CN102914445A - 一种搅拌试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种搅拌试验装置，属于医药化工技术领域。它解决了现有的搅拌试验并无专用装置、较不方便、检测的结果不准确、误差大的问题。本搅拌试验装置，包括支撑架和竖直设置的搅拌输入轴，所述的搅拌输入轴定位在支撑架上，搅拌输入轴的下端部固连有能与通气搅拌杆组件固定连接的连接件；支撑架上固定连接有电机，所述的电机转轴与搅拌输入轴的上端相连接；搅拌试验装置还包括具有进气管且能与通气搅拌杆组件相连通的进气机构、能检测进气机构内气流状态的气流检测元件和能控制电机转速高低的转速控制单元。本搅拌试验装置操作简便、省力，检测的数据结果准确，误差较小。

Description

一种搅拌试验装置

技术领域

本发明属于医药化工技术领域，涉及一种医药化工试验检测设备，特别是一种搅拌试验装置。

背景技术

在现代化工业生产过程中，物质间往往需要进行物理或化学间反应。物质的物理和化学反应一般均是在反应釜中进行的，在反应的过程中还需对参与反应的介质进行搅拌，使其充分混合，提高反应的效率。关于有气体和液体或气体、液体和固体组成的反应物质，传统的搅拌方法通常是采用非均相搅拌和自吸式搅拌。非均相搅在搅拌过程中，气体和液体相接触面积的大小直接影响反应的速率，容易导致气体分散，搅拌效果不明显。自吸式搅拌主要是利用反应釜的自吸式通气搅拌组件的空心叶轮的快速旋转，在液体被甩出的同时于叶轮周边形成负压，从而将液体外的气体吸到液体内，达到气液分散、反应的目的。

在反应釜的自吸式搅拌过程中，只有当通气搅拌组件的搅拌转速达到一定的临界值时，才会有气体被吸入并分散到液体中来，并且转速越高气体的吸入量越大。对于同一大小反应釜而言，即其通气搅拌组件的直径相同的情况下，由于其在不同的液位高度下受到的搅拌阻力等都是不同的，因此其达到搅拌自吸的搅拌转速临界值均是不同的。同时，对于不同大小的反应釜而言，即其通气搅拌组件的直径不同的情况下，其在不同液位高度下达到搅拌自吸的搅拌转速临界值也是不同的。因此，在制作前，都需对各反应釜在不同液位高度时的搅拌转速临界值进行试验检测，而目前并无专门用于检测搅拌转速临界值的搅拌试验装置，其检测时均是通过肉眼来判断，若搅拌的液体中产生小气泡，则代表其形成了搅拌自吸，此时的搅拌转速则为临界值，检测的结果较不准确，误差较大，同时检测也较不方便。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种专门用于检测各模拟反应釜在不同液位高度下所需达到的搅拌转速临界值的搅拌试验装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种搅拌试验装置，其特征在于，包括支撑架和竖直设置的搅拌输入轴，所述的搅拌输入轴定位在支撑架上，搅拌输入轴的下端部固连有能与通气搅拌杆组件固定连接的连接件；支撑架上固定连接有电机，所述的电机转轴与搅拌输入轴的上端相连接；搅拌试验装置还包括具有进气管且能与通气搅拌杆组件相连通的进气机构、能检测进气机构内气流状态的气流检测元件和能控制电机转速高低的转速控制单元。

本试验装置主要通过试验检测模拟反应釜在不同液位高度下形成搅拌自吸所需达到的搅拌转速临界值，从而将检测到的结果用于实际反应釜的生产制作中。本试验装置搅拌输入轴的下端部设有连接件，通过连接件的作用，可在搅拌输入轴的下端部安装不同直径大小的通气搅拌杆组件，用以检测不同大小的模拟反应釜形成搅拌自吸所需达到的搅拌转速临界值。本试验装置检测运行时，可现在支撑架上设置一定大小的模拟筒体，安装与之相配合直径大小的通气搅拌杆组件，然后在控制一定的液位高度，通过电机带动搅拌输入轴转动，继而带动通气搅拌杆组件转动进行搅拌。搅拌检测过程中，通过转速控制单元来控制电机转速的高低，当气流检测元件检测到进气机构中的气流开始向搅拌杆组件中流动形成自吸时，转速控制单元上所显示的转速即是该反应釜在当前液位高度下的搅拌转速临界值。然后再升高或降低液位高度继续检测。上述模拟筒体检测完后，可更换不同大小的模拟筒体检测。本试验装置上还连接有上位机，检测所得到的数据可直接在上位机中记录显示并自动生成坐标和规律曲线，操作较为简便、省力，检测的结构也较为准确，降低了检测误差，上位机可以为工业电脑。

在上述的搅拌试验装置中，所述的支撑架具有供模拟筒体放置的让位腔。本装置检测时，模拟筒体放置在让位腔中且位于搅拌输入轴的下方，让位腔内还具有能够固定模拟筒体的固定件，通过调整让位腔中的固定件位置可更换放置不同大小的模拟筒体检测。

