CN102527282B - 智能气动回转式搅拌器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能气动回转式搅拌器，包括回转式搅拌器、气源处理器、主控制单元、空气压力控制单元和回转频率控制单元，主控制单元的输出分别接空气压力控制单元和回转频率控制单元的输入，气源处理器的输出顺序接空气压力控制单元、回转频率控制单元和回转式搅拌器。本发明可根据外部输入的信号（比如流体的液位信号、温度信号、黏度和pH值等）或内部预设置的参数，对搅拌器的输出扭力（由空气压力确定）和回转频率这两个关键参数进行分别的独立控制，从而达到满足工艺需求和节约能源的效果。

Description

智能气动回转式搅拌器

技术领域

本发明涉及气动搅拌器，具体指一种智能控制的气动回转式搅拌器，特别适合于对油漆的搅拌。

背景技术

目前在各个行业流体处理工艺中，都有大量的搅拌器的应用。其中，以压缩空气为动力的气动搅拌器，因为其结构简单，价格适中，防爆性好的特点得到大量的应用。尤其是一些对防爆性要求较高的场合，比如：汽车涂装车间的油漆搅拌器等。而气动搅拌器又根据搅拌方式的不同，分为单向旋转搅拌器和回转式搅拌器。在搅拌过程中，搅拌器桨叶总是逆时针或总是顺时针旋转的为单向旋转搅拌器；而在搅拌过程中，搅拌器桨叶为逆时针→顺时针→逆时针→顺时针→逆时针→顺时针.......这样交替并循环往复的为回转式搅拌器。回转式搅拌器的桨叶转动角度可以为90度，180度，360度或其他任意角度。

针对某一款特定的气动回转式搅拌器，搅拌器输出的扭力和搅拌的频率，只与输入搅拌器的空气压力有关。即输入的空气压力越大，搅拌器的输出扭力也越大，随之搅拌器的回转频率（单位时间内回转的次数）也越高，反之则反。现在普通的回转式搅拌器，由于采用机械换向的原理，在工作中，当需要较大的工作扭力时，必须增加输入搅拌器马达的空气压力，但此时搅拌器的回转频率也相应增加，造成压缩空气的浪费，或者由于搅拌速度过快对搅拌的流体产生理化性质上的影响。即扭力和频率只能同步升高或降低，不能单独控制。但在某些场合或时期，只需要频率变化，而扭力不变；或者扭力不变，频率变化。

比如：在搅拌粘稠流体时，需要增加搅拌扭力，但不需要增加搅拌的频率，过快的频率会造成压缩空气的浪费或流体中混入空气；另外，在搅拌的过程中，由于流体液位会变化，例如是液位降低的情况，这时搅拌器叶片的负载变小了，即使在输入压空压力不变的前提下，回转频率也会逐渐增加。此时需要在频率不变的前提下，适当减少回转式搅拌器的输出扭力，以免在过高的扭力下，桨叶使流体飞溅或者混入空气；又或者在流体配制的初期，需要在搅拌器输出扭力不变的前提下，加快搅拌的频率，以加快流体中各组分的混合速度。过了一段时间后，再变为转低的搅拌频率，只需要保持各组分的悬浮状态即可。目前，普通的回转式搅拌器和单向旋转的搅拌器均不能满足以上要求。

发明内容

针对现有气动搅拌器扭力和频率只能同步变化而带来的上述不足，本发明的目的是提供一种扭力和频率可分别调节的智能气动回转式搅拌器。

本发明的技术方案是这样实现的：智能气动回转式搅拌器，包括回转式搅拌器和气源处理器，其改进在于：它还包括主控制单元、空气压力控制单元和回转频率控制单元，主控制单元的输出分别接空气压力控制单元和回转频率控制单元的输入，气源处理器的输出顺序接空气压力控制单元、回转频率控制单元和回转式搅拌器。 

本智能气动回转式搅拌器还包括用于检测待搅拌流体液位高度的液位传感器、检测待搅拌流体温度的温度传感器、检测待搅拌流体流量的流量传感器、检测待搅拌流体电导率的电导率传感器、检测待搅拌流体浓度的浓度传感器、检测待搅拌流体密度的密度传感器、检测待搅拌流体压力的压力传感器、检测待搅拌流体黏度的黏度检测器和/或检测待搅拌流体pH值的pH值检测器，液位传感器、温度传感器、流量传感器、电导率传感器、浓度传感器、密度传感器、压力传感器、黏度检测器和/或pH值检测器的输出接主控制单元的输入。

所述主控制单元为PLC控制器或单片机。

所述空气压力控制单元为比例减压阀，回转频率控制单元为空气切换阀，主控制单元的输出分别接比例减压阀和空气切换阀。

所述空气切换阀为二位四通电磁阀或二位五通电磁阀。

本发明智能控制的气动回转式搅拌器，该搅拌器可根据外部输入的信号（比如流体的液位信号、温度信号、黏度和pH值等）或内部预设置的参数（如时间等），对搅拌器的输出扭力（由空气压力确定）和回转频率这两个关键参数进行分别的独立控制，从而达到满足工艺需求和节约能源的效果。

本发明实现容易，主控制单元可以选择目前工业上非常成熟的PLC控制器或单片机，而空气压力控制单元和回转频率控制单元也可以选用目前非常常见的各种阀。比例减压阀、二位四通电磁阀或二位五通电磁阀等都是市面上现成的各种阀。

