CN103301770B - 节能型双搅拌式搅拌罐及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能型双搅拌式搅拌罐，包括控制器、底部中心形成有排料口的罐体，设置在罐体顶部的罐盖，与所述的罐盖可旋转固定连接的搅拌杆，设置在罐体内并与所述的搅拌杆固定连接的至少一对搅拌叶，可旋转地套设在所述的搅拌杆外侧的传动筒，设置在所述的罐体内部且与所述传动筒固定连接的外围搅拌机构，在所述的罐体底部设置有与所述的控制器信号连接的液位传感器，所述的控制器可根据液位传感器的信号控制内驱动电机和外驱动电机。本发明利用方形支架支撑的弧形搅拌叶可对外围的物料实施搅拌混合，同时通过增加液位传感器可根据罐内液位的实际情况实时启动和停止搅拌叶能有效达到节能的目的。

Description

节能型双搅拌式搅拌罐及其控制方法

技术领域

本发明涉及搅拌器技术领域，特别是涉及一种能有效提高搅拌效率的节能型双搅拌式搅拌罐及其控制方法。

背景技术

搅拌器被广泛应用于涂料、医药、建材、化工、颜料、树脂、食品和科研等行业。使用还可根据物料是否需要加热、或干燥或冷却相应的配置加热或者冷却装置。

现有的搅拌器无论是蜗杆式或螺旋桨式，均存在着对高粘度流体搅拌不匀的问题，如，对番茄酱的搅拌时，因为其高粘度且内部含有颗粒，常规的搅拌器很难对其实行有效的搅拌，为使物料达到均匀混合的目的，现有技术中一般通过增加螺旋叶片以增加与物料的接触面积，但是因为螺旋叶片均安装在同一个搅拌轴上，通过减速器驱动后在罐体内沿同一方向搅拌，仍然不能使罐体内的物料混合充分。

中国专利201220308771公开了一种双搅拌器反应釜，其设有两个搅拌器，在主搅拌器一侧设有辅搅拌器，每个搅拌器上设有电机和控制装置；主搅拌器的电机横向设置，电机下面设有减速器，减速器下面设置主搅拌轴，主搅拌轴下端设置圆形搅拌框；辅搅拌器的电机竖向设置，辅搅拌器下面设置辅搅拌轴，辅搅拌轴下端设置搅拌轮，中间设置螺旋叶片，反应釜上设有探测装置，反应釜下面设有放料阀，上面设有进料口。

但是上述的双搅拌其采用非对称式结构设计，很容易在罐体内产生盲点，而且上下翻滚的力量小，不能有效实现高粘度物料，如不能实现对西红柿酱的有效均匀混合。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种能有效提高搅拌效率的节能型双搅拌式搅拌罐及其控制方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种节能型双搅拌式搅拌罐，包括控制器、底部中心形成有排料口的罐体，设置在罐体顶部的罐盖，与所述的罐盖可旋转固定连接的搅拌杆，设置在罐体内并与所述的搅拌杆固定连接的至少一对搅拌叶，可旋转地套设在所述的搅拌杆外侧的传动筒，设置在所述的罐体内部且与所述传动筒固定连接的外围搅拌机构，以及设置在搅拌罐外部并分别与所述的搅拌杆和传动筒可传动连接且与所述的控制器可控连接的内驱动电机和外驱动电机，所述的外围搅拌机构包括与所述的传动筒固定连接的方形支架，分别设置所述的方形支架两侧并沿方形支架对角线设置的弧形搅拌叶，在所述的罐体底部设置有与所述的控制器信号连接的液位传感器，所述的控制器可根据液位传感器的信号控制内驱动电机和外驱动电机。

所述的方形支架与排料口对应处固定设置有一个圆环，在所述的方形支架的底边中心处还固定设置有中心搅拌桨，所述的中心搅拌桨上端插入圆环内下端插入排料口内。

所述的中心搅拌桨包括方形连接板，一体形成在放形连接板下方且与所述的连接板位于同一平面的三角形下搅拌叶，一体形成在方形连接板顶部的两个上搅拌叶，所述的两个上搅拌叶分别相对方形连接板上下弯折形成一个空间结构，两个上搅拌叶的上端插入圆环内，下搅拌叶下端部插入排料口内。

