CN113731242B - 双桨机械搅拌与顶部供气相结合的强化混合装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了双桨机械搅拌与顶部供气相结合的强化混合装置，相对于传统常规搅拌器匀速搅拌时,搅拌槽内普遍存在孤立混合区的现象，此装置的叶轮的机械转动与气管喷出的气体喷吹相结合，同时实现动力轴气管喷气实现气液耦合，破坏系统的周期性和对称性，减小规则区，增加流动中的混沌区域,即通过形成混沌流来增强流体的混合效果，同时减少能耗达到节能减排的目的，通过滑动安装的叶轮，使得搅拌区域纵向可调节，避免混合物料内部出现空腔影响搅拌效果。
Description
技术领域
本发明涉及搅拌设备技术领域，具体而言，涉及双桨机械搅拌与顶部供气相结合的强化混合装置。
背景技术
随着合成橡胶、涂料、食品、化妆品、生物工程、制药等工业的发展,对高黏度流体的搅拌操作越来越多；搅拌设备消耗的能量与搅拌器转速成三次方关系,提高搅拌器转速会导致能量需求急剧增加,还有可能会因超出搅拌器等组件的承受能力而致其损坏，因而在这些情况下,工业上搅拌器转速一般比较低；使用常规搅拌器匀速搅拌时,搅拌槽内普遍存在着两种不同类型的混合区域：混沌混合区和孤立混合区，孤立混合区的存在使不希望出现的副反应增加,从而导致副产品生成量增加以及最终产品品质降低；增大混沌混合区，是提高流体混合效率、降低搅拌过程能耗的重要途径；气体喷吹工艺也常被用于强化混合，将两者完美结合，在相同能量输入的前提下实现混合效果的最大化，实现混沌混合，完成节能减排的工艺目标。
发明内容
根据本发明的实施例旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。
根据本发明的实施例的第一目的在于提供双桨机械搅拌与顶部供气相结合的强化混合装置。
发明第一方面的实施例提供了双桨机械搅拌与顶部供气相结合的强化混合装置，用于搅拌桶的物料搅拌混合，包括：传动箱，所述传动箱安装在所述搅拌桶的上表面，所述传动箱外壁转动安装气管；传动部，所述传动部转动安装在传动箱侧壁，且所述传动部与所述气管配合传动；叶轮，所述叶轮滑动安装在传动部侧壁；其中，所述传动部设置至少两个，且沿搅拌桶内壁周向等间距设置。
根据本发明提供的双桨机械搅拌与顶部供气相结合的强化混合装置，相对于传统常规搅拌器匀速搅拌时,搅拌槽内普遍存在孤立混合区的现象，此装置的叶轮的机械转动与气管喷出的气体喷吹相结合，同时实现动力轴气管喷气实现气液耦合，破坏系统的周期性和对称性，减小规则区，增加流动中的混沌区域,即通过形成混沌流来增强流体的混合效果，同时减少能耗达到节能减排的目的，通过滑动安装的叶轮，使得搅拌区域纵向可调节，避免混合物料内部出现空腔影响搅拌效果。
另外，根据本发明的实施例提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：
上述任一技术方案中，所述传动部包括：传动轴和转动杆，所述传动轴和所述转动杆分别转动连接传动箱侧壁。
在该技术方案中，通过纵向设置的转动杆和横向设置的传动轴，实现转动杆的独立转动同时，借由传动轴的带动，使得转动杆能够与气管进行同步转动，使得内部动力输入单一，降低内部的构造复杂程度，方便后期的维护和检修测试。
上述任一技术方案中，所述传动轴和所述转动杆分别安装有第一齿轮，所述气管侧壁固定安装第二齿轮，所述第二齿轮和所述第一齿轮相啮合；其中，所述第二齿轮的直径为第一齿轮的直径两倍以上。
在该技术方案中，传动轴与转动杆采用两个第一齿轮之间的啮合进行传动，传动轴和气管采用第一齿轮和第二齿轮之间的啮合传动，使得气管的转动能够同时带动每一个转动杆，使得叶轮的机械搅拌和气管的吹气搅拌能够同时启动，进一步降低了内部过大的气泡出现，将第二齿轮的直径设置在第一齿轮的之将两倍以上，可使得第二齿轮能够有足够的空间进行两个以上的第一齿轮的啮合，方便叶轮的数量增添。
上述任一技术方案中，所述叶轮包括：滑管，所述滑管内壁贴合所述转动杆侧壁；叶片，所述叶片侧壁固定连接所述滑管外侧壁。
在该技术方案中，通过滑管的上下移动带动叶片进行纵向的位置移动，同时不同影响叶片的转动，增大了叶片的搅动范围，通过滑动安装的方式也方便了叶轮的整体拆装，便于后期的维修和更换清理。
