CN107362722A - 立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构及运行方法 - Google Patents

立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构及运行方法 Download PDF

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    • B01F27/85—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with two or more stirrers on separate shafts

Abstract

本发明涉及立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构，包括搅拌罐，设置于搅拌罐内部的双轴搅拌器，双轴搅拌器包括并排设置的第一旋转轴和第二旋转轴，设置于搅拌罐和双轴搅拌器下部的四个模腔，本发明克服了现有技术中双轴搅拌器第一旋转轴与第二旋转轴对应搅拌臂的叶片角度不对称的问题，将双轴搅拌器的第一旋转轴和第二旋转轴的对应搅拌臂的叶片角度调成对称，使位于第一旋转轴和第二旋转轴附近的颗粒数量保持一致，使四个模腔内布料均匀，本运行方法，使距离较近的第一旋转轴和第二旋转轴，在旋转臂划过的轨迹圆有干涉的情况下不发生打刀的情况，且保证两侧旋转臂和叶片每次运行划过的面积相同且对四个模腔的影响和作用尽量相同。

Description

立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构及运行方法
技术领域
本发明涉及立式双轴搅拌机技术领域，特别是涉及立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构及运行方法。
背景技术
立式双轴搅拌机广泛应用于：涂料化工、化妆品、生物医药、石油化工及食品等领域，主要用于搅拌和混匀物料。
如图1所示，现有一种立式双轴四模腔搅拌布料系统，其包括搅拌罐，设置于搅拌罐内部的双轴搅拌器，设置于搅拌罐和双轴搅拌器下部的四个模腔，四个模腔用于盛装粉料，在双轴搅拌器搅拌的同时，粉料由搅拌罐分别进入四个模腔内，在实际使用中，我们希望四个模腔内堆积的粉料尽量均匀，然而上述的布料系统四个模腔内的粉料很难做到均匀，粉料颗粒会往一侧堆积，存在较大的系统误差。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的之一是：提供立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构，其能够消除系统误差，解决四个模腔内粉料数量不均匀的问题。
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的之二是：提供立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构的运行方法，消除系统误差，解决四个模腔内粉料数量不均匀的问题。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构，包括搅拌罐，设置于搅拌罐内部的双轴搅拌器，双轴搅拌器包括并排设置的第一旋转轴和第二旋转轴，设置于搅拌罐和双轴搅拌器下部的四个模腔，四个模腔并排且呈等间距排列，其中两个模腔以第一旋转轴为对称中心对称设置，两个模腔以第二旋转轴为对称中心对称设置，每个旋转轴均设有三个长度不同的搅拌臂，每个搅拌臂与相邻搅拌臂之间的夹角均为120度，其中第一搅拌臂长度最长，其主要用于搅拌远端的粉料，第二搅拌臂为中等长度的搅拌臂，第三搅拌臂为长度最短的搅拌臂；
每个搅拌臂远离旋转轴的一端均设有相应的叶片，叶片与搅拌臂在搅拌臂旋转的面上具有夹角，第一旋转轴的第二搅拌臂与第二叶片之间的夹角为β1，第一旋转轴的第三搅拌臂与第三叶片的夹角为θ1，第二旋转轴的第二搅拌臂与第二叶片之间的夹角为β2，第二旋转轴的第三搅拌臂与第三叶片的夹角为θ2，其中β1加β2等于180°，θ1加θ2等于180°。
其中第一旋转轴的第一搅拌臂与第一叶片之间的夹角为α1，第二旋转轴的第一搅拌臂与第一叶片之间的夹角为α2，α1等于α2。
第一旋转轴的第一搅拌臂、第二搅拌臂和第三搅拌臂与第二旋转轴的第一搅拌臂、第二搅拌臂和第三搅拌臂扫过的轨迹圆有重叠。
立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构的运行方法，第一旋转轴与第二旋转轴的转速相同，且旋转方向相反，运转过程中，第一旋转轴的第一搅拌臂与第一旋转轴和第二旋转轴的连线的夹角为γ1，第二旋转轴的第一搅拌臂与第一旋转轴和第二旋转轴的连线的夹角为γ2，γ1和γ2分别按照正弦曲线和余弦曲线变化，且旋转轴每次运转γ1和γ2转过的角度为360°的整数倍。
