CN115025664A - 一种温控型高速搅拌机的搅拌机、控制器及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温控型高速搅拌机的搅拌机和控制器，包括搅拌桶，进出料组件，搅拌桨组件，搅拌过渡件，换位器，搅拌驱动件、加热器和控制板，本发明公开了一种温控型高速搅拌机的控制方法，所述方法具体如下：A、通过搅拌条件设定器进行搅拌条件设定，B、搅拌响应，本发明的温控型高速搅拌机的搅拌机，升温阶段和降温阶段，无需进行深入搅拌，仅仅对桶内壁进行刮壁，避免烤糊粘料或表面降速粘料，同时给原料提供一个保温环境，当进行搅拌反应阶段，通过小搅拌桨的快速搅拌，能够对原料进行深入搅拌，同时，通过旋转盘实现无死角高速深入搅拌，搅拌时，可根据工艺进行预设搅拌条件，对各个搅拌时间点进行高精度温控，原料搅拌质量高。

Description

一种温控型高速搅拌机的搅拌机、控制器及控制方法

技术领域

本发明涉及一种温控型高速搅拌机，具体涉及一种温控型高速搅拌机的搅拌机、控制器及控制方法，属于温控型高速搅拌机技术领域。

背景技术

高速搅拌机主要是针对原料进行粉碎、分散、乳化、混合的高效设备，通过搅拌桨的高速运转，对物料进行高速的强烈的剪切、撞击、粉碎、分散，从而达到迅速混合、溶解、分散、细化的功能；其是塑料产品原料加工的必备设备，其中，温度是影响固体溶解效率的重要因素之一；目前市场上大多数高速搅拌机无温控模块，因此在搅拌过程中物料温度持续下降，溶解速率在温度下降的影响下处于一种非线性的不可控状态；另外，现有的高速搅拌机搅拌质量一般，无法对原料进行针对性搅拌，容易导致原料搅拌加工质量不合格。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种温控型高速搅拌机的搅拌机、控制器及控制方法，升温阶段和降温阶段，无需进行深入搅拌，仅仅对桶内壁进行刮壁，避免烤糊粘料或表面降速粘料，同时给原料提供一个保温环境，当进行搅拌反应阶段，通过小搅拌桨的快速搅拌，能够对原料进行深入搅拌，同时，通过旋转盘实现无死角高速深入搅拌，搅拌时，可根据工艺进行预设搅拌条件，对各个搅拌时间点进行高精度温控。

本发明的温控型高速搅拌机的搅拌机，包括

搅拌桶，所述搅拌桶为倒凸型的圆形腔，所述圆形腔于细径段顶部设置有入料口；所述圆形腔内侧中心处一体制成有内管段；所述圆形腔底面侧部设置有出料口；所述圆形腔顶部固定有顶盖；

进出料组件，所述进出料组件包括与入料口连通的螺旋进料器，及设置于出料口处的电控出料阀；

搅拌桨组件，所述搅拌桨组件包括旋转盘；所述旋转盘活动安装于大轴承上，所述大轴承固定于圆形腔粗径段内沿底部；所述旋转盘中心处向下一体制成有环形凹槽；所述旋转盘于环形凹槽外部通过限位轴承安装有多个内搅拌桨；所述内管段外部通过轴承套接有外管段；所述外管段上一体制成有与圆形腔细径段内壁和底面贴合的外刮料桨；

搅拌过渡件，所述搅拌驱动器包括驱动轴；所述驱动轴活动穿过圆形腔、内管段、外管段、旋转盘和顶盖的中心处；所述驱动轴顶端和底端分别安装到滑动轴承和限位轴承；所述驱动轴上分别固定有上锥形齿轮、中间锥形齿轮和下锥形齿轮；所述内搅拌桨顶部固定有与上锥形齿轮活动啮合的小锥形齿轮，所述环形凹槽内固定有与中间锥形齿轮活动啮合的第一锥形齿环；所述外管段顶部固定有与下锥形齿轮活动啮合的第二锥形齿环；

换位器，所述换位器包括底仓，所述底仓内侧顶部和底部通过轴承安装有丝杆；所述丝杆两端为光滑段；所述丝杆上旋接有滑台；所述滑台另一端滑动嵌合到光轴上；所述滑台顶部与限位轴承固定；所述丝杆下端通过传动件连接到减速电机，所述减速电机驱动端连接到伺服电机；

搅拌驱动件，所述搅拌驱动件包括固定于顶盖顶面的端座；及一体制成于驱动轴上端的齿轮段；所述齿轮段外部滑动设置有内螺牙的驱动套；所述驱动套两端外部通过限位轴承分别固定到端座和顶盖之间；所述驱动套外部通过传动件安装到搅拌动力电机总成；

