CN201586501U - 具有预混塔的双重搅拌式两级混合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及具有预混塔的双重搅拌式两级混合装置，通过该装置可以将混合后粘度高的固体粉末和液体按一定配比进行均匀混合，也可以将混合得到的固液混合物进一步和固体粉末、液体、添加剂等按一定配比进行均匀混合。该两级混合装置包含预混系统、混合系统、填料系统、转轴系统、第一搅拌系统、第二搅拌系统。所述的预混系统是由壳体形成的、以竖直转轴为圆心的圆筒状塔式混合反应釜，其内部包含一组连接在转轴并随之转动的塔板，所述的塔板进一步分为第一塔板组和第二塔板组。

Description

具有预混塔的双重搅拌式两级混合装置

技术领域

本实用新型涉及一种两级混合装置，特别涉及一种具有预混塔的双重搅拌式两级混合装置，属于机械混合设备领域。

背景技术

在复原米加工过程中，需要将谷物的固体粉末和水等液体进行均匀混合，得到粘度高的固液混合物，而上述固液混合物中，又需要进一步均匀添加各种固体和/或液体添加剂。而上述各种物料需要均匀分布在所得固液混合物中，以使得制得的复原米的各物质含量符合标准。

由于谷物的固体粉末颗粒较细、不能溶于水，且一旦与水混合，就会变成粘度高的混合物。在生产中，将液体添加到固体粉末中进行混合、将固体粉末添加到液体中进行混合、将液体和固体粉末同时添加进行混合时，不仅会产生部分固体粉末和液体粘成团状，而剩余的谷物固体粉末和液体无法混合的情况，而且还会在液体中产生固体粉末的二次凝聚颗粒，即，粉团。并且由于谷物的固体粉末与水混合后得到的固液混合物的粘度高，其后进一步添加的各种液体、固体粉末、添加剂等，难以均匀的分布在其中。尤其是固体粉末与粘度高的固液混合物的混合过程中，也会产生固体粉末的二次凝聚颗粒即，粉团。上述粉团外部是粉末与水或高粘度固液混合物的混合物，而内部则是没有混合的固体粉末。并且即便在混合过程中进行搅拌，在相当长的时间内，仍会混合不均匀，而已经产生的二次凝聚再次分散到液体或混合物中十分困难。如果固体粉末和液体混合得到的固液混合物的粘度高时，上述现象更加显著，均匀混合难度更大。同时，如果需要同时向粘度高的固液混合物中添加液体和固体粉末，添加的液体和固体粉末之间由于混合也会带来二次凝聚问题。

如果采用少量的液体、固体粉末、添加剂和粘度高的固液混合物进行搅拌混合，虽然可以得到较为均匀的混合物，但是混合的速度较慢，所得混合物较少，无法满足大批量的工业化生产的需要。

基于日本专利申请278598/202、21188/2003、185502/2003的中国专利申请03164908.4中，公开了一种搅拌混合装置及搅拌混合方法，该装置包括一个近似圆筒状的混合容器，其内部具有搅拌叶片，粉体和液体通过不同的入口进入混合容器，然后在搅拌叶片的搅拌下，进行混合。搅拌叶片之间形成了分隔室，从而将粉体和液体分隔成若干组进行混合，然而在实际混合过程中，无法良好的进行分组混合，并且混合容器的内壁上会存积又大量混合物，无法被均匀搅拌。并且该装置不适用于粉体与高粘度固液混合物的混合。

PCT国际申请PCT/US2003/011426中，公开了一种混合设备，该设备包括一个底部充满液体的桶，一个插入液体中并且内部具有旋转叶片的竖直导管，固体粉末从该竖直导管从上至下的添加之导管中具有液体的部分，并在搅拌叶片的作用下，和液体进行混合，然后再分散到导管外侧的桶中和液体进行进一步的混合。然而该设备适用于将少量的固体粉末分散到大量的液体中，并且所得固液混合物不能具有较高粘度，否则将会堵塞导管。

基于日本专利的中国专利申请03122966.2中，公开了一种粉体和液体的混合装置及其方法，该装置中粉体从混合容器的顶部发散落下，然后在下落过程中与容器四周喷射的液体相互混合。虽然这种混合方法可以在一定程度上让粉体和液体进行分散混合，避免粉团产生，然后并不是所有下落的粉体都可以和喷射的液体进行混合，未混合的粉体和液体落到混合容器的底部，仍不能进行均匀混合。同时，具有高粘度的固液混合物无法从容器四周喷射，故该装置不适用于粉体与高粘度固液混合物的混合。

