CN115382440A - 一种化工液料搅拌罐 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种化工液料搅拌罐，有效的解决了单轴搅拌设备搅拌效率低、多轴搅拌设备结构复杂的问题；解决的技术方案包括罐体，罐体内设有一个上圆板和一个下圆板以及多个搅拌单元，每个搅拌单元包括一个沿圆板径向设置的搅拌杆，每个搅拌杆上固定有若干搅拌爪，每个搅拌杆的内端均固定有一个圆球体，圆球体夹在上圆板和下圆板之间，每个搅拌杆的中部均安装有一个铰接单元，铰接单元能随搅拌单元公转但不能上下移动，圆板转动时搓动搅拌单元自转并公转，圆板上下移动时使搅拌单元上下摆动；本发明可同时实现搅拌单元的自转、公转和摆动，能够对罐体内部的横向和竖向进行全方位的搅拌，同时降低了设备成本。

Description

一种化工液料搅拌罐

技术领域

本发明涉及化工设备领域，具体是一种化工液料搅拌罐。

背景技术

在化工领域，液体原料之间混合反应是极为常见的，为了加快其混合速度，促进其迅速且充分的完成化学反应，常常将各组分原料置于搅拌罐内搅拌；目前的搅拌罐的搅拌单元大多绕固定单轴转动，搅拌的自由度少，搅拌死角多，效率较低，对于流动性较好的稀料该缺陷还不是很明显，但是对于一些比较粘稠、流动性差的或一些胶状原料来说，这种缺陷就尤为明显了。

为了解决上述缺陷，也出现了一些多轴搅拌设备，增加了搅拌单元转动的自由度，但是都是各轴运动相互叠加，即后一转动轴集成在前一转动轴上，这样就造成了设备结构复杂，且后一转动轴的驱动电机始终处于随前一转动轴转动的状态，线路容易缠绕，且将驱动电机置于物料中也不切实际，需要延长传动轴或设置传动机构将驱动电机外移；上述布置方式类似于塔吊原理—吊臂水平转动，电动葫芦安装在吊臂上沿吊臂移动，电动葫芦的电源线设置有专门的收放装置，这种方式的优点是各运动相互独立，灵活性好，但是这一优点对于搅拌来说意义不大，该方式的缺点却尤为明显；鉴于此，技术人员转换思路驱动搅拌装置的罐体，通过罐体的运动和罐内搅拌单元的运动叠加，实现物料的全方位搅拌，但是罐体大多非常笨重，驱动罐体所需功率大，且罐体的惯性大，启停都比较缓慢，另外罐体属于设备的暴露部分，转动起来后容易发生事故。

现有技术中还存在利用行星齿轮机构或锥齿轮机构实现多轴搅拌或变角度搅拌的装置，但由于齿轮啮合和传动的确定性，其角度和路径依然为固定的，灵活性不足，搅拌效果有待提高，且行星齿轮和锥齿轮叠加的机构过于冗杂。

发明内容

为了解决单轴搅拌设备搅拌效率低、多轴搅拌设备结构复杂的问题，本发明提供了一种化工液料搅拌罐。

其解决的技术方案是，一种化工液料搅拌罐，包括罐体，罐体顶部设有若干加料管，罐体底部设有一个排料管，罐体内设有一个上圆板和一个下圆板，上圆板和下圆板均水平且上下间隔布置，罐体的轴线穿过两个圆板的圆心，罐体内圆周均布多个搅拌单元，每个搅拌单元包括一个沿圆板径向设置的搅拌杆，每个搅拌杆上固定有若干搅拌爪，每个搅拌杆的内端均固定有一个圆球体，圆球体夹在上圆板和下圆板之间；上圆板的上表面固定有一个第一竖轴，第一竖轴的上端穿出罐体外，第一竖轴上设有往复螺纹，第一竖轴上安装有一个与往复螺纹配合的螺母，螺母安装在罐体顶部不可轴向移动，下圆板的下表面固定有一个轴套，罐体的内底部固定有一个第二竖轴，第二竖轴穿入轴套内且经滑键与轴套配合，下圆板下方设有一个压簧，每个搅拌杆的中部均安装有一个铰接单元，罐体的内顶面上安装有一个与其同轴的转套，每个铰接单元均经连接杆固定在转套上，从而使铰接单元能随搅拌单元公转但不能上下移动。

