CN108554216B - 搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种搅拌装置。搅拌装置包括：壳体；搅拌组件，设置在壳体内，搅拌组件包括转轴和设置在转轴上的桨叶组件，桨叶组件包括桨叶；调整部，用于连接桨叶和转轴以调节桨叶相对于转轴的角度。应用本发明的技术方案，可以解决现有技术中因粉体分散性差使粉体的搅拌效率低、粉体在聚合物基体中统计尺寸不可控，进而导致的改性后聚合物可纺性差的问题。

Description

搅拌装置

技术领域

本发明涉及搅拌混合设备技术领域，具体而言，涉及一种搅拌装置。

背景技术

现有技术及装置在制备保温隔热聚酯纤维及织物上存在诸多不足，如在改性聚酯制备阶段，存在聚酯基体中粉体统计尺寸不可控、分散均匀性差、添加量低，当改性剂为超轻质粉体时所需混合时间过长，所得改性聚酯可纺性差等。

公开号为CN106835307A的专利提供了一种熔体直纺在线添加气凝胶纤维的制作方法，该技术存在以下缺点：A.在所提供的共混时间下难以将超轻粉体与聚酯熔体实现均匀混合。该技术所用混合装置为常规螺杆，因气凝胶具有堆密度极低等特点，常规的螺杆设备很难将气凝胶顺畅地和聚酯切片在螺杆熔程所用时间内实现均匀共混，加料口及加料方式、螺杆的结构、螺杆熔程等均需特殊设计，大大增加了制造难度和运行成本。需专门设计静态混合器和高压注入阀，同样会增加成本，并加大工艺控制的难度。B.由于纤维级聚酯熔体的粘度很高，一般可达100Pa·S以上，在如此高的粘度下通过单一的静态混合器很难在短时间内实现气凝胶的均匀分散，而增加时间虽然可以一定程度上解决均匀性的问题，但同时会使聚酯热降解，大大降低其可纺性和最终纤维乃至织物的最终性能。

公开号为CN103388193B、CN106757513A及CN106633691A的专利公开的设备中应用的搅拌件均为螺杆或双螺杆，因此存在同样存在上述不足。

因此，需要提供一种新的搅拌装置，以改善上述不足，提高粉体与液体混合搅拌的效率。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种搅拌装置，以解决现有技术中粉体在混合搅拌过程中效率低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种搅拌装置，包括：壳体；搅拌组件，设置在壳体内，搅拌组件包括转轴和设置在转轴上的桨叶组件，桨叶组件包括桨叶；调整部，用于连接桨叶和转轴以调节桨叶相对于转轴的角度。

进一步地，转轴具有安装孔，调整部包括：调节轴，设置在转轴的安装孔内；主动件，设置在调节轴上；从动件，设置在安装孔内，且从动件与桨叶连接，主动件与从动件啮合连接，以将调节轴的旋转运动转化为桨叶的旋转运动。

进一步地，桨叶组件包括多个桨叶，多个桨叶沿转轴的周向间隔设置，调整部包括与多个桨叶一一对应设置的多个从动件。

进一步地，调整部还包括穿设在转轴的侧壁上的连接轴，桨叶通过连接轴与从动件连接。

进一步地，主动件和从动件均为锥齿轮。

进一步地，搅拌组件还包括用于驱动转轴旋转的电机，电机设置在壳体的外部。

进一步地，搅拌组件包括多个桨叶组件，多个桨叶组件在转轴的轴向上间隔设置。

进一步地，壳体具有内部腔体和与内部腔体连通的第一开口和第二开口，第一开口所在的高度高于第二开口所在的高度，搅拌装置还包括回流组件，回流组件包括：回流管路，回流管路的第一端由第一开口伸入内部腔体内，回流管路的第二端由第二开口伸入内部腔体；动力装置，设置在回流管路上，以驱动位于内部腔体内的物料能够由第二开口流向第一开口，以形成回流回路。

