CN103357336B - 一种密封式搅拌桶壁冲洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种搅拌时抽取搅拌液冲洗桶壁的密封装置，包括搅拌系统、喷嘴系统和换气系统，搅拌系统连接喷嘴系统，搅拌系统连接换气系统。本发明利用转轴下端设有的通孔，通过转轴底面安装的水泵将转轴正下方物料抽走，通过上端的喷嘴喷到桶壁上，将桶壁上凝结的固体冲洗下来，保持了桶壁清洁的同时提高了物料的搅拌效果。同时本发明的喷嘴采用直流喷嘴，喷嘴喷出的液体呈一条直线状，在喷嘴随着转动的同时，会对桶壁进行全方位冲洗，避免了部分死角冲洗不到的问题。同时利用换气系统对装置产生正压、负压和干燥水蒸气、排出有毒气体的效果。

Description

一种密封式搅拌桶壁冲洗装置

技术领域

    本发明涉及一种搅拌装置，尤其涉及一种搅拌时抽取搅拌液冲洗桶壁的密封装置。

背景技术

搅拌是人类较早掌握的生产技术，可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。在工业生产中，搅拌操作是从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用，其主要目的是加速体系中传质或传热过程。搅拌技术在石油业的生产中也得到了发展和应用，尤其在一些大型储罐的设计和应用中，能使储罐中的储液混合均匀、温度均匀，促进稀释、溶解、分散，强化加热，防止分层及沉淀。搅拌过程中流体的流动和混合非常复杂，其设计主要依赖半经验方法。

搅拌操作分为机械搅拌与气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡依靠上升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体的搅拌，尤其对于几千毫帕·秒以上的高粘度液体是难于使用的。但气流搅拌无运动部件，所以在处理腐蚀性液体，高温高压条件下的反应液体的搅拌时是比较便利的。机械搅拌通过旋转将搅拌桨的机械能转化成流体的动能，形成釜内的整体流动，从而完成釜内传质以及传热的过程。在工业生产中，大多数的搅拌操作均系机械搅拌，以中、低压立式钢制容器的搅拌设备为主。

搅拌装置是使液体、气体等介质强迫对流并均匀混合的机器。传统的搅拌装置有手动和电动之分。由电动机驱动的搅拌装置减轻了人的负担，并且在搅拌效率和效果上大大好于手动搅拌装置。在生产生活中有各种各样的电动搅拌装置，小的只有杯子大小，大的就比如水泥运输车。搅拌设备在工业生产中的应用范围很广，尤其是化学工业中，很多的化工生产都或多或少地应用着搅拌操作。搅拌设备的应用范围之所以这样广泛，还因搅拌设备操作条件（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围较广，又能适应多样化的生产。

现代制造越来越追求高效性和环境保护，在模具表面加工中用到的激光强化处理技术，大大提高了模具表面的耐磨性和硬度，这对加工模具的自由曲面工艺提出了更高的要求。在传统的加工方法中,加工自由曲面所用的游离磨粒能够实现很好的仿形度,但是它所能提供的切削力对加工高耐磨、高硬度表面的抛光效率非常低，而且刚性磨具与待加工表面难以形成理想的面接触。因此，它的使用受到了极大的限制。

为了实现经过激光强化后具有高硬度、高强度的模具自由曲面的材料去除，我们提出了软固结磨粒气压砂轮光整加工的新方法。

软固结磨粒气压砂轮是一个由橡胶基体构成的空心半球，并在其表面粘结一层有一定厚度的高分子粘结剂磨粒混合物（即软固结磨粒群）。该新型气压砂轮由弹性橡胶基体层和粘结磨粒混合层组成，其中橡胶层为基体，承担结构各种工作载荷；软固结磨粒群为工作层，起到切削工件表层的作用。为此，制作具有良好性能的软固结磨粒群是良好材料去除能力的保证。

所谓软固结磨粒群（softness consolidation abrasives），特指由高聚物粘结剂粘结于气压砂轮基体表面的磨粒群体，其宏观上不像游离磨粒那样可自由移动，而微观上每个磨粒均受到粘结剂在各个方向的弹性支撑。

