CN101500697B - 用于混合的搅拌器 - Google Patents

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Abstract

一种用于混合器的搅拌器，包括包含混合器附装部分(16)的轴(14)，该轴限定搅拌器的转动轴(A)。第一稳定臂(18)从轴向外延伸，第二稳定臂(20)从轴向外延伸并从第一稳定臂周向隔开。第一刀片(22)具有在从轴隔开的位置连接到第一稳定臂的上端，位于靠近搅拌器的转动轴的下端，和从在下端基本垂直方向向在上端向下倾斜的方向转变的超前工作面(40)。第二刀片(24)具有在从轴隔开的位置连接到第二稳定臂的上端，位于靠近搅拌器的转动轴的下端，和从在下端基本垂直方向向在上端向下倾斜的方向转变的超前工作面(42)。

Description

用于混合的搅拌器
相关申请的参见 
本申请要求2006年7月13日提交的美国临时申请No.60/830,496和2007年4月13日提交的美国临时申请No.60/911,649的优先权，在此以参见的方式将其内容引入，就如在此完全限定。 
技术领域
本申请涉及混合机，更具体的涉及用于商业食品混合器的搅拌器。 
背景技术
商业食品搅拌器，比如用于面包房的，通常为行星齿轮型，即柱形滚筒是固定支承，旋转搅拌器以轨道方式在滚筒内移动以便搅拌器在其通过滚筒周边的轨道上靠近柱形壁移动。各种形状的搅拌刀片已被提出并采用。 
发明内容
一方面，用于混合器的搅拌器包括包含混合器附装部分的轴，该轴限定搅拌器的转动轴。第一稳定臂从轴向外延伸，第二稳定臂从轴向外延伸并从第一稳定臂周向隔开。第一刀片具有在从轴隔开的位置连接到第一稳定臂的上端，位于靠近搅拌器的转动轴的下端，和从在下端基本垂直方向向在上端向下倾斜的方向转变的超前工作面。第二刀片具有在从轴隔开的位置连接到第二稳定臂的上端，位于靠近搅拌器的转动轴的下端，和从在下端基本垂直方向向在上端向下倾斜的方向转变的超前工作面。 
在另一方面中，用于混合器的搅拌器包括包含混合器附装部分的轴，该轴限定搅拌器的转动轴。第一稳定臂从轴向外延伸，第二稳定臂从轴向外延伸并从第一稳定臂周向隔开。第一外部刀片具有在从所述轴隔开的位置连接到所述第一稳定臂的上端和靠近所述转动轴定位的下端。第二外部刀片具有在从所述轴隔开的位置连接到所述第二稳定臂的上端和靠近所述转动轴定位的下端。第一内部刀片具有在从轴和第一外部刀片的上端的内部隔开的位置连接到第一稳定臂的上端，该第一内部刀片包括靠近所述转动轴定位的下端。第二内部刀片具有在从轴和第二外部刀片的上端的内部隔开的位置连接到第二稳定臂的上端，该第二内部刀片包括靠近所述转动轴定位的下端。第一外部刀片、第二外部刀片、第一内部刀片和第二内部刀片分别包括形状和结构设置成在使用过程中配合以产生混合形式的超前工作面，在该混合形式中，被混合的物料沿第一和第二外部刀片向上、然后沿第一和第二内部刀片向内和向下运动。
在另一方面中，用于混合食品的搅拌器包括包含混合器附装部分的轴，该轴限定搅拌器的转动轴。第一稳定臂从该轴向外延伸。第二稳定臂从该轴向外延伸并与第一稳定臂基本上径向相对，由此第一稳定臂和第二稳定臂大致平行于转动轴所在的平面延伸。第一刀片具有靠近转动轴定位的下端和在远离该轴隔开的位置连接到第一稳定臂的上端。第一刀片的下端靠近该平面，第一刀片远离所述平面延伸到该平面的第一侧面，从下端向上移动、然后在上端延伸回到该平面。第二刀片具有靠近转动轴定位的下端和在远离该轴隔开的位置连接到第二稳定臂的上端。第二刀片的下端靠近所述平面，第二刀片远离平面延伸到该平面的第二侧面，从下端向上移动、然后在上端延伸回到平面。 