在上述的搅拌试验装置中，所述的进气机构包括具有连接环腔的活动连接套，所述的活动连接套套设在搅拌输入轴上且活动连接套内侧面与搅拌输入轴外侧面密封连接，所述的活动连接套固定在支撑架上，所述的搅拌输入轴内开有连通通气搅拌杆组件和连接环腔的连通通道；所述的进气管与连接环腔相连通。当搅拌输入轴的转速达到一定值后，就会有气体从进气管中被吸入连接环腔中，再经连通通道进入通气搅拌杆组件中排出形成自吸，上述的气流状态会在气流检测元件中反馈，此时转速控制单元中显示的搅拌输入轴的转速即形成自吸的搅拌转速临界值。

在上述的搅拌试验装置中，所述的进气机构包括位于搅拌输入轴内沿其轴向设置的连通通道，所述的搅拌输入轴的顶部插接有活动接头，所述的活动接头固定在支撑架上；所述的进气管通过活动接头与连通通道相连通。当搅拌输入轴的转速达到一定值后，就会有气体从进气管中被吸入，再经连通通道进入通气搅拌杆组件中排出形成自吸，上述的气流状态会在气流检测元件中反馈，此时转速控制单元中显示的搅拌输入轴的转速即形成自吸的搅拌转速临界值。

在上述的搅拌试验装置中，所述的转速控制单元包括PLC；所述的电机通过变频器与PLC电联接。PLC是采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。本试验装置的电机通过变频器与PLC电联接，通过PLC与变频器的共同作用来控制电机转轴的转速，当气体压力表中显示的负压值或当气体流量计检测到的气体流量值达到了能够形成自吸的条件时，此时PLC中显示的搅拌输入轴的转速即形成自吸的搅拌转速临界值。本试验装置通过PLC来控制和检测电机的转速，较易操作，可靠性高，抗干扰能力强，所测的数值较准确，所需的成本低，性价比高。

在上述的搅拌试验装置中，所述的气流检测元件为与进气管串联用于检测气流负压值大小的气体压力表或用于检测气流流量值大小的气体流量计。检测试验时，随着转速控制单元电机转速增加时，当气体压力表中显示的负压值或当气体流量计检测到的气体流量值达到了能够形成自吸的条件时，此时转速控制单元中显示的搅拌输入轴的转速即形成自吸的搅拌转速临界值。

在上述的搅拌试验装置中，所述的气流检测元件为与进气管串联用于检测气流负压值大小的负压传感器或用于检测气流流量值大小的气体流量传感器；所述的负压传感器或气体流量传感器与PLC电联接。检测试验时，随着转速控制单元电机转速增加到一定值形成自吸时，与进气管串联用于检测气流负压值大小的负压传感器或用于检测气流流量值大小的气体流量传感器会将检测到的情况反馈PLC中，此时PLC中显示的搅拌输入轴的转速即形成自吸的搅拌转速临界值。

在上述的搅拌试验装置中，所述的连接件为法兰盘。通气搅拌杆组件通过法兰盘与搅拌输入轴向连接，试验过程中，可根据所需检测模拟筒体大小来更换安装通气搅拌杆组件，安装和拆卸都较为方便。

在上述的搅拌试验装置中，所述的PLC电联接有液位传感器。液位传感器主要用于测量试验时介质的液位高度。

在上述的搅拌试验装置中，所述的搅拌输入轴通过轴承定位在支撑架上。

与现有技术相比，本搅拌试验装置具有以下优点：

1、本试验装置专门用于检测各反应釜在不同液位高度下所需达到的搅拌转速临界值，操作较为简便、省力。

2、各项数据的检测均是通过仪器自动生成，检测的数据结果较为准确，误差较小。

附图说明

图1是本搅拌试验装置的结构示意图。

图2是本搅拌试验装置的电路控制图。

图中，1、支撑架；2、搅拌输入轴；3、通气搅拌杆组件；4、连接件；5、电机；6、模拟筒体；7、进气管；8、活动连接套；9、连通通道；10、气流检测元件。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-2所示，本搅拌试验装置，包括支撑架1、竖直设置的搅拌输入轴2、具有进气管7且能与通气搅拌杆组件3相连通的进气机构、能检测进气机构内气流状态的气流检测元件10和能控制电机5转速高低的转速控制单元。搅拌输入轴2通过轴承定位在支撑架1上，搅拌输入轴2的下端部固连有能与通气搅拌杆组件3固定连接的连接件4，连接件4为法兰盘。支撑架1上固定连接有电机5，电机5转轴与搅拌输入轴2的上端相连接。支撑架1具有供模拟筒体6放置的让位腔。