在所述的方形支架底边、圆环两侧的底边两侧间隔地设置有多个刮底板。

所述的每对搅拌叶包括两片分别设置在搅拌杆两侧并由连接臂与搅拌杆固定连接的搅拌叶片，两个所述的搅拌叶片相垂直设置且其上开设有多个通孔。

所述的搅拌叶片包括与搅拌杆垂直的搅拌叶片包括与连接臂固定连接的上侧边，与所述的搅拌杆相邻的内侧边，与所述的上侧边垂直的外侧边以及自内侧边底部向上倾斜延伸至外侧边的下侧边，所述的内侧边与上侧边保持70-80度夹角。

所述的外驱动电机固定设置在所述的传动筒一侧并与所述的传动筒通过链轮链条传动连接。

还包括用以润滑链轮的润滑系统，其包括供油机构和布油机构，所述的布油机构包括设置在链轮上表面用以承接润滑油的环凹槽，连通所述的环凹槽和链齿的多个L形通孔，所述的L形通孔的下开口设置在两相邻链齿间，所述的供油机构包括油盒和连通所述的油盒与环凹槽的油管，其中，所述的链轮为主链轮或者从链轮。

所述的油管包括一端与所述的油盒连通的软管和固定设置在链轮上方的并与所述的软管另一端连接的金属导向管。

一种如权利要求1所述的节能型双搅拌式搅拌罐的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）控制向罐体内进料，控制器控制外围搅拌机构开始搅拌，搅拌叶不工作，

2）液位传感器感测罐体内液位变化，当液位达到预定高度并维持预定时间后控制器控制搅拌叶开始搅拌；

3）外围搅拌机构和搅拌叶协同搅拌；

4）控制排料口打开向外排料，液位传感器感测罐体内液位变化，当液位达到第二预定高度并维持第二预定时间后控制器控制搅拌叶停止搅拌，外围搅拌机构继续搅拌；

5）排料完毕后，控制器控制外围搅拌机构停止搅拌。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用同轴设置的内外搅拌，内搅拌采用桨叶式设计能有效对中心处的物料搅拌，同时利用方形支架支撑的弧形搅拌叶可对外围的物料实施搅拌混合，同时中心搅拌桨可以解决在排料后期，罐中心点的原料不能有效混合和排放的问题，双重搅拌作用下能够实现全方位的均匀搅拌，且两者运动不相影响，可采用同向或者异向、同步或者异步等任意组合方式，搅拌范围大，能完美实现物料的均匀混合，尤其适用于高粘度含颗粒的物料，如番茄酱等搅拌混合操作，同时通过增加液位传感器可根据罐内液位的实际情况实时启动和停止搅拌叶能有效达到节能的目的。

附图说明

图1所示为本发明的双搅拌式搅拌器结构示意图；

图2所示为本发明的双搅拌式搅拌器的中心搅拌桨结构示意图；

图3所示为图2所示的侧视图；

图4所示为本发明的链轮润滑机构侧视图；

图5所示为本发明的链轮结构正视图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的双搅拌式搅拌罐，包括控制器、底部中心形成有排料口11的罐体1，设置在罐体顶部的罐盖2，与所述的罐盖可旋转固定连接的搅拌杆3，设置在罐体内并与所述的搅拌杆固定连接的至少一对搅拌叶4，可旋转地套设在所述的搅拌杆外侧的传动筒5，设置在所述的罐体内部且与所述传动筒固定连接的外围搅拌机构6，以及设置在搅拌罐外部并分别与所述的搅拌杆和传动筒可传动连接且与所述的控制器可控连接的内驱动电机7和外驱动电机8。其中，所述的外围搅拌机构包括与所述的传动筒固定连接的方形支架60，分别设置所述的方形支架两侧并沿方形支架对角线设置的弧形搅拌叶61。在所述的罐体底部设置有与所述的控制器信号连接的液位传感器200，所述的控制器可根据液位传感器的信号控制内驱动电机和外驱动电机。

