CN115069122A - 一种液体物料分散机构以及安装其的涂料制备系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液体物料分散机构，包括：一罐体，其为竖向设置的圆柱状筒体；一搅拌轴，其竖向设置在所述罐体内，所述搅拌轴在电机的驱动下实现转动；一第一搅拌片，其为长条状，呈螺旋状缠绕在所述搅拌轴的外周面上，所述第一搅拌片和所述搅拌轴的外壁相隔一定距离；一第二搅拌片，其为长条状，呈螺旋状缠绕在所述搅拌轴的外周面上，所述第二搅拌片和所述搅拌轴的外壁相隔一定距离；沿着垂直于所述搅拌轴外周面的方向，所述第一搅拌片垂直于所述第二搅拌片。本发明利用第一搅拌片、第二搅拌片将所述罐体内壁和所述搅拌轴的外表面之间的空间分隔为相对独立又绝对连通的搅拌空间，形成一个内循环的搅拌空间，保证即使是稠度较高的物料也可以实现快速翻转运动，实现高效搅拌。

Description

一种液体物料分散机构以及安装其的涂料制备系统

技术领域

本发明涉及涂料制备领域。更具体地说，本发明涉及一种液体物料分散机构以及安装其的涂料制备系统。

背景技术

涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。涂料属于有机化工高分子材料，所形成的涂膜属于高分子化合物类型。按照现代通行的化工产品的分类，涂料属于精细化工产品。现代的涂料正在逐步成为一类多功能性的工程材料，是化学工业中的一个重要行业。涂料制备过程中需要采用多种液体物料，并对其进行搅拌，但是常规的搅拌装置，并不适应涂料原料，尤其是对于较为粘稠的物料，搅拌混合效果不佳。

发明内容

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，一方面，本发明的一优选实施方案提供了一种液体物料分散机构，包括：

一罐体，其为竖向设置的圆柱状筒体；

一搅拌轴，其竖向设置在所述罐体内，所述搅拌轴在电机的驱动下实现转动；

一第一搅拌片，其为长条状，呈螺旋状缠绕在所述搅拌轴的外周面上，所述第一搅拌片和所述搅拌轴的外壁相隔一定距离L1；

一第二搅拌片，其为长条状，呈螺旋状缠绕在所述搅拌轴的外周面上，所述第二搅拌片和所述搅拌轴的外壁相隔一定距离L2，且L2大于L1；

沿着垂直于所述搅拌轴外周面的方向，所述第一搅拌片垂直于所述第二搅拌片。

优选地，所述的液体物料分散机构进一步包括：

一管道，其包括第一段、第二段、第三段以及第四段，其中，所述第一段竖直设置，所述第二段水平设置，所述第三段竖直设置，第四段水平设置；

且，所述搅拌轴的中心轴处设有贯通的安装孔，所述第一段竖向穿设所述安装孔；

所述第二段的一端垂直连接于所述第一段的下端，且横向位于所述搅拌轴的下方，所述第二段贴近所述罐体的底部，所述第二段上设有第一开口，所述第一开口朝向所述罐体底部；

所述第三段一端垂直连接于所述第一段的上端；

所述第四段垂直连接于所述第三段远离所述第一段的一端，且所述第四段贴近所述罐体的内侧壁，且所述第四段上设有第二开口，所述第二开口朝向所述罐体的内侧壁；

所述管道的上端连接于外部的吸力机构。

优选地，所述第二段呈圆弧状，且其凹陷方向和所述搅拌轴的旋转方向相反，且所述第二段一端贴近所述罐体的内侧壁，另一端连接所述第一段；

所述第四段呈圆弧状，且其凹陷方向和所述搅拌轴的旋转方向相反。

优选地，所述罐体、所述第一搅拌片、所述第二搅拌片以及所述搅拌轴上均为中空结构，其内均设置有加热装置。

优选地，沿着所述搅拌轴的旋转方向，所述第一搅拌片和所述第二搅拌片的上表面具有倾斜面，且该倾斜面自上向下倾斜，所述倾斜面上还设置有若干长条状的凹槽，所述凹槽朝下，且所述凹槽的深度为所述第一搅拌片的厚度的1/2，所述第一搅拌片和第二搅拌片的厚度一致。

优选地，所述第四段沿其长度方向设置有多个导流条，所述导流条的高度方向垂直于所述罐体的内侧壁，所述导流条一端连接于所述第四段，另一端朝下；所述导流条成圆弧状，其凹陷方向和所述搅拌轴的旋转方向相反。