中国专利申请200410084721.1中，公开了一种立式固液混合装置及混合方法，该装置包含一组沿着混合容器内壁设置的挡板，将混合容器划分成若干中空的搅拌室，然后利用混合容器中央的一组搅拌叶片搅拌各搅拌室内的粉体和液体进行混合。然而由于水平中空的搅拌室的存在，从混合容器顶部投料的各物料将会大量积攒在上部的几个搅拌室内，而导致各个搅拌室内物料分布的不均，同时如果粉体和液体的混合物具有较高粘度的话，该混合物也将因各个挡板及搅拌室的存在而阻塞混合容器。同时单一的粉体添加入口，会导致物料在混合容器的横截面上不能沿各个方向均匀分布。

同时中国专利200610011506.8和欧洲专利EP06113920.0分别公开了两种静态混合装置，利用各物料的分流，进行混合，然而上述装置不适用于粉体与高粘度固液混合物的混合。

同时中国专利200410090534.4中，公开了一种内部具有搅拌叶片的整体固液混合装置，粉体和液体分别从整体固液混合装置的一侧的顶部和底部注入装置中，然后利用叶片进行搅拌混合。然而这种装置无法解决需要同时向具有高粘度的固液混合物中添加液体和固体粉末，并同时避免添加的液体和固体粉末之间产生粉团的问题。

除上述外，中国专利200510009386.3、200510042674.9、200510129550.4、200510103613.9等也都公开了多种混合装置，然而上述装置仍旧未能解决粘度高的固液混合物和液体、固体粉末、添加剂等按一定配比进行均匀混合的技术问题。

发明内容

本实用新型的一个目的在于提供一种具有预混塔的双重搅拌式两级混合装置，通过该装置可以将固体粉末和液体按一定配比进行均匀混合，特别适用于混合后粘度高的固体粉末和液体的均匀混合，同时也可以将混合得到的固液混合物进一步和固体粉末、液体、添加剂等按一定配比进行均匀混合，特别适用于粘度高的固液混合物和固体粉末、液体、添加剂的均匀混合。

本实用新型所公开的一种两级混合装置包含预混系统、混合系统、填料系统、转轴系统、第一搅拌系统、第二搅拌系统。

所述的预混系统通过输料系统与混合系统相互连接，或直接与混合系统相互连接。

所述的预混系统是由壳体形成的、以竖直转轴为圆心的圆筒状塔式混合反应釜，其内部包含一组连接在转轴并随之转动的塔板，所述的塔板进一步分为第一塔板组和第二塔板组。所述第一塔板组和第二塔板组的各塔板相间分布，且任意两个相邻的塔板之间形成一个分隔混合室，从而通过各塔板将塔式混合反应釜划分成一组相互连通的分隔混合室。

所述第一塔板组是一组连接在转轴并随之转动的塔板，所述的每一个塔板包含2～6片由分隔板和刮料片组成的塔板片，各塔板片间的间隔角相等。所述的分隔板的一端连接在转轴上，另一端连接有刮料片。

所述的分隔板为圆心角度为20°～60°的扇形结构，其内径与转轴外径相等，其外径为卧式混合反应釜壳体内径与刮料片厚度之差。所述的分隔板与水平面成0°～30°夹角，优选为20°夹角。

所述的刮料片为扇形结构，其圆心角度与其所连接的分隔板圆心角度相等，其内径与分隔板的外径相等，其外径与卧式混合反应釜壳体的内径相等。

所述的刮料片与壳体的内壁相切，并留有2mm～20mm的安全间隙。所述的刮料片除了扇形结构之外，还进一步包括一个尖端结构，该尖端结构从扇形结构的非弧形一侧，沿着卧式混合反应釜壳体的内壁延伸，宽度逐渐缩小并终止在壳体内壁上。

所述的每一个塔板的塔板片与其相邻塔板的塔板片之间交错0°～45°夹角。

所述第二塔板组是一组连接在转轴并随之转动的塔板，所述的每一个塔板包含2～6片包含有搅拌分隔片和T型刮料片的塔板片，塔板片间的间隔角相等。所述的搅拌分隔片的一端连接在转轴上，另一端连接有T型刮料片。

所述的搅拌分隔片为圆心角度为20°～60°的扇形结构，其内径与转轴外径相等，其外径为塔式混合反应釜壳体内径与T型刮料片厚度之差。所述的搅拌分隔片与水平面成0°～30°夹角，优选为20°夹角。

所述的T型刮料片包含扇形结构和刮料结构。所述的T型刮料片的扇形结构，其圆心角度与其所连接的搅拌分隔片的圆心角度相等，其内径与搅拌分隔片的外径相等，其外径与塔式混合反应釜壳体的内径相等。所述的刮料结构在水平面上的投影是一个与所述扇形结构宽度相等，但圆心角度小于所述扇形结构的扇形。所述的刮料结构从扇形结构的底表面沿着塔式混合反应釜壳体的内壁竖直向下延伸，并与壳体的内壁相切，并留有2mm～20mm的安全间隙。所述的T型刮料片与壳体的内壁相切，并留有2mm～20mm的安全间隙。