其中，所述的液位传感器优选为静压液位传感器，如FMB70-ABA1H12TKCSA厂家：E+H，所述的控制器为PLC，如西门子的S7-300。

因为搅拌叶到罐底有一定的距离，大约有半米左右的距离，约占总液位高度的30%，当液位低于这个高度时，搅拌叶的运转时没有意义的纯在这不必要的能源浪费和设备磨损，通过增加液位传感器可根据罐内液位的实际情况实时启动和停止搅拌叶能有效达到节能的目的。

进一步地，所述的方形支架与排料口11对应处固定设置有一个圆环63，同时在所述的方形支架的底边65采用刮板式设计，并在圆环63两侧的底边两侧间隔地设置有多个刮底板64，在所述的方形支架底边中心下部还固定设置有中心搅拌桨100，所述的中心搅拌桨上部插入圆环内下端插入排料口内。其中，方形支架底部中心设置一个圆环能保证排料时不受搅拌影响，提高排料的顺畅性，底边采用刮板式设计并在圆环两侧设置刮底板，能将底部沉积刮起重新进行混合，避免出现混合不匀，同时还能保证完全排料，避免在底部有沉积出现。同时中心搅拌桨可以解决在排料后期，罐中心点的原料不能有效混合和排放的问题。

如图2和图3所示，本发明的中心搅拌桨100包括方形连接板110，一体形成在放形连接板下方且与所述的连接板位于同一平面的三角形下搅拌叶120，一体形成在方形连接板顶部的两个直角三角形上搅拌叶130，所述的两个上搅拌叶的直角边相邻设置且保持一定间隔，同时两上搅拌叶分别相对方形连接板上下弯折形成一个空间结构，优选地，两上搅拌叶分别弯折45°以形成两上搅拌叶垂直设置的空间搅拌桨结构。所述的方形连接板的两侧边与方形支架的底边焊接连接，两个上搅拌叶的上端插入圆环63内能有效避免该处因为粘度过大造成的不畅甚至堵塞，同时下搅拌叶下端部插入排料口内，保持对排料口的搅拌，提高排料顺畅性，杜绝堵塞现象产生。

具体地说，所述的搅拌杆、罐盖和传动筒间分别设置轴承和轴承架机构，用以实现上述的可旋转固定连接，轴承和轴承架的设置与现有技术类似，在此不再赘述。

采用同轴设置的内外搅拌，内搅拌采用桨叶式设计能有效对中心处的物料搅拌，同时利用方形支架支撑的弧形搅拌叶可对外围的物料实施搅拌混合，双重搅拌作用下能够实现全方位的均匀搅拌，且两者运动不相影响，可采用同向或者异向、同步或者异步等任意组合方式，搅拌范围大，能完美实现物料的均匀混合，尤其适用于高粘度含颗粒的物料，如番茄酱等搅拌混合操作。

作为优选方案，所述的两个弧形搅拌叶由椭圆沿其长边裁开制得，椭圆形的设计，增大了弧形搅拌叶与外侧物料的接触面积，同时保证其自身强度，实现外侧搅拌的顺畅进行。

作为优选方案，所述的方形支架上部两角处设置有斜过渡边66，顶边采用倒角式设计能有效提高方形支架的强度，同时减小顶部阻力，提高其搅拌效果。

作为优选方案，所述的每对搅拌叶包括两片分别设置在搅拌杆两侧并由连接臂41与搅拌杆固定连接的搅拌叶片42，两个所述的搅拌叶片相垂直设置且其上开设有多个通孔43，在搅拌叶片上设置通孔，物料自通孔中流过并在后方形成涡流本身就是一种混合方式，同时通过设置通孔，降低了搅拌叶片所受到的阻力，降低能耗，提高搅拌效率。