优选地，所述第一搅拌片和所述第二搅拌片均通过连接杆连接于所述搅拌轴。

优选地，所述的液体物料分散机构进一步包括：

多个温度传感器，设置在所述罐体内，且分布在不同位置，用于检测罐体内不同位置液体涂料的温度；

PLC控制器，其连接于所述加热装置、所述温度传感器以及电机；

当任意两个所述温度传感器之间温度差超过阈值，则所述PLC控制器控制所述电机，控制所述电机提高转速；

当任意一个所述温度传感器的温度超过阈值，则控制所述加热装置停止加热。

另一方面，本发明的一优选实施方案提供一种安装有所述的液体物料分散机构的涂料制备系统，包括：

筒体，其侧边设置有固体物料入口；所述液体物料分散机构中的所述管道的第一段远离所述第二段的一端通过连接管连接于所述筒体的侧边，以连通于所述筒体内部；

上搅拌杆和下搅拌杆，分别固定在所述筒体顶部和底部，所述上搅拌杆和下搅拌杆上分别设置有搅拌叶，且所述上搅拌杆和所述下搅拌杆竖向同轴，且所述上搅拌杆的底端略高于所述下搅拌杆的顶端。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明利用第一搅拌片、第二搅拌片将所述罐体内壁和所述搅拌轴的外表面之间的空间分隔为相对独立又绝对连通的搅拌空间，在电机的驱动下，所述搅拌轴实现转动，随着搅拌轴转动，液体将被搅动起来，分别被甩向并撞击所述罐体的内壁、所述第二搅拌片的外壁、所述第一搅拌片的内壁、所述搅拌轴的外壁，受到撞击的液体物料将产生反向作用力向反向运动，但是其在反应运动过程中，会继续撞击到相对高速旋转的其它零部件(也就是上述指出的所述罐体的内壁、所述第二搅拌片的外壁、所述第一搅拌片的内壁、所述搅拌轴的外壁)，也就是可以形成一个内循环的搅拌空间，保证即使是稠度较高的物料也可以实现快速翻转运动，实现高效搅拌。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明一实施方案中液体物料分散机构的结构示意图。

图2本发明一实施方案中管道的结构示意图。

图3本发明一实施方案中管道中第一段和第二段的俯视图。

图4为本发明一实施方案中管道中第四段的结构示意图。

图5为本发明一实施方案中的第二搅拌叶的局部示意图。

图6为本发明一实施方案中筒体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，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是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

考虑到涂料在制备过程中需要用到很多种较为浓稠的液体物料，需要对其进行搅拌混合，但是利用常规的搅拌设备进行搅拌的话，会存在搅拌效果差的问题，下面举例其中一种最常见的搅拌设备，搅拌轴上安装有多个搅拌叶，由于液体物料较为浓稠，流动性较差，搅拌过程中无法实现大范围搅拌，只有在搅拌叶周围的液体物料才能够在搅拌叶的转动下实现带动，距离搅拌叶较远的涂料则无法得到很好的搅拌，这自然会造成搅拌混合效果不好。

为了解决上述技术问题，如图1-6所示，本发明的一优选实施方案提供了一种液体物料分散机构，包括：

一罐体100，其为竖向设置的圆柱状结构；所述罐体100顶部开设有进料口。

一搅拌轴200，其竖向设置在所述罐体100内，所述搅拌轴200在电机的驱动下实现转动；

一第一搅拌片300，其为长条状，呈螺旋状缠绕在所述搅拌轴200的外周面上，所述第一搅拌片300和所述搅拌轴200的外壁相隔一定距离L1；

一第二搅拌片400，其为长条状，呈螺旋状缠绕在所述搅拌轴200的外周面上，所述第二搅拌片400和所述搅拌轴200的外壁相隔一定距离L2，且L2大于L1；也就是说，所述第二搅拌片300距离搅拌轴200更远，其类似于将第一搅拌片200包裹在内。

上述实施例中，利用第一搅拌片300、第二搅拌片400将所述罐体100内壁和所述搅拌轴200的外表面之间的空间分隔为相对独立又绝对连通的搅拌空间，在电机的驱动下，所述搅拌轴200实现转动，随着搅拌轴200转动，液体将被搅动起来，分别被甩向并撞击所述罐体100的内壁、所述第二搅拌片400的外壁、所述第一搅拌片300的内壁、所述搅拌轴200的外壁，受到撞击的液体物料将产生反向作用力向反向运动，但是其在反应运动过程中，会继续撞击到相对高速旋转的其它零部件(也就是上述指出的所述罐体100的内壁、所述第二搅拌片400的外壁、所述第一搅拌片300的内壁、所述搅拌轴200的外壁)，也就是可以形成一个内循环的搅拌空间，保证即使是稠度较高的物料也可以实现快速翻转运动，实现高效搅拌。