所述的每一个塔板的塔板片与其相邻塔板的塔板片之间交错0°～45°夹角。

所述的转轴是一个具有轴腔的中空圆柱形转轴，其包含轴壳以及由其所围成的轴腔。所述的轴腔上具有允许具有一定压力的气体单向向外排放的开口。每两个相邻塔板间的轴腔区域具有一组所述开口，该组开口的数量为一个塔板上的塔板片数量的整倍数，并且所述开口分布在轴腔连接有塔板片的区域上。

所述的混合系统包含由第一腔壳组成的第一腔体、由第二腔壳组成的第二腔体。所述的第一腔壳和第二腔壳是相交的两个中空圆筒结构，两者的轴心相互平行。所述的第一腔体与第二腔体相互连通。

所述的转轴系统包含有相互平行的第一转轴和第二转轴，二者分别位于所述的第一腔体和第二腔体内部并通过圆心。

所述的第一搅拌系统是一组连接在第一转轴上，并随之转动的叶轮。所述的每一个叶轮包含2～4片包含有搅拌板和刮料板的叶片，叶片间的间隔角相等。所述的搅拌板的一端连接在转轴上，另一端连接有刮料板，该刮料板与第一腔壳的内壁相切，并留有2mm～20mm的安全间隙。

所述的搅拌板为圆心角度为10°～45°的扇形结构，其内径与转轴外径相等，其外径为第一腔壳内径与刮料板厚度之差。

所述的刮料板为扇形结构，其内径与搅拌板外径相等，其外径与第一腔壳内径相等。所述刮料板与其所连接的搅拌板的圆心角度相等。

所述的第一搅拌系统的每一个叶轮的搅拌板与其相邻叶轮的搅拌板之间交错0°～45°夹角。

所述的刮料板与竖直平面处于同一平面，所述的搅拌板与竖直平面和刮料板成0°～45°夹角，优选30°夹角。

所述的第二搅拌系统是一组连接在第二转轴上，并随之转动的叶轮。所述的每一个叶轮包含2～4片包含有搅拌板和刮料板的叶片，叶片间的间隔角相等。

所述的搅拌板的一端连接在转轴上，另一端连接有刮料板，该刮料板与第二腔壳的内壁相切，并留有2mm～20mm的安全间隙。

所述的搅拌板为圆心角度为10°～45°的扇形结构，其内径与转轴外径相等，其外径为第二腔壳内径与刮料板厚度之差。

所述的刮料板为扇形结构，其内径与搅拌板外径相等，其外径与第二腔壳内径相等。所述刮料板与其所连接的搅拌板的圆心角度相等。

所述的第二搅拌系统的每一个叶轮的搅拌板与其相邻叶轮的搅拌板之间交错0°～45°夹角。

所述的刮料板与竖直平面处于同一平面，所述的搅拌板与竖直平面和刮料板成0°～45°夹角，优选30°夹角。

所述的第一搅拌系统的各组叶轮之间的间隔相等。

所述的第二搅拌系统的各组叶轮之间的间隔相等。

所述的第一搅拌系统的叶轮与第二搅拌系统的叶轮交错排布，任两组相邻的第一搅拌系统的叶轮之间分布有一组第二搅拌系统的叶轮，并且该第一搅拌系统叶轮与第二搅拌系统叶轮的间距和另一第一搅拌系统叶轮与该第二搅拌系统叶轮的间距相等。

所述第二搅拌系统的任一叶轮的任一叶片上的刮料板与第一转轴靠近第二转轴的一侧相切，并留有2mm～20mm的安全间隙。

所述壳体、第一腔壳和第二腔壳的半径比为4∶1∶1～9∶1∶1。所述第一腔壳和第二腔壳的半径比为1∶1～1∶4.2。所述第一转轴与第二转轴做相对转动。所述第一转轴和第二转轴的转速比为1∶1～5.5∶1。

所述的预混系统进一步包含位于转轴上的固体进料口、位于壳体上的气液进料口和添加剂进料口，以及位于壳体底部的出料口。

所述的混合系统包含位于其顶面的固体进料口、液体进料口、第一添加剂进料口和第二添加剂进料口，以及位于其底面的出料口。

所述的填料系统进一步包括与固体进料口相连的预混固体填料装置、与气液进料口相连的预混气液填料装置、与固体进料口相连的混合固体填料装置、与液体进料口相连的混合液体填料装置、与第一添加剂进料口相连的第一添加剂填料装置、与第二添加剂进料口相连的第二添加剂填料装置。