一个或多个实施例的细节在以下附图和说明书中阐述。其它特征、目的和优势将从说明书和附图，以及从权利要求书中看的更加清楚。 
附图说明
图1是搅拌器的实施例的透视图； 
图2-4是图1中搅拌器的倒置透视图； 
图5示出附装于混合器的轴上且位于混合容器内的图1的搅拌器； 
图6是搅拌器的另一实施例的透视图； 
图7是图6的搅拌器的侧视图； 
图8是图6的搅拌器的俯视图； 
图9是图6的搅拌器的仰视图；以及 
图10是图6的搅拌器的侧视图。 
具体实施方式
参照图1-4，与混合机一起使用的搅拌器10在图2-4中以倒置方向示出以突出搅拌器的混合部分12。搅拌器10包括具有用于将搅拌器安装到混合机上的安装部分16的轴14。轴14限定搅拌器10的纵轴。一对稳定臂18、20从 轴14在其相对侧向外延伸。在一些实施例中，稳定臂18、20可由连续条的材料(比如具有贯穿形成的容纳轴14的开口)形成，或每个稳定臂由连接到轴上的独立的片的材料形成。在另一实施例中，臂与轴一起铸成。 
搅拌器10还包括安装在稳定臂18、20上的许多刀片。在所示实施例中，搅拌器10包括一对外部刀片22和24，一对内部刀片26和28，以及一对最内部刀片29和31。外部刀片22和24具有连接到相应的稳定臂18、20上的第一端30、32和在靠近轴14的底端38的位置连接到轴14上第二端34、36。在第二端34、36上，每个外部刀片22、24包括具有基本上位于直立平面内的超前工作面40、42(即在使用期间面向旋转方向的刀片的侧面)的向外延伸部分。由于每个外部刀片22、24在向上延伸部分从纵轴A向外并垂直移动，因此外部刀片22和24弯曲使得超前工作面40、42朝向上的方向过渡。然后外部刀片22和24朝由稳定臂18、20限定的平面向后退，并且该弯曲延续以使超前工作面40、42在稳定臂18、20朝向下的方向过渡。 
还设置内部和最内部刀片26、28、29、31，刀片26、28、29、31的下端在轴14交会，且刀片26、28、29、31的上端安装在稳定臂18、20的中间位置上。在该图解的实施例中，刀片26、28、29、31的超前工作面基本上垂直于轴14定向，并且在刀片从轴A向外并朝臂向上径向移动时开始向下倾斜，但是刀片26、28、29、31的超前工作面向下的倾角比外部刀片22和24的倾角小得多。此外，刀片26、28、29、31的超前工作面再次变为靠近稳定臂18、20基本上垂直定向。 
现在参照图5，搅拌器10在混合操作期间关于其纵轴A旋转。在其它实施例中，刀片的交错会使得布置发生偏心。还有，当旋转轴线以垂直式示出时，旋转轴线可能偏离垂直线。在一般的行星齿轮混合器中，纵轴A可遵循其自身的路径，比如围绕滚筒的中心轴线B的轨道运动。 
图5示意性示出了由箭头表示的在利用搅拌器10进行混合操作期间物料在混合容器46(由虚线表示)内的运动。当搅拌器10利用混合器的轴45沿箭头44的方向旋转时，混合器中具有以下混合形式，物料在搅拌器10的外侧部分向上(在搅拌器和容器46的壁之间)、朝纵轴A向内、然后朝容器的底部向下运动。搅拌器10还强制靠近搅拌器的纵轴A的物料作自转和旋转或螺 旋运动(未在图5中描述)。在某些情况下，搅拌器10向物料施加一定程度的径向力和效果动作，由于搅拌器和容器之间的相对运动，可相对于容器46的壁以增大壁上的磨擦并产生流体剪切。在某些实施例中，物料沿径向的运动远离容器壁，比如减少未混合的物料在容器46的壁上的任意积聚。 