所述的铰接单元包括一个外壳体，连接杆与外壳体固定，外壳体内装有一个内转体，内转体经前后方向的转轴可转动的安装在外壳体内，内转体可绕转轴转动，搅拌杆穿过内转体且与内转体转动配合。

所述的上圆板的下表面和下圆板的上表面均开有一个环形槽，圆球体夹在两个环形槽内。

所述的第一竖轴的上端固定有第一齿轮，罐体的外顶面设有一根第三竖轴，第三竖轴上安装有第二齿轮和第三齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合，第三齿轮啮合有一个第四齿轮，第四齿轮连接有驱动电机，所述的螺母上固定有第一带轮，第三竖轴上固定有第二带轮，第一带轮与第二带轮之间连接有皮带，第三竖轴通过皮带带动螺母转动。

所述的第二齿轮为长齿轮，第一竖轴上下移动时，第一齿轮始终与第二齿轮啮合。

所述的第一竖轴的转动周期与第一竖轴的上下往复运动周期无整数倍关系。

所述的搅拌杆与内转体之间、转套与罐体之间、螺母与罐体之间、第三竖轴与罐体之间均安装有轴承。

所述的罐体的母线为圆弧形，铰接单元位于该母线的圆心处。

本发明可同时实现搅拌单元的自转、公转和摆动，能够对罐体内部的横向和竖向进行全方位的搅拌，同时降低了设备成本。

附图说明

图1为本发明的主视剖视图。

图2为圆板下移时本发明的主视剖视图；图中直接头为圆板运动方向，弧形箭头为罐内液体流动方向。

图3为圆板上移时本发明的主视剖视图；图中直接头为圆板运动方向，弧形箭头为罐内液体流动方向。

图4为图1中A位置的放大图。

图5为铰接单元的左视剖视图。

图6为图2中B位置的放大图。

图7为图3中C位置的放大图。

图8为上圆板的仰视图或下圆板的俯视图。

具体实施方式

参照图1至图8，本发明包括罐体1，罐体1顶部设有若干加料管2，罐体1底部设有一个排料管3，罐体1内设有一个上圆板4和一个下圆板5，上圆板4和下圆板5均水平且上下间隔布置，罐体1的轴线穿过两个圆板的圆心，罐体1内圆周均布多个搅拌单元，每个搅拌单元包括一个沿圆板径向设置的搅拌杆6，每个搅拌杆6上固定有若干搅拌爪7，每个搅拌杆6的内端均固定有一个圆球体8，圆球体8夹在上圆板4和下圆板5之间；当上圆板4转动，下圆板5不动时，上圆板4会搓动圆球体8转动从而带动搅拌单元自转，对罐体1内的物料进行搅拌，而圆球体8在转动时又会在下圆板5上滚动，从而带动搅拌单元绕罐体1轴线公转，进行圆周向的全面搅拌；上圆板4的上表面固定有一个第一竖轴9，第一竖轴9的上端穿出罐体1外，第一竖轴9上设有往复螺纹10，第一竖轴9上安装有一个与往复螺纹10配合的螺母11，螺母11安装在罐体1顶部不可轴向移动，第一竖轴9与螺母11发生相对转动时，在往复螺纹10的作用下，第一竖轴9会上下往复运动，从而带动上圆板4上下往复运动，下圆板5的下表面固定有一个轴套12，罐体1的内底部固定有一个第二竖轴13，第二竖轴13穿入轴套12内且经滑键与轴套12配合，下圆板5下方设有一个压簧14，从而使下圆板5能随上圆板4同步上下移动但不能转动，每个搅拌杆6的中部均安装有一个铰接单元15，罐体1的内顶面上安装有一个与其同轴的转套16，每个铰接单元15均经连接杆17固定在转套16上，从而使铰接单元15能随搅拌单元公转但不能上下移动，在上圆板4和下圆板5上下移动时，夹在两个圆板之间的圆球体8即搅拌杆6内端会随之上下移动，搅拌杆6便会绕铰接单元15转动，从而使搅拌杆6外端上下摆动，保证罐体1内轴向上的全面搅拌。