进一步地，回流组件还包括设置在回流管路上的主控制阀，主控制阀位于第一开口和动力装置之间，主控制阀控制回流管路的通断。

进一步地，回流组件还包括设置在第二开口和动力装置之间的辅助控制阀。

进一步地，动力装置为螺杆泵。

进一步地，搅拌装置还包括振动组件，振动组件的一端由壳体的顶壁穿入壳体内，桨叶的边缘与振动组件之间有间隔。

进一步地，振动组件为变频振动棒。

进一步地，搅拌装置还包括与壳体连通的进液管路和设置在进液管路上的进液控制阀。

应用本发明的技术方案，桨叶所在的平面相对于转轴轴线的倾角可调节，从而使搅拌组件可以在搅拌不同粒径、不同堆密度的粉体时，通过对桨叶的倾角的调节，促进粉体与液体之间或不同粒径的粉体之间的混合分散，进而提高搅拌的速度，缩短搅拌时间。因此，通过上述设置，根据需要搅拌的粉体的质量和粒径，调整搅拌组件的桨叶相对于转轴的角度，对于现有技术中因粉体分散性差及粉体在聚合物基体中的统计尺寸不可控的情况，该搅拌装置可以缩短粉体与液体或不同粒径的粉体的混合时间，提高混合效率，进而改善改性后聚合物可纺性差的问题，尤其适合超轻粉体与液体混合时使用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的搅拌装置的实施例的结构示意图；以及

图2示出了图1中的搅拌组件和调整部配合的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、振动组件；20、搅拌组件；21、桨叶；22、转轴；23、电机；30、回流组件；31、回流管路；32、动力装置；33、主控制阀；34、辅助控制阀；40、壳体；50、套管；60、调整部；61、连接轴；62、主动件；63、调节轴；64、从动件；70、进液控制阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本申请中的搅拌装置适用于粉体与液体混合搅拌的情形，尤其是超轻粉体与液体混合搅拌，也可用于不同粒径粉体、或不同密度的液体的混合搅拌的情形，均可起到提高搅拌速率、缩短搅拌时间的效果。

如图1所示，本发明的实施例提供了一种搅拌装置。该实施例的搅拌装置包括壳体40、搅拌组件20和调整部60。搅拌组件20设置在壳体40内，搅拌组件20包括转轴22和设置在转轴22上的桨叶组件，桨叶组件包括桨叶21；调整部60用于连接桨叶21和转轴22以调节桨叶21相对于转轴22的角度。

在本申请中，桨叶21所在的平面相对于转轴22轴线的倾角可调节，从而使搅拌组件20可以在搅拌不同粒径、不同堆密度的粉体时，通过对桨叶21的倾角的调节，促进粉体与液体之间或者不同粒径的粉体之间的充分混合分散，进而提高搅拌的速度，缩短搅拌时间。因此，通过上述设置，根据需要搅拌的粉体的质量和粒径，调整搅拌组件20的桨叶21相对于转轴22的角度，对于现有技术中因粉体分散性差及粉体在聚合物基体中的统计尺寸不可控的情况，该搅拌装置可以缩短粉体与液体或不同粒径的粉体的混合时间，提高混合效率，进而改善改性后聚合物可纺性差的问题，尤其适合超轻粉体与液体混合时使用。

具体地，粉体的堆密度越小，桨叶21所在的平面相对于转轴22轴线的倾角越大，进而可以根据不同粒径的粉体来调整倾角的大小，使不同粒径的粉体与液态反应物快速均匀混合。

进一步地，本申请的搅拌装置的壳体40的侧壁上设有水平对开的视窗，以方便技术人员实时观察搅拌装置内的混合情况，根据混合情况实时调整桨叶21相对于转轴22的倾角，以提高搅拌效率，节省搅拌时间。

如图2所示，在本发明的实施例中，转轴22具有安装孔，调整部60包括调节轴63、主动件62和从动件64。调节轴63设置在转轴22的安装孔内；主动件62设置在调节轴63上；从动件64设置在安装孔内，且从动件64与桨叶21连接，主动件62与从动件64啮合连接，以将调节轴63的旋转运动转化为桨叶21的旋转运动。

在本申请中，主动件62设置在调节轴63上，优选地，主动件62与调节轴63同轴设置，在旋转调节轴63时，主动件62也随着旋转，又因为从动件64与主动件62啮合设置，从而使从动件64跟随主动件62旋转，进而带动桨叶21转动，实现对桨叶21相对于转轴22的倾角的调节。

