CN109433145A - 共轴螺带螺杆搅拌机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种共轴螺带螺杆搅拌机，包括聚合釜、内螺带桨、外螺带桨，聚合釜内下端设有出料管，聚合釜内中心轴向设置有内螺杆，内螺杆上端套设有外螺套，内螺带桨置于聚合釜内且其旋转中心与内螺杆连接，外螺带桨围绕设置于内螺带桨外围聚合釜内，外螺带桨的上端与位于聚合釜内外螺套连接，其下端与套接于内螺杆下端杆部的旋转套连接，内螺杆下端贯穿出料管，且位于出料管内一端设置有送料螺旋；第一电机的动力输出端经第一齿轮减速机驱动连接于内螺杆上端伸出聚合釜外一端，第二电机的动力输出端与套设于内螺杆上并伸出聚合釜外一端的外螺套驱动连接。本申请具有粘度适应范围更广，对于高稠度、高粘度流体的搅拌混合效率更高。

Description

共轴螺带螺杆搅拌机

技术领域

本发明涉及一种搅拌机，特别是一种共轴螺带螺杆搅拌机。

背景技术

在化学工业领域，许多具有复杂工艺变化的反应涉及到高粘度流体与低粘度流体的混合、粉体与高粘度流体中的分散均质等问题。传统的单轴大直径低转速搅拌器(如框式搅拌器、锚式搅拌器、螺带式搅拌器等)虽然宏观性的混合较好，但无法实现比较细腻均质的混合体系，而且时常会出现物料挂壁和抱轴现象，局部性的混合死角问题严重；另一方面以涡轮搅拌器为典型代表的许多小直径高转速搅拌器虽然具有十分优良的分散均质性能，但其作用范围小，滞留于筒体壁的物料无法与搅拌作用区域内的物料进行充分的传递，致使部分物料始终得不到充分的混合与分散；所以许多单元操作需要通过长时间的搅拌来达到目的，其混合质量和效率十分低下。

为解决上述问题，索孚公司设计了共轴搅拌机，一种同时具有低速框式刮壁搅拌器和高速涡轮搅拌桨的混合体系，在釜内既有较好的宏观混合，也兼顾了高速均质分散，设备内配不同功能的内外搅拌器两种速度独立运行，可消除一定粘稠度物料的附壁、凝聚、结团、沉淀等问题，适合大多物料的溶解、分散、反应、乳化、凝聚等复杂工艺过程，得到了广泛的应用。但随着新型材料的发展，物料对混合体系提出了更好的要求，尤其在高分子材料聚合单元物料粘稠度的不断增加(如超过50万厘泊以上，固含量50％上的高粘流体)，使得原有的共轴混合体系无法很好的适应生产的需求。

现有技术的缺点：

1)粘度适应范围受到限制，根据工艺目的不同适应范围在5000-50万厘泊高粘流体的处理；对50万厘泊以上的超高粘流体处理效果不佳；

2)对于固含较高的混合均匀性不佳，尤其高粘流体固含量较高，稠度较大的，搅拌轴功率需求会很大；不能很好的适应物料液相变固相的工艺过程，或液相产生较多固相物质的过程，或高粘流体变成超粘流体接近无流动性等等极限情况，容易产生瞬间电机电流峰值，轴功率不足停机使得工艺无法进行下去；

3)搅拌结构件较多是直角，容易产生后背混合死角和桨上残留较多清洁困难，影响下批次生产问题；

4)超高粘流体出料难或无法出料的问题；

5)当物料粘度高到一定程度，向物料内加粉体均质，再采用高速剪切均质涡轮桨效果明显就不行了。

内容

本发明的目的就是为了解决背景技术中的不足之处，提供一种共轴螺带螺杆搅拌机，从而具有：

1)能适应50万厘泊以上超高粘流体的混合反应单元操作；

2)能适应物性突变情况，液相变成固相的生产工艺过程；

3)混合体系要求尽可能都是圆弧过渡无死角，切清洗方便，残留量少；

4)可以根据工艺需求灵活调整搅拌桨的旋转速度、方向实现不同流场控制不工艺目的实现；

5)方便和加快出料速度，最好是机械强制性挤出出料；

6)解决当物料粘度高到一定程度，流动性极差的情况下，如何加入分散混合粉体物料，如本体聚合反应过程；

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种共轴螺带螺杆搅拌机，包括聚合釜、内螺杆、内螺带桨、外螺带桨、外螺套、第一电机、第一齿轮减速机、第二电机、第二齿轮减速机、蜗轮蜗杆减速机，所述聚合釜内下端设有出料管，聚合釜内中心轴向设置有内螺杆，内螺杆上端套设有外螺套，所述内螺带桨置于聚合釜内并且其旋转中心与内螺杆连接，外螺带桨围绕设置于内螺带桨外围聚合釜内，外螺带桨的上端与位于聚合釜内外螺套连接，其下端与套接于内螺杆下端杆部的旋转套连接，内螺杆下端贯穿出料管，且位于出料管内一端设置有送料螺旋；第一电机的动力输出端经第一齿轮减速机驱动连接于内螺杆上端伸出聚合釜外一端，第二电机的动力输出端经第二齿轮减速机、蜗轮蜗杆减速机与套设于内螺杆上并伸出聚合釜外一端的外螺套驱动连接。

