CN107020046B - 一种适用于离心筛选的固体混料器 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种适用于离心筛选的固体混料器，包括外壳和底座，在底座的内部设有三个错位排列的独立的电机，在外壳的内部设置有反向旋转料斗，反向旋转料斗与外壳之间采用滚珠轴承配合连接，在反向旋转料斗的内部设置有离心筛选器，离心筛选器由三层传动轴最内层传动轴驱动，反向旋转料斗与三层传动轴的中间层传动轴驱动，在反向旋转料斗的下方设置有偏心拌料器，偏心拌料器通过三层传动轴的最外层传送轴驱动，在固体混料器的下方还设置有瓣合储料斗。本发明适用于配置不同比例的A、B料混合物，能实现电机转速控制料粒尺寸和加入量，具有半自动化，占地面积小，操作方便的特点。

Description

一种适用于离心筛选的固体混料器
技术领域
本发明涉及一种机械设备，具体的说是一种适用于离心筛选的固体混料器。
背景技术
传统的粉状、粒状固体物料混合机械多为间歇操作，同时兼有混合和研磨的作用，例如双螺旋混合机、双螺带混合机等等，能够实现多种物料的混合，但是传统混合方法中不同组分的比例需求完全取决于混料前的人工配比，由于人工操作的差异和配料粒度的差异，会导致所得到的混合料不均匀，使产品产生质量缺陷；同时，传统的配料方法依赖于人工操作，每一次配料、加料、混料之间都有间隙，不能实现不停机连续生产，因此生产效率大大降低。
例如，传统的建筑工程用水泥混凝土搅拌机。其生产方法是，预先按比例称取一定量的水泥粉基料，黄沙石子等骨料，将配比好的混合物装入混凝土搅拌机内，再向其中注入水、胶黏剂等粘结材料，经搅拌机搅拌，最终得到的固液混合物可入模振捣击实得到混凝土块，也可将其注入混凝土灌浆机。又如，当所配制的浆料对于骨料的颗粒精度要求较高时，传统的工艺方法难以筛选所需精度的骨料颗粒，又或者筛选方法复杂，筛选过程间歇不连续。
传统的粉状、粒状固体物料混合机械，其操作流程繁琐复杂，物料的比例均由人工调节，物料的尺寸不均匀会造成得到的混合物质量不均匀；同时固体和液体混合加入，不易控制配比质量，因此考虑将固体混料过程单独进行，并且加入电机控制的离心筛选装置，以实现物料颗粒的精度控制和连续生产。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种适用于离心筛选的固体混料器，可以解决在配制不同比例的混合料的过程中，出现的配料不均匀，料粒尺寸不均匀，加料过程存在间隙，生产效率低下，操作不便等问题。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明是一种适用于离心筛选的固体混料器，包括外壳和底座，在底座的内部设有三个错位排列的独立的电机，三个电机分别控制三层传动轴的最内层转动轴、中间层传动轴和最外层传动轴，在外壳的内部设置有反向旋转料斗，反向旋转料斗与外壳之间采用滚珠轴承配合连接，在反向旋转料斗的内部设置有离心筛选器，离心筛选器由三层传动轴最内层传动轴驱动，反向旋转料斗与三层传动轴的中间层传动轴驱动，在反向旋转料斗的下方设置有偏心拌料器，偏心拌料器通过三层传动轴的最外层传送轴驱动，在固体混料器的下方还设置有瓣合储料斗。
本发明的进一步改进在于：离心筛选器呈漏斗状，在离心筛选器的侧面开设有孔洞，离心筛选器上的孔洞的直径右下至上依次增大，同一圆周高度的孔洞直接相同，也就是说同一等高线圆周处孔洞的尺寸相同。
本发明的进一步改进在于：反向旋转料斗呈圆柱状，在反向旋转料斗的底部均匀开设有孔洞，孔洞的尺寸相同。
本发明的进一步改进在于：偏心拌料器为圆形，偏心拌料器采用偏心轮设计，也就是最外层传动轴与偏心拌料器的连接处偏离偏心拌料器的圆心，在偏心拌料器上均匀开设有尺寸相同的小孔。