所述的输料系统包括输料管、输料螺杆。所述输料螺杆位于输料管内，在外界电机的带动下，该螺杆旋转并通过其上的各螺旋结构向前推进物料。所述输料管的前端连接预混系统的出料端，后端连接混合系统的进料端，从而将混合物料从预混系统传输至混合系统。

采用所述两级混合装置进行混合的过程，包括如下步骤：

步骤11：从所述的气液进料口的各个进料口输入气体、液体或气液混合物进入塔式混合反应釜内部。

由于所述的气液进料口的进料口数量与塔板上的塔板片数量相等，并且每个气液进料口与临近进料口的第一塔板组或第二塔板组的塔板的相应各塔板片之间交错0°～45°夹角，故从各个进料口输入的气体、液体或气液混合物在与该进料口相邻且相对应的塔板片上流动，并依次沿着各塔板片向下流经相对应地各塔板片，从而均匀的分布在各个分隔混合室。

步骤12：从所述的固体进料口的各个进料口输入混合有固体粉末的高压气体进入轴腔，然后通过轴壳上的开口向外单向喷射。

由于每两个相邻塔板间的轴腔区域具有一组所述开口，该组开口的数量为一个塔板上的塔板片数量的整倍数，并且所述开口分布在轴腔连接有塔板片的区域上，故混合有固体粉末的高压气体可以通过各个开口喷射在各个相应塔板片上流动的液体或固液混合物上，从而均匀的分布在各个分隔混合室。

步骤13：从所述的添加剂进料口的各个进料口输入混合有固体粉末、液体液滴、气体等添加剂的高压气体进入轴腔，然后通过轴壳上的开口向外单向喷射。

由于每两个相邻塔板间的轴腔区域具有一组所述开口，该组开口的数量为一个塔板上的塔板片数量的整倍数，并且所述开口分布在轴腔连接有塔板片的区域上，故混合有固体粉末、液体液滴、气体等添加剂的高压气体可以通过各个开口喷射在各个相应塔板片上流动的液体或固液混合物上，从而均匀的分布在各个分隔混合室。

步骤14：转轴带动其上连接的第一塔板组和第二塔板组以转轴为圆心进行旋转，利用各个塔板上的分隔板或搅拌分隔片对混合着的固体粉末和液体的混合物进行搅拌，以充分混合，同时利用各个各个塔板上的刮料片或T型刮料片将粘附在壳体内壁上的物料刮除，以使得上述物料再次进行搅拌混合。

步骤15：经过混合的固体粉末、液体与添加剂的混合物沿着各个分隔板逐级流下至下一层分隔混合室，继续进行搅拌混合。

步骤16：与存料室相邻的最后一级分隔混合室内的混合物沿着各个塔板片流入相应的存料室，然后通过相应的出料口向外输出。

由于存料室的数量和塔板片数量相等，而且每个存料室相应的具有一个出料口，所以从所述混合反应釜中可同时输出多批混合物，以分别进行相同或不同的进一步加工。

步骤2：将预混系统输出的预混物料传输至混合系统。

步骤31：从外层壳体底部的预混物料进口输入预混物料进入第一腔体和第二腔体，并在第一搅拌系统和第二搅拌系统的旋转搅拌作用下，均匀分布在第一腔体和第二内部。

步骤32：从所述的固体进料口输入固体粉末进入第一腔体内部，在第一搅拌系统的旋转搅拌作用下，所述固体粉末与预混物料充分均匀混合。

步骤33：同时，从所述液体进料口输入气体、液体或气液混合物进入第二腔体内部，在第二搅拌系统的旋转搅拌作用下，所述气体、液体或气液混合物与预混物料充分均匀混合。

步骤34：在第一搅拌系统和第二搅拌系统的相对旋转搅拌作用下，混合有固体粉末的预混物料和混合有气体、液体或气液混合物的预混物料充分均匀混合，得到混合物料。

所述的混合物料在第一搅拌系统和第二搅拌系统的各叶轮的搅拌板的作用下，向第一腔体和第二腔体后部传输。

第一搅拌系统和第二搅拌系统的各叶轮的刮料板分别将第一腔壳内壁、第二腔壳内壁上粘附的物料刮除，以再次进行混合。

步骤35：从第一添加剂进料口输入添加剂进入第一腔体和第二腔体，在第一搅拌系统和第二搅拌系统的旋转搅拌作用下，所述添加剂和混合物料充分均匀混合，得到含有添加剂的混合物料。

