CN118001959A - 一种机电一体化原料混合系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混合系统技术领域，公开了一种机电一体化原料混合系统，包括混合桶，设置于混合桶顶部的顶盖，设置于顶盖顶部的加料管、补料管、观察口，还包括混合单元，混合单元包括设置于顶盖顶部的安装板，设置于安装板顶部的驱动组件，设置于安装板底部的转动主轴，设置于转动主轴外侧的环套。该机电一体化原料混合系统，通过设置桨叶来混合原料，转动主轴带动桨叶转动时，桨叶将上方原料向下方推送，如此使原料产生上下对流，从而促进分层后原料的混合，改善混合效果，使原料混合的更加均匀，混合所需时间减少，同时在桨叶的外侧设置外罩，为被桨叶推送的液流提供稳定通道，使其液流更加稳定强劲，混合效果更好。

Description

一种机电一体化原料混合系统

技术领域

本发明涉及混合系统技术领域，尤其涉及一种机电一体化原料混合系统。

背景技术

在工业生产中，原料混合是一种基础工艺，随着工业化进程的加速和生产工艺的不断提高，对于原料混合的要求也越来越高；传统的原料混合方式可能存在效率低下、混合不均匀、精度难以控制等问题；为了满足现代工业对高质量、高效率生产的需求，机电一体化原料混合系统应运而生。

机电一体化技术结合了机械、电子、控制和计算机等多个领域的知识，为原料混合系统带来了革命性的改进；通过将机械结构与电子控制系统相结合，可以实现更精确的计量、更高效的混合和更灵活的控制。

在专利公告号为CN114713123B的专利中公开了一种机电一体化原料混合系统，包括固体进料模块、紧固模块、搅拌桶、搅拌模块和液体进料模块，其中固体进料模块和液体进料模块均是用于向搅拌桶内输送原料。该发明所述系统能够自动化向搅拌桶内输送原料并进行搅拌，通过紧固模块，能够很好地对搅拌桶进行固定，有效地防止了在搅拌时搅拌桶发生晃动情况的发生。

现有技术存在以下缺陷：

由于参与混合的原料多种多样，当有两种原料的材料密度相差较大时，这些原料会出现明显分层的情况，一部分沉淀在下方，一部分漂浮在上方，如此在进行常规的搅拌混合时，最上方和最下方的原料不易混合到一起，可能会出现原料混合不充分和混合所需时间过长的问题。

发明内容

鉴于现有技术存在原料混合不重复和混合所需时间过长的问题，提出了一种机电一体化原料混合系统。

本申请提供了一种机电一体化原料混合系统，其目的在于：提高混合效率，改善混合质量。

本发明的技术方案为：一种机电一体化原料混合系统，包括混合桶，设置于混合桶顶部的顶盖，设置于顶盖顶部的加料管、补料管、观察口，还包括混合单元，混合单元包括设置于顶盖顶部的安装板，设置于安装板顶部的驱动组件，设置于安装板底部的转动主轴，设置于转动主轴外侧的环套，设置于环套外侧的桨叶，设置于安装板底部的导向杆，设置于导向杆外侧的外罩，设置于外罩表面的漏孔；

所述转动主轴和导向杆均延伸至安装板的上方，桨叶以转动主轴为中心呈环形阵列分布。

进一步地，所述驱动组件包括设置于安装板顶部的外壳罩，设置于外壳罩顶部的搅拌电机，设置于搅拌电机底部的搅拌驱动齿轮，设置于转动主轴顶部的搅拌从动齿轮；

所述搅拌驱动齿轮与搅拌从动齿轮啮合，搅拌驱动齿轮与搅拌从动齿轮均位于外壳罩内。

进一步地，所述混合单元还包括设置于转动主轴与外罩之间的辅助移动组件，辅助移动组件包括设置于转动主轴外侧的导向滑槽，设置于环套内侧的导向滑块，设置于外罩外侧的转动套，设置于转动套外侧的固定栓；

