CN104587867A - 立式异形搅拌桨叶混合机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立式异形搅拌桨叶混合机，解决传统的立式混合机混合效率低的问题。本装置包括立式的混合筒，混合筒的顶部设有进料口，底部设有出料口，混合筒中轴线上设有转轴，转轴侧面沿径向向外延伸设置有若干搅拌桨，其特征在于：所述搅拌桨上设有推动物料的桨叶，越靠搅拌桨外端的桨叶工作面向上倾斜的角度越大，所述搅拌桨的上方设有固定的弧形挡板，挡板的外端固定在混合筒的内壁上、内端弧形弯折，挡板的内弧面朝向物料来向。本发明采用搅拌桨、桨叶、弧形挡板的配合，使混合筒内的物料产生复杂的三维流态化运动轨迹，提高混合效率，改善混合效果，缩短混合时间。

Description

立式异形搅拌桨叶混合机

技术领域

本发明涉及一种混合装置，特别涉及一种立式异形搅拌桨叶混合机。

背景技术

混合机是让不同物料混合的装置，不同形式的混合机混合效率有所不同，在固液混合、固固混合中，其基本的思路是通过旋转搅动，使待混合的固体粉料进入流态化，是不同物料在流态化过程中达到均匀分布。立式的混合机，一般是通过中心转轴的转动，带动物料产生圆周运动实现流态化，从而使各组分混合。而在流态化过程中，物料的运动轨迹对混合效率有重要的影响，总体来说，运动轨迹越复杂，越能涉及到各个方向，则物料扩散混合的效率越高。

如中国专利2008年10月1日公告的CN201124085Y号专利，名称为立式连续混合机。该装置在混合筒内设置多层桨叶，在各层桨叶之间设置筛板，每层桨叶还分普通叶片和燕尾型叶片，每层桨叶的叶片也分层设置，实现立体搅拌混合。该装置虽然设置多层叶片，但是多层叶片随同一转轴同步转动，物料依旧是随转轴做简单的圆周运动，混合效率不高。

发明内容

本发明的目的在于针对传统的立式混合机混合效率低的问题，提供一种物料运行轨迹复杂的立式异形搅拌桨叶混合机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种立式异形搅拌桨叶混合机，包括立式的混合筒，混合筒的顶部设有进料口，底部设有出料口，混合筒中轴线上设有转轴，转轴侧面沿径向向外延伸设置有若干搅拌桨，所述搅拌桨上设有推动物料的桨叶，越靠搅拌桨外端的桨叶工作面向上倾斜的角度越大，所述搅拌桨的上方设有固定的弧形挡板，挡板的外端固定在混合筒的内壁上、内端弧形弯折，挡板的内弧面朝向物料来向。转轴可以从混合筒的上方或者下方伸入，并由外设的电机驱动。固态物料从进料口进入混合筒，转轴带动搅拌桨转动，搅拌桨带动物料转动进入流态化，工作面倾斜朝上设置的桨叶可以将物料抄起，而被抄起的物料当达到弧形挡板的高度时，被挡板阻挡，改变原本圆周运动的轨迹，产生多种运动轨迹：1、部分物料越过挡板后，仍然混合到底层物料中运动，但运动速度低于原底层的物料，形成不对称运动，提高混合效率；2、部分物料撞击挡板后反弹抛撒，与底层物料混合，且根据撞击角度的不同，产生不同的反弹方向，提高混合效果；3、大部分物料由于惯性顺着挡板内弧面运动，滑动到挡板的内端，落入混合筒内侧，再经过转轴和搅拌桨的离心作用，重新向外扩散进入混合，提高混合效果。通过挡板与混合筒直径方向的夹角角度的设计，可以保证大部分物料在接触挡板后按上述第3种运动轨迹运行，使物料流态化运动过程中，在水平截面呈圆周运动；在竖直截面中，呈底部由中轴向外扩散，在挡板高度由外壁向内返回的翻滚运动；形成多种运动轨迹结合的三维运动轨迹，使运动涉及到尽可能多的方向，提高混合效率。在混合筒内壁均匀设置若干挡板，挡板数量可以为3、4、5个甚至更多。同时，桨叶倾斜设置不仅将物料抄起，而且减少了推动物料过程中对物料的剪切力，减少对物料颗粒的破坏，越靠外侧的桨叶线速度越大，倾斜角度也越大，避免对物料产生过大的剪切力。桨叶的底侧贴合混合筒的底面，可以避免物料粘接在混合筒底部。