更具体地说，进气机构包括具有连接环腔的活动连接套8。活动连接套8套设在搅拌输入轴2上且活动连接套8内侧面与搅拌输入轴2外侧面密封连接，活动连接套8固定在支撑架1上。搅拌输入轴2内开有连通通气搅拌杆组件3和连接环腔的连通通道9，进气管7与连接环腔相连通。作为本实施例的另一种替换方案：进气机构包括位于搅拌输入轴2内沿其轴向设置的连通通道9，搅拌输入轴2的顶部插接有活动接头，活动接头固定在支撑架1上，进气管7通过活动接头与连通通道9相连通。气流检测元件10为与进气管7串联用于检测气流负压值大小的气体压力表或用于检测气流流量值大小的气体流量计。转速控制单元包括PLC；所述的电机5通过变频器与PLC电联接。PLC电联接有液位传感器。作为本实施例的另一种替换方案：气流检测元件10为与进气管7串联用于检测气流负压值大小的负压传感器或用于检测气流流量值大小的气体流量传感器；所述的负压传感器或气体流量传感器与PLC电联接。

本试验装置的PLC上还电联接有上位机，上位机可以为工业电脑。本试验装置主要通过试验检测模拟反应釜在不同液位高度下形成搅拌自吸所需达到的搅拌转速临界值，从而将检测到的结果用于实际反应釜的生产制作中。本试验装置搅拌输入轴2的下端部设有法兰盘，通过法兰盘的作用，可在搅拌输入轴2的下端部安装不同直径大小的通气搅拌杆组件3，用以检测不同大小的模拟反应釜形成搅拌自吸所需达到的搅拌转速临界值。本试验装置检测运行时，可现在支撑架1上设置一定大小的模拟筒体6，安装与之相配合直径大小的通气搅拌杆组件3，然后在控制一定的液位高度，通过电机5带动搅拌输入轴2转动，继而带动通气搅拌杆组件3转动进行搅拌。搅拌检测过程中，通过PLC来控制电机5转速的高低，当气流检测元件10检测到进气管7中的气流开始向搅拌杆组件中流动形成自吸时，PLC上所反应的转速即是该反应釜在当前液位高度下的搅拌转速临界值。然后再升高或降低液位高度继续检测。上述模拟筒体6检测完后，可更换不同大小的模拟筒体6检测。检测后的数据直接在本试验装置上生成并上传到与之相连接的上位机中记录并自动生成规律曲线，操作较为简便、省力，检测的结构也较为准确，检测的误差低。

表一：通气搅拌杆组件的直径为250cm时产生自吸的液位高度和电机转速值.

表二：通气搅拌杆组件的直径为400cm时产生自吸的液位高度和电机转速值.

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了支撑架1、搅拌输入轴2、通气搅拌杆组件3、连接件4、电机5、模拟筒体6、进气管7、活动连接套8、连通通道9、气流检测元件10等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种搅拌试验装置，其特征在于，包括支撑架（1）和竖直设置的搅拌输入轴（2），所述的搅拌输入轴（2）定位在支撑架（1）上，搅拌输入轴（2）的下端部固连有能与通气搅拌杆组件（3）固定连接的连接件（4）；支撑架（1）上固定连接有电机（5），所述的电机（5）转轴与搅拌输入轴（2）的上端相连接；搅拌试验装置还包括具有进气管（7）且能与通气搅拌杆组件（3）相连通的进气机构、能检测进气机构内气流状态的气流检测元件（10）和能控制电机（5）转速高低的转速控制单元。

2.根据权利要求1所述的搅拌试验装置，其特征在于，所述的进气机构包括具有连接环腔的活动连接套（8），所述的活动连接套（8）套设在搅拌输入轴（2）上且活动连接套（8）内侧面与搅拌输入轴（2）外侧面密封连接，所述的活动连接套（8）固定在支撑架（1）上，所述的搅拌输入轴（2）内开有连通通气搅拌杆组件（3）和连接环腔的连通通道（9）；所述的进气管（7）与连接环腔相连通。

3.根据权利要求1所述的搅拌试验装置，其特征在于，所述的进气机构包括位于搅拌输入轴（2）内沿其轴向设置的连通通道（9），所述的搅拌输入轴（2）的顶部插接有活动接头，所述的活动接头固定在支撑架（1）上；所述的进气管（7）通过活动接头与连通通道（9）相连通。

4.根据权利要求1或2或3所述的搅拌试验装置，其特征在于，所述的转速控制单元包括PLC；所述的电机（5）通过变频器与PLC电联接。

5.根据权利要求4所述的搅拌试验装置，其特征在于，所述的气流检测元件（10）为与进气管（7）串联用于检测气流负压值大小的气体压力表或用于检测气流流量值大小的气体流量计。

6.根据权利要求4所述的搅拌试验装置，其特征在于，所述的气流检测元件（10）为与进气管（7）串联用于检测气流负压值大小的负压传感器或用于检测气流流量值大小的气体流量传感器；所述的负压传感器或气体流量传感器与PLC电联接。

7.根据权利要求4所述的搅拌试验装置，其特征在于，所述的PLC电联接有液位传感器。

8.根据权利要求7所述的搅拌试验装置，其特征在于，所述的支撑架（1）具有供模拟筒体（6）放置的让位腔。

9.根据权利要求8所述的搅拌试验装置，其特征在于，所述的连接件（4）为法兰盘。

10.根据权利要求9所述的搅拌试验装置，其特征在于，所述的搅拌输入轴（2）通过轴承定位在支撑架（1）上。

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