外部和内部刀片22、24、26、28、29、31可由成行或成错开的行布置的条、杆、棒形成。刀片22和24的外侧行弯曲或形状做成接近容器46的内部形状。外部刀片22、24上的点与容器46的最接近的壁之间的间隙沿外部刀片的长度近似相等。但是，外部刀片22、24和容器46的壁之间的距离与搅拌器或容器直径相比可大或小，比如取决于需混合物料的特性或其它应用需求。 
参照图6-10，示出另一实施例，其中搅拌器50包括中心定位的上部附装部分52，该中心定位的上部附装部分52限定搅拌器的纵轴54。附装部分52包括便于与搅拌轴连接的上部开口56。一对相对配置的稳定臂58从附装部分向外延伸，并可向下倾斜。外部刀片60在搅拌器的转动轴54以下的位置62处交会，在附装部分52以下分开。每个刀片的超前工作面64在该位置62位于大致竖直的平面内。当刀片60从轴54径向向外和从位置62向上运动时，其弯曲以使超前工作面在朝臂58的末端的连接点从基本上垂直方向(即，基本上平行于轴54)开始向向下倾斜面对的方向转变。在图10中更好的看到，在图示的实施例中，面64以大约40和50度之间的角度相对于水平面向下倾斜，尽管其余变化也是可能的，比如大约30度。如图8所示，当刀片60远离轴54时，它们还远离轴54和臂轴70所在的平面。从图10中更好的看到，该远离所限定平面的运动延续直到刀片60已朝附装部分向上移动大约从位置62到臂58上的附装高度的总垂直距离的30％到50％，在该点处刀片开始朝平面向后运动。 
还设置设置有一组较小的、内部刀片80，刀片80的下端在位置82交会，刀片80的上端附装在臂58的中间位置上。在图示的实施例中，刀片80的超前工作面在位置82(图6和7)基本上垂直定向，并当刀片从轴54向外并朝臂58向上径向运动时开始向下倾斜，尽管刀片80的超前工作面的向下倾斜比外部刀片60小的多。此外，刀片80的超前工作面变为再次接近臂58基本上垂直定向。还示出外部刀片60和内部刀片80之间的附装支撑90。该支撑90 的超前工作面的向下倾斜在从内部刀片80向外部刀片60移动时增大。 
刀片结构趋向于产生物料在搅拌器(通过两个外部刀片)的外部部分处向上、然后向内并向下运动的混合形式。内部刀片提供靠近搅拌器的转动轴的物料的自转和旋转或螺旋运动。由此，该总的混合形式产生物料的关于搅拌器轴的旋转运动，并产生沿搅拌器的外部部分大致向上、然后向内、然后再沿搅拌器的中部(比如靠近搅拌器轴)大致向下的物料流。 
在图6-10的实施例中，搅拌器的预定旋转方向沿图8的搅拌器轴向下看时为顺时针。这种顺时针运动(与行星齿轮或轨道运动一起)可提供与由图5所述和如上所述的物料流相似或至少基本上相同的物料流。 
上述搅拌器不仅能提供混合操作期间物料的旋转和径向运动，而且还能向物料施加一定程度的轴向运动。轴向运动能使物料从搅拌器的一端运动到另一端，就如垂直安装的搅拌器的从顶部到底部的运动。这种组合的混合作用可减少初始均匀性所需要的时间，能提高趋于搅匀的物料的悬浮并当向容器中的现有物料添加附加料时能提供更佳的均匀性。 
