CN201410374Y - 框架行星螺带式搅拌釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种框架行星螺带式搅拌釜。该搅拌釜具有釜体、框架行星搅拌器和框架行星搅拌器驱动装置，其特征是框架行星搅拌器具有框架体、齿轮传动结构、第一螺带、第二螺带、第一行星轴和第二行星轴，第一行星轴和第二行星轴平行活动设置在框架体上，第一行星轴和第二行星轴通过齿轮传动结构与框架行星搅拌器驱动装置传动连接，第一螺带从第一行星轴一端沿第一行星轴中轴围绕第一行星轴螺旋延伸至第一行星轴另一端，第一螺带与第一行星轴之间通过连接件固定连接，第二螺带从第二行星轴一端沿第二行星轴中轴围绕第二行星轴螺旋延伸至第二行星轴另一端，第二螺带与第二行星轴之间通过连接件固定连接。

Description

框架行星螺带式搅拌釜

技术领域

本实用新型涉及一种化学反应装置，尤其是一种框架行星螺带式搅拌釜。

背景技术

现有的具有框架式搅拌器的搅拌罐通常也称为反应釜或搅拌釜，广泛用于润滑脂生产的过程中，尤其在皂化反应的过程中。参加反应的物料从搅拌流体力学的的角度来看，是一个比较复杂的多变的状态。它首先是牛顿体，继而又是非牛顿体。既是两相流体，当皂化反应升温溶化后，它又是单相流体，且温度是变化的，因而流体的稠度也在发生变化。对于这种多变的流体，目前的皂化釜的搅拌器采用了框桨搅拌和推进式搅拌两种形式。这两种搅拌器各有其优缺点。框桨式搅拌器(如双向搅拌、行星搅拌)属低速搅拌器，适用于高稠度的非牛顿体的物料，缺点是不能使物料在釜内做上下循环的体积流动。推进式搅拌器属高速搅拌器(如接触器)，适用于稠度较低的牛顿体的物料。不适用于稠度较大，粘度大的物料。虽然目前生产润滑脂时用接触器制皂，但其消耗的电功率是非常大的，同一容积的皂化釜、接触器(推进式搅拌)所用电功率比一般压力皂化釜(框桨式搅拌)所用的电机大一倍以上。尤其在生产复合锂时，稠度较大的复合锂接触器几乎不能胜任，其原因就是其搅拌器是推进式搅拌。

为了解决这个问题，近年出现了一种现代压力皂化釜(详见《现代压力皂化釜》一文)，该皂化釜的搅拌器是是两种搅拌器的结合，即上部为框桨式搅拌，下部为推进式搅拌，这种上下结合的搅拌器实质上是接触器与压力皂化釜的结合，它汲取了两者的优点，使皂化反应的搅拌器更为完善。几年来的生产实践也证明了这一点，许多厂家反应用现代压力釜生产复合锂是比较方便的。但是通过技术人员对现代压力釜做大量的使用效果调查之后发现，该皂化釜仍然存在一些不完善的地方，尤其对生产特浓稠的润滑脂时这种不完善表现得较为明显。现有有些皂化釜下置了推进式搅拌，由于其高速运转，使釜底部以及中部产生了物料的上下循环流动，但由于上部的框架较高，而框架上的桨叶转动较为缓慢，使得釜上部的物料不能向釜底部流动，或不能完全地向下部流动，这一缺陷在釜体比较高，釜体直径比较小时尤为明显。产生这一缺陷的主要原因是搅拌轴上的桨叶为折叶式的搅拌桨。其向下推动的能力是有限的，即其不能非常有效地将物料推向下部，从而不能形成整个釜内物料的上下大循环。虽然整釜的物料大部分形成了流动，但不是全部的流动，也就是说存在循环流动的盲区(是流动的盲区，而不是搅拌的盲区)从而导致粘稠物料反应慢和部分物料反应不完全的弊病。因此，现有框架式搅拌釜存在缺陷，需要进行改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是在现有框架式搅拌釜的结构上进行改进，提供一种能使粘稠物料反应迅速和反应完全的框架行星螺带式搅拌釜。

本实用新型的框架行星螺带式搅拌釜具有釜体、框架行星搅拌器和框架行星搅拌器驱动装置，所述框架行星搅拌器位于釜体内并由釜体支承，所述框架行星搅拌器和框架行星搅拌器驱动装置传动连接，其特征是所述框架行星搅拌器具有框架体、齿轮传动结构、第一螺带、第二螺带、第一行星轴和第二行星轴，所述第一行星轴和第二行星轴平行活动设置在框架体上，所述第一行星轴和第二行星轴通过齿轮传动结构与框架行星搅拌器驱动装置传动连接，所述第一螺带从第一行星轴一端沿第一行星轴中轴围绕第一行星轴螺旋延伸至第一行星轴另一端，所述第一螺带与第一行星轴之间通过连接件固定连接，所述第二螺带从第二行星轴一端沿第二行星轴中轴围绕第二行星轴螺旋延伸至第二行星轴另一端，所述第二螺带与第二行星轴之间通过连接件固定连接。