上述任一技术方案中，所述滑管内壁设置有滑块，所述转动杆侧壁开设滑槽，所述滑槽内壁贴合所述滑块侧壁。
在该技术方案中，通过滑块和滑槽的相对滑动，实现了纵向可进行相对滑动的位置变换，以及横向的旋转带动，通过滑块在滑槽内的限位滑动，不仅使得纵向的移动更加准确，降低移动的偏移，而且使得横向的旋转更加稳定，降低结构碰撞带来的损伤和噪音。
上述任一技术方案中，所述滑管外侧壁开设导转槽，所述导转槽内壁转动安装导转环，所述传动箱内壁固定安装电动推杆，所述电动推杆移动端下表面固定连接所述导转环上表面。
在该技术方案中，通过电动推杆对导转环的带动，使得滑管能够自动的纵向移动，使得装置的内部调节更加方便和自动化，降低工作人员的操作负担，通过导转环和导转槽的先对转动滑动，不仅进一步稳定了滑管的纵向移动和横向的转动，而且抵消了滑管对电动推杆移动的转动，方便了电动推杆对滑管的直接带动。
上述任一技术方案中，所述搅拌桶上表面固定安装电机，所述传动箱上表面固定安装齿轮箱，所述齿轮箱一端固定连接电机输出端，所述齿轮箱另一端为中空设置，且内壁固定连接气管外侧壁。
在该技术方案中，通过电机动力输入，借助齿轮箱的传动导向，使得气管进行直接的启动，使得气管同时起到了机械传动和气体导入的作用，增大了气管的使用功能，降低了结构添加。
上述任一技术方案中，所述气管内壁开设有导流槽，且所述导流槽至少设置两个。
在该技术方案中，加设导流槽，使得气管内部的气流能够产生旋转，有助于内部气流的方向稳定，避免低端阻力的增大，造成气管内部有不稳定的气流，使得气管底端的气体输出更加稳定和均匀。
上述任一技术方案中，所述气管上表面转动连接接嘴，且所述接嘴和所述气管内部相互连通。
在该技术方案中，加设接嘴与气管转动连接，通过接嘴与外部输气管固定连接，避免了气管的转动对外部输气管的连接造成困扰和结构干涉，方便了装置的安装和快速投入使用。
上述任一技术方案中，所述转动杆下表面固定安装限位板。
在该技术方案中，加设限位板可对叶轮在底端的位置进行限制和支撑，避免叶轮的结构脱离，同时也可抵消内部物料对叶轮的向下作用力，降低结构的负担。
根据本发明的实施例的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过根据本发明的实施例的实践了解到。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的搅拌桶半剖后及其连接结构示意图；
图3为本发明的传动箱局部剖切后及其连接结构示意图；
图4为本发明的气管局部剖切后及其连接结构示意图；
图5为本发明的叶轮结构示意图。
其中，图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1搅拌桶、2传动箱、3气管、301导流槽、302接嘴、4传动部、401传动轴、402转动杆、4021滑槽、5叶轮、501滑管、502叶片、503滑块、504导转槽、505弧面、6第一齿轮、7第二齿轮、8导转环、9电动推杆、10电机、11齿轮箱、12限位板。
具体实施方式
为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
请参阅图1-5，本发明第一方面的实施例提供了双桨机械搅拌与顶部供气相结合的强化混合装置，用于搅拌桶1的物料搅拌混合，包括：传动箱2，传动箱2安装在搅拌桶1的上表面，传动箱2外壁转动安装气管3；传动部4，传动部4转动安装在传动箱2侧壁，且传动部4与气管3配合传动；叶轮5，叶轮5滑动安装在传动部4侧壁；其中，传动部4设置至少两个，且沿搅拌桶1内壁周向等间距设置。
根据本发明提供的双桨机械搅拌与顶部供气相结合的强化混合装置，相对于传统常规搅拌器匀速搅拌时,搅拌腔内普遍存在孤立混合区的现象，此装置的叶轮5的机械转动与气管3喷出的气体喷吹相结合，同时实现动力轴气管喷气实现气液耦合，破坏系统的周期性和对称性，减小规则区，增加流动中的混沌区域,即通过形成混沌流来增强流体的混合效果，同时减少能耗达到节能减排的目的，通过滑动安装的叶轮5，使得搅拌区域纵向可调节，避免混合物料内部出现空腔影响搅拌效果。
进一步地，传动箱2采用多个箱体拼接式的结构，能够应对不同数量的传动部4设置，箱体采用盒体和盖体的装配式结构方便内部的结构检修。
