CN104525020A - 一种强化物料混合的搅拌装置 - Google Patents

Abstract

一种强化物料混合的搅拌装置，它包括搅拌槽、深入搅拌槽内的搅拌轴和固定在搅拌轴上的搅拌桨叶。所述搅拌轴是由传递动力的上段轴、固定搅拌桨叶的下段轴所构成的柔性搅拌轴，连接上段轴和下段轴的是万向节或软轴；搅拌桨叶有1～3层，在各片搅拌桨叶的外端均固定连接有柔性叶片。本发明装置中的搅拌桨叶不但会绕着下段轴的轴线作“自转”式的搅拌而且还会与下段轴一道以上段轴的轴线为旋转中心来作“公转”式的搅拌。因此，与现有技术相比较，本发明搅拌混合物料的效果更好，节能效果也比现有技术好得多。

Description

一种强化物料混合的搅拌装置

技术领域

本发明涉及到化工产品生产过程中的搅拌装置。

背景技术

搅拌被广泛应用于各种化工产品生产过程中。例如，将锰矿粉与酸性溶液混合成锰矿浆以浸取锰的这个过程，为提高锰的浸取率，就需在浸矿过程中不断搅拌。现有搅拌装置的基本结构均是在反应搅拌装置（例如浸取槽、或曰浸出槽）内增设搅拌轴和固定在搅拌轴上的搅拌桨（或曰叶轮），利用动力输出搅拌装置带动搅拌轴及搅拌桨转动（在本说明书中，将增设有搅拌桨的反应搅拌装置称为搅拌槽）。对于一些高粘度液体或者传递能量较差的固液两相物料混合来说，现有搅拌装置中被搅拌物料的流场会出现隔离区（或俗称“死区”），导致远离搅拌轴及搅拌桨叶的物料往往不能被均匀混合，更严重的情况甚至会出现物料基本上不能混合的现象。因此，为提高搅拌效率，即尽量让搅拌槽内所有物料均被搅动起来，以让物料混合得更均匀，人们对搅拌槽进行了多种改进。这些改进使得搅拌槽内物料的混合效率得到提高。例如，公开号为CN102094118A名为《提高金属锰电解液浸取率的搅拌桨》的现有技术（参见图1）就是这方面的改进之一，该现有技术的搅拌轴2上至少固定了两层搅拌桨，在每层搅拌桨各个搅拌桨叶3的外端，均固定悬挂有柔性带4。由于这些柔性带4随着搅拌轴及其搅拌桨的旋转，会在离心力的作用下而向上摆起来，故能够在一定程度上提高在搅拌中混合物料的效果。然而，该现有技术与其他类似搅拌装置（例如悬挂铁链）一样，由于其悬挂部分（柔性带4或铁链）除受离心力驱动之外，电机等输出搅拌装置的动力还不能更多地直接通过悬挂部分传递到其附近的物料中去，因此，混合物料效果的提高仍然十分有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种混合物料的效果更好的强化物料混合的搅拌装置。

实现所述目的之技术方案是这样一种强化物料混合的搅拌装置，与现有技术相同的方面是，该搅拌装置包括搅拌槽（6）、深入搅拌槽（6）内的搅拌轴和固定在搅拌轴上的搅拌桨叶。其改进之处是，所述搅拌轴是由传递动力的上段轴（20）、固定搅拌桨叶的下段轴（21）所构成的柔性搅拌轴，连接所述上段轴（20）和下段轴（21）的是万向节或软轴（22）；所述搅拌桨叶（3）有1～3层，在各片搅拌桨叶（3）的外端均固定连接有柔性叶片（31）。

