CN105498596A - 一种混料装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混料装置，其用于对上方开口的容器中的液体物料进行搅拌，其包括搅拌机构和驱动机构；所述搅拌机构包括杆部和位于所述杆部末端的混料盘，所述搅拌机构被悬置地安装，以便向下伸入所述容器中，所述搅拌机构在所述驱动机构的驱动下进行上下往复运动。本发明的混料装置可对液体物料进行自动搅拌，从而可促进物料充分混合均匀，避免分层现象。

Description

一种混料装置

技术领域

本发明涉及一种混料装置，其特别适用于对高粘度或易分层的液体物料进行搅拌混合。

背景技术

工业实践中，常常会用到由两种以上组分(例如工业液体和胶状物体)构成的液体物料，这类液体物料要么因粘度较高而难以混合均匀，要么因易于分层而不容易混合均匀。以涂料为例，混合后的物料常因上层分层而导致难以解决的浮色问题。

现有技术中，为解决上述问题，通常采用两个料缸和两个气动螺杆泵互相抽料，以便产生循环促使物料混合。然而，这种方式并不能解决物料上层分层的现象，因此不能很好地使物料混合。有时，为达到满意的混合程度，不得不等待较长的时间，这同时还导致生产效率不高。另外，现有技术中还有一些旋转式搅拌装置，但这类装置也不能很好地解决物料分层的问题。

为此，提供一种有效的混料装置来实现前述液体物料的均匀混合是本领域的技术人员一直以来所追求的目标之一。

发明内容

鉴于现有技术的以上现状，本发明的主要目的在于提供一种混料装置，其能够快速地实现液体物料的均匀混合，避免分层现象。

上述目的通过以下技术方案实现：

一种混料装置，其用于对上方开口的容器中的液体物料进行搅拌，其包括搅拌机构和驱动机构；所述搅拌机构包括杆部和位于所述杆部末端的混料盘，所述搅拌机构被悬置地安装，以便向下伸入所述容器中，所述搅拌机构在所述驱动机构的驱动下进行上下往复运动。

优选地，所述混料装置还包括相对于所述搅拌机构固定安装的位移传感器，当所述搅拌机构伸入至所述容器中时，所述位移传感器在水平方向上位于所述容器的开口范围内。

优选地，所述位移传感器为超声位移传感器或光学位移传感器。

优选地，所述混料装置包括支架，所述支架在所述驱动机构的驱动下进行上下往复运动，所述搅拌机构和所述位移传感器均安装在所述支架上。

优选地，所述混料装置还包括抽料机构，所述抽料机构的入料口设置在所述混料盘中。

优选地，所述抽料机构包括螺杆泵，所述螺杆泵相对于所述搅拌机构被固定。

优选地，所述混料装置包括第一立柱和第二立柱，所述驱动机构包括安装于所述第一立柱的第一丝杠和安装于所述第二立柱的第二丝杠。

优选地，所述驱动机构还包括位于第一立柱上的第一减速箱和位于第二立柱上的第二减速箱。

优选地，所述驱动机构还包括电机，所述电机安装于所述第一减速箱或所述第二减速箱上，所述第一减速箱与所述第二减速箱之间还设置有同步机构。

优选地，所述混料盘为圆盘、多边形盘、星形盘或齿形盘。

本发明的混料装置可对液体物料进行自动搅拌，从而可促进物料充分混合均匀，避免分层现象。进一步地，通过设置位移传感器，本发明的混料装置还可方便地检测物料液位，从而便于自动控制搅拌行程，提高自动化程度。更进一步地，通过增设抽料装置，本发明的混料装置还能够在抽料的同时进行搅拌，提高生产效率，并防止在用料的过程中物料发生分层。

附图说明

以下将参照附图对根据本发明的混料装置的优选实施方式进行描述。图中：

图1为本发明的优选实施方式的混料装置的主视示意图；

图2为图1的混料装置的侧视示意图；

图3为图1的混料装置的俯视示意图；

图4为图1的混料装置中的搅拌机构的外形示意图；

图5为混料盘的一个实施方式的外形示意图；

图6为混料盘的另一个实施方式的外形示意图；

图7为混料盘的又另一个实施方式的外形示意图；

图8为混料盘的再另一个实施方式的外形示意图。

具体实施方式

本发明针对包括两种以上组分的液体物料例如粘稠物料或易分层物料(诸如涂料、胶料、油漆等)的充分混合问题，特别是针对组分之间易分层的粘稠物料的充分混合问题，提供了一种混料装置，其用于对上方开口的容器中的液体物料进行搅拌。