通过上述设置，用户可以根据需要调节桨叶21相对于转轴22的倾角，且主动件62和从动件64啮合设置，使操作方式简单，容易实现。

如图2所示，本发明的实施例中，桨叶组件包括多个桨叶21，多个桨叶21沿转轴22的周向间隔设置，调整部60包括与多个桨叶21一一对应设置的多个从动件64。

具体地，本申请中的桨叶组件包括三个桨叶21，三个桨叶21沿转轴22的周向间隔设置，从而使转轴22旋转时，带动桨叶21旋转，提高搅拌效率。另外，调整部60包括三个与桨叶21一一对应设置及的从动件64，使得在旋转调节轴63时，一个主动件62带动三个从动件64一起转动，实现同时对三个桨叶21相对于转轴22的倾角的调节，节约了操作时间。且一个主动件62带动三个桨叶21旋转，结构简单，体积较小。

当然了，在本发明附图未示出的替代实施例中，桨叶21的数量不局限于三个，可以为两个或者大于三个，只要能够保证多个桨叶21在转轴22的周向上间隔设置，且从动件64的数量与桨叶21的数量一致并一一对应设置即可。

如图2所示，本发明的实施例中，调整部60还包括穿设在转轴22的侧壁上的连接轴61，桨叶21通过连接轴61与从动件64连接。

在本申请中，桨叶21通过连接轴61与从动件64连接，且连接轴61穿设在转轴22上，从而可以保证桨叶21既可以在转轴22的带动下旋转，也可以通过调整部60调节桨叶21相对于转轴22的倾角，方便用户的调节。

优选地，本申请中的主动件62和从动件64均为锥齿轮。

具体地，各连接轴61的中心轴线均与调节轴63的中心轴线垂直，各从动件64的中心轴线均与主动件62的中心轴线垂直。因此，主动件62和从动件64均为锥齿轮，使相互垂直的调节轴63和连接轴61之间可以实现旋转的传递，并且相互啮合的锥齿轮之间传力大，用户操作比较省力。

如图1所示，本发明的实施例中，搅拌组件20还包括用于驱动转轴22旋转的电机23，电机23设置在壳体40的外部。

具体地，本申请中的电机23设置在壳体40的顶部，电机23驱动转轴22旋转，转轴22带动桨叶组件的旋转，从而实现对粉体的搅拌混合。

如图1所示，本发明的实施例中，搅拌组件20包括多个桨叶组件，多个桨叶组件在转轴22的轴向上间隔设置。

具体地，本申请中的转轴22上设有三组桨叶组件，三组桨叶组件沿转轴22的轴线方向由上而下依次设置。通过上述设置，扩大了桨叶组件的搅拌空间，进一步提高了搅拌装置的搅拌效率，缩短了搅拌时间。

如图1所示，本发明的实施例中，壳体40具有内部腔体和与内部腔体连通的第一开口和第二开口，第一开口所在的高度高于第二开口所在的高度，搅拌装置还包括回流组件30，回流组件30包括回流管路31和动力装置32。回流管路31的第一端由第一开口伸入内部腔体内，回流管路31的第二端由第二开口伸入内部腔体；动力装置32设置在回流管路31上，以驱动位于内部腔体内的物料能够由第二开口流向第一开口，以形成回流回路。

在本申请中，在搅拌过程中，由于粉体质量较轻，会漂浮在液体液面以上，在桨叶组件的搅拌作用下，在粉体与液体接触的位置逐渐混合，而位于内部腔体底部的液体与粉体的混合较慢。为了加快搅拌，缩短混合的时间，通过动力装置32将位于内部腔体底部的液体或粉体与液体的混合物抽出，在回流组件30内混合均匀后由回流管路31的第一端流回内部腔体，与内部腔体内的粉体和液体再次进行混合，从而进一步缩短混合均匀的时间，尤其适合超轻粉体与液体在短时间内难以混合均匀的情形。

具体地，本申请中的壳体40是个筒状结构，第一开口设置在壳体40的侧壁上，第二开口设置在壳体40的底壁上。

如图1所以，本发明的实施例中，回流组件30还包括设置在回流管路31上的主控制阀33，主控制阀33位于第一开口和动力装置32之间，主控制阀33控制回流管路31的通断。

上述设置结构简单，用户可以根据粉体的混合情况控制回流管路31的通断，方便操作。

本申请中的搅拌装置还包括设置在动力装置32和和第二开口之间的辅助控制阀34，辅助控制阀34用于辅助主控制阀33控制回流管路31的通断。

具体地，当搅拌装置发生故障或者回流管路31由回流状态转变为不回流状态时，先关闭辅助控制阀34，停止装置内的物料流出，待回流管路中的物料全部回流完成后再关闭主控制阀33，确保回流管路31中不会存料，避免死料存留，影响搅拌装置的后续使用。