为此我们设计了一台封闭式搅拌机用于软固结磨粒群的生产，其中搅拌机的密封性、负压性是技术的关键点之一。

在设计搅拌机的时候，我们用到了冻干机和气体循环泵。

冻干机（lyophilizer或freeze dryer）起源于19世纪20年代的真空冷冻干燥技术经历了几十年的起伏和徘徊后，在最后的20年中取得了长足进展。进入21世纪，真空冻干技术凭借其它干燥方法无法比拟的优点，越来越受到人们的青睐，除了在医药、生物制品、食品、血液制品、活性物质领域得到广泛应用外，其应用规模和领域还在不断扩大中。为此，真空冷冻干燥必将成为21世纪的重要应用技术。

气体循环泵是指用于气体循环的真空泵，具备一进一出的抽气嘴、排气嘴各一个，并且在进口处能够持续形成真空或负压；排气嘴处形成微正压；工作介质主要为气体，主要用于气体循环的一种小型仪器。气体循环泵是微型真空泵按用途分类的一个分支，大体上所有的微型真空泵（在此指隔膜式的真空泵）都可用于气体循环，所以微型真空泵在气体循环行业中也被通俗的叫做气体循环泵。气体循环泵的工作原理：电机的圆周运动，通过机械偏心装置使泵内部的隔膜做往复式运动，从而对固定容积的泵腔内的空气进行压缩、拉伸形成真空（负压），在泵抽气口处与外界大气压产生压力差，在压力差的作用下，将气体压（吸）入泵腔，再从排气口排出。

在具体搅拌的过程中，我们发现，物料桶桶壁很容易粘上杂质，杂质堆积起来后，给物料带来污染，并不能很好地将物料搅拌均匀，同时搅拌桨的正下方区域也很难搅拌到，从而使得搅拌的效果不是很理想。

发明内容

为了解决现有技术的不足，解决桶壁上粘结固体材料和搅拌叶片正下方区域搅拌不到的问题，设计了一种从搅拌桨正下方抽取搅拌液，通过喷嘴来回冲洗桶壁，同时可以提供负压的密封式搅拌桶壁冲洗装置。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种密封式搅拌桶壁冲洗装置，包括搅拌系统、喷嘴系统和换气系统，搅拌系统连接喷嘴系统，搅拌系统连接换气系统；

所述搅拌系统包括搅拌桶、桶盖、转轴叶片、减速器、电动机和超声波发生器，搅拌桶与桶盖使用螺栓固接，桶盖中间设有圆形通孔，转轴穿过通孔，叶片装在转轴的下端，桶盖上设有进料口，搅拌桶底部设有出料口，转轴的顶端通过减速器连接电动机，所述电动机固接桶盖；所述桶盖上设有端盖进气口和端盖出气口；

所述超声发生器设有两对，对称分布在桶壁外侧的上部和下部；

所述喷嘴系统包括水泵和装在转轴上的直流喷嘴，转轴位于搅拌桶内的部分为空心轴，内设通孔，通孔一直延伸到转轴底面；转轴位于搅拌桶内部分的顶部装有直流喷嘴，直流喷嘴与通孔连通；

所述水泵与转轴底面通过螺栓固接，水泵的进水口连接搅拌轴的通孔；水泵底面与桶底不接触；

所述换气系统包括第一三通换向阀、气体循环泵、第二三通换向阀、冻干机和通气管道；

所述端盖上设有端盖进气口和端盖出气口；

所述通气管道包括第一进气管、第一通气管、第二通气管、第三通气管、出气管、第四通气管和第五通气管；所述第一通气管的一端连接端盖出气口，另一端连接第一三通换向阀的进气口，所述第一三通换向阀的第二进气口连接第一进气管，所述第一三通换向阀的出气口连接第二通气管的一端，所述第二通气管的另一端连接空气循环泵的进口，所述空气循环泵的出口连接第三通气管，所述第三通气管的另一端连接第二三通换向阀的进气口，所述第二三通换向阀的两个出气口分别连接出气管和第四通气管，所述第四通气管的另一端连接冻干机的进气口，所述冻干机的出气口连接第五通气管，所述第五通气管的另一端连接端盖出气口。