总的说来，本发明具有如下优点：
立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构，克服了现有技术中双轴搅拌器第一旋转轴与第二旋转轴对应搅拌臂的叶片角度不对称的问题，将双轴搅拌器的第一旋转轴和第二旋转轴的对应搅拌臂的叶片角度调成对称，使位于第一旋转轴和第二旋转轴附近的颗粒数量保持一致，从硬件条件上降低系统误差，使四个模腔内布料均匀。
立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构的运行方法，使距离较近的第一旋转轴和第二旋转轴，在旋转臂划过的轨迹圆有干涉的情况下不发生打刀的情况，且保证两侧旋转臂和叶片每次运行划过的面积相同且对四个模腔的影响和作用尽量相同，旋转轴每次运转γ1和γ2转过的角度为360°的整数倍，即两个旋转轴需要转整圈数，以保证外侧两个模腔被扫过的面积一致，内侧两个模腔被扫过的面积一致，被扫过的面积一致就能保证落入粉料的总量的一致性。
附图说明
图1为现有技术的立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构的工作状态结构示意图。
图2为本发明立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构的工作状态结构示意图。
图3为本发明立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构的另一工作状态结构示意图。
其中图1至图3中包括有：
1第一旋转轴、11一轴第一搅拌臂、111一轴第一叶片、12一轴第二搅拌臂、121一轴第二叶片、13一轴第三搅拌臂、131一轴第三叶片；
2第二旋转轴、21二轴第一搅拌臂、211二轴第一叶片、22二轴第二搅拌臂、221二轴第二叶片、23二轴第三搅拌臂、231二轴第三叶片；
3——搅拌罐；
41——第一模腔、42——第二模腔、43——第三模腔、44——第四模腔。
具体实施方式
下面来对本发明做进一步详细的说明。
立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构，包括搅拌罐3，设置于搅拌罐3内部的双轴搅拌器，双轴搅拌器包括并排设置的第一旋转轴1和第二旋转轴2，设置于搅拌罐3和双轴搅拌器下部的四个模腔，如图2、图3所示，从左至右依次为第一模腔41、第二模腔42、第三模腔43和第四模腔44，四个模腔并排且呈等间距排列，其中左侧第一模腔41和第二模腔42以第一旋转轴1为对称中心对称设置，右侧两个模腔以右侧旋转轴为对称中心对称设置，每个旋转轴均设有三个长度不同的搅拌臂，每个搅拌臂与相邻搅拌臂之间的夹角均为120度，其中第一搅拌臂长度最长，其主要用于搅拌远端的粉料，第二搅拌臂为中等长度的搅拌臂，第三搅拌臂为长度最短的搅拌臂。
如图2、图3所示，每个搅拌臂远离旋转轴的一端均设有相应的叶片，叶片与搅拌臂在搅拌臂旋转的面上具有夹角，第一旋转轴1的第一搅拌臂、第二搅拌臂、第三搅拌臂、第一叶片、第二叶片和第三叶片分别简称为：一轴第一搅拌臂11、一轴第二搅拌臂12、一轴第三搅拌臂13、一轴第一叶片111、一轴第二叶片121和一轴第三叶片131。第二旋转轴2的第一搅拌臂、第二搅拌臂、第三搅拌臂、第一叶片、第二叶片和第三叶片分别简称为：二轴第一搅拌臂21、二轴第二搅拌臂22、二轴第三搅拌臂23、二轴第一叶片211、二轴第二叶片221和一轴第三叶片131。一轴第二搅拌臂12与一轴第二叶片121之间的夹角为β1，一轴第三搅拌臂13与一轴第三叶片131的夹角为θ1，二轴第二搅拌臂22与二轴第二叶片221之间的夹角为β2，二轴第三搅拌臂23与二轴第三叶片231的夹角为θ2，其中β1加β2等于180°，θ1加θ2等于180°。其中一轴第一搅拌臂11与一轴第一叶片111之间的夹角为α1，二轴第一搅拌臂21与二轴第一叶片211之间的夹角为α2，α1等于α2。一轴第一搅拌臂11、一轴第二搅拌臂12和一轴第三搅拌臂13与二轴第一搅拌臂21、二轴第二搅拌臂22和二轴第三搅拌臂23扫过的轨迹圆有重叠。
立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构的运行方法，第一旋转轴1与第二旋转轴2的转速相同，且旋转方向相反，运转过程中，一轴第一搅拌臂11与第一旋转轴1和第二旋转轴2的连线的夹角为γ1，二轴第一搅拌臂21与第一旋转轴1和第二旋转轴2的连线的夹角为γ2，γ1和γ2分别按照正弦曲线和余弦曲线变化，且旋转轴每次运转γ1和γ2转过的角度为360°的整数倍。