所述的铰接单元15包括一个外壳体18，连接杆17与外壳体18固定，外壳体18内装有一个内转体19，内转体19经前后方向的转轴20可转动的安装在外壳体18内，内转体19可绕转轴20转动，搅拌杆6穿过内转体19且与内转体19转动配合，外壳体18与内转体19配合使搅拌杆6可上下摆动，搅拌杆6与内转体19配合使搅拌杆6可自转。

所述的上圆板4的下表面和下圆板5的上表面均开有一个环形槽21，圆球体8夹在两个环形槽21内。

所述的第一竖轴9的上端固定有第一齿轮22，罐体1的外顶面设有一根第三竖轴23，第三竖轴23上安装有第二齿轮24和第三齿轮25，第二齿轮24与第一齿轮22啮合，第三齿轮25啮合有一个第四齿轮26，第四齿轮26连接有驱动电机27，驱动电机27通过两个齿轮组带动第一竖轴9转动，且两组齿轮均为减速齿轮组，从而使第一竖轴9以较慢速度转动；所述的螺母11上固定有第一带轮28，第三竖轴23上固定有第二带轮29，第一带轮28与第二带轮29之间连接有皮带30，第三竖轴23通过皮带30带动螺母11转动；由传动关系可知，第一竖轴9与第三竖轴23的转向相反，螺母11与第三竖轴23的转动方向相同，因此第一竖轴9与螺母11的转动方向相反，这样使螺母11与第一竖轴9之间的具有较大的相对转动速度，从而在第一竖轴9较慢转动的同时加快第一竖轴9上下往复运动的速度。

所述的第二齿轮24为长齿轮，第一竖轴9上下移动时，第一齿轮22始终与第二齿轮24啮合。

所述的第一竖轴9的转动周期与第一竖轴9的上下往复运动周期无整数倍关系，这样可避免搅拌单元转动至某一角度时上摆或下摆角度固定。

所述的搅拌杆6与内转体19之间、转套16与罐体1之间、螺母11与罐体1之间、第三竖轴23与罐体1之间均安装有轴承。

所述的罐体1的母线为圆弧形，铰接单元15位于该母线的圆心处，这样搅拌单元上下摆动时，搅拌单元的外端始终能紧靠罐体1内壁。

使用本发明进行液态化工原料搅拌作业时，将各组分原料经加料管2按各自比例加入到罐体1内，然后启动驱动电机27，驱动电机27通过第四齿轮26和第三齿轮25带动第三竖轴23转动，第三竖轴23通过第二齿轮24和第一齿轮22带动第一竖轴9反向转动，通过第三竖轴23通过皮带30带动螺母11同向转动，第一竖轴9转动时会带动上圆板4转动，上圆板4转动时通过摩擦力搓动搅拌杆6内端的圆球体8转动，圆球体8带动搅拌杆6和搅拌爪7自转对原料进行搅拌，圆球体8转动的同时，由于下圆板5不转，因此圆球体8会在下圆板5上滚动，从而带动搅拌单元绕罐体1的轴线公转，实现罐体1圆周方向上的全面搅拌，在圆球体8与圆板之间没有相对滑动的情况下，上圆板4转动一周，搅拌单元公转一周，自转若干周，因此搅拌单元的自转速度远大于其公转速度，符合搅拌常理。

第一竖轴9自转的同时，在螺母11与往复螺纹10的作用下，第一竖轴9将上下往复运动，第一竖轴9向下运动将推动上圆板4和下圆板5向下运动，压簧14压缩，搅拌杆6的内端也向下运动，则搅拌杆6的外端将绕铰接单元15向上摆动，同理，第一竖轴9向上运动使，上圆板4随之向上运动，下圆板5在压簧14的作用下也同步向上运动，搅拌杆6的内端向上运动，搅拌杆6的外端绕铰接单元15向下摆动，从而实现搅拌单元的上下往复摆动，对罐体1竖向上进行全面搅拌。

在上圆板4和下圆板5上下运动时，会促进罐体1中心和罐体1外围液体的流动交换，圆板向下运动时，圆板下方的液体会向外翻涌至外围，罐体1外围的液体会向圆板上方补充，反之，圆板向上运动时，圆板上方的液体会向外翻涌至外围，罐体1外围的液体会向圆板下方补充，从而促进罐体1中心和外围液体的对流交换，使搅拌更充分。