作为优选，所述挡板的外端与混合筒的径向有夹角，挡板偏向搅拌桨转动方向设置，所述挡板的内端指向混合筒中心的转轴。上述由于挡板产生的多种运动轨迹中，第3种运动，物料由于惯性顺着挡板内弧面运动，对三维运动轨迹的贡献最大，能使物料迅速扩散进入各处均匀分布，对混合效率提升大，因此，将挡板顺着搅拌桨转动方向偏转设置，可以提高物料利用惯性顺着挡板内弧面运动的比例，提升混合效果。

作为优选，所述挡板的外端与混合筒径向的夹角为30～60度。挡板外端与混合筒径向夹角可进一步优选为45度，角度过大则物料沿挡板弧面运动距离增大，动能不足，中途掉下，达不到由外向转轴中心位置转移形成翻滚的效果，角度过小则大部分物料撞击后抛撒开，对物料损伤大，也达不到良好的效果。

作为优选，所述桨叶包括设置在搅拌桨端部的端部桨叶，端部桨叶的外侧与混合筒筒壁贴合，端部桨叶与水平面夹角在30～60度。端部桨叶兼刮板的作用，避免物料粘附筒壁，桨叶上侧固定在搅拌桨上、并与搅拌桨轴线平行或重合，使桨叶正向朝物料运动方向，将物料抄起混合。

作为优选，所述桨叶包括设置在搅拌桨中部的中间桨叶，中间桨叶与搅拌桨轴线存在夹角，中间桨叶的工作面朝外侧偏转。

作为优选，所述中部桨叶工作面朝外侧偏转与搅拌桨轴线夹角为30～60度。作为优选，所述中部桨叶工作面向上倾斜与水平面夹角为65～85度。中部桨叶上侧也固定在搅拌桨上，但是上侧边与搅拌桨偏转形成夹角，中部桨叶在带动物料转动的同时，产生将物料向外侧推动的推力，使物料向混合筒外侧运动，端部桨叶、中部桨叶处物料可以在倾斜面的作用下上浮卸力，减少了桨叶对物料的挤压剪切，减少对物料颗粒的破坏。

作为优选，所述桨叶还包括设置在搅拌桨与转轴连接一端的根部桨叶，根部桨叶内侧边贴合转轴外表面。

作为优选，所述根部桨叶逆着转动方向与转轴相切设置，根部桨叶工作面竖直设置。

物料在根部桨叶、中部桨叶的推动下运动到外侧时，被端部桨叶抄起从而在挡板作用下产生多种混合运动，大部分物料在挡板弧形导向作用下运动到混合筒内侧的物料又被桨叶带动并向外推送形成翻滚循环运动。端部桨叶与水平面夹角在30～60度，主要作用为带动物料转动并抄起物料；中部桨叶主要作用为带动物料转动及向外侧推动物料，因此中部桨叶与水平面夹角为65～85度，中部桨叶上侧边与搅拌桨夹角为30～60度；根部桨叶线贴近转轴，带动物料转动时线速度小，因此采用竖直设置，根部物料沿转轴切线方向延伸主要起到向外推动物料的作用。越靠外侧的桨叶线速度越大，倾斜角度也越大，避免对物料产生过大的剪切力。

作为优选，各搅拌桨上的中间桨叶距离转轴的径向距离不同，并在径向内外相互交错。各搅拌桨上的中间桨叶位置不同，主要体现在距离转轴的径向距离不同，使中部桨叶能带动位于不同半径位置的物料运动。