所述外罩分为上下两部分，且通过转动套将其上下连接，转动套与外罩转动连接，固定栓贯穿至桨叶内，导向滑块滑动连接于导向滑槽内。

进一步地，所述外罩采用两端直径大，中间直径小的设计。

进一步地，所述驱动组件还包括设置于外壳罩顶部的位移电机，设置于位移电机底部的位移驱动齿轮，设置于导向杆顶部的位移从动齿轮；

所述导向杆以转动主轴为中心呈环形阵列分布，且其中一根导向杆的外侧设置螺纹槽，位移驱动齿轮与位移从动齿轮啮合。

进一步地，所述混合单元还包括设置于转动主轴和环套之间的调节组件，调节组件包括设置于转动主轴外侧的调节滑槽，设置于调节滑槽内部的调节齿牙，设置于环套内侧的贯穿孔，设置于贯穿孔内部的贯穿轴，设置于贯穿轴外侧的调节齿轮；

所述贯穿孔与调节滑槽位置对应，贯穿轴与桨叶固定连接，贯穿轴延伸至调节滑槽内。

进一步地，所述调节组件包括设置于调节滑槽内部的调节凸块，设置于贯穿孔内侧开口处的插槽，设置于贯穿孔外侧开口处的固定槽，设置于插槽内部的滑动套，设置于滑动套和插槽内壁之间的复位弹簧；

所述滑动套与贯穿轴转动连接，固定槽呈X形，桨叶插接于固定槽内。

进一步地，所述调节齿牙位于混合桶中心点的上方，桨叶采用倾斜设置，且倾斜方向为转动主轴的转动方向。

进一步地，所述混合桶的内部设置一组激光密度计。

本发明的有益效果：

1、通过设置桨叶来混合原料，转动主轴带动桨叶转动时，桨叶将上方原料向下方推送，如此使原料产生上下对流，从而促进分层后原料的混合，改善混合效果，使原料混合的更加均匀，混合所需时间减少，同时在桨叶的外侧设置外罩，为被桨叶推送的液流提供稳定通道，使其液流更加稳定强劲，混合效果更好，同时漏孔可以让部分液流从外罩四周进入，也可以从外罩四周流出，使混合更加全面，进一步减少混合所需时间。

2、通过设置辅助移动组件，混合前，根据不同原料的比例，通过带有螺纹槽的导向杆控制外罩移动，桨叶和外罩同步移动到两种原料的交接处，随后开始混合，将量少的一种原料推送入量多的一种原料中，如此促进了两种原料的混合，使其混合效果更好，混合效率进一步提高。

3、通过设置调节组件，当漂浮在上的原料少时，环套和桨叶上移，这过程中调节齿轮与外壳罩接触，贯穿轴带动桨叶转动，使桨叶向转动主轴转动方向倾斜，此时的桨叶将原料向下推送，当沉淀在下的原料少时，环套和桨叶下移，贯穿轴带动桨叶转动，使桨叶向转动主轴转动的反方向倾斜，此时的桨叶将原料向上推送，如此始终将量少的一种原料推送入量多的一种原料中，使设备适应范围更大，应用领域更广，功能更加全面。

4、通过设置X型的固定槽，桨叶安装于固定槽内，如此桨叶转动时的阻力可以传递到环套上，使桨叶的倾斜状态始终保持稳定，不会出现偏转或晃动，而调节时，桨叶会先离开固定槽，完成偏转后再回到固定槽内，使桨叶调节过程简单、顺畅。