可以非常清楚的理解，上述说明书仅用于说明和举例，并非用于限制。比如，刀片的行数和单个刀片的宽度或形状有若干原因决定。刀片的行数与刀片宽度结合建立有时被称作相对于旋转轴周围扫过区域的搅拌器的可靠性。增加的可靠性意味着混合流体在周围移动或通过更多点或区域的接触移动。假如这种接触不会引起混合物料的整体旋转，更大可靠性的效果能更快速的混合。由于内部刀片扫过的横截面积一般小于外部刀片扫过的面积，因此内部刀片的数量更多，更宽，和/或以比外部刀片更陡的角度安装以施加与由外部刀片施加的轴向运动相似的适量轴向运动。在某些实施例中，可选择适当的刀片宽度(内部和/或外部刀片)用于被驱动以处理所需要的和可接受范围的流体特性(比如非牛顿流体的密度、粘度或表观粘度，流体运动的屈服应力，物料团的弹性，糊状料或浆料中的粒子相互作用以及影响运动的其它流体特性)的给定混合器。刀片形状由若干原因决定，包括制造的简易性、强度、刀片周围的流态、刀片周围滞流区域的避免或其它机械或流体动力学的原因。可具有其它变化并改进，包括使所附权利要求变窄和变宽的变化和改进。 

Claims (18)

1.一种用于混合器的搅拌器，该搅拌器包括：
包括混合器附装部分的轴，所述轴限定所述搅拌器的转动轴；
从所述轴向外延伸的第一稳定臂；
从所述轴向外延伸并与所述第一稳定臂圆周隔开的第二稳定臂；
第一刀片，该第一刀片具有在从所述轴隔开的位置连接到所述第一稳定臂的上端，位于靠近所述搅拌器的转动轴的下端，和从在所述下端基本垂直方向向在所述上端向下倾斜的方向转变的超前工作面；以及
第二刀片，该第二刀片具有在从所述轴隔开的位置连接到所述第二稳定臂的上端，位于靠近所述搅拌器的转动轴的下端，和从在所述下端基本垂直方向向在所述上端向下倾斜的方向转变的超前工作面；
第三刀片，该第三刀片具有在从所述轴和所述第一刀片的上端的内部隔开的位置连接到所述第一稳定臂的上端，所述第三刀片包括靠近所述转动轴并从所述第一刀片的下端向上间隔的下端，所述第三刀片包括从在所述下端处垂直渐变成在所述上端处向下成一角度的超前工作面；以及
第四刀片，该第四刀片具有在从所述轴和所述第二刀片的上端的内部隔开的位置连接到所述第二稳定臂的上端，所述第四刀片包括靠近所述转动轴并从所述第二刀片的下端向上间隔的下端，所述第四刀片包括从在所述下端处垂直渐变成在所述上端处向下成一角度的超前工作面。
2.如权利要求1所述的搅拌器，其中，所述第一稳定臂与所述第二稳定臂径向相对。
3.如权利要求1所述的搅拌器，其中，所述第一和第二刀片的下端在所述转动轴交会。
4.如权利要求1所述的搅拌器，其中，所述第一和第二刀片的下端连接到所述轴的下部。
5.如权利要求1所述的搅拌器，其中，所述超前工作面相对于水平面以40度和50度之间的角度在所述上端向下倾斜。
6.如权利要求1所述的搅拌器，其中，所述第三和第四刀片的下端在所述转动轴交会。
7.如权利要求1所述的搅拌器，其中，所述第二和第三刀片的下端连接到所述轴。
8.一种用于混合器的搅拌器，该搅拌器包括：
包括混合器附装部分的轴，所述轴限定所述搅拌器的转动轴；
从所述轴向外延伸的第一稳定臂；
从所述轴向外延伸并与所述第一稳定臂圆周隔开的第二稳定臂；
第一外部刀片，该第一外部刀片具有在从所述轴隔开的位置连接到所述第一稳定臂的上端和靠近所述转动轴定位的下端；
第二外部刀片，该第二外部刀片具有在从所述轴隔开的位置连接到所述第二稳定臂的上端和靠近所述转动轴定位的下端；
第一内部刀片，该第一内部刀片具有在从所述轴和所述第一外部刀片的上端的内部隔开的位置连接到所述第一稳定臂的上端，所述第一内部刀片包括靠近所述转动轴定位的下端；以及
