CN115487714A - 行星搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物料搅拌领域，公开了一种行星搅拌装置，其中，所述行星搅拌装置包括搅拌釜(10)、设置在所述搅拌釜的中心的中心搅拌机构(20)和围绕所述中心搅拌机构设置的多个行星搅拌机构(30)，所述中心搅拌机构设置为能够沿所述搅拌釜的轴线方向推动物料，每个所述行星搅拌机构设置为能够在沿所述搅拌釜的轴线方向的端部向物料提供沿与所述中心搅拌机构的推动方向相反的方向的作用力。通过行星搅拌机构和中心搅拌机构充分搅拌物料。此外，通过中心搅拌机构沿搅拌釜的轴线方向的推料和行星搅拌机构在轴线方向的端部的作用力，能够使物料形成在轴线方向的大循环，提高了搅拌的整体均匀性。

Description

行星搅拌装置

技术领域

本发明涉及物料搅拌领域，具体地涉及行星搅拌装置。

背景技术

化工行业通常需要对物料进行搅拌，例如，在纯化、结晶、聚合等反应过程中，需要将黏度较高的物料均匀混合。搅拌时，通常将物料置于搅拌釜内通过行星搅拌机构进行搅拌。具体的，行星搅拌机构能够绕搅拌釜的中心公转并同时具有能够自转的搅拌叶片，从而能够实现良好的局部搅拌效果，但搅拌釜内的物料的整体搅拌效果不佳。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的物料的整体搅拌效果不佳的问题，提供一种行星搅拌装置，该行星搅拌装置具有良好的整体搅拌效果。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种行星搅拌装置，其中，所述行星搅拌装置包括搅拌釜、设置在所述搅拌釜的中心的中心搅拌机构和围绕所述中心搅拌机构设置的多个行星搅拌机构，所述中心搅拌机构设置为能够沿所述搅拌釜的轴线方向推动物料，每个所述行星搅拌机构设置为能够在沿所述搅拌釜的轴线方向的端部向物料提供沿与所述中心搅拌机构的推动方向相反的方向的作用力。

可选的，所述行星搅拌机构包括行星轴和间隔设置在所述行星轴上的行星搅拌桨。

可选的，所述行星搅拌机构中沿所述搅拌釜的轴线方向的端部的行星搅拌桨为轴向流式搅拌桨或混合流式搅拌桨，所述行星搅拌机构中除沿所述搅拌釜的轴线方向的端部之外的行星搅拌桨为径向流式搅拌桨。

可选的，所述行星搅拌装置包括沿所述搅拌釜的内壁转动以刮除附着在所述内壁上的物料的刮板机构。

可选的，所述刮板机构包括围绕所述搅拌釜的中心转动的安装板和弹性地安装于所述安装板以贴合所述内壁移动的刮板。

可选的，所述刮板铰接于所述安装板，所述安装板和所述刮板之间设置有弹簧，以将所述刮板抵压于所述内壁。

可选的，所述行星搅拌机构设置为能够绕所述搅拌釜的中心公转，所述行星搅拌机构的公转方向和所述刮板机构的转动方向一致。

可选的，每个所述行星搅拌机构对应设置有一个所述刮板机构，所述刮板机构的转动速度与对应的所述行星搅拌机构的公转速度相同，且所述刮板机构刮除的物料能够通过对应的所述行星搅拌机构甩向所述搅拌釜的中部。

可选的，所述中心搅拌机构包括螺带式搅拌桨，和/或，所述中心搅拌机构包括中空结构，所述中空结构内通有热交换介质。

可选的，所述搅拌釜外设置有盘管或夹套，所述盘管或夹套内通有热交换介质。

通过上述技术方案，通过行星搅拌机构可以实现良好的局部和沿搅拌釜的周向的搅拌效果，通过中心搅拌机构能够加强搅拌釜中心处的物料搅拌。此外，通过中心搅拌机构沿搅拌釜的轴线方向的推料和行星搅拌机构在轴线方向的端部的作用力，能够使物料形成在轴线方向的大循环，提高了搅拌的整体均匀性。

附图说明

图1是根据本申请的一种实施方式的行星搅拌装置的俯视图；

图2是根据本申请的另一种实施方式的行星搅拌装置的俯视图；

图3是显示图2的行星搅拌装置的内部结构的主视图。

图4是显示中心搅拌机构的中空结构的局部剖视图。

附图标记说明

10、搅拌釜；20、中心搅拌机构；21、螺带式搅拌桨；30、行星搅拌机构；31、行星轴；32、行星搅拌桨；40、刮板机构；41、安装板；42、刮板；43、弹簧；50、盘管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请。