进一步地，所述的搅拌叶片42包括与搅拌杆垂直的搅拌叶片包括与连接臂固定连接的上侧边，与所述的搅拌杆相邻的内侧边，与所述的上侧边垂直的外侧边以及自内侧边底部向上倾斜延伸至外侧边底部的下侧边，所述的内侧边与上侧边保持70-80度夹角，即在搅拌叶片的内侧与搅拌杆形成一个楔形的间隙，避免在搅拌杆附近搅拌扇叶与物流过多的接触，减小搅拌叶片的阻力，进一步降低能耗。

作为优选方案，所述的外驱动电机8由支架固定设置罐盖之上并在所述的传动筒一侧，其与所述的传动筒通过链轮链条传动连接，链轮链条式传动有效拓展了空间，使两驱动电机不相干涉，增大安装和维修的便利性。

如图4和5所示，为保证链轮链条运转的平稳，本发明还包括链轮的润滑系统，包括供油机构和布油机构，所述的布油机构包括设置在链轮9上表面用以承接润滑油的环凹槽91，连通所述的环凹槽和链齿的多个L形通孔92，所述的L形通孔的下开口设置在两相邻链齿间，所述的供油机构包括油盒93和连通所述的油盒与环凹槽的油管，其中，所述的链轮为主链轮或者从链轮。

在链轮上设置节油环凹槽，环凹槽接油的同时具有移动的存储和均匀效果，能有效将润滑油分布至各L形通孔，所述的L形通孔将润滑油直接输导至链齿处，针对不同的链轮，其有多层链齿，如图4所示的3层链齿，则设置不同的L形通孔，通过L形通孔将环凹槽内的润滑油择一的传递至链齿处，每层链齿可设置对应的一个或者数个L形通孔，其中在链齿侧的出油孔位于两相邻的链齿间，这样能有效避免通孔对链轮强度的影响。

作为优选方案，所述的油盒为弹簧油杯，采用弹簧油杯能有效避免润滑油溅出，同时能起到缓慢供油的效果，此为市购部件，在此不再描述。

进一步地，油管包括一端与所述的油盒连通的软管94和固定设置在链轮上方并与所述的软管另一端连通的金属导向管95。金属导向管将润滑油可以定点输出，而软管则有效消除了振动对管路的影响，保证输油管路正常进行。

本发明的节能型双搅拌式搅拌罐的控制方法包括以下步骤：

1）控制向罐体内进料，控制器控制外围搅拌机构开始搅拌，搅拌叶不工作，

2）液位传感器感测罐体内液位变化，当液位达到预定高度并维持预定时间后控制器控制搅拌叶开始搅拌；如液位传感器的感测液位达到总液位的30%则维持该状态15S，则启动搅拌叶，该预定高度和预定时间视不同的罐体和搅拌叶的设计高度而不同，以漫过最下部的搅拌叶为宜，该预定时间以能完全消除误差信号为宜。

3）外围搅拌机构和搅拌叶协同搅拌，外围搅拌机构和搅拌叶可同向、异向同步或者异步等多种配合方式，其通过控制器控制内外电机来实现。

4）控制排料口打开向外排料，液位传感器感测罐体内液位变化，当液位达到第二预定高度并维持第二预定时间后控制器控制搅拌叶停止搅拌，外围搅拌机构继续搅拌；如，液位传感器的感测液位达到总液位的25%则维持该状态10S后则停止搅拌叶，该第二预定高度和第二预定时间视不同的罐体和搅拌叶的设计高度而不同，以完全露出最下部的搅拌叶为宜，该第二预定时间以能完全消除误差信号为宜。