本发明的进一步改进在于：三层传动轴的最内层传动轴与离心筛选器连接，是实心传动轴，中间层传动轴与反向旋转料斗连接，是中空管状传动轴，最外层传动轴与偏心拌料器连接，是中空管状传动轴，各层传动轴之间采用滚珠轴承配合，三层传动轴的各层传动轴采用叠加形式且分别通过独立的电机进行驱动，电机与相对应的传动轴采用带传动或齿轮传动进行连接，最外层传动轴、中间层传动轴、最内层传动轴的直径依次减小。
本发明的进一步改进在于：瓣合储料斗为左右对半配合设计。
本发明的进一步改进在于：反向旋转料斗、离心筛选器与外壳同心设置，反向旋转料斗的旋转方向和离心筛选器的旋转方向相反。
本发明固体混料器的离心筛选器呈漏斗状，其侧面与圆台截面相似，此处圆台即圆锥体延到一定高度处水平截面处截取所得的截面为梯形的部分，因为离心筛选器呈漏斗状，而传统漏斗属于圆锥体，与传统漏斗相区别，离心筛选器截面形状与圆台截面相似，为等腰梯形，从下及上圆周半径依次增大，其侧面开有孔洞，孔洞直径由下及上依次增大，同一圆周高度的孔洞直径相同，孔洞的具体尺寸大小依据具体的混料场合而变化，离心筛选器侧壁的倾斜角度则依据设备整体的型号大小而变化，离心筛选器的转动由安装在底座内的独立电机单独驱动，其与电机之间采用传动轴传动，根据电机的转速来调整筛选器的转速；首先将混合物料A加入离心筛选器中，物料A为颗粒状不均匀物，粒度和形状均不相同，电机转动，带动离心筛选器转动，使A物料产生离心力，跟随筛选器在其内侧壁作圆周运动，匀速转动过程，离心力相同，A物料作等高线圆周运动；加速转动过程，离心力增大，A物料作螺旋上升运动，A物料紧贴内侧壁运动，内侧壁将作用于A物料的离心力分解为两个分力，一个垂直于内侧壁，另一个平行于内侧壁斜向上，其中平行于内侧壁的分力随着转速增大而增大，提供A物料颗粒向上运动的力，因此实现了利用控制转速来控制物料颗粒的升降运动，在离心筛选器侧面开有直径依次变化的孔洞，当在转速控制下运动的不同尺寸的物料颗粒到达与之尺寸相适应的孔洞高度时，侧壁对其的作用力消失，物料颗粒将延孔洞抛出，进入反向旋转料斗内。
离心力的分解公式如下：
m-物料颗粒质量；v-物料的线速度；r-物料所处高度处圆周半径；
w-物料的角速度；θ-离心筛选器侧壁倾斜角度；
从上述公式可以看出，离心筛选器侧壁倾斜角度θ，物料颗粒质量m固定不变时，当增加离心筛选器的转速，物料的线速度v、物料所处高度处圆周半径r、物料的角速度w都会增加，因此平行分力会增大，使物料颗粒上移，在物料颗粒上移的过程中，小半径尺寸的颗粒先从下部的小孔中抛出，大半径尺寸的颗粒后从上部的大孔中抛出，从而实现利用转速控制物料抛出的颗粒大小和数量。
离心筛选器、反向旋转料斗与外壳同心，离心筛选器由三层传动轴最内层传动轴驱动，反向旋转料斗由三层传动轴的中间层传动轴驱动，其转向与离心筛选器相反，反向旋转料斗呈圆柱状，其底部开有孔洞，孔洞的尺寸相同，分布均匀；底部圆心处设有与三层传动轴中间层传动轴配合的连接，其中中间层传动轴是中空传动轴，与离心筛选器相连接的最内层传动轴是实心传动轴，它位于中间层传动轴的里面；反向旋转料斗的旋转方向与离心筛选器的旋转方向相反；反向旋转料斗与外壳之间使用滚珠轴承连接；首先在反向旋转料斗内加入物料B，物料A经过离心筛选器的转速筛选，从其孔洞中抛入反向旋转料斗内，撞击反向旋转料斗内壁，由于反向旋转料斗与物料A的抛入速度相反，所以能不定向地改变物料A的运动轨迹，最后物料A无规则地落入物料B中，起到均匀混合的作用。
偏心拌料器位于反向旋转料斗的下方，偏心拌料器的外形是圆形，其上开有尺寸相同，位置均匀排布的小孔，三层传动轴的最外层传动轴与其连接，连接处偏离偏心拌料器的圆心，形成偏心，使独立电机对其传动时，利用偏心产生的振动，起到混料作用，物料A与物料B的混合物经过反向旋转料斗的混合后，已经相对均匀，再经过偏心拌料器的振动混合，增加混合的随机性和均匀性，最后落入装置底部的瓣合储料斗中。