而且为了进一步扩大搅拌范围，还进行了以下设计：沿着垂直于所述搅拌轴200外周面的方向，所述第一搅拌片300垂直于所述第二搅拌片400，也就是二者在该方向的夹角为90°，这个角度是根据多次试验测试得来的，在该角度下，搅拌效果最佳，最为均匀，可能是由于该角度下，其对液体物料的切割阻力最小，便于液体物料流动，也可能是该角度下，液体物料可在所述第一搅拌片300和所述第二搅拌片400之间实现快速撞击反弹。

为了验证这一技术效果，本申请还针对性进行了改造，将所述第一搅拌片300和所述第二搅拌片400沿着垂直于所述搅拌轴200外周面的方向之间的夹角改成60°，或者45°，同等搅拌时间内，其搅拌均匀性相对降低。

较为浓稠的液体物料在搅拌混合过程中，不仅存在上述不易搅拌的问题，还存在罐体内壁和底部都均容易粘附物料的情况，但是在涂料制备过程中，是按固定配比投入液体物料和固体物料的，一旦液体物料粘附，那么必然导致配比失衡，可能对涂料的品质造成损害，而且还需要考虑到一点，就是不可能每次制备涂料的时候，液体涂料都是一模一样的粘附量，因此实际施工中，必然是按照平均粘附状态进行简单的消耗量估算，但是每次的实际粘附量差异的不同，必然会对涂料的液体物料和固体物料的实际配比产生影响，为了解决这一技术问题，本发明的一优选实施方案提供了新的解决方案，所述的液体物料分散机构进一步包括：

一管道500，其包括第一段510、第二段520、第三段530以及第四段540，其中，所述第一段510竖直设置，所述第二段520水平设置，所述第三段530竖直设置，第四段540水平设置；

且，所述搅拌轴200的中心轴处设有贯通的安装孔，所述第一段510竖向穿设所述安装孔；

所述第二段520的一端垂直连接于所述第一段510的下端，且横向位于所述搅拌轴的下方，所述第二段520贴近所述罐体100的底部，所述第二段520上设有第一开口，所述第一开口朝向所述罐体100底部；

所述第三段530一端垂直连接于所述第一段510的上端；

所述第四段540垂直连接于所述第三段530远离所述第一段510的一端，且所述第四段540贴近所述罐体100的内侧壁，且所述第四段540上设有第二开口，所述第二开口朝向所述罐体100的内侧壁；

所述管道500的上端连接于外部的吸力机构。

上述实施方案中，随着搅拌轴200转动，管道500也会随之旋转，在这个过程中，第二段520将贴着所述罐体100的底部旋转，将罐体底部粘附的物料刮动，堆叠到一侧，启动吸力机构，就可以利用吸力将堆叠的物料经由第二段520上的第一开口吸出去，而且与此同时，第四段540将贴着所述罐体100的内侧壁旋转，将罐体内侧壁粘附的物料刮动，堆叠到一侧，再利用第四段540上的第二开口吸出去。

需要强调的是，这里并不是第一段510和第二段520、第四段540直接连接，是因为考虑到第一段510和第四段540之间如果由第二段520连接，而第二段520上设置有第一开口，将导致第四段540上的吸力大打折扣，甚至根本无法吸取，因此此处采用第四段540和没有开口的第三段530连接，再利用第三段530和第一段510连接，这样第四段540上的吸力将不会变小。

为了进一步提高对粘附在罐体底部的液体物料的吸取，进行了以下设计，所述第二段520呈圆弧状，且其凹陷方向和所述搅拌轴200的旋转方向相反，且所述第二段520一端贴近所述罐体100的内侧壁，另一端连接所述第一段510；这样随着第二段520旋转，相较于直线状的第二段520，物料将沿着其长度方向均匀分布，圆弧状的第二段520可以将物料怀抱在内，这样物料较为集中，更方便后续吸取。