加热器；所述加热器为设置于搅拌桶外部的加热夹套；所述加热夹套固定于底仓顶面。

进一步地，所述底仓一侧设置有温控柜，另一侧设置有中间保温罐；所述中间保温罐外部设置有保温夹套；所述中间保温罐顶部连接到电控出料阀；所述中间保温罐底部通过电控底阀连接到出料温控螺杆体；所述温控螺杆体、保温夹套和加热器分别通过各支路阀接入到温控柜，通过温控柜对搅拌罐、中间保温罐和出料温控螺杆体进行各个独立温控，利用中间保温罐能够暂存完成搅拌的原料，同时，不影响搅拌罐下一次搅拌，出料温控螺杆体能够进行高精度温控出料。

一种温控型高速搅拌机的控制器，包括控制板，所述控制板输出端分别通过驱动器连接螺旋进料器、电控出料阀、电控底阀、出料温控螺杆体、减速电机、伺服电机、搅拌动力电机总成、温控柜和支路阀；所述控制板输入端设置有搅拌条件设定器。

一种温控型高速搅拌机的控制方法，所述方法具体如下：

A、通过搅拌条件设定器进行搅拌条件设定，其具体如下：

a，搅拌时间设定，所述搅拌时间分为N个时间段，所述时间段包括固定时间段和灵活时间段，所述固定时间段为恒定温度段的时间段，该时间段包括进入设定温度点或温度段后，持续保温和搅拌，直到达到时间后，进入下一时间段；所述灵活时间段为升温或降温达到设定温度值时的时间段，该时间段为持续进行升温或降温，达到预设温度后进入下一时间段；

b，搅拌温度设定，根据搅拌时间划分的时间段，分别设定各个时间段的温度值或温度段，并控制升温和降温速度值；

c，搅拌模式设定段，所述搅拌模式包括旋转盘搅拌模式，内搅拌桨模式和外刮料桨模式；所述搅拌模式设定包括常规搅拌设定和温度触发搅拌设定，所述常规搅拌设定为将各个搅拌模式分配到各个时间段，每一时间段可设置N个搅拌模式，所述温度触发搅拌设定为当温度达到某一设定值时，自动切换搅拌模式；

d，搅拌速度设定段，所述搅拌速度根据搅拌时间、搅拌温度和/或搅拌模式绑定，当搅拌速度出现冲突时，绑定优先级依次遵循搅拌温度、搅拌时间和搅拌模式；

e，搅拌条件生成，根据搅拌时间设定、搅拌温度设定、搅拌模式设定段和搅拌速度设定段数据，控制板自动生成搅拌机的生产工艺数据；

B、搅拌响应，控制板给螺旋进料器进行进料，接着给伺服电机、温控柜和支路阀信号，从而进行搅拌模式响应和搅拌温度响应，接着，给搅拌动力电机总成信号，搅拌桨根据设定模式和速度进行搅拌，当进行模式切换后，搅拌动力电机总成停止动作，先进行模式切换，切换后，重新开启搅拌动力电机总成。

再进一步地，所述搅拌模式响应具体如下：

通过换位器进行换位，工作时，伺服电机高精度驱动减速电机进行转动，初始状态时，滑台和限位轴承处于最低端，驱动轴上的下锥形齿轮和第二锥形齿环啮合，驱动轴转动，带动外刮料桨对搅拌桶内壁进行刮壁和搅拌，上锥形齿轮和中间锥形齿轮均无啮合件，当伺服电机驱动减速电机高精度旋转，滑台驱动限位轴承上行到第一预设位，从而将丝杆上顶，下锥形齿轮和第二锥形齿环脱离，同时，将中间锥形齿轮和第一锥形齿环啮合，第一锥形齿环带动旋转盘在大轴承内旋转，从而带动多根刮料桨进行公转，上锥形齿轮和下锥形齿轮均无啮合件，当伺服电机驱动减速电机高精度旋转，滑台驱动限位轴承上行到第二预设位，从而将丝杆上顶，下锥形齿轮和第二锥形齿环脱离，中间锥形齿轮和第一锥形齿环脱离，同时，将上锥形齿轮和小锥形齿轮啮合，上锥形齿轮带动小锥形齿轮旋转，小锥形齿轮带动多根刮料桨进行自转。

与现有技术相比，本发明的温控型高速搅拌机的搅拌机，升温阶段和降温阶段，无需进行深入搅拌，仅仅对桶内壁进行刮壁，避免烤糊粘料或表面降速粘料，同时给原料提供一个保温环境，当进行搅拌反应阶段，通过小搅拌桨的快速搅拌，能够对原料进行深入搅拌，同时，通过旋转盘实现无死角高速深入搅拌，搅拌时，可根据工艺进行预设搅拌条件，对各个搅拌时间点进行高精度温控，原料搅拌质量高。