上述三层传动轴的各层传动轴分别采用独立的电机进行驱动，各独立电机位于装置的底座中，错位排列；各电机与传动轴之间采用带传动或齿轮传动进行连接；三层传动轴从最外层到最内层传动轴的直径依次减小；各层传动轴之间采用滚珠轴承进行连接。
装置下部瓣合储料斗，采用左右对半配合的设计，外形类似从中间剖开的直壁圆筒形件，将瓣合储料斗两瓣合起来，起承接AB混合物料的作用，两瓣分开，方便取料。
底座内部设置有轴电机及电气系统，错位排列，分别控制三根传动轴的转速，每部电机的电气系统独立，能分别设置传动轴的不同转速。
本发明的有益效果是：本发明利用开有孔洞的离心筛选器，转动产生的离心力，可以实现依靠转速来筛选粒度不同，数量不等的物料；依靠反向旋转料斗可以使AB物料混合均匀；进一步，通过偏心拌料器，利用偏心轮产生振动，进一步将AB物料混合均匀；利用瓣合储料斗，方便储存和取料；装置整体占地面积小，操作简单，能很好地解决需要混合均匀的配料场合，诸如物料尺寸粒度不均匀、配料周期长、配料不均匀等等问题。
本发明适用于配置不同比例的A、B料混合物，能实现电机转速控制料粒尺寸和加入量，具有半自动化，占地面积小，操作方便的特点。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明全剖视图。
图3是本发明内部结构示意图。
图4是本发明俯视图。
图5是本发明离心筛选器结构示意图。
图6是本发明离心筛选器中物料离心力(向心力)分解图。
图7是本发明偏心拌料器俯视图。
图8是本发明瓣合储料斗结构示意图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合附图好实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
如图1-8所示，本发明是一种适用于离心筛选的固体混料器，包括外壳3和底座9，在所述底座9的内部设有三个错位排列的独立的电机及其相应的电气系统，三个所述电机分别控制三层传动轴7的最内层转动轴、中间层传动轴和最外层传动轴，在所述外壳3的内部设置有反向旋转料斗2，所述反向旋转料斗2与外壳3之间采用滚珠轴承4配合连接，所述反向旋转料斗2呈圆柱状，在所述反向旋转料斗2的底部均匀开设有孔洞，所述孔洞的尺寸相同，孔洞大小依据具体的物料尺寸而定，在所述反向旋转料斗2的内部设置有离心筛选器1，所述离心筛选器1呈漏斗状，在所述离心筛选器1的侧面开设有孔洞，离心筛选器1上的孔洞的直径右下至上依次增大，同一圆周高度的孔洞直接相同，也就是说同一等高线圆周处孔洞的尺寸相同，孔洞具体的尺寸和侧壁的锥度理论上取决于向心力的分解公式，实际上取决于所加物料的种类和粒度要求，所述反向旋转料斗2、离心筛选器1与所述外壳3同心设置，所述反向旋转料斗2的旋转方向和所述离心筛选器1的旋转方向相反，所述离心筛选器1由所述三层传动轴7最内层传动轴驱动，所述反向旋转料斗2与所述三层传动轴7的中间层传动轴驱动，在所述反向旋转料斗2的下方设置有偏心拌料器6，所述偏心拌料器6为圆形，所述偏心拌料器6采用偏心轮设计，也就是最外层传动轴7与偏心拌料器6的连接处偏离偏心拌料器6的圆心，利用偏心旋转时产生的振动，进行物料混合，在所述偏心拌料器6上均匀开设有尺寸相同的小孔，所述偏心拌料器6通过三层传动轴7的最外层传送轴驱动，在所述固体混料器的下方还设置有瓣合储料斗5，采用左右对称瓣合设计，方便取料、储料，所述瓣合储料斗5为左右对半配合设计，所述三层传动轴7的最内层传动轴与离心筛选器1连接，是实心传动轴，中间层传动轴与反向旋转料斗2连接，是中空管状传动轴，最外层传动轴与偏心拌料器6连接，是中空管状传动轴，各层传动轴之间采用滚珠轴承配合，所述三层传动轴7的各层传动轴采用叠加形式且分别通过独立的电机进行驱动，电机与相对应的传动轴采用带传动或齿轮传动进行连接，最外层传动轴、中间层传动轴、最内层传动轴的直径依次减小。