优选地，本申请中的动力装置32为螺杆泵。

由于螺杆泵具有流量平稳、对介质的粘性不敏感的优点，因此，利用螺杆泵作为动力装置32，可以使驱动力均匀，且粉体与液体可以在螺杆泵内混合均匀后由回流管路31送回内部腔体，促进粉体混合，提高混合效率。

如图1所示，本发明的实施例中，搅拌装置还包括振动组件10，振动组件10的一端由壳体40的顶壁穿入壳体40内，桨叶21的边缘与振动组件10之间有间隔。

通过在内部腔体内设置振动组件10，在粉体搅拌混合过程中通过振动将混合物中的空气排出，达到粉体与液体快速均匀混合的目的；桨叶21的边缘与振动组件10之间有间隔，使得桨叶21的旋转与振动组件10的振动互不干涉。

优选地，本申请中的振动组件10为变频振动棒。

如图1所示，本申请的实施例中，搅拌装置还包括与壳体40连通的进液管路和设置在进液管路上的进液控制阀70。

具体地，本申请中的搅拌装置在进行加料时，液体物料经进液管路由第二开口输入内部腔体，进液控制阀70的开闭控制进液管路的通断，粉体物料由设置在壳体40的顶部开口加入内部腔体。

本申请中为了使搅拌装置的结构紧凑，进液管路与回流管路31共用设置在壳体40底部的第二开口。当然，在本发明附图未示出的替代实施例中，也可在壳体40上分别开口与进液管路和回流管路连接。

如图2所示，本申请的实施例中，搅拌装置还包括设置在转轴22外周的套管50，套管50上开设有用于连接轴61伸入的开孔。通过上述设置，套管50包覆在转轴22的外周，以避免混合物料与转轴22直接接触，防止转轴22锈蚀，保证了搅拌装置的使用寿命及转轴22的旋转精度。

本申请的技术效果是通过以下方式实现的：

本申请的搅拌装置包括以下三部分：

(1)沿转轴22的轴向间隔设置的多个搅拌组件20。在工艺高度要求许可的前提下，可有两个以上的搅拌组件20，该搅拌组件可根据工艺需要，灵活调节每个搅拌组件20上的桨叶21的倾斜角，从而适应不同的改性粉体或其他改性剂。因桨叶21的倾角可调节，非常适合超轻质、不同粒径的粉体与液态反应物快速均匀混合。同时，壳体40上配有水平对开长视窗及导热油加热，能适应不同堆密度的改性粉体，并能有效监控搅拌装置内的物料的分散堆积情况，从而针对性的对桨叶21相对于转轴22的倾角进行调节。

(2)回流组件30的设置。为进一步缩短超轻质改性粉体或其他改性剂与液态反应物间的均匀混合时间，在搅拌装置外设计了一循环回流管路，通过一个具有强力混合作用的动力装置32的驱动，在搅拌装置外形成一循环回流混合流场，从而进一步缩短达到均匀共混所需时间，尤其适合普通共混装置难以短时间内均匀共混的超轻粉体。

(3)振动组件10的设置。搅拌装置内设有一个压缩空气变频振动的振动组件10，通过变频压缩空气的振动，达到超轻粉体及其他改性剂与液态反应物快速均匀混合的目的。

上述三种促进粉体与液体混合的方式共同作用，可以解决现有技术中因粉体分散性差导致的粉体搅拌效率低、粉体在聚合物基体中统计尺寸不可控的问题，进而改性后聚合物可纺性差的问题。

以气凝胶粉体与液体反应物的搅拌混合为例，应用本申请的搅拌装置，可以高效实现将一定尺寸的气凝胶按一定比例(按最终PET(聚对苯二甲酸类塑料)基体质量的0.1％至5.0％)与液态反应物快速均匀混合的目的，混合时间为30min至180min。通过调整共混方式及强度、共混时间等参数可有效调控聚合完成后PET基体内气凝胶的统计尺寸，其范围为10nm至100μm，孔隙率40％至99.9％，并实现均匀分散。