附图说明

图1为本发明的实施例1结构示意图。

图2为本发明的搅拌过渡件结构示意图。

图3为本发明的另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示的温控型高速搅拌机的搅拌机，包括

搅拌桶，所述搅拌桶为倒凸型的圆形腔11，所述圆形腔11于细径段顶部设置有入料口12；所述圆形腔11内侧中心处一体制成有内管段13；所述圆形腔11底面侧部设置有出料口14；所述圆形腔11顶部固定有顶盖15；

进出料组件，所述进出料组件包括与入料口12连通的螺旋进料器21，及设置于出料口14处的电控出料阀22；

搅拌桨组件，所述搅拌桨组件包括旋转盘31；所述旋转盘31活动安装于大轴承32上，所述大轴承32固定于圆形腔11粗径段内沿底部；所述旋转盘31中心处向下一体制成有环形凹槽33；所述旋转盘31于环形凹槽33外部通过限位轴承安装有多个内搅拌桨34；所述内管段13外部通过轴承套接有外管段35；所述外管段35上一体制成有与圆形腔细径段内壁和底面贴合的外刮料桨36；

搅拌过渡件，所述搅拌驱动器包括驱动轴41；所述驱动轴41活动穿过圆形腔11、内管段13、外管段35、旋转盘31和顶盖15的中心处；所述驱动轴41顶端和底端分别安装到滑动轴承42和限位轴承43；所述驱动轴41上分别固定有上锥形齿轮44、中间锥形齿轮45和下锥形齿轮46；所述内搅拌桨34顶部固定有与上锥形齿轮活动啮合的小锥形齿轮47，所述环形凹槽33内固定有与中间锥形齿轮活动啮合的第一锥形齿环48；所述外管段35顶部固定有与下锥形齿轮活动啮合的第二锥形齿环49；

换位器，所述换位器包括底仓51，所述底仓51内侧顶部和底部通过轴承安装有丝杆52；所述丝杆52两端为光滑段；所述丝杆52上旋接有滑台53；所述滑台53另一端滑动嵌合到光轴54上；所述滑台53顶部与限位轴承固定；所述丝杆52下端通过传动件连接到减速电机55，所述减速电机55驱动端连接到伺服电机56；

搅拌驱动件，所述搅拌驱动件包括固定于顶盖顶面的端座61；及一体制成于驱动轴上端的齿轮段；所述齿轮段外部滑动设置有内螺牙的驱动套62；所述驱动套62两端外部通过限位轴承分别固定到端座61和顶盖15之间；所述驱动套62外部通过传动件安装到搅拌动力电机总成63；

加热器；所述加热器为设置于搅拌桶外部的加热夹套71；所述加热夹套71固定于底仓51顶面。

其中，所述底仓51一侧设置有温控柜81，另一侧设置有中间保温罐91；所述中间保温罐91外部设置有保温夹套；所述中间保温罐91顶部连接到电控出料阀22；所述中间保温罐91底部通过电控底阀101连接到出料温控螺杆体111；所述温控螺杆体111、保温夹套和加热器分别通过各支路阀接入到温控柜81，通过温控柜对搅拌罐、中间保温罐和出料温控螺杆体进行各个独立温控，利用中间保温罐能够暂存完成搅拌的原料，同时，不影响搅拌罐下一次搅拌，出料温控螺杆体能够进行高精度温控出料。

一种温控型高速搅拌机的控制器，包括控制板，所述控制板输出端分别通过驱动器连接螺旋进料器、电控出料阀、电控底阀、出料温控螺杆体、减速电机、伺服电机、搅拌动力电机总成、温控柜和支路阀；所述控制板输入端设置有搅拌条件设定器。

