CN103908914A - 一种化学反应搅拌装置及搅拌方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化学实验领域，特指一种用于给反应器皿中的溶液进行化学反应时加以均匀搅拌从而使反应更加充分并使反应条件均等的一种化学反应搅拌装置及搅拌方法。搅拌装置主要由机身、丝杆座、手轮、丝杆、横梁、工作箱、小夹头螺母、小搅拌头、大夹头螺母和大搅拌头构成。所述工作箱主要由外壳、电机、静止太阳轮、上下两只相同的滚动环、轮系、圆压板和三枚螺钉I构成。所述轮系主要由主轴、行星轴、行星轮、上下各三只共六只相同的轴承I、上下两只相同的轴承II和行星架构成，所述主轴的一端有太阳轮。搅拌装置构思巧妙，结构合理，搅拌时操作简单，控制方便，搅拌均匀，搅拌效果好。
Description
技术领域
本发明涉及化学实验领域，特指一种用于给反应器皿中的溶液进行化学反应时加以均匀搅拌从而使反应更加充分并使反应条件均等的一种化学反应搅拌装置及搅拌方法。
背景技术
在工程和科学实验中，经常需要搅拌，为了使混合物更均匀、化学反应的条件更均等或使化学反应更加充分，就需要有一种良好的搅拌装置和搅拌方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种化学反应搅拌装置及搅拌方法。
本发明所采用的技术方案是：
所述一种化学反应搅拌装置及搅拌方法，搅拌装置主要由机身、丝杆座、手轮、丝杆、横梁、工作箱、小夹头螺母、小搅拌头、大夹头螺母和大搅拌头构成。所述工作箱主要由外壳、电机、静止太阳轮、上下两只相同的滚动环、轮系、圆压板和三枚螺钉I构成。所述轮系主要由主轴、行星轴、行星轮、上下各三只共六只相同的轴承I、上下两只相同的轴承II和行星架构成，所述主轴的一端有太阳轮。所述电机是步进电机或伺服电机，通过与相应的数控系统和电气电路连接可以对其转速大小进行调节并可以设置转动时间。所述小搅拌头和所述大搅拌头由玻璃或其他不与反应器皿中的溶液或物质发生化学反应的材料制造而成，所述小搅拌头和所述大搅拌头均有多个规格大小长短以适应搅拌的不同情况。所述机身有燕尾槽I、螺孔I、铜套孔和工作台面。所述燕尾槽I和所述工作台面垂直。所述横梁有螺孔III、导轨和燕尾。所述螺孔III和所述丝杆配合。所述导轨与所述外壳的燕尾槽配合。所述燕尾与所述机身的所述燕尾槽I配合。所述丝杆座通过两枚内六角螺丝分别与所述机身的两个所述螺孔I连接。所述丝杆座有丝杆轴承孔。所述丝杆轴承孔内装有轴承，该轴承的内圈与所述丝杆的上头圆柱配合。所述丝杆的下头圆柱与装在所述机身的所述铜套孔内的铜套连接。所述丝杆的最上头与所述手轮连接。所述外壳有三个均布的螺孔II。所述静止太阳轮有滚动槽I。所述行星架有轴承孔II、滚动槽II、轴承孔Ⅳ和滚动槽III，所述轴承孔II和所述轴承孔Ⅳ两者的中心轴线重合，所述滚动槽II和所述滚动槽III对称分布在所述行星架的两个端面并以所述轴承孔II和所述轴承孔Ⅳ两者的中心轴线为中心。所述行星架均布三个轴承孔I和三个轴承孔III，三个所述轴承孔I分别与对应的所述轴承孔III的中心轴线重合。所述圆压板有滚动槽Ⅳ。所述滚动槽I、所述滚动槽II、所述滚动槽III和所述滚动槽Ⅳ均与所述滚动环配合。所述轴承孔I、所述轴承孔III均与所述轴承I的外圈配合。所述轴承孔II、所述轴承孔Ⅳ均与所述轴承II的外圈配合。