进一步地，气管3采用不锈钢材质，保证了不会被产生的扭矩造成内部结构损坏，和接触的物料不会造成气管3锈蚀。
上述任一实施例中，如图1-5所示，传动部4包括：传动轴401和转动杆402，传动轴401和转动杆402分别转动连接传动箱2侧壁。
在该实施例中，通过纵向设置的转动杆402和横向设置的传动轴401，实现转动杆402的独立转动同时，借由传动轴401的带动，使得转动杆402能够与气管3进行同步转动，使得内部动力输入单一，降低内部的构造复杂程度，方便后期的维护和检修测试。
进一步地，传动轴401和转动杆402与传动箱2侧壁采用轴承配合安装，提高传动轴401和转动杆402的转动稳定性。
上述任一实施例中，如图1-5所示，传动轴401和转动杆402分别安装有第一齿轮6，气管3侧壁固定安装第二齿轮7，第二齿轮7和第一齿轮6相啮合；其中，第二齿轮7的直径为第一齿轮6的直径两倍以上。
在该实施例中，传动轴401与转动杆402采用两个第一齿轮6之间的啮合进行传动，传动轴401和气管3采用第一齿轮6和第二齿轮7之间的啮合传动，使得气管3的转动能够同时带动每一个转动杆402，使得叶轮5的机械搅拌和气管3的吹气搅拌能够同时启动，进一步降低了内部过大的气泡出现，将第二齿轮7的直径设置在第一齿轮6的之将两倍以上，可使得第二齿轮7能够有足够的空间进行两个以上的第一齿轮6的啮合，方便叶轮5的数量增添。
进一步地，传动轴401上设置有两个第一齿轮6，能够起到将气管3动力传输给转动杆402。
上述任一实施例中，如图1-5所示，叶轮5包括：滑管501，滑管501内壁贴合转动杆402侧壁；叶片502，叶片502侧壁固定连接滑管501外侧壁。
在该实施例中，通过滑管501的上下移动带动叶片502进行纵向的位置移动，同时不同影响叶片502的转动，增大了叶片502的搅动范围，通过滑动安装的方式也方便了叶轮5的整体拆装，便于后期的维修和更换清理。
进一步地，叶片502沿滑管501周向等间距设置六个以上，且纵向上相邻叶片502之间设置间隔，即叶片502之间纵向投影的最近点之间的距离大于零，避免在叶轮5上下移动时，内部物料对叶片502造成过大阻力。
进一步地，叶片502推动物料的侧壁设置弧面505，弧面505为十二分之一圆周的圆弧，便于叶片502在物料内部移动。
进一步地，叶片502为与竖直线夹角锐角六度设置，在保证叶片502转动中进行纵向位移时混合物料对叶片502的阻力不会影响叶轮5的移动。
上述任一实施例中，如图1-5所示，滑管501内壁设置有滑块503，转动杆402侧壁开设滑槽4021，滑槽4021内壁贴合滑块503侧壁。
在该实施例中，通过滑块503和滑槽4021的相对滑动，实现了纵向可进行相对滑动的位置变换，以及横向的旋转带动，通过滑块503在滑槽4021内的限位滑动，不仅使得纵向的移动更加准确，降低移动的偏移，而且使得横向的旋转更加稳定，降低结构碰撞带来的损伤和噪音。
上述任一实施例中，如图1-5所示，滑管501外侧壁开设导转槽504，导转槽504内壁转动安装导转环8，传动箱2内壁固定安装电动推杆9，电动推杆9移动端下表面固定连接导转环8上表面。
在该实施例中，通过电动推杆9对导转环8的带动，使得滑管501能够自动的纵向移动，使得装置的内部调节更加方便和自动化，降低工作人员的操作负担，通过导转环8和导转槽504的先对转动滑动，不仅进一步稳定了滑管501的纵向移动和横向的转动，而且抵消了滑管501对电动推杆9移动的转动，方便了电动推杆9对滑管501的直接带动。
进一步地，电动推杆9上设置有时间继电器，可设定固定的时间控制电动推杆9进行单独的周期启动，增加了装置内部的搅拌方式，能够更有针对性的应对局部的搅拌不均匀。
上述任一实施例中，如图1-5所示，搅拌桶1上表面固定安装电机10，传动箱2上表面固定安装齿轮箱11，齿轮箱11一端固定连接电机10输出端，齿轮箱11另一端为中空设置，且内壁固定连接气管3外侧壁。
在该实施例中，通过电机10动力输入，借助齿轮箱11的传动导向，使得气管3进行直接的启动，使得气管3同时起到了机械传动和气体导入的作用，增大了气管3的使用功能，降低了结构添加。
上述任一实施例中，如图1-5所示，气管3内壁开设有导流槽301，且导流槽301至少设置两个。