一种温控型高速搅拌机的控制方法，所述方法具体如下：

A、通过搅拌条件设定器进行搅拌条件设定，其具体如下：

a，搅拌时间设定，所述搅拌时间分为N个时间段，所述时间段包括固定时间段和灵活时间段，所述固定时间段为恒定温度段的时间段，该时间段包括进入设定温度点或温度段后，持续保温和搅拌，直到达到时间后，进入下一时间段；所述灵活时间段为升温或降温达到设定温度值时的时间段，该时间段为持续进行升温或降温，达到预设温度后进入下一时间段；

b，搅拌温度设定，根据搅拌时间划分的时间段，分别设定各个时间段的温度值或温度段，并控制升温和降温速度值；

c，搅拌模式设定段，所述搅拌模式包括旋转盘搅拌模式，内搅拌桨模式和外刮料桨模式；所述搅拌模式设定包括常规搅拌设定和温度触发搅拌设定，所述常规搅拌设定为将各个搅拌模式分配到各个时间段，每一时间段可设置N个搅拌模式，所述温度触发搅拌设定为当温度达到某一设定值时，自动切换搅拌模式；

d，搅拌速度设定段，所述搅拌速度根据搅拌时间、搅拌温度和/或搅拌模式绑定，当搅拌速度出现冲突时，绑定优先级依次遵循搅拌温度、搅拌时间和搅拌模式；

e，搅拌条件生成，根据搅拌时间设定、搅拌温度设定、搅拌模式设定段和搅拌速度设定段数据，控制板自动生成搅拌机的生产工艺数据；

B、搅拌响应，控制板给螺旋进料器进行进料，接着给伺服电机、温控柜和支路阀信号，从而进行搅拌模式响应和搅拌温度响应，接着，给搅拌动力电机总成信号，搅拌桨根据设定模式和速度进行搅拌，当进行模式切换后，搅拌动力电机总成停止动作，先进行模式切换，切换后，重新开启搅拌动力电机总成。

所述搅拌模式响应具体如下：

通过换位器进行换位，工作时，伺服电机高精度驱动减速电机进行转动，初始状态时，滑台和限位轴承处于最低端，驱动轴上的下锥形齿轮和第二锥形齿环啮合，驱动轴转动，带动外刮料桨对搅拌桶内壁进行刮壁和搅拌，上锥形齿轮和中间锥形齿轮均无啮合件，当伺服电机驱动减速电机高精度旋转，滑台驱动限位轴承上行到第一预设位，从而将丝杆上顶，下锥形齿轮和第二锥形齿环脱离，同时，将中间锥形齿轮和第一锥形齿环啮合，第一锥形齿环带动旋转盘在大轴承内旋转，从而带动多根刮料桨进行公转，上锥形齿轮和下锥形齿轮均无啮合件，当伺服电机驱动减速电机高精度旋转，滑台驱动限位轴承上行到第二预设位，从而将丝杆上顶，下锥形齿轮和第二锥形齿环脱离，中间锥形齿轮和第一锥形齿环脱离，同时，将上锥形齿轮和小锥形齿轮啮合，上锥形齿轮带动小锥形齿轮旋转，小锥形齿轮带动多根刮料桨进行自转。

上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (5)

1.一种温控型高速搅拌机的搅拌机，其特征在于：包括

搅拌桶，所述搅拌桶为倒凸型的圆形腔，所述圆形腔于细径段顶部设置有入料口；所述圆形腔内侧中心处一体制成有内管段；所述圆形腔底面侧部设置有出料口；所述圆形腔顶部固定有顶盖；

进出料组件，所述进出料组件包括与入料口连通的螺旋进料器，及设置于出料口处的电控出料阀；

搅拌桨组件，所述搅拌桨组件包括旋转盘；所述旋转盘活动安装于大轴承上，所述大轴承固定于圆形腔粗径段内沿底部；所述旋转盘中心处向下一体制成有环形凹槽；所述旋转盘于环形凹槽外部通过限位轴承安装有多个内搅拌桨；所述内管段外部通过轴承套接有外管段；所述外管段上一体制成有与圆形腔细径段内壁和底面贴合的外刮料桨；

搅拌过渡件，所述搅拌驱动器包括驱动轴；所述驱动轴活动穿过圆形腔、内管段、外管段、旋转盘和顶盖的中心处；所述驱动轴顶端和底端分别安装到滑动轴承和限位轴承；所述驱动轴上分别固定有上锥形齿轮、中间锥形齿轮和下锥形齿轮；所述内搅拌桨顶部固定有与上锥形齿轮活动啮合的小锥形齿轮，所述环形凹槽内固定有与中间锥形齿轮活动啮合的第一锥形齿环；所述外管段顶部固定有与下锥形齿轮活动啮合的第二锥形齿环；

换位器，所述换位器包括底仓，所述底仓内侧顶部和底部通过轴承安装有丝杆；所述丝杆两端为光滑段；所述丝杆上旋接有滑台；所述滑台另一端滑动嵌合到光轴上；所述滑台顶部与限位轴承固定；所述丝杆下端通过传动件连接到减速电机，所述减速电机驱动端连接到伺服电机；