所述的含有添加剂的混合物料在第一搅拌系统和第二搅拌系统的各叶轮的搅拌板和的作用下，向第一腔体和第二腔体后部传输。

第一搅拌系统和第二搅拌系统的各叶轮的刮料板分别将第一腔壳内壁、第二腔壳内壁上粘附的物料刮除，以再次进行混合。

步骤36：从第二添加剂进料口输入添加剂进入第一腔体和第二腔体，在第一搅拌系统和第二搅拌系统的旋转搅拌作用下，所述添加剂和混合物料充分均匀混合，得到混合物。

所述的混合物在第一搅拌系统和第二搅拌系统的各叶轮的搅拌板的作用下，向第一腔体和第二腔体后部传输。

第一搅拌系统和第二搅拌系统的各叶轮的刮料板分别将第一腔壳内壁、第二腔壳内壁上粘附的物料刮除，以再次进行混合。

步骤37：借助第一搅拌系统和第二搅拌系统的各叶轮的搅拌板的旋转搅拌以及重力作用，所述的混合物从出料系统输出。

利用上述装置及方法，从各个气液进料口同时输入多批气液物料，并分别沿着第一塔板组上的各个相应的分隔板和刮料板以及第二塔板组上的各个相应的搅拌分隔片和T型刮料片流下并均匀分布在各个分隔混合室内。同时从转轴上的各个开口喷出含有固体粉末和/或添加剂的高压气体，以使得固体粉末和/或添加剂均匀喷射在各个分隔板和搅拌分隔片上。通过上述操作，液体物料被分散成多批，固体粉末和/或添加剂被分散的喷射出与各批液体物料相互混合，从而使得液体、固体粉末、添加剂以分散的方式进行相互混合。这种分散混合的方式，有效的避免了局部固体粉末集中、液体分布不均等所带来的混合过程中的二次凝聚颗粒现象，即粉团现象。同时由于液体逐渐输入并沿分隔板和搅拌分隔片流下，而固体粉末持续喷射，故对于一部分液体而言，从输入混合反应釜开始，逐渐与若干批固体粉末混合，也就是相当于将一定量的液体先和少量的固体粉末混合，以避免固体粉末过于集中而导致的混合不均匀，然后向所得均匀混合物中再添加少量固体粉末混合，同样也避免了混合不均匀，这样，逐渐的添加多批少量固体粉末，带最初输入的一定量的液体从第一级分隔板或搅拌分隔片流下至最后一级分隔板或搅拌分隔片时，已经均匀的混有大量的固体粉末，得到均匀的固液混合物。上述方法实质上是将大量液体、大量固体粉末、大量添加剂在混合反应釜中利用本发明特有的结构进行了多重分散，以使得液体、固体粉末、添加剂以分散的、少量的形式进行充分的、逐渐的均匀混合，同时也避免了少量、逐渐混合用时较长且无法大批量化生产的缺点。除此之外，本发明可以直接同时分批输入固液混合物，以同时供多条生产线进行进一步加工，而不需要额外的装置对混合物进行分流。同时，各相邻塔板的分隔板和搅拌分隔片之间交错一定角度可以使得液体及混合物可以缓慢沿着分隔板和搅拌分隔片流向下一个分隔室，以使得固液接触时间增长，而分隔板、搅拌分隔片分别与平面成一定的夹角有利于粘度高的固液混合物的流动和传输。

通过上述装置和方法，本实用新型利用多重分散有效的避免了固体粉末和液体混合过程中存在的各种问题，可以快速、持续、稳定的以一定配比对液体、固体粉末、添加剂进行均匀的混合。

利用上述装置及方法，从外层壳体底部的预混物料进口输入预混物料，在第一搅拌系统和第二搅拌系统的搅拌下，均匀分布在第一腔体和第二腔体内部。此时同时从固体进料口和液体进料口添加固体粉末和液体进入第一腔体和第二腔体，固体粉末在第一腔体内部和预混物料进行均匀混合，液体在第二腔体内部和预混物料进行均匀混合，从而避免了添加的固体粉末和液体之间由于混合而带来的二次凝聚。之后相对转动的第一搅拌系统和第二搅拌系统，将添加有固体粉末的预混物料和添加有液体的预混物料进行再次的混合，此时的混合相当于将粘度、密度稍高的固液混合物和粘度、密度稍低的同种固液混合物进行混合，此时的混合非常容易进行并且容易混合均匀。随后通过第一添加剂进料口和第二添加剂进料口向混合物输入添加剂，此时由于存在两个腔体，输入的添加剂在搅拌系统的带动下被分散成两组，每组内部添加剂进行分散混合，然后两组之间在搅拌系统的带动下进行再次分散混合，通过两个腔体和两个搅拌系统的设置，一次输入的物料可以进行多次的分散和混合，从而达到充分均匀混合的目的并避免二次凝聚现象，即粉团现象。综上，本实用新型的实质是借助两个腔体和两个搅拌系统的存在，使得腔体内部的物料不时的被各组叶轮随机分成两组，每组自行进行混合，然后两组再次被对转的叶轮带动相互混合，这种多次的随机分组和再混合使得物料内部的各成分通过多次的随机分组和随机混合而达到均匀分布的状态。