三枚所述螺钉I分别穿过所述圆压板的三个均布通孔、所述行星架的三个均布通孔、所述静止太阳轮的三个均布通孔、所述电机的三个均布通孔与所述外壳上的三个所述螺孔II旋紧，于是把所述圆压板、下面一个所述滚动环、所述轮系、上面一个所述滚动环、所述静止太阳轮、所述电机和所述外壳连接在一起。所述主轴的上端内孔与所述电机的转子轴配合连接。所述主轴的另一头是弹性夹头，其上的螺纹与所述大夹头螺母配合。将所述主轴的有弹性夹头的一头分别穿过一只所述轴承II、所述行星架、另一只所述轴承II并用卡簧固定，此时，一只所述轴承II的外圈与所述行星架的所述轴承孔II配合，另一只所述轴承Ⅱ的外圈与所述行星架的所述轴承孔Ⅳ配合。三只所述行星轴的一头都是弹性夹头，其上的螺纹与所述小夹头螺母配合。将三只所述行星轴的该头分别穿过一只所述轴承I、所述行星架、另一只所述轴承I并用卡簧固定，此时，一只所述轴承I的外圈与所述行星架的所述轴承孔I配合，另一只所述轴承I的外圈与所述行星架的所述轴承孔III配合。三只所述行星轮分别与所述静止太阳轮和所述太阳轮啮合。
本发明的有益效果是：
搅拌装置构思巧妙，结构合理，搅拌时操作简单，控制方便，搅拌均匀，搅拌效果好。
附图说明
下面结合本发明的图形进一步说明：
图1是本发明的搅拌装置的结构示意图。
图2是所述工作箱的爆炸图。
图3、图4分别是所述轮系的结构示意图和爆炸图。
图5、图6是所述外壳的结构示意图。
图7是所述主轴的结构示意图。
图8是所述机身的结构示意图。
图9是所述横梁的结构示意图。
图10是所述静止太阳轮的结构示意图。
图11、图12是所述行星架的结构示意图。
图13是所述圆压板的结构示意图。
图14、图15是所述丝杆座的结构示意图。
图中，1.机身，2.丝杆座，3.手轮，4.丝杆，5.横梁，6.工作箱，7.小夹头螺母，8.小搅拌头，9.大夹头螺母，10.大搅拌头，11.外壳，12.电机，13.静止太阳轮，14.滚动环，15.轮系，16.圆压板，17.螺钉I，18.太阳轮，19.主轴，20.行星轴，21.行星轮，22.轴承I，23.轴承II，24.行星架，25.螺孔II，26.燕尾槽I，27.螺孔I，28.铜套孔，29.工作台面，30.螺孔III，31.导轨，32.燕尾，33.滚动槽I，34.轴承孔I，35.轴承孔II，36.滚动槽II，37.轴承孔III，38.轴承孔Ⅳ，39.滚动槽III，40.滚动槽Ⅳ，41.丝杆轴承孔。
具体实施方式
所述一种化学反应搅拌装置及搅拌方法，搅拌装置主要由所述机身(1)、所述丝杆座(2)、所述手轮(3)、所述丝杆(4)、所述横梁(5)、所述工作箱(6)、所述小夹头螺母(7)、所述小搅拌头(8)、所述大夹头螺母(9)和所述大搅拌头(10)构成。所述工作箱(6)主要由所述外壳(11)、所述电机(12)、所述静止太阳轮(13)、上下两只相同的所述滚动环(14)、所述轮系(15)、所述圆压板(16)和所述螺钉I(17)构成。所述轮系(15)主要由所述主轴(19)、所述行星轴(20)、所述行星轮(21)、上下各三只共六只相同的所述轴承I(22)、上下两只相同的所述轴承II(23)和所述行星架(24)构成，所述主轴(19)的一端有所述太阳轮(18)。所述电机(12)是步进电机或伺服电机，通过与相应的数控系统和电气电路连接可以对其转速大小进行调节并可以设置该电机的工作时间。所述小搅拌头(8)和所述大搅拌头(10)由玻璃或其他不与反应器皿中的溶液或物质发生化学反应的材料制造而成，所述小搅拌头(8)和所述大搅拌头(10)均有多个规格大小长短以适应搅拌的不同情况。所述机身(1)有所述燕尾槽I(26)、所述螺孔I(27)、所述铜套孔(28)和所述工作台面(29)。