CN116251505A - 共轴反转式行星桨与顶部供气相结合的强化混合装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了共轴反转式行星桨与顶部供气相结合的强化混合装置，其包括中空气杆、六直叶桨叶、下压式推进桨叶、搅拌槽、固定式齿轮座、换向锥齿轮箱、直角动力转向齿轮箱、锥型通气嘴、轴承。减速电机横向的动能输出通过直角动力转向齿轮箱变为纵向，使得中空气杆旋转，动能继而依靠锥齿轮换向齿轮箱到达两侧六直叶涡轮桨，桨叶旋转的同时，气体通过锥型通气嘴到达气管末端，实现机械搅拌与气体顶吹的完美结合。本发明的优点是，通过一个电机，利用齿轮机械式传递能量完成多轴多桨异向自转的同时保持公转运动强化对流，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。
Description
技术领域
本发明属于机械搅拌设备领域，具体涉及机械搅拌与气液混合相结合强化混合装置。
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
本发明所要解决的技术问题是提供共轴反转式行星桨与顶部供气相结合的强化混合装置，能有效防止孤立混合区发生，强化混沌混合的机械搅拌与气液混合相结合。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
共轴反转式行星桨与顶部供气相结合的强化混合装置，其包括中空气杆、六直叶桨叶、下压式推进桨叶、搅拌槽、固定式齿轮座、转动式换向锥齿轮箱、直角动力转向齿轮箱、锥型通气嘴、轴承。减速电机横向的动能输出通过直角动力转向齿轮箱变为纵向，使得中空气杆旋转，动能继而依靠锥齿轮换向齿轮箱到达两侧六直叶涡轮桨，桨叶旋转的同时，气体通过锥型通气嘴到达气管末端，实现机械搅拌与气体顶吹的完美结合。
上述中空气杆通过直角动力转向齿轮箱实现顶吹气枪与动力传动轴两种功能的统一。
上述中空气杆通过与轴承接触，外套一个锥型通气嘴，使得自身旋转的同时不影响进气。
上述中空气杆通过转动式换向齿轮箱使得两侧搅拌轴一个顺时针转动，另一个逆时针转动。
上述两侧搅拌轴异向自转的同时，依靠固定式齿轮座与转动式换向锥齿轮箱组成的共轴反转设计，实现公转运动。
本发明的优点是：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。此装置机械转动与气体喷吹相结合，通过一个电机，利用齿轮机械式传递能量使得多轴多桨异向自转的同时保持公转运动来强化对流，同时实现动力轴气管喷气完成气液耦合，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。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明的具体结构示意图；
图2是本发明的三视图。
其中，1、减速电机，2、直角动力转向齿轮箱，3、固定式齿轮座，4、转动式换向锥齿轮箱，5、中空气杆，6、下压式推进桨，7、六直叶涡轮桨，8、搅拌槽，9、锥型通气嘴，10、轴承，11、1号锥齿轮，12、2号锥齿轮，13、3号锥齿轮，14、滚轮，15、左侧搅拌轴、16、右侧搅拌轴。
具体实施方式
如图1所示,在机械搅拌方面，减速电机1的输出轴与直角动力转向齿轮箱2相连，将横向的动力转化为竖直向下，使得中空气杆5实现顺时针旋转。在固定式齿轮座3内部，1号锥齿轮11与中心气杆5相对固定，动力经1号锥齿轮11借助两侧固定的锥齿轮到达2号锥齿轮12。2号锥齿轮12与转动式换向锥齿轮箱4固定，其中间掏空配合轴承使得中心气杆5与转动式换向锥齿轮箱4整体实现异轴共转，借助滚轮14，多根搅拌轴整体上实现逆时针公转运动。在转动式换向锥齿轮箱4内部，3号锥齿轮13也与中心气杆5固定，借由多个锥齿轮的啮合与轴承的配合，动力得以传至左右两侧搅拌轴发生自转运动，此时4号锥齿轮17位于转动式换向锥齿轮箱4靠近中心一侧，两搅拌轴自转方向与中心气杆5一致，均为顺时针方向，当4号锥齿轮17位于外侧时，右侧搅拌轴16自转方向变为逆时针。
在顶吹方面，上方设置一个锥型通气嘴9，在保证中心气杆5旋转的同时，使得气体从外部设备顺利进入搅拌槽8内部，在下压式推进桨6的顺时针转动配合下，气体形成气泡得以进一步朝底部运动，气泡达到六直叶涡轮桨7的水平面时，受到横向的剪切力作用，从而向两侧分散，使得混合更充分。
此共轴反转式行星桨与顶部供气相结合的强化混合装置利用共轴反转实现了行星桨的运动，平衡掉了单向转动偏转力矩，功率传递效率更高。两侧搅拌轴在公转的同时可以保持相反的自转方向，配合多个轴流式与径流式桨叶进一步强化对流传质，克服了传统搅拌无法扰动全局的缺点。同时顶部供气借助机械机构也克服了气泡下潜深度不够的问题，整体上通过破坏系统的周期性和对称性，实现了混沌混合，使得搅拌效率和质量明显提高，完成节能减排的目标。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
本领域技术人员不难理解，本发明包括上述说明书的发明内容和具体实施方式部分以及附图所示出的各部分的任意组合，限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (5)
1.本发明公开了共轴反转式行星桨与顶部供气相结合的强化混合装置，其包括中空气杆、六直叶桨叶、下压式推进桨叶、搅拌槽、固定式齿轮座、转动式换向锥齿轮箱、直角动力转向齿轮箱、锥型通气嘴、轴承。减速电机横向的动能输出通过直角动力转向齿轮箱变为纵向，使得中空气杆旋转，动能继而依靠锥齿轮换向齿轮箱到达两侧六直叶涡轮桨，桨叶旋转的同时，气体通过锥型通气嘴到达气管末端，实现机械搅拌与气体顶吹的完美结合。
2.根据权利要求1所述的共轴反转式行星桨与顶部供气相结合的强化混合装置，其特征是：中空气杆通过直角动力转向齿轮箱实现顶部供气与动力传动两种功能的统一。
3.根据权利要求1所述的共轴反转式行星桨与顶部供气相结合的强化混合装置，其特征是：中空气杆通过与轴承接触，外套一个锥型通气嘴，使得自身旋转的同时不影响进气。
4.根据权利要求1所述的共轴反转式行星桨与顶部供气相结合的强化混合装置，其特征是：中空气杆通过锥齿轮换向齿轮箱使得两侧搅拌轴一个顺时针转动，另一个逆时针转动，强化对流。
5.根据权利要求1所述的共轴反转式行星桨与顶部供气相结合的强化混合装置，其特征是：两侧搅拌轴异向自转的同时，依靠固定式齿轮座与换向锥齿轮箱组成的共轴反转设计，实现公转运动。
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