同时搅拌系统的各组叶轮之间交错有一定的角度，更加便于所述的随机分组和随机混合的进行。同时各叶轮叶片的搅拌板与竖直面成一定的角度，便于粘度高的混合物从混合装置内部的一端传输向另一端。

通过上述装置和方法，本实用新型利用多次的随机分组和随机混合有效的避免了高粘度固液混合物和固体粉末、液体、添加剂等的混合过程中存在的各种问题，可以快速、持续、稳定的以一定配比对高粘度固液混合物、固体粉末、液体、添加剂进行均匀的混合。

附图说明

图1a是本实用新型的两级混合装置的整体结构侧视图。

图1a是本实用新型的另一种两级混合装置的整体结构侧视图。

图2是本实用新型的两级混合装置的预混系统的横截面视图。

图3是本实用新型的两级混合装置的预混系统的局部细节示图。

图4a、4b、4c、4d是预混系统的沿图3的A1-A1’的横截面视图，展现了预混系统的叶轮的结构。

图5是本实用新型的预混系统的转轴的横截面视图。

图6是本实用新型的混合系统的沿图1的A-A’的横截面视图。

图7是本实用新型的混合系统叶轮的搅拌板和刮料板的侧视图。

图8是本实用新型的混合系统的沿图1的B-B’的横截面视图。

具体实施方式

根据本实用新型的权利要求和发明内容所公开的内容，本实用新型的技术方案具体如下所述。

实施例一：

一种两级混合装置包括如下部分：

根据图1a和图1b：

两级混合装置包含预混系统1、混合系统2、填料系统4、转轴系统5、第一搅拌系统6、第二搅拌系统7。

所述的预混系统1通过输料系统3与混合系统2相互连接，或直接与混合系统2相互连接。

根据图2和图3：

所述的预混系统1是由壳体101形成的、以竖直转轴103为圆心的圆筒状塔式混合反应釜，其内部包含一组连接在转轴103并随之转动的塔板，所述的塔板进一步分为第一塔板组和第二塔板组。

所述第一塔板组和第二塔板组的各塔板相间分布，且任意两个相邻的塔板之间形成一个分隔混合室，从而通过各塔板将塔式混合反应釜划分成一组相互连通的分隔混合室109。

根据图3和图4a、4b、4c、4d：

所述第一塔板组是一组连接在转轴103并随之转动的塔板，所述的每一个塔板102包含2～6片由分隔板1021和刮料片1022组成的塔板片，各塔板片间的间隔角相等。所述的分隔板1021的一端连接在转轴103上，另一端连接有刮料片1022。

所述的分隔板1021为圆心角度为20°～60°的扇形结构，其内径与转轴103外径相等，其外径为卧式混合反应釜壳体101内径与刮料片1022厚度之差。所述的分隔板1021与水平面成0°～30°夹角，优选为20°夹角。

所述的刮料片1022为扇形结构，其圆心角度与其所连接的分隔板1021圆心角度相等，其内径与分隔板1021的外径相等，其外径与卧式混合反应釜壳体101的内径相等。所述的刮料片1022与壳体101的内壁相切，并留有2mm～20mm的安全间隙。

所述的刮料片1022除了扇形结构之外，还进一步包括一个尖端结构，该尖端结构从扇形结构的非弧形一侧，沿着卧式混合反应釜壳体101的内壁延伸，宽度逐渐缩小并终止在壳体101内壁上。

所述的每一个塔板的塔板片与其相邻塔板的塔板片之间交错0°～45°夹角。

所述第二塔板组是一组连接在转轴103并随之转动的塔板，所述的每一个塔板102’包含2～6片包含有搅拌分隔片1021’和T型刮料片1022’的塔板片，塔板片间的间隔角相等。所述的搅拌分隔片1021’的一端连接在转轴103上，另一端连接有T型刮料片1022’。

所述的搅拌分隔片1021’为圆心角度为20°～60°的扇形结构，其内径与转轴103外径相等，其外径为塔式混合反应釜壳体101内径与T型刮料片1022’厚度之差。所述的搅拌分隔片1021’与水平面成0°～30°夹角，优选为20°夹角。

所述的T型刮料片1022包含扇形结构和刮料结构1023。所述的T型刮料片1022的扇形结构，其圆心角度与其所连接的搅拌分隔片1021的圆心角度相等，其内径与搅拌分隔片1021的外径相等，其外径与塔式混合反应釜壳体101的内径相等。

所述的刮料结构1023在水平面上的投影是一个与所述扇形结构宽度相等，但圆心角度小于所述扇形结构的扇形。所述的刮料结构1023从扇形结构1022的底表面沿着塔式混合反应釜壳体101的内壁竖直向下延伸，并与壳体101的内壁相切，并留有2mm～20mm的安全间隙。所述的T型刮料片1022与壳体101的内壁相切，并留有2mm～20mm的安全间隙。