所述燕尾槽I(26)和所述工作台面(29)垂直。所述横梁(5)有所述螺孔III(30)、所述导轨(31)和所述燕尾(32)。所述螺孔III(30)和所述丝杆(4)配合。所述导轨(31)与所述外壳(11)的燕尾槽配合。所述燕尾(32)与所述机身(1)的所述燕尾槽I(26)配合。所述丝杆座(2)通过两枚内六角螺丝分别与所述机身(1)的两个所述螺孔I(27)连接。所述丝杆座(2)有所述丝杆轴承孔(41)。所述丝杆轴承孔(41)内装有轴承，该轴承的内圈与所述丝杆(4)的上头圆柱配合。所述丝杆(4)的下头圆柱与装在所述机身(1)的所述铜套孔(28)内的铜套连接。所述丝杆(4)的最上头与所述手轮(3)连接。所述外壳(11)有三个均布的所述螺孔II(25)。所述静止太阳轮(13)有所述滚动槽I(33)。所述行星架(24)有所述轴承孔II(35)、所述滚动槽II(36)、所述轴承孔Ⅳ(38)和所述滚动槽III(39)，所述轴承孔II(35)和所述轴承孔Ⅳ(38)两者的中心轴线重合，所述滚动槽II(36)和所述滚动槽III(39)对称分布在所述行星架(24)的两个端面并以所述轴承孔II(35)和所述轴承孔Ⅳ(38)两者的中心轴线为中心。所述行星架(24)均布三个所述轴承孔I(34)和所述轴承孔III(37)，所述轴承孔I(34)与对应的所述轴承孔III(37)的中心轴线重合。所述圆压板(16)有所述滚动槽Ⅳ(40)。所述滚动槽I(33)、所述滚动槽II(36)、所述滚动槽III(39)和所述滚动槽Ⅳ(40)均与所述滚动环(14)配合。所述轴承孔I(34)、所述轴承孔III(37)均与所述轴承I(22)的外圈配合。所述轴承孔II(35)、所述轴承孔Ⅳ(38)均与所述轴承II(23)的外圈配合。三枚所述螺钉I(17)分别穿过所述圆压板(16)的三个均布通孔、所述行星架(24)的三个均布通孔、所述静止太阳轮(13)的三个均布通孔、所述电机(12)的三个均布通孔与所述外壳(11)上的三个所述螺孔II(25)旋紧，于是把所述圆压板(16)、一个所述滚动环(14)、所述轮系(15)、另一个所述滚动环(14)、所述静止太阳轮(13)、所述电机(12)和所述外壳(11)连接在一起。所述主轴(19)的上端内孔与所述电机(12)的转子轴配合连接。所述主轴(19)的另一头是弹性夹头，其上的螺纹与所述大夹头螺母(9)配合。将所述主轴(19)的有弹性夹头的一头分别穿过一只所述轴承II(23)、所述行星架(24)、另一只所述轴承II(23)并用卡簧固定，此时，一只所述轴承II(23)的外圈与所述行星架(24)的所述轴承孔II(35)配合，另一只所述轴承II(23)的外圈与所述行星架(24)的所述轴承孔Ⅳ(38)配合。三只所述行星轴(20)的一头都是弹性夹头，其上的螺纹与所述小夹头螺母(7)配合。将三只所述行星轴(20)的该头分别穿过一只所述轴承I(22)、所述行星架(24)、另一只所述轴承I(22)并用卡簧固定，此时，一只所述轴承I(22)的外圈与所述行星架(24)的所述轴承孔I(34)配合，另一只所述轴承I(22)的外圈与所述行星架(24)的所述轴承孔III(37)配合。三只所述行星轮(21)分别与所述静止太阳轮(13)和所述太阳轮(18)啮合。
记所述太阳轮(18)的齿数为Z1，
记所述行星轮(21)的齿数为Z2，
记所述静止太阳轮(13)的齿数为Z3，
记所述太阳轮(18)的转速为n1，
记所述行星轮(21)的转速为n2，即所述行星轴(20)的转速也为n2，