首先参见附图1-3，待混合的液体物料盛放在上方开口的容器1(例如料缸、料筒、储料箱等)中。本发明的混料装置主要包括搅拌机构和驱动机构。其中，如图1所示，所述搅拌机构优选地包括杆部2和位于所述杆部2末端的混料盘3，所述搅拌机构被悬置地安装，以便能够向下伸入所述容器1中。所述搅拌机构在所述驱动机构的驱动下可进行上下往复运动。在此，混料盘3优选为板状构件，其上下表面优选与所述上下往复运动的方向垂直，因而当其在粘度较高的物料中上下运动时，可对物料形成上下搅拌作用。

当容器1中盛放适量的液体物料时，通过驱动搅拌机构进行上下往复运动，本发明的混料装置可对液体物料进行上下自动搅拌，从而可促进物料充分混合均匀，避免分层现象。

当采用上下搅动的方式进行搅拌时，往往不希望搅拌机构上行时冲出液面，以免再次下降时造成飞溅和/或带入气泡。对此，优选地，本发明的混料装置还包括相对于所述搅拌机构固定安装的位移传感器4，以用于检测物料液面的高度，所述位移传感器4被安装成与所述混料盘3之间具有恒定的竖直距离(其高于混料盘3)，并且当所述搅拌机构伸入至所述容器1中时，所述位移传感器4在水平方向上位于所述容器1的开口范围内，即，所述位移传感器4可以位于所述容器1的开口上方或者开口中(只要位于液面上方即可)。

通过实时检测液面高度，可以容易判断混料盘3距液面的高度差，从而可避免混料盘3在上行的过程中冲出液面。例如，由于位移传感器与混料盘之间的距离(可称为第一距离)已知且恒定，该第一距离减去液面至位移传感器的距离，所得到的第一差值即为混料盘上表面至液面的高度差。于是，通过设定安全的最小第一差值(其对应于液面至位移传感器的最大允许距离)，即可保证混料盘始终位于液面下。也即，一旦位移传感器检测到液面至位移传感器之间的距离达到前述最大允许距离，则可立即停止搅拌机构的上行运动。

另一方面，当采用上下搅动的方式进行搅拌时，往往也不希望搅拌机构触及容器底部，以免造成装置的损坏。对此，本领域的技术人员容易想到设置下极限开关的方式来防止搅拌机构下行过量，以保证安全。当混料盘3接近于容器底部(例如位于事先设定的下极限位置，也即临界安全位置)时，位移传感器4与容器底部之间的距离(可称为第二距离)也是容易事先获知且恒定的。该第二距离减去液面至位移传感器的距离，所得到的第二差值即为实际液面高度。可见，本发明的混料装置还能方便地测量容器内的实际液面高度。

优选地，本发明中所采用的位移传感器4可以为超声位移传感器或光学位移传感器。例如，当采用超声位移传感器时，其朝向液面发出超声信号，并接收自液面反射回来的超声信号，从而可方便地得到液面至超声位移传感器的距离。替代地，光学位移传感器(例如利用激光、红外光等)也可以方便地得到液面至位移传感器的距离。

优选地，如图1所示，为方便地安装位移传感器4，本发明的混料装置包括支架5，所述支架5在所述驱动机构的驱动下进行上下往复运动，所述搅拌机构和所述位移传感器4均安装在所述支架5上。也即，通过设置可上下往复运动的支架5，可以方便地实现搅拌机构的上下运动以及搅拌机构与位移传感器之间的相对固定。容易想到的是，位移传感器4也可以安装在搅拌机构上，例如借助于转接机构安装在杆部2上。