从方案中可以看出，本发明是将搅拌轴通过万向节或软轴连接而分成上段轴与下段轴两部分。这样一来，当上段轴在动力驱动下旋转时，必然会带动下段轴一起旋转，并且，下段轴在离心力的作用下，还会发生一定程度的倾斜（下段轴的下端朝偏离上段轴旋转中心的方向摆动）。于是，固定在下段轴上的搅拌桨叶不但会绕着下段轴的轴线作“自转”式的搅拌（见图3中用带箭头的虚线绘制的椭圆形轨迹），而且还会与下段轴一道以上段轴的轴线为旋转中心来作“公转”式的搅拌（见图3中用带箭头的实线绘制的圆形轨迹）。在这种情况下，搅拌桨叶就能利用其“公转”来扩大搅拌区域，以直接推动和加强搅拌能量的传递和扩散。由于搅拌桨叶的“自转”中心线相对于上段轴的轴线是倾斜的，所以能迫使被搅拌的物料作上下翻滚；又由于作“自转”式搅拌的搅拌桨叶能够直接接受传递来的驱动力，所以有足够大的搅拌能量。因此，与现有技术相比较，本发明搅拌混合物料的效果更好。本领域的技术人员能够看出来，搅拌桨叶作“公转”式搅拌时，摆动起来是靠离心力驱动的，在各片搅拌桨叶的外端均固定连接了柔性叶片后，就可防止因操作失误或临时出现的电压或电流忽然增大，而造成转速过大进而碰坏搅拌桨叶的事故。这就是说，本发明不仅搅拌混合物料的效果比现有技术更好，而且其可靠性和安全性也较高。十分显然的是，本发明的节能效果也比现有技术好得多。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1——现有技术搅拌桨的结构示意图；

图2——本发明的结构示意图；

图3——图2的俯视图。

具体实施方式

一种强化物料混合的搅拌装置（参考图2、3），该搅拌装置包括搅拌槽（6）、深入搅拌槽（6）内的搅拌轴和固定在搅拌轴上的搅拌桨叶。在本发明中，所述搅拌轴是由传递动力的上段轴（20）、固定搅拌桨叶的下段轴（21）所构成的柔性搅拌轴，连接所述上段轴（20）和下段轴（21）的是万向节或软轴（22）（由于显见，在图2和图3中均示意性地绘制成了软轴）；所述搅拌桨叶（3）有1～3层（图2中绘制的是两层；为图面清晰，在图3中仅仅只绘制出了一层），在各片搅拌桨叶（3）的外端均固定连接有柔性叶片（31）。

显然，与柔性叶片31相连的搅拌桨叶3，是和现有技术中的绝大多数搅拌桨叶一样由刚性材料所制成的刚性叶片。两者间比较可靠的连接方式是，用压板33将柔性叶片31压在搅拌桨叶3的外端，之后再用螺钉或螺栓固定（因显见，在图1、2中仅绘制出了螺孔32）。

同样显然的是，最下层搅拌桨叶3距搅拌槽6底部的距离，本领域的技术人员完全能够根据具体搅拌物料的组分确定下来。

本领域的技术人员在看过上述具体实施方式后，再结合对本发明有益效果的理解，一定能够根据实际需要和具体条件来确定上段轴20、下段轴21、搅拌桨叶3和柔性叶片31等的具体参数。也一定能够根据实际需要和具体条件来正确选择与传递动力的上段轴20相连接的动力搅拌装置。

当然，在大多数情况下，与传递动力的所述上段轴（20）连接的动力搅拌装置为混沌电机。

将混沌电机与本发明的柔性搅拌轴结合起来后，只要一次设置好，搅拌过程就可自动进行下去了。具体一点讲就是，可以利用混沌电机有规律地调节搅拌时的旋转方向及转速，以利于对被搅拌物料的流场规则区进行扰动，使这流场规则区的大小和位置不断调整，增大被搅拌物料的流场混沌混合区，提高物料的混合效率——鉴于对混沌电机的设定早有出版物作过论述，且具体设定需根据实际要求和/或条件确定，因此，在本说明书中不详述。这出版物的名称为《混沌电机驱动及其应用》，作者为邹国棠、王政、程明，科学出版社2009年5月1日公开公开发行。