记所述静止太阳轮(22)的转速为n3，那么有n3=0，
记所述行星架(24)的转速为nH。
令：
Z1=Z2=15N1，Z3=45N1，N1为正整数，即齿数为15的倍数。
于是，
Z3=Z1+2Z2，
根据行星轮系理论，可知该行星轮系满足同心条件，亦即该行星轮系能正常运转。
又，
(Z1+Z3)／k=60N1／3=20N1，
式中，k为行星轮个数。
可见，所述太阳轮(18)和所述静止太阳轮(13)的齿数之和Z1+Z3能被行星轮个数k=3整除，根据行星轮系理论，可知所述轮系(15)满足行星轮均布安装条件。
根据转动轮系理论可得，
(n1-nH)／(n3-nH)＝(n1-nH)／(0-nH)=-(n1-nH)／nH=-Z3／Z1=-3 (1)
(n1-nH)／(n2-nH)=-Z2／Z1=-1 (2)
由式(1)、(2)得：
n2＝-n1／2，nH=n1／4。
即，当所述电机(12)转动时，所述电机(12)通过所述主轴(19)带动所述大搅拌头(10)以与所述电机(12)相同转速、相同转向转动，所述行星架(24)以与所述电机(12)的四分之一倍转速、相同转向转动，所述小搅拌头(8)以与所述电机(12)的二分之一倍转速、相反转向转动。亦即，搅拌时，所述大搅拌头(10)以一个旋向转动，所述小搅拌头(8)以相反的旋向转动同时与所述行星架(24)一起绕着所述大搅拌头(10)公转，从而使搅拌均匀，同时通过设置所述电机(12)的工作参数可以控制搅拌时间和搅拌速度。
使用时，在每个所述行星轴(20)的弹性夹头内各装入一个合适的所述小搅拌头(8)，然后各用一个所述小夹头螺母(7)旋紧，接着在所述主轴(19)的弹性夹头内装入一个合适的所述大搅拌头(10)，然后用一个所述大夹头螺母(9)旋紧。旋动所述手轮(3)，使所述大搅拌头(10)进入到合适的溶液深度，设定电机转动的转速和工作时间，启动该搅拌装置即可。
Claims (1)
1.一种化学反应搅拌装置及搅拌方法，搅拌装置主要由机身、丝杆座、手轮、丝杆、横梁、工作箱、小夹头螺母、小搅拌头、大夹头螺母和大搅拌头构成；所述工作箱主要由外壳、电机、静止太阳轮、上下两只相同的滚动环、轮系、圆压板和三枚螺钉I构成；所述轮系主要由主轴、行星轴、行星轮、上下各三只共六只相同的轴承I、上下两只相同的轴承II和行星架构成；其特征是：所述主轴的一端有太阳轮；所述机身有燕尾槽I、螺孔I、铜套孔和工作台面，所述燕尾槽I和所述工作台面垂直；所述横梁有螺孔III、导轨和燕尾，所述螺孔III和所述丝杆配合；所述导轨与所述外壳的燕尾槽配合，所述燕尾与所述机身的所述燕尾槽I配合；所述外壳有三个均布的螺孔II；所述静止太阳轮有滚动槽I，所述行星架有轴承孔II、滚动槽II、轴承孔Ⅳ和滚动槽III，所述轴承孔II和所述轴承孔Ⅳ两者的中心轴线重合，所述滚动槽II和所述滚动槽III对称分布在所述行星架的两个端面并以所述轴承孔II和所述轴承孔Ⅳ两者的中心轴线为中心；所述行星架均布三个轴承孔I和三个轴承孔III，三个所述轴承孔I分别与对应的所述轴承孔III的中心轴线重合；所述圆压板有滚动槽Ⅳ，所述滚动槽I、所述滚动槽II、所述滚动槽III和所述滚动槽Ⅳ均与所述滚动环配合；三只所述行星轮分别与所述静止太阳轮和所述太阳轮啮合。
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2014
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