本发明独特的搅拌单元和驱动方式设计，可同时实现搅拌单元的自转、公转和摆动，能够对罐体内部的横向和竖向进行全方位的搅拌，同时，圆板的上下移动还可以促进罐体中心区域和外围区域的液体对流交换，从而使罐体内的多种原料进行充分的混合和反应，提高了搅拌效率，具有更好的搅拌效果；另外，本发明搅拌单元各方位轴上的运动是相互关联相辅相成的，只需一个驱动输入，使设备更为精简，降低了布置难度和设备成本，相比于驱动罐体也大大降低了设备功率。

Claims (8)

1.一种化工液料搅拌罐，包括罐体（1），罐体（1）顶部设有若干加料管（2），罐体（1）底部设有一个排料管（3），其特征在于，罐体（1）内设有一个上圆板（4）和一个下圆板（5），上圆板（4）和下圆板（5）均水平且上下间隔布置，罐体（1）的轴线穿过两个圆板的圆心，罐体（1）内圆周均布多个搅拌单元，每个搅拌单元包括一个沿圆板径向设置的搅拌杆（6），每个搅拌杆（6）上固定有若干搅拌爪（7），每个搅拌杆（6）的内端均固定有一个圆球体（8），圆球体（8）夹在上圆板（4）和下圆板（5）之间；上圆板（4）的上表面固定有一个第一竖轴（9），第一竖轴（9）的上端穿出罐体（1）外，第一竖轴（9）上设有往复螺纹（10），第一竖轴（9）上安装有一个与往复螺纹（10）配合的螺母（11），螺母（11）安装在罐体（1）顶部不可轴向移动，下圆板（5）的下表面固定有一个轴套（12），罐体（1）的内底部固定有一个第二竖轴（13），第二竖轴（13）穿入轴套（12）内且经滑键与轴套（12）配合，下圆板（5）下方设有一个压簧（14），每个搅拌杆（6）的中部均安装有一个铰接单元（15），罐体（1）的内顶面上安装有一个与其同轴的转套（16），每个铰接单元（15）均经连接杆（17）固定在转套（16）上，从而使铰接单元（15）能随搅拌单元公转但不能上下移动。

2.根据权利要求1所述的一种化工液料搅拌罐，其特征在于，所述的铰接单元（15）包括一个外壳体（18），连接杆（17）与外壳体（18）固定，外壳体（18）内装有一个内转体（19），内转体（19）经前后方向的转轴（20）可转动的安装在外壳体（18）内，内转体（19）可绕转轴（20）转动，搅拌杆（6）穿过内转体（19）且与内转体（19）转动配合。

3.根据权利要求1所述的一种化工液料搅拌罐，其特征在于，所述的上圆板（4）的下表面和下圆板（5）的上表面均开有一个环形槽（21），圆球体（8）夹在两个环形槽（21）内。

4.根据权利要求1所述的一种化工液料搅拌罐，其特征在于，所述的第一竖轴（9）的上端固定有第一齿轮（22），罐体（1）的外顶面设有一根第三竖轴（23），第三竖轴（23）上安装有第二齿轮（24）和第三齿轮（25），第二齿轮（24）与第一齿轮（22）啮合，第三齿轮（25）啮合有一个第四齿轮（26），第四齿轮（26）连接有驱动电机（27），所述的螺母（11）上固定有第一带轮（28），第三竖轴（23）上固定有第二带轮（29），第一带轮（28）与第二带轮（29）之间连接有皮带（30），第三竖轴（23）通过皮带（30）带动螺母（11）转动。

5.根据权利要求1所述的一种化工液料搅拌罐，其特征在于，所述的第二齿轮（24）为长齿轮，第一竖轴（9）上下移动时，第一齿轮（22）始终与第二齿轮（24）啮合。

6.根据权利要求1所述的一种化工液料搅拌罐，其特征在于，所述的第一竖轴（9）的转动周期与第一竖轴（9）的上下往复运动周期无整数倍关系。

7.根据权利要求1所述的一种化工液料搅拌罐，其特征在于，所述的搅拌杆（6）与内转体（19）之间、转套（16）与罐体（1）之间、螺母（11）与罐体（1）之间、第三竖轴（23）与罐体（1）之间均安装有轴承。

8.根据权利要求1所述的一种化工液料搅拌罐，其特征在于，所述的罐体（1）的母线为圆弧形，铰接单元（15）位于该母线的圆心处。

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