本申请提供一种行星搅拌装置，其中，所述行星搅拌装置包括搅拌釜10、设置在所述搅拌釜10的中心的中心搅拌机构20和围绕所述中心搅拌机构20设置的多个行星搅拌机构30，所述中心搅拌机构20设置为能够沿所述搅拌釜10的轴线方向推动物料，每个所述行星搅拌机构30设置为能够在沿所述搅拌釜10的轴线方向的端部向物料提供沿与所述中心搅拌机构20的推动方向相反的方向的作用力。

本申请的行星搅拌装置中，通过行星搅拌机构30可以实现良好的局部和沿搅拌釜的周向的搅拌效果，通过中心搅拌机构20能够加强搅拌釜中心处的物料搅拌。此外，通过中心搅拌机构20沿搅拌釜10的轴线方向的推料和行星搅拌机构30在轴线方向的端部的作用力，能够使物料形成在轴线方向的大循环，提高了搅拌的整体均匀性。

例如，中心搅拌机构20可以设置为能够从下向上推动物料，则行星搅拌机构30可以设置为在其沿轴线方向的顶端和底端向物料提供向下的作用力。由此，当物料通过中心搅拌机构20向上推动到液面处，将被后续的物料向外平推到行星搅拌机构30处，继而会因行星搅拌机构30的向下的作用力下压到液面下方的物料内部，从而形成沿轴线方向的大循环。类似的，中心搅拌机构20可以设置为能够从上向下推动物料，则行星搅拌机构30可以设置为在其沿轴线方向的顶端和底端向物料提供向上的作用力。由此，当物料通过中心搅拌机构20向下推动到搅拌釜10的底部时，将被后续的物料向外平推到行星搅拌机构30处，继而会因行星搅拌机构30的向上的作用力上推到物料内部，从而形成沿轴线方向的大循环。

具体的，中心搅拌机构20可以包括螺带式搅拌桨，以能够在实现搅拌的同时沿轴线方向推动物料。其中，中心搅拌机构20可以包括多个螺带式搅拌桨，例如围绕搅拌釜10的中心均匀分布，以加强搅拌和推动效果。

本申请中，搅拌釜10可以为立式搅拌釜或卧式搅拌釜，立式搅拌釜中，轴线方向为高度方向；卧式搅拌釜中，轴线方向为水平方向。

如图3所示，所述行星搅拌机构30可以包括行星轴31和间隔设置在所述行星轴31上的行星搅拌桨32，通过驱动行星轴31，可以带动行星搅拌桨32绕行星轴31的轴线转动，实现搅拌。

其中，为实现行星搅拌机构30在轴线方向的端部的作用力，所述行星搅拌机构30中沿所述搅拌釜10的轴线方向的端部的行星搅拌桨32为轴向流式搅拌桨或混合流式搅拌桨(例如推进式搅拌桨或六斜叶开启涡轮)。

除位于轴线方向的端部的行星搅拌桨32需设置为能够提供大循环的作用力，其他位置的行星搅拌桨32可以仅用于实现充分搅拌。为此，所述行星搅拌机构30中除沿所述搅拌釜10的轴线方向的端部之外的行星搅拌桨32可以为径向流式搅拌桨(例如六直叶开启涡轮或六后弯叶开启涡轮)。通过使用径向流式搅拌桨，一方面可以提供较大的剪切力以实现物料的均匀搅拌，另一方面可以将物料甩向搅拌釜10的中心，防止物料集聚在搅拌釜10的壁面附近，以便通过中心搅拌机构20搅拌和实现轴线方向的大循环。

本申请中，行星搅拌机构30的数量和位置可以根据需要设置。例如，在图1所示的实施方式中，可以沿同一圆周等间隔设置三个行星搅拌机构30。在图2所示的实施方式中，可以沿同一圆周等间隔设置四个行星搅拌机构30。