在大多数情况下，所述上段轴（20）深入搅拌槽6的长度与从最下层搅拌桨叶（3）往上算起的下段轴（21）长度的比值为1∶1～3。所谓“上段轴20深入搅拌槽的长度”，显然是指从搅拌槽6的边沿开始向下计量的上段轴20的长度。两者间的具体比值，本领域的技术人员根据搅拌时的具体物料，仅通过有限的常规试验即可确定下来。

进一步讲，所述搅拌槽（6）底部为凹面朝上的球面状（61），这球面的球心是上段轴（20）和下段轴（21）的轴线延长线的交点。（在图2中用双点划线绘制）。

将搅拌槽6底部设计加工与上述的球面状61后，就能够在待搅拌物料中的易沉淀固体成分较多的情况下，保证搅拌槽6底部边沿的易沉淀物料也能够可靠地被本发明的搅拌桨叶搅拌起来。

所述柔性叶片（31）的材料为聚四氟乙烯、氯丁橡胶、丁苯橡胶、硅胶或聚氯乙烯。实际所用具体材料，本领域的技术人员根据搅拌时的具体物料，仅根据经验或通过有限的常规试验即可确定下来。

本发明经过了各种对比实验。仅因本领域的技术人员通过结构分析完全能够理解并认可本发明相对于现有技术之显著的进步。因此，在本说明书中仅披露对比实验的结果。

在除区别特征之外，其他的搅拌装置特征、搅拌对象（如将锰矿粉与酸性溶液混合成锰矿浆）和条件（如电机功率）均相同情况下，用本发明搅拌装置与混沌电机结合的物料混合时间最短，用本发明搅拌装置与普通电机结合的物料混合时间稍长一些（相对于结合混沌电机而言，平均延长22.62％的时间），现有技术的时间最长（相对于本发明搅拌装置与普通电机结合而言，平均延长33.58％的时间）。

Claims (8)

1.一种强化物料混合的搅拌装置，该装置包括搅拌槽（6）、深入搅拌槽（6）内的搅拌轴和固定在搅拌轴上的搅拌桨叶；其特征在于：所述搅拌轴是由传递动力的上段轴（20）、固定搅拌桨叶的下段轴（21）所构成的柔性搅拌轴，连接所述上段轴（20）和下段轴（21）的是万向节或软轴（22）；所述搅拌桨叶（3）有1～3层，在各片搅拌桨叶（3）的外端均固定连接有柔性叶片（31）。

2.根据权利要求1所述的强化物料混合的搅拌装置，其特征在于，与传递动力的所述上段轴（20）连接的动力装置为混沌电机。

3.根据权利要求1或2所述的强化物料混合的搅拌装置，其特征在于：所述上段轴（20）深入搅拌槽（6）的长度与从最下层搅拌桨叶（3）往上算起的下段轴（21）长度的比值为1∶1～3。

4.根据权利要求1或2所述的强化物料混合的搅拌装置，其特征在于：所述搅拌槽（6）底部为凹面朝上的球面状（61），这球面的球心是上段轴（20）和下段轴（21）的轴线延长线的交点。

5.根据权利要求1或2所述的强化物料混合的搅拌装置，其特征在于：所述柔性叶片（31）的材料为聚四氟乙烯、氯丁橡胶、丁苯橡胶、硅胶或聚氯乙烯。

6.根据权利要求3所述的强化物料混合的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌槽（6）底部为凹面朝上的球面状（61），这球面的球心是上段轴（20）和下段轴（21）的轴线延长线的交点。

7.根据权利要求3所述的强化物料混合的搅拌装置，其特征在于：所述柔性叶片（31）的材料为聚四氟乙烯、氯丁橡胶、丁苯橡胶、硅胶或聚氯乙烯。

8.根据权利要求4所述的强化物料混合的搅拌装置，其特征在于：所述柔性叶片（31）的材料为聚四氟乙烯、氯丁橡胶、丁苯橡胶、硅胶或聚氯乙烯。