所述的每一个塔板的塔板片与其相邻塔板的塔板片之间交错0°～45°夹角。

根据图3和图5：

所述的转轴103是一个具有轴腔的中空圆柱形转轴，其包含轴壳1032以及由其所围成的轴腔1031。

所述的轴腔1031上具有允许具有一定压力的气体单向向外排放的开口1033。每两个相邻塔板间的轴腔1031区域具有一组所述开口1033，该组开口的数量为一个塔板上的塔板片数量的整倍数，并且所述开口1033分布在轴腔1031连接有塔板片的区域上。

根据图1a、1b和图6：

所述的混合系统2包含由第一腔壳202组成的第一腔体205、由第二腔壳203组成的第二腔体206。所述的第一腔壳202和第二腔壳203是相交的两个中空圆筒结构，两者的轴心相互平行。所述的第一腔体205与第二腔体206相互连通。

所述的转轴系统5包含有相互平行的第一转轴501和第二转轴502，二者分别位于所述的第一腔体205和第二腔体206内部并通过圆心。

根据图6：

所述的第一搅拌系统6是一组连接在第一转轴501上，并随之转动的叶轮。所述的每一个叶轮包含2～4片包含有搅拌板602和刮料板603的叶片，叶片间的间隔角相等。所述的搅拌板602的一端连接在转轴501上，另一端连接有刮料板603，该刮料板603与第一腔壳202的内壁相切，并留有2mm～20mm的安全间隙。

所述的搅拌板602为圆心角度为10°～45°的扇形结构，其内径与转轴501外径相等，其外径为第一腔壳202内径与刮料板603厚度之差。

所述的刮料板603为扇形结构，其内径与搅拌板602外径相等，其外径与第一腔壳202内径相等。所述刮料板603与其所连接的搅拌板602的圆心角度相等。

所述的第一搅拌系统6的每一个叶轮的搅拌板与其相邻叶轮的搅拌板之间交错0°～45°夹角。

所述的刮料板603与竖直平面处于同一平面，所述的搅拌板602与竖直平面和刮料板603成0°～45°夹角，优选30°夹角。

所述的第二搅拌系统7是一组连接在第二转轴502上，并随之转动的叶轮。所述的每一个叶轮包含2～4片包含有搅拌板702和刮料板703的叶片，叶片间的间隔角相等。

所述的搅拌板702的一端连接在转轴502上，另一端连接有刮料板703，该刮料板703与第二腔壳203的内壁相切，并留有2mm～20mm的安全间隙。

所述的搅拌板702为圆心角度为10°～45°的扇形结构，其内径与转轴502外径相等，其外径为第二腔壳203内径与刮料板703厚度之差。

所述的刮料板703为扇形结构，其内径与搅拌板702外径相等，其外径与第二腔壳203内径相等。所述刮料板703与其所连接的搅拌板702的圆心角度相等。

所述的第二搅拌系统7的每一个叶轮的搅拌板与其相邻叶轮的搅拌板之间交错0°～45°夹角。

所述的刮料板703与竖直平面处于同一平面，所述的搅拌板702与竖直平面和刮料板703成0°～45°夹角，优选30°夹角。

根据图7：

所述的第一搅拌系统6的各组叶轮之间的间隔相等。

所述的第二搅拌系统7的各组叶轮之间的间隔相等。

所述的第一搅拌系统6的叶轮与第二搅拌系统7的叶轮交错排布，任两组相邻的第一搅拌系统6的叶轮之间分布有一组第二搅拌系统7的叶轮，并且该第一搅拌系统6叶轮与第二搅拌系统7叶轮的间距和另一第一搅拌系统6叶轮与该第二搅拌系统7叶轮的间距相等。

所述第二搅拌系统7的任一叶轮的任一叶片上的刮料板与第一转轴501靠近第二转轴502的一侧相切，并留有2mm～20mm的安全间隙。

所述壳体101、第一腔壳202和第二腔壳203的半径比为4∶1∶1～9∶1∶1。所述第一腔壳202和第二腔壳203的半径比为1∶1～1∶4.2。所述第一转轴501与第二转轴502做相对转动。所述第一转轴501和第二转轴502的转速比为1∶1～5.5∶1。

根据图1a和图1b：

所述的预混系统1进一步包含位于转轴103上的固体进料口1041、位于壳体101上的气液进料口1041和添加剂进料口1043，以及位于壳体101底部的出料口105。

