环，无线电信号传输，光电数据传输，或光纤旋转接头传输方式传输到显示控制仪表。

8、根据权利要求1、4、5、7，参数显示形式为数字显示，并可伴有警报或声音提示。

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