作为优选，所述搅拌桨在转轴上呈十字型设置四个，相邻搅拌桨的中间桨叶在径向内外交错，相对搅拌桨的中间桨叶距离转轴的径向距离一致。

作为优选，各搅拌桨上的中间桨叶距离转轴的径向距离不同，并在径向内外相互交错，相互交错的各中间桨叶在径向相互交叠，最外侧中间桨叶与端部桨叶在径向相互交叠，最内侧的中间桨叶与根部桨叶相互交叠。中部桨叶不仅相互交错，而且自身之间、与端部桨叶之间、与根部桨叶之间在径向相互交叠，务必使径向不产生物料运动的死区，使桨叶能带动所有径向位置的物料运动。

作为优选，所述搅拌桨在转轴上呈十字型设置四个，相邻搅拌桨的中间桨叶在径向内外交错，相对搅拌桨的中间桨叶距离转轴的径向距离一致。

作为优选，所述挡板的内端延伸到最内侧的中间桨叶上方。

本发明采用搅拌桨、桨叶、弧形挡板的配合，使混合筒内的物料产生复杂的三维流态化运动轨迹，提高混合效率，改善混合效果，缩短混合时间。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是本发明混合筒内部结构的俯视示意图。

图3是本发明端部桨叶与搅拌桨连接示意图。

图4是本发明中部桨叶与搅拌桨连接示意图。

图中：1、混合筒，2、进料口，3、喷雾嘴，4、转轴，5、根部桨叶，6、挡板，7、搅拌轴，8、端部桨叶，9、中部桨叶，10、电机，11、出料口，12、支撑杆。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步说明。

实施例：一种立式异形搅拌桨叶混合机，如图1、2所示。本装置包括机架，混合筒1在机架上为立式设置，即混合筒轴线为竖直方向。混合筒1的顶部一侧设有进料口2，用于添加固态物料；混合筒1的顶部另一侧设有喷雾嘴3，用于添加的可喷射的液态物料。混合筒1的底部一侧设有出料口11。混合筒的底部中心向上设置有转轴4，转轴4由设置在机架上的电机10经过变速器后驱动。

如图2所示，转轴4在靠近混合筒1底部位置沿径向十字设置有四个搅拌桨7，搅拌桨的外端部设置有端部桨叶8，端部桨叶桨面经过搅拌桨的轴线，上侧与搅拌桨固定，外侧边贴合混合筒的内侧壁，下侧边贴合混合筒的底面.如图3所示，端部桨叶朝向物料的工作面朝上倾斜设置，工作面与水平面夹角α为45度。

搅拌桨的中部设有中部桨叶9，中部桨叶的底侧贴合混合筒的底面。相邻搅拌桨的中部桨叶距离转轴的径向距离不同并在径向相互交错，相对设置的搅拌桨的中部桨叶距离转轴径向距离一致；进一步地说明，如图2所示，左右两侧搅拌桨的中部桨叶径向靠内设置，前后两侧搅拌桨的中部桨叶径向靠外设置。靠内的中部桨叶的外侧与靠外的中部桨叶的内侧在径向相互交叠，靠外的中部桨叶的外侧和端部桨叶的内侧在径向相互交叠。图4上方为竖直平面视图，中部桨叶工作面与水平面夹角γ为80度；图4下方为水平平面视图，中部桨叶工作面相对于搅拌桨轴线在水平面上向外侧偏转，偏转角度β为45度。

搅拌桨靠近转轴的根部设有根部桨叶5，根部桨叶的底侧贴合混合筒的底面。根部桨叶内侧边贴合转轴外表面起始、并逆着转动方向与转轴相切设置。根部桨叶5的外侧与最靠内的中部桨叶9的内侧在径向相互交叠。根部桨叶工作面竖直设置，即与水平面夹角为90度。根部桨叶、中部桨叶、端部桨叶的线速度依次增大，因此工作面倾斜角度依次增大，减少推动物料过程中的挤压和剪切力。

如图1、2所示，搅拌桨7上方的混合筒内壁上每隔90度设有挡板6，挡板的外端固定在混合筒内壁上，并在背面通过支撑杆12进行辅助固定。挡板6外端为平板，内端为弧形板。挡板的外端朝向搅拌桨转动方向偏转，与混合筒的径向有45度的夹角，挡板的内端弧形弯折后指向混合筒的转轴，内弧面迎着物料转动的来向。挡板6的内端位于靠内设置的中部桨叶的上方。