在该实施例中，加设导流槽301，使得气管3内部的气流能够产生旋转，有助于内部气流的方向稳定，避免低端阻力的增大，造成气管3内部有不稳定的气流，使得气管3底端的气体输出更加稳定和均匀。
进一步地，导流槽301为螺旋设置，使得气管3内部的气体能够螺旋向下移动，有助于气管3内部气流的稳定。
上述任一实施例中，如图1-5所示，气管3上表面转动连接接嘴302，且接嘴302和气管3内部相互连通。
在该实施例中，加设接嘴302与气管3转动连接，通过接嘴302与外部输气管3固定连接，避免了气管3的转动对外部输气管3的连接造成困扰和结构干涉，方便了装置的安装和快速投入使用。
上述任一实施例中，如图1-5所示，转动杆402下表面固定安装限位板12。
在该实施例中，加设限位板12可对叶轮5在底端的位置进行限制和支撑，避免叶轮5的结构脱离，同时也可抵消内部物料对叶轮5的向下作用力，降低结构的负担。
工作原理：电动推杆9和电机10外接外部电源，启动电机10，借助齿轮箱11带动气管3转动，通过接嘴302将外部输气管的气源导入气管3内，气体由底端排出进行气体搅拌，气管3通过第一齿轮6和第二齿轮7的啮合，带动传动轴401转动，传动轴401通过两个第一齿轮6的啮合带动转动杆402转动，并带动叶轮5转动进行机械搅拌，启动电动推杆9带动导转环8上下移动，并以此带动叶轮5上下移动(通过滑块503和滑槽4021的配合，在叶轮5转动的同时，能够上下移动)，并如此往复。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (1)
1.双桨机械搅拌与顶部供气相结合的强化混合装置，用于搅拌桶(1)的物料搅拌混合，其特征在于，包括：
传动箱(2)，所述传动箱(2)安装在所述搅拌桶(1)的上表面，所述传动箱(2)外壁转动安装气管(3)；
传动部(4)，所述传动部(4)转动安装在传动箱(2)侧壁，且所述传动部(4)与所述气管(3)配合传动；所述传动部(4)包括：
传动轴(401)和转动杆(402)，所述传动轴(401)和所述转动杆(402)分别转动连接传动箱(2)侧壁；所述传动轴(401)和所述转动杆(402)分别安装有第一齿轮(6)，所述气管(3)侧壁固定安装第二齿轮(7)，所述第二齿轮(7)和所述第一齿轮(6)相啮合；
其中，所述第二齿轮(7)的直径为第一齿轮(6)的直径两倍以上；
叶轮(5)，所述叶轮(5)滑动安装在传动部(4)侧壁；所述叶轮(5)包括：
滑管(501)，所述滑管(501)内壁贴合所述转动杆(402)侧壁；所述滑管(501)内壁设置有滑块(503)，所述转动杆(402)侧壁开设滑槽(4021)，所述滑槽(4021)内壁贴合所述滑块(503)侧壁；所述滑管(501)外侧壁开设导转槽(504)，所述导转槽(504)内壁转动安装导转环(8)，所述传动箱(2)内壁固定安装电动推杆(9)，所述电动推杆(9)移动端下表面固定连接所述导转环(8)上表面；
叶片(502)，所述叶片(502)侧壁固定连接所述滑管(501)外侧壁；
其中，所述传动部(4)设置至少两个，且沿搅拌桶(1)内壁周向等间距设置；
所述搅拌桶(1)上表面固定安装电机(10)，所述传动箱(2)上表面固定安装齿轮箱(11)，所述齿轮箱(11)一端固定连接电机(10)输出端，所述齿轮箱(11)另一端为中空设置，且内壁固定连接气管(3)外侧壁；
所述气管(3)内壁开设有导流槽(301)，且所述导流槽(301)至少设置两个，导流槽(301)为螺旋设置；
所述气管(3)上表面转动连接接嘴(302)，且所述接嘴(302)和所述气管(3)内部相互连通；
所述转动杆(402)下表面固定安装限位板(12)；
所述叶片(502)沿所述滑管(501)周向等间距设置六个以上，且纵向上相邻所述叶片(502)之间设置间隔，所述叶片(502)推动物料的侧壁设置弧面(505)，所述弧面(505)为十二分之一圆周的圆弧，所述叶片(502)为与竖直线夹角锐角六度设置。
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| CN113731242A (zh) | 2021-12-03 |
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