本实用新型中所述的框架行星搅拌器具有的框架体是具有刮边功能的框架体。所述齿轮传动结构为现有机械领域通常使用的相互配合的传动齿轮，即框架体上的传动齿轮能将动力通过第一行星轴和第二行星轴上的传动齿轮传递给第一行星轴和第二行星轴，进而框架体旋转的同时带动第一行星轴和第二行星轴沿各自的轴心旋转。本实用新型中所述第一螺带从第一行星轴一端沿第一行星轴中轴围绕第一行星轴螺旋延伸至第一行星轴另一端，所述第一螺带与第一行星轴之间通过连接件固定连接。即是指第一螺带围绕第一行星轴螺旋盘绕并通过连接件固定在第一行星轴上，当第一行星轴转动时，螺带也被带动旋转，类似于木螺钉旋转方式，只要将粘稠物料连续推向搅拌釜底部即可。所述第二螺带从第二行星轴一端沿第二行星轴中轴围绕第二行星轴螺旋延伸至第二行星轴另一端，所述第二螺带与第二行星轴之间通过连接件固定连接，也是与上述方式相同，即在本实用新型的框架体上同时设置了两个相同的螺带，当框架体旋转时，两个螺带也同时在框架体上开始旋转，将粘稠物料连续不断的推向搅拌釜底部。现有框桨式搅拌器的桨式搅拌虽然也能产生轴向推动力，但在产生轴向推动力的同时，径向推动力和环向推动力也同时产生，并且轴向推动力并不连续，进而大部分推动力被分散不利于粘稠物料翻腾反应。相比现有框桨式搅拌器，本实用新型的框架行星螺带式搅拌釜，却能利用螺带旋转连续不断的产生轴向推动力，力量十分集中，相应分散到径向和环向的推动力被大大减少，十分适合于粘稠物料的翻腾反应，可以在不增加外部电机功率的情况下使反应釜中的粘稠物料得到充分搅拌，并且反应完全，相应还节约了电力使生产成本得到降低。

本实用新型中所述第一螺带与第一行星轴之间通过连接件固定连接，所述第二螺带与第二行星轴之间通过连接件固定连接。其连接件为现有连接钢带，所述第一螺带与第一行星轴之间通过连接钢带固定刚性连接，所述第二螺带与第二行星轴之间也通过连接钢带固定刚性连接。

本实用新型中所述釜体内还可以设置有增速齿轮机构和底部搅拌叶轮，所述底部搅拌叶轮位于釜体内底部中央部位并由釜体支承，所述框架行星搅拌器与底部搅拌叶轮通过增速齿轮机构传动连接。本实用新型中所述增速齿轮机构是利用现有机械领域通常使用的变速齿轮结构，即将框架行星搅拌器的低速旋转速度通过增速齿轮机构变速让底部搅拌叶轮快速旋转，这样一来，在本实用新型的搅拌釜内反应的粘稠物料就可以在螺带推动到釜体底部时经底部搅拌叶轮快速接力推动，进而沿釜体边缘翻腾至釜体上部，让粘稠物料反应更加充分迅速，加快了生产速度，节约了生产时间。