对于本发明的一种优化，所述内螺带桨包括至少两组内螺旋桨带，至少两组螺旋桨带盘旋于内螺杆外，其上、下两端分别经连接杆与内螺杆径向连接。

对于本发明的一种优化，所述外螺带桨包括至少两组外螺旋桨带，至少两组外螺旋桨带以内螺杆为中心盘旋于内螺带桨外，其上端通过上连接件与外螺套径向连接，其下端通过下连接件与旋转套径向连接。

对于本发明的一种优化，所述聚合釜上端设有法兰端盖，法兰端盖上端设有机架，内螺杆以及外螺套伸出聚合釜外一端均穿过法兰端盖并伸入于机架内，外螺套与法兰端盖相互连接之间、外螺套上端与内螺杆之间均为机械密封结构；

第一电机的动力输出端经第一齿轮减速机后的动力输出端通过联轴器与机架内的内螺杆上端传动连接；

所述外螺套位于机架内一端套设有蜗轮，第二电机的动力输出端经第二齿轮减速器后的动力输出轴上设置有蜗杆，蜗杆与蜗轮传动啮合连接构成蜗轮蜗杆减速机。

本发明与背景技术相比，具有粘度适应范围更广，对于高稠度、高粘度流体的搅拌混合效率更高；

可以适应5000-1500万厘泊粘度的混合反应体系；强力搅拌可以适应全固相物质的混合，如粉体混合，膏状物料混合等等；

对于某些放热反应，短时间性质发生突变的，如边反应边蒸发干燥的工艺过程，物料从液相直接变成固相的一般搅拌机无法适应，共轴螺带可以很好的适应，并完成工艺目的，比如燃料电池新材料生产；

螺带的搅拌结构设计，更节能更环保，可以用最小的单位体积轴功率获得最佳的传质传热效果；共轴螺带螺杆搅拌机从反应釜径向截面方向上看，内外螺带动态旋转轨迹，包含了筒体所有区域整个反应釜内可以说是混合无死角；搅拌器的结构设计基本上都是圆弧过渡，而且桨叶表面平滑光洁物料残留量少，清洗方便；

两套独立的螺带搅拌桨可以根据工艺需求灵活调整搅拌桨的旋转速度、方向实现不同流场控制实现不同工艺目的，比如：a、在投料之初，为了让物料尽快的混合均匀，我们可以选择内外螺带旋转方向相反，使得物料通过中间螺带螺杆向下拉扯，而通过外层双螺带向上拉扯，在径向由于转向相反，内外也才产生相互拉扯和挤压，这样能迅速将高粘流体和粉体搅拌均匀，而不会出现粉料停留在表面或某处无法搅拌混入流体中的现象；b、在物料混合反应完毕后，由于物料粘度加大，流动性较差，靠自重流动或是是加氮压出料效果不明显的情况下，将两套螺带螺杆旋转方向都调到将物料往下推进，配合出料口单螺杆挤出装置迅速出料，可以节省大量的放料时间。

附图说明

图1是共轴螺带螺杆搅拌机的结构示意图。

图2是内螺杆、单组内螺带桨、单组外螺带桨以及蜗轮蜗杆减速机的连接结构示意图。

具体实施方式

实施例1：参照图1和2。一种共轴螺带螺杆搅拌机，包括聚合釜1、内螺杆2、内螺带桨3、外螺带桨4、外螺套5、第一电机6、第一齿轮减速机7、第二电机8、第二齿轮减速机9，蜗轮蜗杆减速机10，所述聚合釜1内下端设有出料管11，聚合釜1内中心轴向设置有内螺杆2，内螺杆2上端套设有外螺套5，所述内螺带桨3置于聚合釜1内并且其旋转中心与内螺杆2连接，外螺带桨4围绕设置于内螺带2桨外围聚合釜1内，外螺带桨4的上端与位于聚合釜1内外螺套连接，其下端与套接于内螺杆2下端杆部的旋转套12连接，内螺杆2下端贯穿出料管13，且内螺杆2位于出料管11内一端设置有送料螺旋21；第一电机6的动力输出端经第一齿轮减速机7驱动连接于内螺杆2上端伸出聚合釜1外一端，第二电机8的动力输出端经第二齿轮减速机9、蜗轮蜗杆减速机10与套设于内螺杆2上并伸出聚合釜1外一端的外螺套5驱动连接。聚合釜1内内螺杆2上盘旋设置有内螺旋22。