进一步的，所述桶盖上设有进料口，进料口开口为喇叭形，结束进料后可以用橡胶塞堵住进料口。

进一步的，搅拌桶的底部中心位置焊接了一个出料口，出料口连接出料螺母。

进一步的，所述桶盖外接固定架。

进一步的，所述搅拌桶桶底边缘位置高于中心位置，出料时搅拌液沿斜面流向出料口。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、搅拌机在搅拌的时候，搅拌桶内的物料随着搅拌叶片的转动而转动，位于转轴中心正下方的物料的线速度最小，此处物料往往很难被均匀搅拌；本发明在转轴下端设有通孔，通过转轴底面安装的水泵将转轴正下方物料抽走，通过上端的喷嘴喷到桶壁上，再流回搅拌液中，将本来很难被搅拌均匀的物料抽走再次搅拌，实现物料循环使用的同时使物料的搅拌效果更加理想。

2、搅拌机在搅拌或者搅拌机停止使用的时候，桶壁往往会滞留很多搅拌液，搅拌液容易凝结成固体，这些固体颗粒脱落到搅拌液内往往导致经过搅拌后的物料不均匀；本发明通过转轴底端安装的水泵将搅拌叶片下方的物料抽走后通过喷嘴喷射到桶壁上，将桶壁上凝结的固体冲洗下来，保持了桶壁清洁的同时提高了物料的搅拌效果。

3、本发明的喷嘴采用直流喷嘴，喷嘴喷出的液体呈一条直线状，在喷嘴随着转动转动的同时，会对桶壁进行全方位冲洗，避免了部分死角冲洗不到的问题。

4、本发明的搅拌筒壁两侧设置的对称分布的超声波发生器，在使用的时候可以产生搅拌物料和打碎粘接的杂质的效果，从而提高搅拌效果。

5、本发明的出料口设置在搅拌桶的底部中心位置，搅拌桶桶底边缘位置高于中心位置，出料时搅拌液沿斜面流向出料口，减少了出料后桶内的搅拌液残留。

6、搅拌时，通过将第一三通换向阀接通第一通气管，第二三通换向阀接通出气管，使得盛料桶中的空气在进入冻干机时被干燥，起到去除空气中的水蒸气，干燥气体的作用。

7、搅拌时，通过将第一三通换向阀接通第一通气管，第二三通换向阀接通出气管，使得盛料桶中的空气排出到大气中， 产生盛料桶内部负压的效果。

8、当搅拌会产生有毒气体时，通过将第一三通换向阀接通第一通气管，第二三通换向阀接通出气管，将盛料桶中的空气导入相应的设备中处理，防止有毒气体对环境的污染和对人体的危害。

9、搅拌完成后，通过将第一三通换向阀接通第一进气管，第二三通换向阀接通第四通气管，将大气中的气体导入盛料桶内，此时会在桶内产生正压，促进物料的排出。

10、搅拌完成后，通过将第一三通换向阀接通第一进气管，第二三通换向阀接通第四通气管，将第一进气管连接氮气，将氮气导入盛料桶内，此时会在桶内产生正压，促进物料的排出。

附图说明

图1是本发明的一种密封式搅拌桶壁冲洗装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明进行进一步的详细说明：

参照附图，一种密封式搅拌桶壁冲洗装置，包括搅拌系统、喷嘴系统和换气系统，搅拌系统连接喷嘴系统，搅拌系统连接换气系统；

搅拌系统包括搅拌桶1、桶盖4、转轴2和叶片3，搅拌桶1与桶盖4使用螺栓固接，桶盖4中间设有圆形通孔，转轴2穿过通孔，叶片3装在转轴2的下端，桶盖4上设有进料口，进料口上塞有橡皮塞9，桶盖4上还设有端盖进气口28和端盖出气口27；搅拌桶1底部设有出料口；出料口焊接在搅拌桶的底部中心位置，出料口连接出料螺母8。

转轴2的顶端通过减速器5连接电动机6，通过电动机6带动转轴2的转动，电动机6固定在桶盖4上，桶盖4与固定架13通过螺栓固接。

转轴2上套有密封圈15，密封圈15上套有密封盖14，密封盖14通过螺栓固定在桶盖4上；密封圈15焊接在转轴2上，密封圈15和密封盖14相配合，密封圈15可以在密封盖14内转动并保持搅拌桶1内的密封。 

超声波发生器7安装在桶壁外侧，并且沿着桶壁对称分布。

喷嘴系统包括水泵10和装在转轴上的直流喷嘴12；转轴2位于搅拌桶内的部分设有中间通孔11，中间通孔11一直通到转轴2的底部；转轴2的底面上通过螺栓固接水泵10，水泵10的出水孔连通中间通孔11，水泵10的进水口直接连通搅拌液。

