CN105214554A - 一种锯齿形混合滚筒叶片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锯齿形混合滚筒叶片，所述叶片为螺旋状，截面外形为锯齿形，并在混合滚筒中沿周向均匀分布；所述叶片截面较长边与其和滚筒内壁交点处法线夹角θ为60°-75°，较长边与较短边夹角α为90°-150°；所述叶片宽度B为10mm-100mm；所述叶片中的一组叶片为正向混合叶片，数目N1满足D为滚筒直径，B为叶片宽度，螺旋角β1为0°-60°；所述叶片中的一组叶片为反向混合叶片，数目N2满足N1为正向混合叶片的数目，螺旋方向与正向混合叶片螺旋方向相反，螺旋角β2为0°-30°，且滚筒入口处反向混合叶片在正向混合叶片之后。本发明显著提高了混合滚筒混合粉体时的混合效率及混合均匀度，混合时间为10s左右；可使滚筒长径比L/D小于1，结构紧凑，减小设备整体尺寸。
Description
技术领域
本发明属于粉体混合设备领域，涉及一种锯齿形混合滚筒叶片。
背景技术
混合滚筒是一种连续混合设备，广泛应用于食品、塑料、化肥、医药、煤炭等行业。混合滚筒的关键部件为混合叶片，决定了混合效率、混合均匀度及设备整体尺寸。用于混合粉体物料的滚筒叶片，基本的设计原则应是在滚筒转动时能充分将物料流化，从而发生混合。因此叶片形状的设计应使叶片自身形状有利于物料的流化。然而叶片的设计不仅仅需要考虑单个叶片的形状，还需考虑叶片之间的配合作用，合适的叶片数目使得每个叶片的作用都有利于粉体的流动混合，而不合适的叶片数目则使前一个叶片有利于流化而后一个叶片阻碍了流化。目前混合叶片的设计多依靠经验和实验，设计出的混合滚筒往往尺寸过大，混合效率偏低，混合均匀度差。如专利号为ZL201120107512.X，名称为“回转式滚筒搅拌机”公布的螺旋叶片截面为矩形直板；专利号为ZL201420361414.2，名称为“一种鞭炮用烟火药的混合机构”公布了一种“8”字形搅拌叶片；实际应用时这些叶片混合效率和混合均匀度较低，滚筒长径比较大，设备整体笨重。
发明内容
为了克服现有技术的不足，提高混合效率与混合均匀度、降低设备尺寸，本发明提供了一种锯齿形混合滚筒叶片，并限定了结构参数的取值范围。
所述叶片为螺旋状，截面外形为锯齿形，并在混合滚筒中沿周向均匀分布。
所述叶片截面较长边与其和滚筒内壁交点处法线夹角θ为60°-75°，能保证粉体物料顺畅滑过叶片，同时减小滚筒壁面对物料的作用力；较长边与较短边夹角α为90°-150°，钝角形式可减小颗粒与滚筒壁面的直接碰撞，同时易于打扫清洗；所述叶片宽度B为10-100mm，可降低物料由于叶片旋转时被带起的高度，减小跌落时飞扬产生的粉尘危害。
所述叶片中的一组叶片为正向混合叶片，数目N1满足D为滚筒直径，B为叶片宽度，叶片数目决定了叶片对物料的周期作用力，在数目为N1及上述截面尺寸配合下所述叶片具有较高的混合效率。螺旋角β1为0°-60°，可增加粉体物料在滚筒中的停留时间，具有提高混合均匀性的作用。
所述叶片中的一组叶片为反向混合叶片，目的是为了进一步增加粉体物料在滚筒中的停留时间，提高混合均匀性，数目N2满足N1为正向混合叶片的数目，螺旋方向与正向混合叶片螺旋方向相反，螺旋角β2为0°-30°，可使从滚筒入口到滚筒出口输送流量大于反向的输送流量，保证正常出料。同时滚筒入口处反向混合叶片在正向混合叶片之后，可防止滚筒入口处积料。
所述锯齿形混合滚筒叶片，滚筒直径取1500mm时，优选的一组参数组合为：叶片截面较长边与其和滚筒内壁交点处法线夹角θ为60°，较长边与较短边夹角α为150°，叶片宽度B为100mm；正向混合叶片数目N1为20，螺旋角β1为10°，反向混合叶片数目N2为4，螺旋角β2为5°。在上述参数的组合下，滚筒具有高的混合效率及混合均匀度。