第二内部刀片，该第二内部刀片具有在从所述轴和所述第二外部刀片的上端的内部隔开的位置连接到所述第二稳定臂的上端，所述第二内部刀片包括靠近所述转动轴定位的下端；
其中，所述第一外部刀片、第二外部刀片、第一内部刀片和第二内部刀片分别包括形状和结构设置成在使用过程中配合以产生混合形式的超前工作面，在该混合形式中，被混合的物料沿所述第一和第二外部刀片向上、然后沿所述第一和第二内部刀片向内和向下运动。
9.如权利要求8所述的搅拌器，其中，每个所述第一和第二外部刀片的各自的超前工作面从在所述各个外部刀片的下端处垂直渐变成在所述各个外部刀片的上端处向下成一角度。
10.如权利要求9所述的搅拌器，其中，所述第一和第二内部刀片的各个超前工作面从在所述下端处垂直渐变成在所述上端处向下成一角度。
11.如权利要求8所述的搅拌器，还包括将所述第一外部刀片连接到所述第一内部刀片的第一附装支撑和将所述第二外部刀片连接到所述第二内部刀片的第二附装支撑。
12.如权利要求8所述的搅拌器，其中，所述第一附装支撑和第二附装支撑的每一个都具有各自的超前工作面，所述超前工作面具有当从所述转动轴向外移动时变化的向下面对的方向。
13.一种用于混合食品的搅拌器，该搅拌器包括：
包括混合器附装部分的轴，所述轴限定所述搅拌器的转动轴；
从所述轴向外延伸的第一稳定臂；
第二稳定臂，该第二稳定臂从所述轴向外延伸并与所述第一稳定臂基本上径向相对，由此所述第一稳定臂和所述第二稳定臂与转动轴共平面；
第一刀片，该第一刀片具有靠近所述转动轴定位的下端，在远离所述轴隔开的位置连接到所述第一稳定臂的上端，其中，所述第一刀片的下端靠近所述平面，所述第一刀片远离所述平面延伸到所述平面的第一侧面，从所述下端向上移动、然后在所述上端延伸回到所述平面，所述第一刀片具有在所述第一刀片远离所述平面时开始渐变成向下面对的方向的超前工作面；
第二刀片，该第二刀片具有靠近所述转动轴定位的下端，在远离所述轴隔开的位置连接到所述第二稳定臂的上端，其中，所述第二刀片的下端靠近所述平面，所述第二刀片远离所述平面延伸到所述平面的第二侧面，从所述下端向上移动、然后在所述上端延伸回到所述平面，所述第二刀片具有在所述第二刀片远离所述平面时开始渐变成向下面对的方向的超前工作面。
14.如权利要求13所述的搅拌器，其中，所述第一和第二刀片的下端在所述转动轴交会。
15.如权利要求13所述的搅拌器，其中，所述第一和第二刀片的下端连接到所述轴的下部。
16.如权利要求13所述的搅拌器，其中，所述第一和第二刀片中的每一个具有在所述上端以相对于与所述转动轴垂直的水平面40度和50度之间的角度向下倾斜的超前工作面。
17.如权利要求13所述的搅拌器，还包括：
第三刀片，该第三刀片具有靠近所述转动轴定位的下端，在远离所述轴隔开的位置连接到所述第一稳定臂的上端，其中，所述第三刀片的下端靠近所述平面，所述第三刀片远离所述平面延伸到所述平面的第一侧面，从所述下端向上移动、然后在所述上端延伸回到所述平面；以及
第四刀片，该第四刀片具有靠近所述转动轴定位的下端，在远离所述轴隔开的位置连接到所述第一稳定臂的上端，其中，所述第四刀片的下端靠近所述平面，所述第四刀片远离所述平面延伸到所述平面的第一侧面，从所述下端向上移动、然后在所述上端延伸回到所述平面。
18.如权利要求17所述的搅拌器，其中，所述第三和第四刀片的下端在所述转动轴交会。
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