所述内螺带桨3包括至少两组内螺旋桨带31，至少两组螺旋桨带31盘旋于内螺杆2外，其上、下两端分别经连接杆32与内螺杆2径向连接。

所述外螺带桨4包括至少两组外螺旋桨带41，至少两组外螺旋桨带41以内螺杆2为中心盘旋于内螺带桨3外，其上端通过上连接件42与外螺套5径向连接，其下端通过下连接件43与旋转套11径向连接。

所述聚合釜1上端设有法兰端盖13，法兰端盖13上端设有机架14，内螺杆2以及外螺套5伸出聚合釜1外一端均穿过法兰端盖13并伸入于机架14内，外螺套5与法兰端盖13相互连接之间、外螺套5上端与内螺杆2之间均为机械密封结构；

第一电机6的动力输出端经第一齿轮减速机7后的动力输出端通过联轴器15与机架14内的内螺杆2上端传动连接；

所述外螺套5位于机架14内一端套设有蜗轮101以及与蜗轮啮合的蜗杆102，第二电机8的动力输出端经第二齿轮减速器9后的动力输出轴与蜗杆102连接，蜗杆102与蜗轮101传动啮合连接构成蜗轮蜗杆减速机10。

需要理解到的是：本实施例虽然对本发明作了比较详细的说明，但是这些说明，只是对本发明的简单说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神内的创造，均落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种共轴螺带螺杆搅拌机，其特征在于包括聚合釜(1)、内螺杆(2)、内螺带桨(3)、外螺带桨(4)、外螺套(5)、第一电机(6)、第一齿轮减速机(7)、第二电机(8)、第二齿轮减速机(9)，蜗轮蜗杆减速机(10)，所述聚合釜(1)内下端设有出料管(11)，聚合釜(1)内中心轴向设置有内螺杆(2)，内螺杆(2)上端套设有外螺套(5)，所述内螺带桨(3)置于聚合釜(1)内并且其旋转中心与内螺杆(2)连接，外螺带桨(4)围绕设置于内螺带(2)桨外围聚合釜(1)内，外螺带桨(4)的上端与位于聚合釜(1)内外螺套连接，其下端与套接于内螺杆(2)下端杆部的旋转套(12)连接，内螺杆(2)下端贯穿出料管(13)，且内螺杆(2)位于出料管(11)内一端设置有送料螺旋(21)；第一电机(6)的动力输出端经第一齿轮减速机(7)驱动连接于内螺杆(2)上端伸出聚合釜(1)外一端，第二电机(8)的动力输出端经第二齿轮减速机(9)、蜗轮蜗杆减速机(10)与套设于内螺杆(2)上并伸出聚合釜(1)外一端的外螺套(5)驱动连接。

2.根据权利要求1所述的共轴螺带螺杆搅拌机，其特征是：所述内螺带桨(3)包括至少两组内螺旋桨带(31)，至少两组螺旋桨带(31)盘旋于内螺杆(2)外，其上、下两端分别经连接杆(32)与内螺杆(2)径向连接。

3.根据权利要求1所述的共轴螺带螺杆搅拌机，其特征是：所述外螺带桨(4)包括至少两组外螺旋桨带(41)，至少两组外螺旋桨带(41)以内螺杆(2)为中心盘旋于内螺带桨(3)外，其上端通过上连接件(42)与外螺套(5)径向连接，其下端通过下连接件(43)与旋转套(11)径向连接。

4.根据权利要求1所述的共轴螺带螺杆搅拌机，其特征是：所述聚合釜(1)上端设有法兰端盖(13)，法兰端盖(13)上端设有机架(14)，内螺杆(2)以及外螺套(5)伸出聚合釜(1)外一端均穿过法兰端盖(13)并伸入于机架(14)内，外螺套(5)与法兰端盖(13)相互连接之间、外螺套(5)上端与内螺杆(2)之间均为机械密封结构(16)；

第一电机(6)的动力输出端经第一齿轮减速机(7)后的动力输出端通过联轴器(15)与机架(14)内的内螺杆(2)上端传动连接；

所述外螺套(5)位于机架(14)内一端套设有蜗轮(101)以及与蜗轮啮合的蜗杆(102)，第二电机(8)的动力输出端经第二齿轮减速器(9)后的动力输出轴与蜗杆(102)连接，蜗杆(102)与蜗轮(101)传动啮合连接构成蜗轮蜗杆减速机(10)。

5.根据权利要求1所述的共轴螺带螺杆搅拌机，其特征是：聚合釜(1)内内螺杆(2)上盘旋设置有内螺旋(22)。