5）排料完毕后，控制器控制外围搅拌机构停止搅拌。

本发明的控制方法通过检测液位变化实时控制内外搅拌机构停止或动作，能在保证搅拌效果的同时有效避免不必要的能耗，实现设备的节能减排要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种节能型双搅拌式搅拌罐，其特征在于，包括控制器、底部中心形成有排料口的罐体，设置在罐体顶部的罐盖，与所述的罐盖可旋转固定连接的搅拌杆，设置在罐体内并与所述的搅拌杆固定连接的至少一对搅拌叶，可旋转地套设在所述的搅拌杆外侧的传动筒，设置在所述的罐体内部且与所述传动筒固定连接的外围搅拌机构，以及设置在搅拌罐外部并分别与所述的搅拌杆和传动筒可传动连接且与所述的控制器可控连接的内驱动电机和外驱动电机，所述的外围搅拌机构包括与所述的传动筒固定连接的方形支架，分别设置所述的方形支架两侧并沿方形支架对角线设置的弧形搅拌叶，在所述的罐体底部设置有与所述的控制器信号连接的液位传感器，所述的控制器可根据液位传感器的信号控制内驱动电机和外驱动电机，所述的方形支架与排料口对应处固定设置有一个圆环，在所述的方形支架的底边中心处还固定设置有中心搅拌桨，所述的中心搅拌桨上端插入圆环内下端插入排料口内，所述的中心搅拌桨包括方形连接板，一体形成在放形连接板下方且与所述的连接板位于同一平面的三角形下搅拌叶，一体形成在方形连接板顶部的两个上搅拌叶，所述的两个上搅拌叶分别相对方形连接板上下弯折形成一个空间结构，两个上搅拌叶的上端插入圆环内，下搅拌叶下端部插入排料口内。

2.如权利要求1所述的节能型双搅拌式搅拌罐，其特征在于，在所述的方形支架底边、圆环两侧的底边两侧间隔地设置有多个刮底板。

3.如权利要求2所述的节能型双搅拌式搅拌罐，其特征在于，每对搅拌叶包括两片分别设置在搅拌杆两侧并由连接臂与搅拌杆固定连接的搅拌叶片，两个所述的搅拌叶片相垂直设置且其上开设有多个通孔。

4.如权利要求3所述的节能型双搅拌式搅拌罐，其特征在于，所述的搅拌叶片包括与搅拌杆垂直的搅拌叶片包括与连接臂固定连接的上侧边，与所述的搅拌杆相邻的内侧边，与所述的上侧边垂直的外侧边以及自内侧边底部向上倾斜延伸至外侧边的下侧边，所述的内侧边与上侧边保持70-80度夹角。

5.如权利要求4所述的节能型双搅拌式搅拌罐，其特征在于，所述的外驱动电机固定设置在所述的传动筒一侧并与所述的传动筒通过链轮链条传动连接。

6.如权利要求5所述的节能型双搅拌式搅拌罐，其特征在于，还包括用以润滑链轮的润滑系统，其包括供油机构和布油机构，所述的布油机构包括设置在链轮上表面用以承接润滑油的环凹槽，连通所述的环凹槽和链齿的多个L形通孔，所述的L形通孔的下开口设置在两相邻链齿间，所述的供油机构包括油盒和连通所述的油盒与环凹槽的油管，其中，所述的链轮为主链轮或者从链轮。

7.如权利要求6所述的节能型双搅拌式搅拌罐，其特征在于，所述的油管包括一端与所述的油盒连通的软管和固定设置在链轮上方的并与所述的软管另一端连接的金属导向管。

8.一种如权利要求1所述的节能型双搅拌式搅拌罐的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)控制向罐体内进料，控制器控制外围搅拌机构开始搅拌，搅拌叶不工作，

2)液位传感器感测罐体内液位变化，当液位达到预定高度并维持预定时间后控制器控制搅拌叶开始搅拌；

3)外围搅拌机构和搅拌叶协同搅拌；

4)控制排料口打开向外排料，液位传感器感测罐体内液位变化，当液位达到第二预定高度并维持第二预定时间后控制器控制搅拌叶停止搅拌，外围搅拌机构继续搅拌；

5)排料完毕后，控制器控制外围搅拌机构停止搅拌。