附图说明

图1-本发明结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

参见图1，从图上可以看出，本发明智能气动回转式搅拌器，包括回转式搅拌器、气源处理器、主控制单元、空气压力控制单元和回转频率控制单元，回转式搅拌器包括气缸、齿条、搅拌轴和安装在搅拌轴上的叶片。主控制单元的输出分别接空气压力控制单元和回转频率控制单元的输入，气源处理器的输出顺序接空气压力控制单元、回转频率控制单元和回转式搅拌器的气缸。本发明由主控制单元向空气压力控制单元和回转频率控制单元输入相应的压力控制信号和频率控制信号，从而控制进入气缸的压力大小以及气缸活塞运动方向的切换频率。而主控制单元的输出则根据预先内部的设置或外部信号的输入来确定。气源处理器是一个在市场销售的标准件，主要功能是去除压缩空气中的水分，油分，杂质等，其输入与提供压缩空气的气动泵连接。

由于搅拌流体液位高度、温度、流量、电导率、浓度、密度、压力、黏度和pH值等决定了搅拌器的输出扭力和回转频率，故本智能气动回转式搅拌器还可以包括用于检测待搅拌流体液位高度的液位传感器、检测待搅拌流体温度的温度传感器、检测待搅拌流体流量的流量传感器、检测待搅拌流体电导率的电导率传感器、检测待搅拌流体浓度的浓度传感器、检测待搅拌流体密度的密度传感器、检测待搅拌流体压力的压力传感器、检测待搅拌流体黏度的黏度检测器和/或检测待搅拌流体pH值的pH值检测器。也可以是其中的一种传感器或几种传感器，这根据需要确定。液位传感器、温度传感器、流量传感器、电导率传感器、浓度传感器、密度传感器、压力传感器、黏度检测器和/或pH值检测器的输出接主控制单元的输入。

所述主控制单元可以选择目前工业上非常成熟的各种控制器，如PLC控制器（可编程控制器）或单片机。

本发明空气压力控制单元和回转频率控制单元可以选用目前在流体控制上非常常见的各种阀。如空气压力控制单元可选比例减压阀，回转频率控制单元为空气切换阀，如二位四通电磁阀或二位五通电磁阀。比例减压阀、二位四通电磁阀或二位五通电磁阀等都是市面上现成的各种阀。主控制单元的输出分别接比例减压阀的电磁阀和空气切换阀的电磁阀，从而控制空气通过比例减压阀的压力和对回转式搅拌器的气缸进行换向。

比如：二位五通电磁阀是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器；并不限于液压，气动。电磁阀用于控制压缩空气流动方向。电磁阀的工作原理，电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的管路，腔中间是阀芯，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀芯就会被吸引到哪边，通过控制阀芯的移动来挡住或漏出不同的排气的孔，而进气孔是常开的，空气就会进入不同的排气管，然后通过压缩空气的压力来推动气缸的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞杆带动机械装置动。这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。

主控制单元可以接收到外部信号并根据内部的设定值，发送信号给空气压力控制单元，调整输送到回转式搅拌器的压缩空气压力，从而间接调整了搅拌器的输出扭力。主控制单元同时也可以发送信号给回转频率控制单元，从而调整搅拌器的回转频率。

本发明搅拌器马达部分与普通的回转式搅拌器的基本结构都是一个气缸带动的齿轮齿条结构，气缸活塞运动推动齿条，齿条再带动齿轮，齿轮将动力传递给搅拌器轴，并带动叶片搅拌流体。气缸的往复运动最后转化为叶片的往复转动。但与普通搅拌器马达的不同之处在于，将气缸机械式换向机构取消，使用回转频率控制单元来控制气缸的换向。

在工作时，主控制单元接收外部输入的信号，并对信号进行处理，再根据预设定的值，主控制单元分别输出信号给空气压力控制单元和回转频率控制单元。其中，空气压力控制单元调节空气的输出压力，该压力决定了搅拌器的输出扭力；而回转频率控制单元调节输出空气的切换频率，该频率决定了搅拌器的回转频率。这样就实现了气动回转式搅拌器的输出扭力和回转频率单独、分别控制的目的。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.智能气动回转式搅拌器，包括回转式搅拌器和气源处理器，其特征在于：它还包括主控制单元、空气压力控制单元和回转频率控制单元，主控制单元的输出分别接空气压力控制单元和回转频率控制单元的输入，气源处理器的输出顺序接空气压力控制单元、回转频率控制单元和回转式搅拌器； 

本智能气动回转式搅拌器还包括用于检测待搅拌流体液位高度的液位传感器、检测待搅拌流体温度的温度传感器、检测待搅拌流体流量的流量传感器、检测待搅拌流体电导率的电导率传感器、检测待搅拌流体浓度的浓度传感器、检测待搅拌流体密度的密度传感器、检测待搅拌流体压力的压力传感器、检测待搅拌流体黏度的黏度检测器和/或检测待搅拌流体pH值的pH值检测器，液位传感器、温度传感器、流量传感器、电导率传感器、浓度传感器、密度传感器、压力传感器、黏度检测器和/或pH值检测器的输出接主控制单元的输入。

2.根据权利要求1所述的智能气动回转式搅拌器，其特征在于：所述主控制单元为PLC控制器或单片机。

3.根据权利要求2所述的智能气动回转式搅拌器，其特征在于：所述空气压力控制单元为比例减压阀，回转频率控制单元为空气切换阀，主控制单元的输出分别接比例减压阀和空气切换阀。

4.根据权利要求3所述的智能气动回转式搅拌器，其特征在于：所述空气切换阀为二位四通电磁阀或二位五通电磁阀。