5、通过在混合桶的内部设置一组激光密度计，用于检测混合桶内不同高度原料的密度，并根据这些数据了解原料的分布、混合情况，从而进行针对性调节。

附图说明

图1为本发明机电一体化原料混合系统的立体图；

图2为本发明俯视图；

图3为本发明主视图；

图4为本发明图2中A-A处剖视图；

图5为本发明图3中B-B处剖视图；

图6为本发明外罩俯视图；

图7为本发明顶盖上方示意图；

图8为本发明安装板下方示意图；

图9为本发明外罩内部示意图；

图10为本发明环套示意图；

图11为本发明图10局部放大图；

图12为本发明环套内部示意图；

图13为本发明环套内部拆解图。

图中：

1、混合桶；2、顶盖；3、加料管；4、补料管；5、观察口；6、安装板；7、驱动组件；8、转动主轴；9、环套；10、桨叶；11、导向杆；12、外罩；13、漏孔；14、搅拌电机；15、搅拌驱动齿轮；16、搅拌从动齿轮；17、位移电机；18、位移驱动齿轮；19、位移从动齿轮；20、外壳罩；21、辅助移动组件；22、导向滑槽；23、导向滑块；24、转动套；25、固定栓；26、调节组件；27、调节滑槽；28、调节凸块；29、调节齿牙；30、贯穿孔；31、贯穿轴；32、调节齿轮；33、插槽；34、滑动套；35、复位弹簧；36、固定槽。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作详细的说明。

实施例1，参照图1-图13，为本发明第一个实施例，提供了一种机电一体化原料混合系统，包括混合桶1，设置于混合桶1顶部的顶盖2，设置于顶盖2顶部的加料管3、补料管4、观察口5，还包括混合单元，混合单元包括设置于顶盖2顶部的安装板6，设置于安装板6顶部的驱动组件7，设置于安装板6底部的转动主轴8，设置于转动主轴8外侧的环套9，设置于环套9外侧的桨叶10，设置于安装板6底部的导向杆11，设置于导向杆11外侧的外罩12，设置于外罩12表面的漏孔13，驱动组件7包括设置于安装板6顶部的外壳罩20，设置于外壳罩20顶部的搅拌电机14，设置于搅拌电机14底部的搅拌驱动齿轮15，设置于转动主轴8顶部的搅拌从动齿轮16。

具体地，混合桶1和顶盖2通过螺栓固定，加料管3和补料管4一体焊接于顶盖2上，观察口5与顶盖2转动连接，顶盖2的顶部开设有与安装板6对应的开口，安装板6通过螺栓固定安装于开口内，驱动组件7为转动主轴8和导向杆11提供动力，转动主轴8和导向杆11均延伸至安装板6的上方，桨叶10以转动主轴8为中心呈环形阵列分布，外罩12套设于桨叶10的外侧，漏孔13均匀分布于外罩12外侧，搅拌驱动齿轮15与搅拌从动齿轮16啮合，搅拌驱动齿轮15与搅拌从动齿轮16均位于外壳罩20内，起到保护作用，外壳罩20通过螺栓与安装板6固定，搅拌电机14通过螺栓与外壳罩20固定，搅拌驱动齿轮15套接于搅拌电机14输出轴上，搅拌从动齿轮16套接于转动主轴8顶部。

通过设置桨叶10来混合原料，转动主轴8带动桨叶10转动时，桨叶10将上方原料向下方推送，如此使原料产生上下对流，从而促进分层后原料的混合，改善混合效果，使原料混合的更加均匀，混合所需时间减少，同时在桨叶10的外侧设置外罩12，为被桨叶10推送的液流提供稳定通道，使其液流更加稳定强劲，混合效果更好，同时漏孔13可以让部分液流从外罩12四周进入，也可以从外罩12四周流出，使混合更加全面，进一步减少混合所需时间。

进一步地，混合单元还包括设置于转动主轴8与外罩12之间的辅助移动组件21，辅助移动组件21包括设置于转动主轴8外侧的导向滑槽22，设置于环套9内侧的导向滑块23，设置于外罩12外侧的转动套24，设置于转动套24外侧的固定栓25，驱动组件7还包括设置于外壳罩20顶部的位移电机17，设置于位移电机17底部的位移驱动齿轮18，设置于导向杆11顶部的位移从动齿轮19。