所述第四段540呈圆弧状，且其凹陷方向和所述搅拌轴200的旋转方向相反，其原理跟第二段520类似。

为了使得挂取效果更好，所述第一段510、第二段520的横截面均为三角形，且第二段520的其中一个面贴附于所述罐体的内底部。

而且考虑到第二段520和第四段540都需要利用到经由第一段510经过的吸力，因此第一段510的直径大于第二段520、第三段530和第四段540。

有时候有的液体物料的粘度会随着温度变化，当温度升高时，其粘度下降，有利于搅拌混合，因此另一实施方案进行了以下设计：所述罐体100、所述第一搅拌片300、所述第二搅拌片400以及所述搅拌轴200上均为中空结构，其内均设置有加热装置，当需要的时候，可以启动这些加热装置对物料进行加热。

另一实施方案，沿着所述搅拌轴200的旋转方向，所述第一搅拌片300和所述第二搅拌片400的上表面具有倾斜面，且该倾斜面自上向下倾斜，所述倾斜面上还设置有若干长条状的凹槽600，所述凹槽600朝下，具体可以是倾斜向下，且所述凹槽600的深度为所述第一搅拌片300的厚度的1/2，所述第一搅拌片300和第二搅拌片400的厚度一致。

上述实施方案中，在旋转过程中，倾斜面的作用类似于导向板，起到一定的导流作用，将一侧的物料铲至上方，跟另一侧的物料进行交换，提高物料搅拌效率，且部分物料将经由该凹槽600向下流动，实现更大范围的搅动。

而且，该倾斜面的坡度控制在35°左右，即倾斜面和竖向之间夹角为35°，该角度下，搅拌效果最佳，坡度过陡，物料翻动难度大，坡度过平，则翻动效果差。

另一实施方案，所述第四段540沿其长度方向设置有多个导流条700，所述导流条700的高度方向垂直于所述罐体100的内侧壁，所述导流条700一端连接于所述第四段540，另一端朝下；所述导流条700成圆弧状，其凹陷方向和所述搅拌轴200的旋转方向相反。

上述实施方案中，在第四段540旋转过程中，罐体100内侧壁上的液体物料将被刮动，集中在一侧，此时第四段540上的导流条700将可以将集中的液体物料向下导流，避免物料堆积过厚，高于第四段540的高度，此时液体物料将越过第四段540继续粘附在内侧壁上。

另一实施方案，所述第一搅拌片300和所述第二搅拌片400均通过连接杆连接于所述搅拌轴200，为两个搅拌片提供支撑，提高其强度，避免其搅拌过程中发生变形。

另一实施方案，所述的液体物料分散机构进一步包括：

多个温度传感器，设置在所述罐体100内，且分布在不同位置，用于检测罐体100内不同位置液体涂料的温度；此处的温度传感器，其中一个设置在所述罐体100的内侧壁上，其中一个靠近所述搅拌轴200的外侧壁。

PLC控制器，其连接于所述加热装置、所述温度传感器以及电机；

当任意两个所述温度传感器之间温度差超过阈值，则所述PLC控制器控制所述电机，控制所述电机提高转速；也就是，加热不均匀导致温度不均匀时，加快转动，可以提高温度均匀。

当任意一个所述温度传感器的温度超过阈值，则控制所述加热装置停止加热。

另一方面，本发明的一优选实施方案提供一种安装有所述的液体物料分散机构的涂料制备系统，包括：

筒体800，其侧边设置有固体物料入口；所述液体物料分散机构中的所述管道500的第一段510远离所述第二段520的一端通过连接管连接于所述筒体800的侧边，以连通于所述筒体800内部；

上搅拌杆910和下搅拌杆920，分别固定在所述筒体800顶部和底部，所述上搅拌杆910和下搅拌杆920上分别设置有搅拌叶930，且所述上搅拌杆910和所述下搅拌杆920竖向同轴，且所述上搅拌杆910的底端略高于所述下搅拌杆920的顶端。

上述实施方案中，直接将将罐体110中预搅拌混好的液体物料放至所述筒体800内，再利用固体物料入投入固体物料，启动搅拌杆进行搅拌。

所述罐体100底部或者侧边可以设置出料口，可以便于快速出料。该出料口也连接于后续的筒体的侧边，以连通于所述筒体800内部；

为了提高搅拌效率，上述实施方案中，将常规的搅拌杆设置为上搅拌杆910和下搅拌杆920，且控制上搅拌杆910和下搅拌杆920旋转不同步，这样除了搅拌杆本身的搅拌之外，两个搅拌杆产生的离心力之间的碰撞，上方的物料和下方的物料之间会形成一定串流，引起更大的搅拌混合，效果更佳。