混合均匀的含气凝胶物料进入预缩反应器—终缩反应器，按常规聚酯聚合条件完成聚合后，改性熔体直接送往纺丝箱体纺丝或经冷却水槽，冷却铸带切粒后得到气凝胶改性PET切片。改性后聚酯熔体或切片的主要质量指标完全满足纤维级聚酯纺丝要求，可纺性良好。熔体直纺或切片纺所得初生纤维经一系列后处理后得到气凝胶聚酯纱线，在织机上制得超轻超保温聚酯织物。该织物导热系数最低可达0.027W/(m·K)，在纱线规格、织物组织结构、经纬密度等参数均相同情况下，该织物的克重远低于常规聚酯织物，真正实现了超轻超保温。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：桨叶所在的平面相对于转轴轴线的倾角可调节，从而使搅拌组件可以在搅拌不同粒径、不同堆密度的粉体时，通过对桨叶的倾角的调节，促进粉体的混合分散，进而提高搅拌的速度，缩短搅拌时间。因此，通过上述设置，根据需要搅拌的粉体的质量和粒径，调整搅拌组件的桨叶相对于转轴的角度，可以缩短粉体与液体或粉体与其他粉体的混合时间，提高混合效率，尤其适合超轻粉体与液体混合时使用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种搅拌装置，其特征在于，包括：

壳体（40）；

搅拌组件（20），设置在所述壳体（40）内，所述搅拌组件（20）包括转轴（22）和设置在所述转轴（22）上的桨叶组件，所述桨叶组件包括桨叶（21）；

调整部（60），用于连接所述桨叶（21）和所述转轴（22）以调节所述桨叶（21）相对于所述转轴（22）的角度；

所述转轴（22）具有安装孔，所述调整部（60）包括：

调节轴（63），设置在所述转轴（22）的安装孔内；

主动件（62），设置在所述调节轴（63）上；

从动件（64），设置在所述安装孔内，且所述从动件（64）与所述桨叶（21）连接，所述主动件（62）与所述从动件（64）啮合连接，以将所述调节轴（63）的旋转运动转化为所述桨叶（21）的旋转运动；

所述调整部（60）还包括穿设在所述转轴（22）的侧壁上的连接轴（61），所述桨叶（21）通过所述连接轴（61）与所述从动件（64）连接；

所述搅拌装置还包括套管（50），设置在转轴（22）外周，所述套管（50）上开设有用于所述连接轴（61）伸入的开孔；

所述搅拌组件（20）包括多个桨叶组件，多个桨叶组件在所述转轴（22）的轴向上间隔设置；

所述壳体（40）具有内部腔体和与所述内部腔体连通的第一开口和第二开口，所述第一开口所在的高度高于所述第二开口所在的高度，所述搅拌装置还包括回流组件（30），所述回流组件（30）包括：

回流管路（31），所述回流管路（31）的第一端由第一开口伸入所述内部腔体内，所述回流管路（31）的第二端由所述第二开口伸入内部腔体；

动力装置（32），设置在所述回流管路（31）上，以驱动位于所述内部腔体内的物料能够由所述第二开口流向所述第一开口，以形成回流回路。

2.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述桨叶组件包括多个所述桨叶（21），多个所述桨叶（21）沿所述转轴（22）的周向间隔设置，所述调整部（60）包括与多个所述桨叶（21）一一对应设置的多个所述从动件（64）。

3.根据权利要求1或2所述的搅拌装置，其特征在于，所述主动件（62）和所述从动件（64）均为锥齿轮。

4.根据权利要求1或2所述的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌组件（20）还包括用于驱动所述转轴（22）旋转的电机（23），所述电机（23）设置在所述壳体（40）的外部。

5.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述回流组件（30）还包括设置在所述回流管路（31）上的主控制阀（33），所述主控制阀（33）位于所述第一开口和所述动力装置（32）之间，所述主控制阀（33）控制所述回流管路（31）的通断。

6.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述回流组件（30）还包括设置在所述第二开口和所述动力装置（32）之间的辅助控制阀（34）。

7.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述动力装置（32）为螺杆泵。

8.根据权利要求1或2所述的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌装置还包括振动组件（10），所述振动组件（10）的一端由所述壳体（40）的顶壁穿入所述壳体（40）内，所述桨叶（21）的边缘与所述振动组件（10）之间有间隔。

9.根据权利要求8所述的搅拌装置，其特征在于，所述振动组件（10）为变频振动棒。

10.根据权利要求1或2所述的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌装置还包括与所述壳体（40）连通的进液管路和设置在所述进液管路上的进液控制阀（70）。