本发明的工作过程是：
如图1装置的整体结构图所示，离心筛选器位于装置上部的最内侧，外面分别是反向旋转料斗和外壳，反向旋转料斗底部开有尺寸相同，位置均匀的孔洞，反向旋转料斗下方是偏心拌料器，其中离心筛选器、反向旋转料斗、偏心拌料器分别用各自独立的电机进行驱动，装置下方是瓣合储料器，底座内装有三个独立电机和各自的电气系统。
如图2所示，首先将物料A和物料B分别加入离心筛选器和反向旋转料斗中，其中物料A具有粒度均匀，尺寸不等，并需要按量加入混合料的要求，物料A在离心筛选器中，根据物料A的种类，按理论公式计算电机所需提供的转速，进而设计相关电气系统，调整到所需电机速度，将所需量的物料A从离心筛选器的孔洞中抛入反向旋转料斗内，撞击反向旋转料斗的内壁，改变其运动轨迹，使物料A和物料B第一次混合。
进一步地，混合后的AB物料经过反向旋转料斗底部的孔洞进入下方的偏心拌料器，偏心拌料器由单独的电机驱动，按照物料的种类，以及所要求的物料的均匀度，调整偏心轮转动的速度，利用偏心产生的振动，将物料AB进行第二次混合；经过混合后的AB物料经过偏心拌料器上的孔洞，进入下方的瓣合储料斗中。
瓣合储料斗从两侧开闭，在瓣合储料斗闭合时，其充当储料和下部外壳的作用，可保护操作人员安全和收集物料；在瓣合储料斗打开时，向两侧开启，方便操作，取料方便。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种适用于离心筛选的固体混料器，包括外壳(3)和底座(9)，其特征在于：在所述底座(9)的内部设有三个错位排列的独立的电机，三个所述电机分别控制三层传动轴(7)的最内层转动轴、中间层传动轴和最外层传动轴，在所述外壳(3)的内部设置有反向旋转料斗(2)，所述反向旋转料斗(2)与外壳(3)之间采用滚珠轴承(4)配合连接，在所述反向旋转料斗(2)的内部设置有离心筛选器(1)，所述离心筛选器(1)由所述三层传动轴(7)最内层传动轴驱动，所述反向旋转料斗(2)与所述三层传动轴(7)的中间层传动轴驱动，在所述反向旋转料斗(2)的下方设置有偏心拌料器(6)，所述偏心拌料器(6)通过三层传动轴(7)的最外层传送轴驱动，在所述固体混料器的下方还设置有瓣合储料斗(5)，所述离心筛选器(1)呈漏斗状，在所述离心筛选器(1)的侧面开设有孔洞，离心筛选器(1)上的孔洞的直径右下至上依次增大，同一圆周高度的孔洞直接相同，所述反向旋转料斗(2)呈圆柱状，在所述反向旋转料斗(2)的底部均匀开设有孔洞，所述孔洞的尺寸相同，所述偏心拌料器(6)为圆形，所述偏心拌料器(6)采用偏心轮设计，在所述偏心拌料器(6)上均匀开设有尺寸相同的小孔。
2.根据权利要求1所述一种适用于离心筛选的固体混料器，其特征在于：所述三层传动轴(7)的最内层传动轴与离心筛选器(1)连接，是实心传动轴，中间层传动轴与反向旋转料斗(2)连接，是中空管状传动轴，最外层传动轴与偏心拌料器(6)连接，是中空管状传动轴，各层传动轴之间采用滚珠轴承配合，所述三层传动轴(7)的各层传动轴采用叠加形式且分别通过独立的电机进行驱动，电机与相对应的传动轴采用带传动或齿轮传动进行连接，最外层传动轴、中间层传动轴、最内层传动轴的直径依次减小。
3.根据权利要求1所述一种适用于离心筛选的固体混料器，其特征在于：所述瓣合储料斗(5)为左右对半配合设计。
4.根据权利要求1所述一种适用于离心筛选的固体混料器，其特征在于：所述反向旋转料斗(2)、离心筛选器(1)与所述外壳(3)同心设置，所述反向旋转料斗(2)的旋转方向和所述离心筛选器(1)的旋转方向相反。
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