具体地，外罩12与导向杆11滑动连接，外罩12分为上下两部分，且通过转动套24将其上下连接，转动套24与外罩12转动连接，固定栓25贯穿至桨叶10内，固定栓25与转动套24螺纹连接，固定栓25与桨叶10转动连接，导向滑块23滑动连接于导向滑槽22内，环套9滑动套接于转动主轴8的外侧，导向滑槽22的长度为转动主轴8长度的十分之七，导向杆11以转动主轴8为中心呈环形阵列分布，且其中一根导向杆11的外侧设置螺纹槽，外罩12与导向杆11的连接处设置配合滑块，配合滑块延伸至螺纹槽内，位移电机17通过螺栓与外壳罩20固定，位移驱动齿轮18套接于位移电机17输出轴上，位移从动齿轮19套接于导向杆11顶部，位移驱动齿轮18与位移从动齿轮19啮合。

通过设置辅助移动组件21，混合前，根据不同原料的比例，通过带有螺纹槽的导向杆11控制外罩12移动，桨叶10和外罩12同步移动到两种原料的交接处，随后开始混合，将量少的一种原料推送入量多的一种原料中，如此促进了两种原料的混合，使其混合效果更好，混合效率进一步提高。

具体地，外罩12采用两端直径大，中间直径小的设计，如此可以方便液流从外罩12内流过，使混合过程更加快速、顺畅。

具体地，混合桶1的内部设置一组激光密度计，激光密度计一组有10个，并从上到下等距分布于混合桶1内，用于检测混合桶1内不同高度原料的密度，并根据这些数据了解原料的分布、混合情况，从而进行针对性调节。

实施例2，参照图9-图13，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：混合单元还包括设置于转动主轴8和环套9之间的调节组件26，调节组件26包括设置于转动主轴8外侧的调节滑槽27，设置于调节滑槽27内部的调节齿牙29，设置于环套9内侧的贯穿孔30，设置于贯穿孔30内部的贯穿轴31，设置于贯穿轴31外侧的调节齿轮32。

具体地，调节滑槽27的数量与桨叶10相同，调节滑槽27的长度与导向滑槽22相同，贯穿孔30内外贯穿环套9，贯穿孔30与调节滑槽27位置对应，贯穿轴31与桨叶10固定连接，贯穿轴31延伸至调节滑槽27内，贯穿轴31延伸入调节滑槽27的一端设置有圆弧面。

通过设置调节组件26，当漂浮在上的原料少时，环套9和桨叶10上移，这过程中调节齿轮32与外壳罩20接触，贯穿轴31带动桨叶10转动，使桨叶10向转动主轴8转动方向倾斜，此时的桨叶10将原料向下推送，当沉淀在下的原料少时，环套9和桨叶10下移，贯穿轴31带动桨叶10转动，使桨叶10向转动主轴8转动的反方向倾斜，此时的桨叶10将原料向上推送，如此始终将量少的一种原料推送入量多的一种原料中，使设备适应范围更大，应用领域更广，功能更加全面。

调节组件26包括设置于调节滑槽27内部的调节凸块28，设置于贯穿孔30内侧开口处的插槽33，设置于贯穿孔30外侧开口处的固定槽36，设置于插槽33内部的滑动套34，设置于滑动套34和插槽33内壁之间的复位弹簧35。

具体地，调节齿轮32与调节齿牙29错位设置，且两者之间的距离与调节凸块28的凸起幅度相同，滑动套34与贯穿轴31转动连接，滑动套34滑动连接于插槽33内，固定槽36呈X形，桨叶10插接于固定槽36内，固定槽36的深度与调节凸块28的凸起幅度相同，调节凸块28的上下两端设置倾斜坡度段，中间设置竖直平缓段，调节齿牙29的分布位置与调节凸块28的竖直平缓段对应，调节齿牙29位于混合桶1中心点的上方，桨叶10采用倾斜设置，且倾斜方向为转动主轴8的转动方向。