为确保物料处于适当状态，通常还需要将物料保持在适当温度。现有技术通常在搅拌釜外侧设置盘管或夹套，以通过盘管或夹套内的热交换介质保持物料温度。由于物料可能附着在搅拌釜的内壁上，长时间附着将发生焦化、结块等现象，影响搅拌釜的壁面传热效果，不利于保持物料的状态。为解决该问题，所述行星搅拌装置包括沿所述搅拌釜10的内壁转动以刮除附着在所述内壁上的物料的刮板机构40。通过设置刮板机构40，可以刮除附着在内壁上的物料，避免物料长时间附着而焦化、结块，避免了影响壁面的传热效果。

其中，刮板机构40可以采用各种适当形式，只要能够沿搅拌釜10的内壁转动以刮除附着的物料即可。为避免与搅拌釜10的内壁硬性接触导致的损伤，所述刮板机构40可以包括围绕所述搅拌釜10的中心转动的安装板41和弹性地安装于所述安装板41以贴合所述内壁移动的刮板42。由此，刮板42可以通过弹性力压靠在内壁上，而始终保持与内壁的接触，同时在转动过程中可以根据情况进行弹性避让，避免与内壁的刚性碰撞。

具体的，安装板41的板面可以沿搅拌釜10的径向设置，刮板42的板面可以平行于安装板41，且使刮板42通过弹性件连接于安装板41。优选地，如图1至图3所示，所述刮板42可以铰接于所述安装板41，所述安装板41和所述刮板42之间设置有弹簧43，以将所述刮板42抵压于所述内壁。在这种情况下，刮板42和安装板41的板面都无需沿搅拌釜10的径向设置，从而能够减小转动阻力。特别是，安装板41可以相对于搅拌釜10的径向呈类似于直角设置，例如安装板41的板面可以相对于搅拌釜10的径向呈45-90°(即图1中α角)，以尽可能减小转动阻力。并且，刮板42可以与安装板41呈钝角(例如120-175°)设置，以便于刮除的物料沿刮板42移动而远离搅拌釜10的内壁。另外，安装板41和刮板42可以均为沿搅拌釜10的轴线方向设置的整块板件，弹簧43可以设置多个并沿搅拌釜10的轴线方向间隔设置。

本申请中，行星搅拌机构30设置为能够绕所述搅拌釜10的中心公转，同时行星轴31绕自身轴线转动带动行星搅拌桨32自转。为提高搅拌效果，所述行星搅拌机构30的公转方向和所述行星搅拌机构30的行星搅拌桨32的自转方向可以相同或相反，优选为相反。搅拌时，通过行星搅拌机构30的公转，可以在较大范围内对物料进行搅动，同时通过行星搅拌桨32的自转局部进行充分搅拌。在行星搅拌机构30的行星搅拌桨32的自转方向可以相反的情况下，行星搅拌桨32搅拌物料时，物料因同时受到方向相反的行星搅拌机构30的公转和行星搅拌桨32的自转的作用，物料受到的搅动更为剧烈，搅拌效果更好。

另外，为避免干涉行星搅拌机构30的公转和大范围搅拌，所述行星搅拌机构30的公转方向和所述刮板机构40的转动方向一致。其中，行星搅拌机构30和刮板机构40的数量、位置可以根据需要设置。优选地，为便于将刮除的附着物料迅速与其他物料混合，每个所述行星搅拌机构30对应设置有一个所述刮板机构40(刮板机构40位于行星搅拌机构30与搅拌釜10的内壁之间)，所述刮板机构40的转动速度与对应的所述行星搅拌机构30的公转速度相同，且所述刮板机构40刮除的物料能够通过对应的所述行星搅拌机构30甩向所述搅拌釜10的中部。由此，当附着的物料通过刮板机构40刮除，其首先沿刮板42移动，随后可以通过行星搅拌机构30甩向搅拌釜10的中部，避免堆积在刮板42上干涉刮板机构40和行星搅拌机构30的正常运转。

其中，为实现对应的刮板机构40和行星搅拌机构30的同步转动，对应的刮板机构40和行星搅拌机构30可以通过相同的驱动机构驱动，即，对应的刮板机构40的安装板41和行星搅拌机构30的行星轴31由相同的驱动机构驱动。另外，可以使行星搅拌桨32的外沿所在圆周与安装板41的板面相切于安装板41与刮板42的接合处，以便物料被刮除后能够立即被行星搅拌桨32甩向搅拌釜10的中部。