本发明的自动混料机构通过往复地上下搅拌，可以使易分层的物料组分充分混合均匀，达到满足工业应用要求的程度，从而混合好的物料可直接进入后续工序，例如涂刷工序等。

然而，为了进一步提高自动化程度和集成度，减少工序问的转换等待时间，本发明的混料装置优选还包括抽料机构，从而可在搅拌之后或搅拌的同时直接抽料进行工业应用。为此，所述抽料机构的入料口优选设置在所述混料盘3中。

例如，杆部2可以设置成中空件(例如管件)，从而抽料机构(例如包括泵和管道)的入料管道可自杆部2的中空部位穿过，并在混料盘3的例如在中部设置的开口中露出，从而当混料盘3位于液面下时，便可以进行抽料作业。

另一方面，当抽料机构与搅拌机构集成到同一装置中时，在用料的过程中还能防止已混合好的物料再次发生分层等不利现象(例如由于用料过程较慢时)。

此外，由于本发明的混料装置中的搅拌机构自身不旋转，即，其相对于支架是固定不动的，这也使得抽料机构与其之间的连接安装特别简单易行。相比之下，如果采用旋转式搅拌机构，则抽料机构的安装显然要复杂得多。

优选地，所述抽料机构包括螺杆泵(优选为气动螺杆泵)6，所述螺杆泵6相对于所述搅拌机构被固定。例如，螺杆泵6的管部可直接插设在杆部2的中空部位中，并相对于杆部2被固定。从而，螺杆泵6可跟随搅拌机构一起上下往复运动。

由于本发明的混料装置还能容易地检测液面高度，因此，当在搅拌的同时进行抽料作业时，本发明的混料装置能够根据实际液面的变化情况自动调整上下搅拌运动的行程大小，直至液面过低时该行程为零，也即，停止上下搅拌运动。也即，随着抽料的进行，液面连续降低，为防止混料盘冲出液面，搅拌机构上升运动的行程逐渐减小(混料盘始终保持位于液面下)，直至液面到达安全下限时，搅拌机构位于下极限位置处，混料盘则位于液面下并离液面的距离为最小第一差值。此时，优选应自动停机，即抽料机构和驱动机构都停止运行。

为便于实现对搅拌机构的进给驱动，本发明的混料装置优选包括第一立柱7和第二立柱8，所述驱动机构则优选包括安装于所述第一立柱7的第一丝杠9和安装于所述第二立柱8的第二丝杠10。对应地，第一立柱7上还设有第一导轨(未示出)以及与第一丝杠9配合传动的第一螺母滑块机构11，第二立柱8上还设有第二导轨(未示出)以及与第二丝杠10配合传动的第二螺母滑块机构12。前述支架5例如借助于横梁等跨接第一立柱7和第二立柱8，并可在第一丝杠9和第二丝杠10的驱动下沿着第一立柱7和第二立柱8上下滑动。

容易想到的是，本发明的混料装置也可以仅有一个立柱，或者在包括第一立柱和第二立柱的情况下，仅包括一套丝杠和螺母滑块机构。然而，本发明优选的双立柱、双丝杠的结构可以使搅拌机构的上下运动更平稳、效率更高，即使是在物料粘度较高、混料盘面积较大的情况下也是如此。

优选地，所述驱动机构还包括位于第一立柱7上(优选位于顶端)的第一减速箱13和位于第二立柱8上(优选位于顶端)的第二减速箱14。例如，第一减速箱13和第二减速箱14上均可以设置电机，优选伺服电机，从而，通过控制两个电机的转速，便可以协调地控制两个丝杠的转速，从而使两个螺母滑块机构同步地进行上下运动。

第一减速箱和第二减速箱优选为蜗轮减速箱，其可以以较小的体积和较大的传动比来完成减速传动和增大扭矩。

然而，优选地，为减少硬件成本和控制难度，本发明采用一个电机同时驱动两个丝杠的结构方案。如图1所示，所述驱动机构还包括电机(优选为伺服电机)16，所述电机16安装于所述第一减速箱13上(也可以安装于所述第二减速箱14上)，所述第一减速箱13与所述第二减速箱14之间还设置有同步机构15。例如，同步机构15可以是同步带机构，也可以是连轴蜗杆或连轴齿轮(即一根轴的两端均设置有蜗杆或齿轮，并同时与两个减速箱中的齿轮或蜗轮进行啮合传动)。这样，在电机16的驱动下，第一丝杠和第二丝杠可保持同步旋转。