直流喷嘴12装在转轴2位于搅拌桶内的部分的最上端，直流喷嘴12的进水口与中间通孔11连通；直流喷嘴12的喷出的液体呈一条直线，喷嘴的位置可以小范围调节。

直流喷嘴12有两个或两个以上，沿着转轴2对称分布，以保持转动喷水的时候转轴2的平衡。

搅拌桶1的桶底所边缘位置高于中心位置，即搅拌桶1的桶底有一定倾斜度，出料口的位置比桶底边缘低，出料口通过出料螺母8控制，在拧开出料螺母8后，搅拌液可以迅速流出，并且桶底边缘也不会剩余搅拌液。

气系统包括第一三通换向阀18、气体循环泵20、第二三通换向阀22、冻干机25和通气管道。 

通气管道包括第一进气管17、第一通气管16、第二通气管19、第三通气管21、出气管23、第四通气管24和第五通气管26。

端盖出气口27连接第一进气管16的一端，第一进气管16的另一端连接第一三通换向阀18的一个进气口；第一三通换向阀18的另一个进气口连接第一进气管17，第一三通换向阀18的出气口连接第二通气管19；第二通气管19的另一端与气体循环泵20的进气口连接，气体循环泵20的出气口连接第三通气管21，第三通气管21的另一端连接第二三通换向阀22的进气口，第二三通换向阀22的两个出气口分别连接出气管23和第四通气管24，第四通气管24的另一端连接冻干机25的进气口，冻干机25的出气口连接第五通气管26，第五通气管26的另一端连接端盖进气口28。

Claims (5)

1.一种密封式搅拌桶壁冲洗装置，其特征在于：它包括搅拌系统、喷嘴系统和换气系统，搅拌系统连接喷嘴系统，搅拌系统连接换气系统；

所述搅拌系统包括搅拌桶、桶盖、转轴叶片、减速器、电动机和超声波发生器，搅拌桶与桶盖使用螺栓固接，桶盖中间设有圆形通孔，转轴穿过通孔，叶片装在转轴的下端，桶盖上设有进料口，搅拌桶底部设有出料口，转轴的顶端通过减速器连接电动机，所述电动机固接桶盖；所述桶盖上设有端盖进气口和端盖出气口；

所述超声发生器设有两对，对称分布在桶壁外侧的上部和下部；

所述喷嘴系统包括水泵和装在转轴上的直流喷嘴，转轴位于搅拌桶内的部分为空心轴，内设通孔，通孔一直延伸到转轴底面；转轴位于搅拌桶内的部分顶部装有直流喷嘴，直流喷嘴与通孔连通；

所述水泵与转轴底面通过螺栓固接，水泵的进水口连接搅拌轴的通孔；水泵底面与桶底不接触；

所述换气系统包括第一三通换向阀、气体循环泵、第二三通换向阀、冻干机和通气管道；

所述端盖上设有端盖进气口和端盖出气口；

所述通气管道包括第一进气管、第一通气管、第二通气管、第三通气管、出气管、第四通气管和第五通气管；所述第一通气管的一端连接端盖出气口，另一端连接第一三通换向阀的进气口，所述第一三通换向阀的第二进气口连接第一进气管，所述第一三通换向阀的出气口连接第二通气管的一端，所述第二通气管的另一端连接空气循环泵的进口，所述空气循环泵的出口连接第三通气管，所述第三通气管的另一端连接第二三通换向阀的进气口，所述第二三通换向阀的两个出气口分别连接出气管和第四通气管，所述第四通气管的另一端连接冻干机的进气口，所述冻干机的出气口连接第五通气管，所述第五通气管的另一端连接端盖出气口。

2.根据权利要求1所述的一种密封式搅拌桶壁冲洗装置，其特征在于：所述桶盖上设有进料口，进料口开口为喇叭形，结束进料后可以用橡胶塞堵住进料口。

3.根据权利要求1所述的一种密封式搅拌桶壁冲洗装置，其特征在于：搅拌桶的底部中心位置焊接了一个出料口，出料口连接出料螺母。

4.根据权利要求1所述的一种密封式搅拌桶壁冲洗装置，其特征在于：所述桶盖外接固定架。

5.根据权利要求1所述的一种密封式搅拌桶壁冲洗装置，其特征在于：所述搅拌桶桶底边缘位置高于中心位置，出料时搅拌液沿斜面流向出料口。