本实用新型的框架行星螺带式搅拌釜基本思路是：

1、螺带式搅拌器的桨叶是一条连续的带状螺旋叶面。可以看出，现有折叶式桨叶是间断的，而螺带式是连续的；虽然这两种搅拌器均属于慢速型搅拌器，但两者是有区别的，折叶式对物料的推动力是间断的，是接力形式的。第一片桨叶使物料获得了动力从而流动起来之后，若要保持这流动的速度，必须靠后面的桨叶给它第二次、第三次的推动，这样才能使得物料连续不断的流动。另外这种折叶式桨叶除了使物料产生轴向流动以外，同时还使物料产生径向流动及环向的流动。轴向流动多还是径向流动多，这完全取决于折叶所折出的角度。而螺带式搅拌器的推动叶片是一条连续的螺旋带状，它对物料的推动是连续不断的，更主要的是螺带式搅拌器所产生的流向完全是轴向的，它实质上是一带状的螺旋推进器，它使得物料做连续地向上(或向下)的轴向流动，它不使或少使物料产生径向流动和环向流动。这一特性使得螺带式搅拌器很适合较稠的物料，它使得物料在层流的状态下做上或下体积流动。两条螺带式取代了原来的折叶式的桨叶，螺带叶片的旋转中心为框架上的两根搅拌轴，其螺旋的旋向可以是左旋亦可以是右旋，但必须使得与下部三叶推进式叶轮的旋向与转向保持一致，使得螺带式叶片与推进式叶轮在运转时均产生向下的推力，如果安装方向反了，效果适得其反。另外螺带片与两根搅拌轴的连接为固定钢性连接，其连接钢带与螺带片的旋向一致，同样使其在运转时产生向下推力。当主轴驱动框架转动时，由于行星齿轮与中心固定齿轮的啮合，两根搅拌轴产生自转，此时螺带式叶片旋转起来推动物料不断向下，同时由于搅拌轴自转外，它还随着框架的转动进行公转，这就使得物料除了承受向下的推力外，同时也承受了绕釜体中心轴线的环向力，这两力的合力为一斜向釜体下部的推力，这个合成的推力在靠近釜壁侧最为明显，也最大；靠近釜体中轴线侧，螺带式叶片产生的环向力较小(线速度小)，物料轴向的流动较多；再加上釜体中轴线上是两条螺带式搅拌器的交错处，此处的物料受到两条螺带的轴向推力，于是产生更强的轴向流动，这就是技术人员在试生产中看到的釜体中心产生流动旋涡的原因所在。此时如果釜体下部的推进式叶轮启动，再加上导流筒的导引，物料就形成了一条沿釜体中轴线向下快速流动的流道，从而使得液面最上层的物料沿中心往釜底部流去，并通过导流筒的导引至釜底，再沿釜底的椭圆形曲线而向上折返，由于框架靠釜壁处没有任何阻碍物料轴向流动的物体，所以物料能通过此通道斜而向上直达釜上部(物料的液面)。至此，物料完成了一个大的循环，再进入第二次循环，如此往复便形成了物料在釜内的整体体积流动。

2、有两点需要指出，此搅拌结构，当物料较稀时，中心旋涡非常明显，流速很快。物料很稠时，流动较慢。此时若调慢电机转速，使得螺带式搅拌器转速慢下来，其效果反而更好。这是因为螺带式搅拌器为低速搅拌器，物料较稠时，其本身流动性较差，如果此时搅拌器转速过快，会产生所谓沟流，即物料随搅拌器做环形流动，不产生轴流，只有降低搅拌器转速，物料才做轴向流动。另外，用肉眼观察液面，当物料很稠时，液面看起来相对平静，没有折叶式桨叶转起来激荡，但物体仍在做上下的循环流动，只不过流动较缓而已。这是物料在层流状态下做大循环流动，而不是湍流(紊流)；湍流看起来很激荡，但它是局部的小流动，而不是整体的大流动(大循环)。

3、装有螺带式搅拌器的皂化釜的特点：皂化釜装上螺带搅拌器以后，釜内的物料实现了整釜物料的体积流动。让物料在皂化釜中能进行上下大循环，这一特点在现代压力釜中表现得较为明显，因为现代压力釜下置了底搅拌，底搅拌与框架上的螺带式搅拌形成了接力，使物料受到连续不断的推动力，从而能够上下不断周而复始的循环。这样物料的混合更加迅速，受热也较为均匀，而这些都十分有利于皂化反应的进行，从而加速了皂化反应的速度，提高了皂化反应的完全程度。需要指出的是：当皂化反应进行时，物料产生相转变，物料变稠，流动性差，此时应当适当调节上搅拌电机转速，使螺带式搅拌器在较低的速度运行，这样对推动粘稠的物料流动更为有利。当温度升高，物料变稀，流动性转好以后，可再适当调快电机转速，使物料流动加快，受热更为均匀，以更快地完成整个皂化的过程。尚须指出，当普通压力皂化釜(无底搅拌)，装上螺带式搅拌器时，共效果稍逊于现代压力皂化釜(有底搅拌)；其原因是没有底搅拌在底部给物料的第二次推动，容易在釜底部形成流动的死角，尤其在釜底中心部位更为明显。螺带式搅拌器在调合釜中的安装与皂化釜基本相同，不同的是调合釜没有底搅拌，所以容易在釜底部形成流动死角，但这个问题可以用将物料打循环的办法来解决。