搅拌机构的优选结构如图4所示。优选地，混料盘3可以为圆盘、方形盘、多边形盘、星形盘(例如参见图5-6)、或齿形盘(例如参见图7-8)等。与圆盘或多边形盘等简单形状相比，星形盘或齿形盘的周边长度明显变大，上下运动时的搅拌作用更为有效。

本发明中，搅拌机构与支架5的连接例如可借助于抱紧夹具20实现，如图2所示。

此外，本发明的混料装置还可以包括控制箱17和电气控制面板18。例如，控制箱17可以设置在底座19上，例如位于容器1的后方(容器1也设置在底座上)，电气控制面板18则可以设置在立柱上，从而可获得合适的操作高度。

优选地，电气控制面板中可设置多个按钮，例如可实现手自动切换、急停、启动、停止等操作。例如，在手动模式下，可手动地控制搅拌机构的上升下降运动；而在自动模式下，则自动地进行搅拌机构的上下往复运动，同时启用各种安全保障措施。

优选地，控制箱17作为本发明的混料装置的控制中心，内部设有PLC、伺服控制器、开关电源等电气元件。当位于容器上方的位移传感器检测到容器内的液面高度时，检测到的数值实时地反馈到PLC中，PLC进行数据处理后发送脉冲到伺服控制器，从而使得伺服电机根据相应的脉冲按指定的方向、速度运行。由此便可实现在抽料的过程中不停地混合物料。

优选地，两个立柱7、8可与底座19固定连接在一起，从而使整个装置构成一个整体。底座19的下方还可以安装行走轮，从而本发明的混料装置可方便地进行移动，以适应具体的工业应用场景。

本发明的混料装置自动化程度高，大大提高了生产效率，在保证质量的同时减少了人力成本。

特别地，通过设置位移传感器，本发明的混料装置还可方便地检测物料液位，从而便于自动控制搅拌行程，提高自动化程度。

更进一步地，通过增设抽料装置，本发明的混料装置还能够在抽料的同时进行搅拌，一方面提高生产效率，另一方面可防止在用料的过程中物料发生分层。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种混料装置，其用于对上方开口的容器中的液体物料进行搅拌，其特征在于，其包括搅拌机构和驱动机构；所述搅拌机构包括杆部和位于所述杆部末端的混料盘，所述搅拌机构被悬置地安装，以便向下伸入所述容器中，所述搅拌机构在所述驱动机构的驱动下进行上下往复运动。

2.根据权利要求1所述的混料装置，其特征在于，所述混料装置还包括相对于所述搅拌机构固定安装的位移传感器，当所述搅拌机构伸入至所述容器中时，所述位移传感器在水平方向上位于所述容器的开口范围内。

3.根据权利要求2所述的混料装置，其特征在于，所述位移传感器为超声位移传感器或光学位移传感器。

4.根据权利要求2或3所述的混料装置，其特征在于，所述混料装置包括支架，所述支架在所述驱动机构的驱动下进行上下往复运动，所述搅拌机构和所述位移传感器均安装在所述支架上。

5.根据权利要求1-4之一所述的混料装置，其特征在于，所述混料装置还包括抽料机构，所述抽料机构的入料口设置在所述混料盘中。

6.根据权利要求5所述的混料装置，其特征在于，所述抽料机构包括螺杆泵，所述螺杆泵相对于所述搅拌机构被固定。

7.根据权利要求1-6之一所述的混料装置，其特征在于，所述混料装置包括第一立柱和第二立柱，所述驱动机构包括安装于所述第一立柱的第一丝杠和安装于所述第二立柱的第二丝杠。

8.根据权利要求7所述的混料装置，其特征在于，所述驱动机构还包括位于第一立柱上的第一减速箱和位于第二立柱上的第二减速箱。

9.根据权利要求8所述的混料装置，其特征在于，所述驱动机构还包括电机，所述电机安装于所述第一减速箱或所述第二减速箱上，所述第一减速箱与所述第二减速箱之间还设置有同步机构。

10.根据权利要求1-9之一所述的混料装置，其特征在于，所述混料盘为圆盘、多边形盘、星形盘或齿形盘。