另外，为对搅拌釜10内的物料提供温度控制(例如对物料进行升温、降温、保温)，所述搅拌釜10外设置有盘管50或夹套，所述盘管50或夹套内通有热交换介质。此外，为加强对物料的温度控制效果，同时减小物料在搅拌釜径向的温度梯度，所述中心搅拌机构20可以包括中空结构，所述中空结构内通有热交换介质。具体的，如图4所示，中心搅拌机构20包括两根螺带式搅拌桨21，螺带式搅拌桨21的桨叶为中空结构，热交换介质从其中一根螺带式搅拌桨21的桨叶的上端通入桨叶的中空结构，从上至下流经该螺带式搅拌桨后，在中心搅拌机构20的下方进入另一根螺带式搅拌桨21的桨叶，再从下至上流经该螺带式搅拌桨后流出中心搅拌机构20(热交换介质的流动路线如图4中箭头所示)，实现热交换。在图示的优选实施方式中，可以同时通过盘管50和中空结构内的热交换介质对搅拌釜10内的物料提供温度控制，两处同时进行热交换可以减小物料在搅拌釜径向的温度梯度，使得物料在热交换过程中受热更加均匀充分，避免了为使搅拌釜中心的物料温度达到要求而使得壁面处温度加热过高而导致的焦化、结块等现象。

本申请的行星搅拌装置适于对物料进行充分搅拌，尤其适于黏度较大的物料，例如黏度μ<500Pa·s，优选地μ<200Pa·s。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。本申请包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种行星搅拌装置，其特征在于，所述行星搅拌装置包括搅拌釜(10)、设置在所述搅拌釜(10)的中心的中心搅拌机构(20)和围绕所述中心搅拌机构(20)设置的多个行星搅拌机构(30)，所述中心搅拌机构(20)设置为能够沿所述搅拌釜(10)的轴线方向推动物料，每个所述行星搅拌机构(30)设置为能够在沿所述搅拌釜(10)的轴线方向的端部向物料提供沿与所述中心搅拌机构(20)的推动方向相反的方向的作用力。

2.根据权利要求1所述的行星搅拌装置，其特征在于，所述行星搅拌机构(30)包括行星轴(31)和间隔设置在所述行星轴(31)上的行星搅拌桨(32)。

3.根据权利要求2所述的行星搅拌装置，其特征在于，所述行星搅拌机构(30)中沿所述搅拌釜(10)的轴线方向的端部的行星搅拌桨(32)为轴向流式搅拌桨或混合流式搅拌桨，所述行星搅拌机构(30)中除沿所述搅拌釜(10)的轴线方向的端部之外的行星搅拌桨(32)为径向流式搅拌桨。

4.根据权利要求2或3所述的行星搅拌装置，其特征在于，所述行星搅拌装置包括沿所述搅拌釜(10)的内壁转动以刮除附着在所述内壁上的物料的刮板机构(40)。

5.根据权利要求4所述的行星搅拌装置，其特征在于，所述刮板机构(40)包括围绕所述搅拌釜(10)的中心转动的安装板(41)和弹性地安装于所述安装板(41)以贴合所述内壁移动的刮板(42)。

6.根据权利要求5所述的行星搅拌装置，其特征在于，所述刮板(42)铰接于所述安装板(41)，所述安装板(41)和所述刮板(42)之间设置有弹簧(43)，以将所述刮板(42)抵压于所述内壁。

7.根据权利要求4所述的行星搅拌装置，其特征在于，所述行星搅拌机构(30)设置为能够绕所述搅拌釜(10)的中心公转，所述行星搅拌机构(30)的公转方向和所述刮板机构(40)的转动方向一致。

8.根据权利要求7所述的行星搅拌装置，其特征在于，每个所述行星搅拌机构(30)对应设置有一个所述刮板机构(40)，所述刮板机构(40)的转动速度与对应的所述行星搅拌机构(30)的公转速度相同，且所述刮板机构(40)刮除的物料能够通过对应的所述行星搅拌机构(30)甩向所述搅拌釜(10)的中部。

9.根据权利要求1所述的行星搅拌装置，其特征在于，所述中心搅拌机构(20)包括螺带式搅拌桨(21)，和/或，所述中心搅拌机构(20)包括中空结构，所述中空结构内通有热交换介质。

10.根据权利要求1所述的行星搅拌装置，其特征在于，所述搅拌釜(10)外设置有盘管(50)或夹套，所述盘管(50)或夹套内通有热交换介质。

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