4、值得一提的是，在调合釜中的物料已经成脂了，是典型的非牛顿体，流动性差，此时调节电机转速，观察釜内物料的流动状态，让螺带式搅拌器在推动效果最佳的转速下运转，使大部分物料产生上下的体积循环流动，这样就能获得最佳的混合效果，而这个效果在安装普通的折叶搅拌器调合釜是很难产生物料上下对流的。

5、本实用新型搅拌釜中的螺带式搅拌器，由于其结构本身的特点，从而能产生连续不间断的推力，将其应用于润滑脂生产中的皂化釜或调合釜，消除了循环流动的盲区，使物料能产生上下周而复始的体积流动，使物料混合更加均匀、快捷。并可根据物料的粘稠程度调节转速以适应大循环流动的需要。其优点是显而易见的。总而言之，螺带式搅拌器在润滑脂搅拌釜中的应用加强了物料，尤其是粘稠物料的循环流动，对于制脂的装备是一种进步和完善。

与前述现有同类产品相比，本实用新型的框架行星螺带式搅拌釜能使粘稠物料反应迅速和反应完全，并提高了生产速度、减小电能消耗和节约生产成本。

本实用新型的内容结合以下实施例作更进一步的说明，但本实用新型的内容不仅限于实施例中所涉及的内容。

附图说明

图1是实施例1中框架行星螺带式搅拌釜的结构示意图。

图2是实施例2中框架行星螺带式搅拌釜的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：如图1所示，本实施例中的框架行星螺带式搅拌釜具有釜体1、框架行星搅拌器2和框架行星搅拌器驱动装置3，所述框架行星搅拌器2位于釜体1内并由釜体1支承，所述框架行星搅拌器2和框架行星搅拌器驱动装置3传动连接，其特征是所述框架行星搅拌器2具有框架体4、齿轮传动结构、第一螺带5、第二螺带6、第一行星轴7和第二行星轴8，所述第一行星轴7和第二行星轴8平行活动设置在框架体4上，所述第一行星轴7和第二行星轴8通过齿轮传动结构与框架行星搅拌器驱动装置3传动连接，所述第一螺带5从第一行星轴7一端沿第一行星轴7中轴围绕第一行星轴7螺旋延伸至第一行星轴7另一端，所述第一螺带5与第一行星轴7之间通过连接件9固定连接，所述第二螺带6从第二行星轴8一端沿第二行星轴8中轴围绕第二行星轴8螺旋延伸至第二行星轴8另一端，所述第二螺带6与第二行星轴8之间通过连接件10固定连接。

本实施例中所述齿轮传动结构为现有机械领域通常使用的相互配合的传动齿轮11、12、13。

本实施例中所述的连接件9、10为现有连接钢带，所述第一螺带5与第一行星轴7之间通过连接钢带固定刚性连接，所述第二螺带6与第二行星轴8之间也通过连接钢带固定刚性连接。

本实施例中的框架行星螺带式搅拌釜工作过程与现有框架行星搅拌釜相似，此处不再赘述。

实施例2：如图2所示，本实施例与实施例1相似，所不同的是釜体1内设置有增速齿轮机构14和底部搅拌叶轮15，所述底部搅拌叶轮15位于釜体1内底部中央部位并由釜体1支承，所述框架行星搅拌器2与底部搅拌叶轮15通过增速齿轮机构14传动连接。本实施例中的增速齿轮机构14是现有机械领域通常使用的变速齿轮结构。

Claims (2)

1、一种框架行星螺带式搅拌釜，具有釜体、框架行星搅拌器和框架行星搅拌器驱动装置，所述框架行星搅拌器位于釜体内并由釜体支承，所述框架行星搅拌器和框架行星搅拌器驱动装置传动连接，其特征是所述框架行星搅拌器具有框架体、齿轮传动结构、第一螺带、第二螺带、第一行星轴和第二行星轴，所述第一行星轴和第二行星轴平行活动设置在框架体上，所述第一行星轴和第二行星轴通过齿轮传动结构与框架行星搅拌器驱动装置传动连接，所述第一螺带从第一行星轴一端沿第一行星轴中轴围绕第一行星轴螺旋延伸至第一行星轴另一端，所述第一螺带与第一行星轴之间通过连接件固定连接，所述第二螺带从第二行星轴一端沿第二行星轴中轴围绕第二行星轴螺旋延伸至第二行星轴另一端，所述第二螺带与第二行星轴之间通过连接件固定连接。

2、如权利要求1所述的框架行星螺带式搅拌釜，其特征是釜体内设置有增速齿轮机构和底部搅拌叶轮，所述底部搅拌叶轮位于釜体内底部中央部位并由釜体支承，所述框架行星搅拌器与底部搅拌叶轮通过增速齿轮机构传动连接。

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