而且还有一点需要说明的是，搅拌的物料的量不同时，可以启动不同的搅拌模式，必须物料较少时，只启动下方的下搅拌杆920，当物料较多时，同时开启上搅拌杆910和下搅拌杆920，这样就可以避免资源的不必要浪费。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种液体物料分散机构，其特征在于，包括：

一罐体，其为竖向设置的圆柱状筒体；

一搅拌轴，其竖向设置在所述罐体内，所述搅拌轴在电机的驱动下实现转动；

一第一搅拌片，其为长条状，呈螺旋状缠绕在所述搅拌轴的外周面上，所述第一搅拌片和所述搅拌轴的外壁相隔一定距离L1；

一第二搅拌片，其为长条状，呈螺旋状缠绕在所述搅拌轴的外周面上，所述第二搅拌片和所述搅拌轴的外壁相隔一定距离L2，且L2大于L1；

沿着垂直于所述搅拌轴外周面的方向，所述第一搅拌片垂直于所述第二搅拌片。

2.根据权利要求1所述的液体物料分散机构，其特征在于，进一步包括：

一管道，其包括第一段、第二段、第三段以及第四段，其中，所述第一段竖直设置，所述第二段水平设置，所述第三段竖直设置，第四段水平设置；

且，所述搅拌轴的中心轴处设有贯通的安装孔，所述第一段竖向穿设所述安装孔；

所述第二段的一端垂直连接于所述第一段的下端，且横向位于所述搅拌轴的下方，所述第二段贴近所述罐体的底部，所述第二段上设有第一开口，所述第一开口朝向所述罐体底部；

所述第三段一端垂直连接于所述第一段的上端；

所述第四段垂直连接于所述第三段远离所述第一段的一端，且所述第四段贴近所述罐体的内侧壁，且所述第四段上设有第二开口，所述第二开口朝向所述罐体的内侧壁；

所述管道的上端连接于外部的吸力机构。

3.根据权利要求2所述的液体物料分散机构，其特征在于，所述第二段呈圆弧状，且其凹陷方向和所述搅拌轴的旋转方向相反，且所述第二段一端贴近所述罐体的内侧壁，另一端连接所述第一段；

所述第四段呈圆弧状，且其凹陷方向和所述搅拌轴的旋转方向相反。

4.根据权利要求2所述的液体物料分散机构，其特征在于，所述罐体、所述第一搅拌片、所述第二搅拌片以及所述搅拌轴上均为中空结构，其内均设置有加热装置。

5.根据权利要求2所述的液体物料分散机构，其特征在于，沿着所述搅拌轴的旋转方向，所述第一搅拌片和所述第二搅拌片的上表面具有倾斜面，且该倾斜面自上向下倾斜，所述倾斜面上还设置有若干长条状的凹槽，所述凹槽朝下，且所述凹槽的深度为所述第一搅拌片的厚度的1/2，所述第一搅拌片和第二搅拌片的厚度一致。

6.根据权利要求2所述的液体物料分散机构，其特征在于，所述第一搅拌片和所述第二搅拌片均通过连接杆连接于所述搅拌轴。

7.根据权利要求4所述的液体物料分散机构，其特征在于，进一步包括：

多个温度传感器，设置在所述罐体内，且分布在不同位置，用于检测罐体内不同位置液体涂料的温度；

PLC控制器，其连接于所述加热装置、所述温度传感器以及电机。

8.根据权利要求7所述的液体物料分散机构，其特征在于，当任意两个所述温度传感器之间温度差超过阈值，则所述PLC控制器控制所述电机，控制所述电机提高转速。

9.根据权利要求7所述的液体物料分散机构，其特征在于，当任意一个所述温度传感器的温度超过阈值，则所述PLC控制器控制所述加热装置停止加热。

10.一种安装有权利要求1-9任一所述的液体物料分散机构的涂料制备系统，其特征在于，包括：

筒体，其侧边设置有固体物料入口；所述液体物料分散机构中的所述管道的第一段远离所述第二段的一端通过连接管连接于所述筒体的侧边，以连通于所述筒体内部；

上搅拌杆和下搅拌杆，分别固定在所述筒体顶部和底部，所述上搅拌杆和下搅拌杆上分别设置有搅拌叶，且所述上搅拌杆和所述下搅拌杆竖向同轴，且所述上搅拌杆的底端略高于所述下搅拌杆的顶端。

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