通过设置X型的固定槽36，桨叶10安装于固定槽36内，如此桨叶10转动时的阻力可以传递到环套9上，使桨叶10的倾斜状态始终保持稳定，不会出现偏转或晃动，而调节时，桨叶10会先离开固定槽36，完成偏转后再回到固定槽36内，使桨叶10调节过程简单、顺畅。

综合实施例1-2，本发明一种机电一体化原料混合系统的工作原理如下：

通过加料管3将原料加入混合桶1内，激光密度计对混合桶1内原料进行检测，获取原料的分布数据，启动位移电机17。

当漂浮在上的原料少时，位移电机17通过位移驱动齿轮18带动位移从动齿轮19转动，位移从动齿轮19带动导向杆11转动，导向杆11转动过程中，通过螺纹槽使外罩12顺着导向杆11向上移动，外罩12通过固定栓25带动桨叶10和环套9同步移动，环套9顺着转动主轴8向上滑动，这过程导向滑块23于导向滑槽22内滑动，贯穿轴31于调节滑槽27内滑动，当贯穿轴31与调节凸块28接触时，被其两端的斜坡段向调节滑槽27外侧推送，贯穿轴31移动过程中带动滑动套34压缩复位弹簧35，同时将桨叶10向固定槽36外推送，当贯穿轴31移动到调节凸块28的竖直平缓段时，调节齿轮32正好与调节齿牙29啮合，桨叶10也移动到固定槽36外侧，随着环套9的继续移动，调节齿轮32在调节齿牙29上滚动，贯穿轴31在滑动套34内转动，带动桨叶10调整倾斜状态，使桨叶10向转动主轴8转动方向倾斜，随着环套9运动，贯穿轴31离开调节凸块28后，复位弹簧35推送滑动套34复位，贯穿轴31向调节滑槽27深处移动，调节齿轮32与调节齿牙29错位，桨叶10也重新回到固定槽36内。

当桨叶10和外罩12移动到原料交接处时，位移电机17停止工作，搅拌电机14开启，搅拌电机14通过搅拌驱动齿轮15带动搅拌从动齿轮16转动，搅拌从动齿轮16带动转动主轴8转动，环套9和桨叶10跟随转动主轴8同步转动，将原料从上向下推送，量少的原料从外罩12的上方和四周的漏孔13流入外罩12内，经过桨叶10通过从外罩12的下方和四周的漏孔13流出，冲击入量多的原料中。

当沉淀在下的原料少时，位移电机17通过位移驱动齿轮18带动位移从动齿轮19转动，位移从动齿轮19带动导向杆11转动，使外罩12顺着导向杆11向下移动，环套9顺着转动主轴8向下滑动。

这过程导向滑块23于导向滑槽22内滑动，贯穿轴31于调节滑槽27内滑动，当贯穿轴31再次与调节凸块28接触时，被其两端的斜坡段向调节滑槽27外侧推送，将桨叶10向固定槽36外推送，当贯穿轴31移动到调节凸块28的竖直平缓段时，调节齿轮32再次与调节齿牙29啮合，桨叶10也移动到固定槽36外侧，随着环套9的继续移动，调节齿轮32在调节齿牙29上滚动，贯穿轴31在滑动套34内转动，带动桨叶10调整倾斜状态，桨叶10向转动主轴8转动的反方向倾斜，随后同上述过程各部件复位，启动搅拌电机14，转动主轴8带动环套9和桨叶10转动，将原料从下向上推送，量少的原料冲击入量多的原料中。

激光密度计实时反馈混合桶1内原料的分布情况，当出现激光密度计之间数值差超过10%的情况时，搅拌电机14停止，位移电机17启动，调整外罩12和桨叶10的位置，继续混合，当出现激光密度计之间数值差小于2%的情况时，则关停设备，完成混合工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种机电一体化原料混合系统，包括混合桶（1），设置于混合桶（1）顶部的顶盖（2），设置于顶盖（2）顶部的加料管（3）、补料管（4）、观察口（5），其特征在于：还包括混合单元，混合单元包括设置于顶盖（2）顶部的安装板（6），设置于安装板（6）顶部的驱动组件（7），设置于安装板（6）底部的转动主轴（8），设置于转动主轴（8）外侧的环套（9），设置于环套（9）外侧的桨叶（10），设置于安装板（6）底部的导向杆（11），设置于导向杆（11）外侧的外罩（12），设置于外罩（12）表面的漏孔（13）；