固态物料从进料口进入混合筒、液态物料从喷雾嘴进入混合筒，转轴带动搅拌桨转动，搅拌桨带动物料转动时，根部桨叶、中部桨叶朝外偏转将物料向外侧推送，并协同物料本身转动时的离心作用，物料运动到靠近混合筒靠外侧的位置，同时，由于中部桨叶工作面也朝上倾斜，推动物料时物料可以上浮卸力避免挤压剪切力过大破坏物料。端部桨叶迎向物料的工作面倾斜朝上设置，可以将物料抄起，而被抄起的物料当达到弧形挡板的高度时，被挡板阻挡，改变原本圆周运动的轨迹，产生多种运动轨迹：1、部分物料越过挡板后，仍然混合到底层物料中运动，但运动速度低于原底层的物料，形成不对称运动，提高混合效率；2、部分物料撞击挡板后反弹抛撒，与底层物料混合，且根据撞击角度的不同，产生不同的反弹方向，提高混合效果；3、大部分物料由于惯性顺着挡板内弧面运动，滑动到挡板的内端，落入混合筒内侧，再经过转轴和搅拌桨的离心和推送作用，重新向外扩散进入混合，形成水平截面圆周运动、竖直截面翻滚运动的三维流态化运动轨迹。如上所述，物料在混合筒中能产生复杂的运动轨迹，既有离心运动又有向心运动，既有被抄起的上抛运动又有靠重力作用的下落运动，能使物料流态化后迅速扩散到各处形成均匀分布，提高了混合效果。能将混合效率提高两到三倍。

Claims (10)

1.一种立式异形搅拌桨叶混合机，包括立式的混合筒，混合筒的顶部设有进料口，底部设有出料口，混合筒中轴线上设有转轴，转轴侧面沿径向向外延伸设置有若干搅拌桨，其特征在于：所述搅拌桨上设有推动物料的桨叶，越靠搅拌桨外端的桨叶工作面向上倾斜的角度越大，所述搅拌桨的上方设有固定的弧形挡板，挡板的外端固定在混合筒的内壁上、内端弧形弯折，挡板的内弧面朝向物料来向。

2.根据权利要求1所述的立式异形搅拌桨叶混合机，其特征在于：所述挡板的外端与混合筒的径向有夹角，挡板偏向搅拌桨转动方向设置，所述挡板的内端指向混合筒中心的转轴。

3.根据权利要求2所述的立式异形搅拌桨叶混合机，其特征在于：所述挡板的外端与混合筒径向的夹角为30～60度。

4.根据权利要求1或2或3所述的立式异形搅拌桨叶混合机，其特征在于：所述桨叶包括设置在搅拌桨端部的端部桨叶，端部桨叶的外侧与混合筒筒壁贴合，端部桨叶与水平面夹角在30～60度。

5.根据权利要求4所述的立式异形搅拌桨叶混合机，其特征在于：所述桨叶包括设置在搅拌桨中部的中间桨叶，中间桨叶与搅拌桨轴线存在夹角、中间桨叶的工作面朝外侧偏转。

6.根据权利要求5所述的立式异形搅拌桨叶混合机，其特征在于：所述中部桨叶工作面朝外侧偏转与搅拌桨轴线夹角为30～60度。

7.根据权利要求5所述的立式异形搅拌桨叶混合机，其特征在于：所述中部桨叶工作面向上倾斜与水平面夹角为65～85度。

8.根据权利要求5所述的立式异形搅拌桨叶混合机，其特征在于：所述桨叶还包括设置在搅拌桨与转轴连接一端的根部桨叶，根部桨叶内侧边贴合转轴外表面。

9.根据权利要求8所述的立式异形搅拌桨叶混合机，其特征在于：所述根部桨叶逆着转动方向与转轴相切设置，根部桨叶工作面竖直设置。

10.根据权利要求8所述的立式异形搅拌桨叶混合机，其特征在于：各搅拌桨上的中间桨叶距离转轴的径向距离不同，并在径向内外相互交错，相互交错的各中间桨叶在径向相互交叠，最外侧中间桨叶与端部桨叶在径向相互交叠，最内侧的中间桨叶与根部桨叶相互交叠。