所述锯齿形混合滚筒叶片，滚筒直径取1000mm时，优选的一组参数组合为：叶片截面较长边与其和滚筒内壁交点处法线夹角θ为70°，较长边与较短边夹角α为120°，叶片宽度B为70mm；正向混合叶片数目N1为16，螺旋角β1为20°，反向混合叶片数目N2为4，螺旋角β2为10°。在上述参数的组合下，滚筒具有高的混合效率及混合均匀度。
所述锯齿形混合滚筒叶片，滚筒直径取500mm时，优选的一组参数组合为：叶片截面较长边与其和滚筒内壁交点处法线夹角θ为75°，较长边与较短边夹角α为90°，叶片宽度B为40mm；正向混合叶片数目N1为12，螺旋角β1为40°，反向混合叶片数目N2为2，螺旋角β2为15°。在上述参数的组合下，滚筒具有高的混合效率及混合均匀度。
所述锯齿形混合滚筒叶片，滚筒直径取300mm时，优选的一组参数组合为：叶片截面较长边与其和滚筒内壁交点处法线夹角θ为75°，较长边与较短边夹角α为90°，叶片宽度B为15mm；正向混合叶片数目N1为12，螺旋角β1为60°，反向混合叶片数目N2为2，螺旋角β2为30°。在上述参数的组合下，滚筒具有高的混合效率及混合均匀度。
所述叶片的工作原理是：所述锯齿形叶片转动时，可将粉体物料迅速流化产生激烈地混合，由于叶片尺寸及叶片数目的有效配合迅速使物料混合均匀。
本发明的有益效果是，显著提高了混合滚筒连续混合粉体时的混合效率，混合时间为10s左右，且同时具有较高的混合均匀性；可使滚筒长径比L/D小于1，结构紧凑，减小设备整体尺寸。
附图说明
图1为本发明所述的混合滚筒叶片三维图。
图2为本发明所述叶片截面形状图。
图3为本发明所述叶片俯视图。
图4为本发明所述叶片采用焊接工艺制作时的截面图。
图5为本发明所述叶片采用3D打印工艺制作时的截面图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
参照图1、图2、图3所示锯齿形混合滚筒叶片，所述叶片为螺旋状，截面外形为锯齿形，并在混合滚筒中沿周向均匀分布。
所述叶片截面形状ac边与c点法线夹角θ为60°-75°，能保证粉体物料顺畅滑过叶片，同时减小滚筒壁面对物料的作用力；ac边与ab边夹角α为90°-150°，钝角形式可减小颗粒与滚筒壁面的直接碰撞，同时易于打扫清洗；所述叶片宽度B为10-100mm，可降低物料由于叶片旋转时被带起的高度，减小跌落时飞扬产生的粉尘危害。
所述叶片中的一组叶片为正向混合叶片，数目N1满足D为滚筒直径，B为叶片宽度，叶片数目决定了叶片对物料的周期作用力，在数目为N1及上述截面尺寸配合下所述叶片具有较高的混合效率。螺旋角β1为0°-60°，可增加粉体物料在滚筒中的停留时间，具有提高混合均匀性的作用。
所述叶片中的一组叶片为反向混合叶片，目的是为了进一步增加粉体物料在滚筒中的停留时间，提高混合均匀性，数目N2满足N1为正向混合叶片的数目，螺旋方向与正向混合叶片螺旋方向相反，螺旋角β2为0°-30°，可使从滚筒入口到滚筒出口输送流量大于反向的输送流量，保证正常出料。同时滚筒入口处反向混合叶片在正向混合叶片之后，可防止滚筒入口处积料。
实施例1，优选的一组尺寸组合为：滚筒直径取1500mm时，叶片截面形状ac边与c点法线夹角θ为60°，ac边与ab边夹角α为150°，叶片宽度B为100mm；正向混合叶片数目N1为20，螺旋角β1为10°，反向混合叶片数目N2为4；螺旋角β2为5°。
实施例2，优选的一组尺寸组合为：滚筒直径取1000mm时，叶片截面形状ac边与c点法线夹角θ为70°，ac边与ab边夹角α为120°，叶片宽度B为70mm；正向混合叶片数目N1为16，螺旋角β1为20°，反向混合叶片数目N2为4；螺旋角β2为10°。