具体的本发明的工作过称为：
如图2、图3所示，图2为起始位置，γ1和γ2均为0°，此时开启开关，第一旋转轴1和第二旋转轴2同步开始旋转，转速相同，旋转方向相反，如图3所示，当一轴第一搅拌臂11转到图示位置时，二轴第一搅拌臂21转到图示位置，γ1为-90°，γ2为90°，二轴第一搅拌臂21与一轴第一搅拌臂11夹角为最大180°，当一轴第一搅拌臂11和二轴第一搅拌臂21转完整圈后，搅拌臂对四个模腔的影响如图2、图3中斜线填充部分所示。与图1所示相比，图2、图3中模腔的布料更为均匀。
总的说来，本发明具有如下优点：
立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构，克服了现有技术中双轴搅拌器第一旋转轴1与第二旋转轴2对应搅拌臂的叶片角度不对称的问题，将双轴搅拌器的第一旋转轴1和第二旋转轴2的对应搅拌臂的叶片角度调成对称，使位于第一旋转轴1和第二旋转轴2附近的颗粒数量保持一致，从硬件条件上降低系统误差，使四个模腔内布料均匀。
以制砖厂的制砖坯为例，对设备改进前进行3次试验，得到如下实验数据：
序号 砖坯1重量(kg) 砖坯2重量(kg) 砖坯3重量(kg) 砖坯4重量(kg) 最重 最大重量偏差(kg) 最大偏差占最大质量的百分比
1 8.716 8.734 8.849 8.765 砖坯3 0.133 1.50％
2 8.556 8.575 8.523 8.471 砖坯2 0.104 1.21％
3 8.536 8.537 8.508 8.443 砖坯2 0.094 1.10％
表1(改进前的双轴搅拌器的四个模腔的重量偏差情况实验表)
我们看到三次实验所得最大偏差占最大质量的百分比均＞1％，不符合要求，需要改进。
表2(改进后的双轴搅拌器的四个模腔的重量偏差情况模拟实验表)
我们可以计算：四个模腔之间最大偏差为：0.057kg，最大偏差占最大质量的百分比为：在允许范围内。
立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构的运行方法，使距离较近的第一旋转轴1和第二旋转轴2，在旋转臂划过的轨迹圆有干涉的情况下不发生打刀的情况，且保证两侧旋转臂和叶片每次运行划过的面积相同且对四个模腔的影响和作用尽量相同，两个旋转轴需要转整圈数例如：1圈、2圈、3圈，以保证第一模腔41与第四模腔44被扫过的面积一致，第二模腔42与第三模腔43被扫过的面积一致，被扫过的面积一致就能保证落入粉料的总量的一致性。。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构，其特征在于：
包括搅拌罐，设置于搅拌罐内部的双轴搅拌器，双轴搅拌器包括并排设置的第一旋转轴和第二旋转轴，设置于搅拌罐和双轴搅拌器下部的四个模腔，四个模腔并排且呈等间距排列，其中两个模腔以第一旋转轴为对称中心对称设置，两个模腔以第二旋转轴为对称中心对称设置，每个旋转轴均设有三个长度不同的搅拌臂，每个搅拌臂与相邻搅拌臂之间的夹角均为120度，其中第一搅拌臂长度最长，其主要用于搅拌远端的粉料，第二搅拌臂为中等长度的搅拌臂，第三搅拌臂为长度最短的搅拌臂；
每个搅拌臂远离旋转轴的一端均设有相应的叶片，叶片与搅拌臂在搅拌臂旋转的面上具有夹角，第一旋转轴的第二搅拌臂与第二叶片之间的夹角为β1，第一旋转轴的第三搅拌臂与第三叶片的夹角为θ1，第二旋转轴的第二搅拌臂与第二叶片之间的夹角为β2，第二旋转轴的第三搅拌臂与第三叶片的夹角为θ2，其中β1加β2等于180°，θ1加θ2等于180°。
2.按照权利要求1所述的立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构，其特征在于：其中第一旋转轴的第一搅拌臂与第一叶片之间的夹角为α1，第二旋转轴的第一搅拌臂与第一叶片之间的夹角为α2，α1等于α2。
3.按照权利要求1所述的立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构，其特征在于：第一旋转轴的第一搅拌臂、第二搅拌臂和第三搅拌臂与第二旋转轴的第一搅拌臂、第二搅拌臂和第三搅拌臂扫过的轨迹圆有重叠。
4.权利要求1至3任意一项所述的立式双轴搅拌机叶片动态补偿结构的运行方法，其特征在于：第一旋转轴与第二旋转轴的转速相同，且旋转方向相反，运转过程中，第一旋转轴的第一搅拌臂与第一旋转轴和第二旋转轴的连线的夹角为γ1，第二旋转轴的第一搅拌臂与第一旋转轴和第二旋转轴的连线的夹角为γ2，γ1和γ2分别按照正弦曲线和余弦曲线变化，且旋转轴每次运转γ1和γ2转过的角度为360°的整数倍。
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