所述混合单元还包括设置于转动主轴（8）与外罩（12）之间的辅助移动组件（21），辅助移动组件（21）包括设置于转动主轴（8）外侧的导向滑槽（22），设置于环套（9）内侧的导向滑块（23），设置于外罩（12）外侧的转动套（24），设置于转动套（24）外侧的固定栓（25）；

所述混合单元还包括设置于转动主轴（8）和环套（9）之间的调节组件（26），调节组件（26）包括设置于转动主轴（8）外侧的调节滑槽（27），设置于调节滑槽（27）内部的调节齿牙（29），设置于环套（9）内侧的贯穿孔（30），设置于贯穿孔（30）内部的贯穿轴（31），设置于贯穿轴（31）外侧的调节齿轮（32）；

所述转动主轴（8）和导向杆（11）均延伸至安装板（6）的上方，桨叶（10）以转动主轴（8）为中心呈环形阵列分布，所述外罩（12）分为上下两部分，且通过转动套（24）将其上下连接，转动套（24）与外罩（12）转动连接，固定栓（25）贯穿至桨叶（10）内，导向滑块（23）滑动连接于导向滑槽（22）内，所述贯穿孔（30）与调节滑槽（27）位置对应，贯穿轴（31）与桨叶（10）固定连接，贯穿轴（31）延伸至调节滑槽（27）内。

2.根据权利要求1所述的机电一体化原料混合系统，其特征在于：所述驱动组件（7）包括设置于安装板（6）顶部的外壳罩（20），设置于外壳罩（20）顶部的搅拌电机（14），设置于搅拌电机（14）底部的搅拌驱动齿轮（15），设置于转动主轴（8）顶部的搅拌从动齿轮（16）；

所述搅拌驱动齿轮（15）与搅拌从动齿轮（16）啮合，搅拌驱动齿轮（15）与搅拌从动齿轮（16）均位于外壳罩（20）内。

3.根据权利要求2所述的机电一体化原料混合系统，其特征在于：所述外罩（12）采用两端直径大，中间直径小的设计。

4.根据权利要求3所述的机电一体化原料混合系统，其特征在于：所述驱动组件（7）还包括设置于外壳罩（20）顶部的位移电机（17），设置于位移电机（17）底部的位移驱动齿轮（18），设置于导向杆（11）顶部的位移从动齿轮（19）；

所述导向杆（11）以转动主轴（8）为中心呈环形阵列分布，且其中一根导向杆（11）的外侧设置螺纹槽，位移驱动齿轮（18）与位移从动齿轮（19）啮合。

5.根据权利要求4所述的机电一体化原料混合系统，其特征在于：所述调节组件（26）包括设置于调节滑槽（27）内部的调节凸块（28），设置于贯穿孔（30）内侧开口处的插槽（33），设置于贯穿孔（30）外侧开口处的固定槽（36），设置于插槽（33）内部的滑动套（34），设置于滑动套（34）和插槽（33）内壁之间的复位弹簧（35）；

所述滑动套（34）与贯穿轴（31）转动连接，固定槽（36）呈X形，桨叶（10）插接于固定槽（36）内。

6.根据权利要求5所述的机电一体化原料混合系统，其特征在于：所述调节齿牙（29）位于混合桶（1）中心点的上方，桨叶（10）采用倾斜设置，且倾斜方向为转动主轴（8）的转动方向。

7.根据权利要求6所述的机电一体化原料混合系统，其特征在于：所述混合桶（1）的内部设置一组激光密度计。