实施例3，优选的一组尺寸组合为：滚筒直径取500mm时，叶片截面形状ac边与c点法线夹角θ为75°，ac边与ab边夹角α为90°，叶片宽度B为40mm；正向混合叶片数目N1为12，螺旋角β1为40°，反向混合叶片数目N2为2；螺旋角β2为15°。
实施例4，优选的一组尺寸组合为：滚筒直径取300mm时，叶片截面形状ac边与c点法线夹角θ为75°，ac边与ab边夹角α为90°，叶片宽度B为15mm；正向混合叶片数目N1为12，螺旋角β1为60°，反向混合叶片数目N2为2，螺旋角β2为30°。
所述叶片的一种加工工艺为焊接。首先按照叶片预定尺寸裁制条状钢板，先将ab边与ac边焊接；按照滚筒预定尺寸裁制板状钢板，并根据螺旋角大小进行画线，然后卷成圆筒；再将焊好的叶片一头先焊接在滚筒的一端，然后用外力折弯叶片至滚筒预先画线的位置进行焊接，完成焊接后，将焊缝磨光。叶片截面如图4。
所述叶片的一种加工工艺为3D打印成型。采用3D打印技术将叶片与混合滚筒整体成型，叶片截面如图5。
所述叶片的工作原理是：所述锯齿形叶片转动时，可将粉体物料迅速流化产生激烈地混合，由于叶片尺寸及叶片数目的有效配合迅速使物料混合均匀。
本发明的有益效果是，显著提高了混合滚筒连续混合粉体时的混合效率，混合时间为10s左右，且同时具有较高的混合均匀性；可使滚筒长径比L/D小于1，结构紧凑，减小设备整体尺寸。
上述的具体实施方式只是示例性的，是为了使本领域技术人员能够理解本专利，任何外形、结构参数在本案给出限定范围内的混合滚筒叶片，均落入本专利包括的范围。
Claims (5)
1.一种锯齿形混合滚筒叶片，其特征在于，所述叶片为螺旋状，截面外形为锯齿形，并在混合滚筒中沿周向均匀分布，并具有下述特定尺寸形状：叶片截面较长边与其和滚筒内壁交点处法线夹角θ为60°-75°，较长边与较短边夹角α为90°-150°；所述叶片宽度B为10-100mm；其中一组叶片为正向混合叶片，数目N1满足D为滚筒直径，B为叶片宽度，螺旋角β1为0°-60°；其中一组叶片为反向混合叶片，数目N2满足N1为正向混合叶片的数目；所述反向混合叶片螺旋方向与正向混合叶片螺旋方向相反，螺旋角β2为0°-30°，且滚筒入口处反向混合叶片在正向混合叶片之后。
2.根据权利要求1所述的一种锯齿形混合滚筒叶片，其特征在于：滚筒直径取1500mm时，叶片截面较长边与其和滚筒内壁交点处法线夹角θ为60°，较长边与较短边夹角α为150°，叶片宽度B为100mm；正向混合叶片数目N1为20，螺旋角β1为10°，反向混合叶片数目N2为4，螺旋角β2为5°。
3.根据权利要求1所述的一种锯齿形混合滚筒叶片，其特征在于：滚筒直径取1000mm时，叶片截面较长边与其和滚筒内壁交点处法线夹角θ为70°，较长边与较短边夹角α为120°，叶片宽度B为70mm；正向混合叶片数目N1为16，螺旋角β1为20°，反向混合叶片数目N2为4，螺旋角β2为10°。
4.根据权利要求1所述的一种锯齿形混合滚筒叶片，其特征在于：滚筒直径取500mm时，叶片截面较长边与其和滚筒内壁交点处法线夹角θ为75°，较长边与较短边夹角α为90°，叶片宽度B为40mm；正向混合叶片数目N1为12，螺旋角β1为40°，反向混合叶片数目N2为2，螺旋角β2为15°。
5.根据权利要求1所述的一种锯齿形混合滚筒叶片，其特征在于：滚筒直径取300mm时，叶片截面较长边与其和滚筒内壁交点处法线夹角θ为75°，较长边与较短边夹角α为90°，叶片宽度B为15mm；正向混合叶片数目N1为12，螺旋角β1为60°，反向混合叶片数目N2为2，螺旋角β2为30°。
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