搅拌驱动件，所述搅拌驱动件包括固定于顶盖顶面的端座；及一体制成于驱动轴上端的齿轮段；所述齿轮段外部滑动设置有内螺牙的驱动套；所述驱动套两端外部通过限位轴承分别固定到端座和顶盖之间；所述驱动套外部通过传动件安装到搅拌动力电机总成；

加热器；所述加热器为设置于搅拌桶外部的加热夹套；所述加热夹套固定于底仓顶面。

2.根据权利要求1所述的温控型高速搅拌机的搅拌机，其特征在于：所述底仓一侧设置有温控柜，另一侧设置有中间保温罐；所述中间保温罐外部设置有保温夹套；所述中间保温罐顶部连接到电控出料阀；所述中间保温罐底部通过电控底阀连接到出料温控螺杆体；所述温控螺杆体、保温夹套和加热器分别通过各支路阀接入到温控柜，通过温控柜对搅拌罐、中间保温罐和出料温控螺杆体进行各个独立温控，利用中间保温罐能够暂存完成搅拌的原料，同时，不影响搅拌罐下一次搅拌，出料温控螺杆体能够进行高精度温控出料。

3.一种温控型高速搅拌机的控制器，其特征在于：包括控制板，所述控制板输出端分别通过驱动器连接螺旋进料器、电控出料阀、电控底阀、出料温控螺杆体、减速电机、伺服电机、搅拌动力电机总成、温控柜和支路阀；所述控制板输入端设置有搅拌条件设定器。

4.一种温控型高速搅拌机的控制方法，其特征在于，所述方法具体如下：

A、通过搅拌条件设定器进行搅拌条件设定，其具体如下：

a，搅拌时间设定，所述搅拌时间分为N个时间段，所述时间段包括固定时间段和灵活时间段，所述固定时间段为恒定温度段的时间段，该时间段包括进入设定温度点或温度段后，持续保温和搅拌，直到达到时间后，进入下一时间段；所述灵活时间段为升温或降温达到设定温度值时的时间段，该时间段为持续进行升温或降温，达到预设温度后进入下一时间段；

b，搅拌温度设定，根据搅拌时间划分的时间段，分别设定各个时间段的温度值或温度段，并控制升温和降温速度值；

c，搅拌模式设定段，所述搅拌模式包括旋转盘搅拌模式，内搅拌桨模式和外刮料桨模式；所述搅拌模式设定包括常规搅拌设定和温度触发搅拌设定，所述常规搅拌设定为将各个搅拌模式分配到各个时间段，每一时间段可设置N个搅拌模式，所述温度触发搅拌设定为当温度达到某一设定值时，自动切换搅拌模式；

d，搅拌速度设定段，所述搅拌速度根据搅拌时间、搅拌温度和/或搅拌模式绑定，当搅拌速度出现冲突时，绑定优先级依次遵循搅拌温度、搅拌时间和搅拌模式；

e，搅拌条件生成，根据搅拌时间设定、搅拌温度设定、搅拌模式设定段和搅拌速度设定段数据，控制板自动生成搅拌机的生产工艺数据；

B、搅拌响应，控制板给螺旋进料器进行进料，接着给伺服电机、温控柜和支路阀信号，从而进行搅拌模式响应和搅拌温度响应，接着，给搅拌动力电机总成信号，搅拌桨根据设定模式和速度进行搅拌，当进行模式切换后，搅拌动力电机总成停止动作，先进行模式切换，切换后，重新开启搅拌动力电机总成。

5.根据权利要求4所述的温控型高速搅拌机的控制方法，其特征在于：所述搅拌模式响应具体如下：

通过换位器进行换位，工作时，伺服电机高精度驱动减速电机进行转动，初始状态时，滑台和限位轴承处于最低端，驱动轴上的下锥形齿轮和第二锥形齿环啮合，驱动轴转动，带动外刮料桨对搅拌桶内壁进行刮壁和搅拌，上锥形齿轮和中间锥形齿轮均无啮合件，当伺服电机驱动减速电机高精度旋转，滑台驱动限位轴承上行到第一预设位，从而将丝杆上顶，下锥形齿轮和第二锥形齿环脱离，同时，将中间锥形齿轮和第一锥形齿环啮合，第一锥形齿环带动旋转盘在大轴承内旋转，从而带动多根刮料桨进行公转，上锥形齿轮和下锥形齿轮均无啮合件，当伺服电机驱动减速电机高精度旋转，滑台驱动限位轴承上行到第二预设位，从而将丝杆上顶，下锥形齿轮和第二锥形齿环脱离，中间锥形齿轮和第一锥形齿环脱离，同时，将上锥形齿轮和小锥形齿轮啮合，上锥形齿轮带动小锥形齿轮旋转，小锥形齿轮带动多根刮料桨进行自转。

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