所述的混合系统2包含位于其顶面的固体进料口2011、液体进料口2012、第一添加剂进料口2013和第二添加剂进料口2014，以及位于其底面的出料口209。

所述的填料系统4进一步包括与固体进料口1041相连的预混固体填料装置401、与气液进料口1041相连的预混气液填料装置402、与固体进料口2011相连的混合固体填料装置403、与液体进料口2012相连的混合液体填料装置404、与第一添加剂进料口2013相连的第一添加剂填料装置405、与第二添加剂进料口2014相连的第二添加剂填料装置406。

所述的输料系统3包括输料管301、输料螺杆302。所述输料螺杆302位于输料管301内，在外界电机的带动下，该螺杆旋转并通过其上的各螺旋结构向前推进物料。所述输料管301的前端304连接预混系统的出料端，后端303连接混合系统的进料端，从而将混合物料从预混系统传输至混合系统。

采用所述两级混合装置进行混合的过程，包括如下步骤：

根据图1a、1b和图2、图3、图5：

步骤11：从所述的气液进料口1042的各个进料口输入气体、液体或气液混合物进入塔式混合反应釜内部。

由于所述的气液进料口1042的进料口数量与塔板上的塔板片数量相等，并且每个气液进料口1042与临近进料口的第一塔板组或第二塔板组的塔板的相应各塔板片10201之间交错0°～45°夹角，故从各个进料口输入的气体、液体或气液混合物在与该进料口相邻且相对应的塔板片上流动，并依次沿着各塔板片向下流经相对应地各塔板片，从而均匀的分布在各个分隔混合室。

步骤12：从所述的固体进料口1041的各个进料口输入混合有固体粉末的高压气体进入轴腔1031，然后通过轴壳1032上的开口1033向外单向喷射。

由于每两个相邻塔板间的轴腔1031区域具有一组所述开口1033，该组开口的数量为一个塔板上的塔板片数量的整倍数，并且所述开口1033分布在轴腔1031连接有塔板片的区域上，故混合有固体粉末的高压气体可以通过各个开口1033喷射在各个相应塔板片上流动的液体或固液混合物上，从而均匀的分布在各个分隔混合室。

步骤13：从所述的添加剂进料口1043的各个进料口输入混合有固体粉末、液体液滴、气体等添加剂的高压气体进入轴腔1031，然后通过轴壳1032上的开口1033向外单向喷射。

由于每两个相邻塔板间的轴腔1031区域具有一组所述开口1033，该组开口的数量为一个塔板上的塔板片数量的整倍数，并且所述开口1033分布在轴腔1031连接有塔板片的区域上，故混合有固体粉末、液体液滴、气体等添加剂的高压气体可以通过各个开口1033喷射在各个相应塔板片上流动的液体或固液混合物上，从而均匀的分布在各个分隔混合室。

步骤14：转轴103带动其上连接的第一塔板组和第二塔板组以转轴103为圆心进行旋转，利用各个塔板上的分隔板1021或搅拌分隔片1021’对混合着的固体粉末和液体的混合物进行搅拌，以充分混合，同时利用各个各个塔板上的刮料片1022或T型刮料片1022’将粘附在壳体101内壁上的物料刮除，以使得上述物料再次进行搅拌混合。

步骤15：经过混合的固体粉末、液体与添加剂的混合物沿着各个分隔板1021逐级流下至下一层分隔混合室，继续进行搅拌混合。

步骤16：与存料室106相邻的最后一级分隔混合室内的混合物沿着各个塔板片流入相应的存料室106，然后通过相应的出料口105向外输出。

由于存料室106的数量和塔板片数量相等，而且每个存料室106相应的具有一个出料口105，所以从所述混合反应釜中可同时输出多批混合物，以分别进行相同或不同的进一步加工。

根据图1a、1b：

步骤2：将预混系统1通过输出的预混物料传输至混合系统2。上述预混物料的传输可以通过输料系统3来实现，如管绞龙。

根据图1a、1b和图6、图8：

步骤31：从外层壳体204底部的预混物料进口输入预混物料进入第一腔体205和第二腔体206，并在第一搅拌系统6和第二搅拌系统7的旋转搅拌作用下，均匀分布在第一腔体205和第二206内部。

步骤32：从所述的固体进料口2011输入固体粉末进入第一腔体205内部，在第一搅拌系统6的旋转搅拌作用下，所述固体粉末与预混物料充分均匀混合。

步骤33：同时，从所述液体进料口2012输入气体、液体或气液混合物进入第二腔体206内部，在第二搅拌系统7的旋转搅拌作用下，所述气体、液体或气液混合物与预混物料充分均匀混合。

步骤34：在第一搅拌系统6和第二搅拌系统7的相对旋转搅拌作用下，混合有固体粉末的预混物料和混合有气体、液体或气液混合物的预混物料充分均匀混合，得到混合物料。

所述的混合物料在第一搅拌系统6和第二搅拌系统7的各叶轮的搅拌板602和702的作用下，向第一腔体206和第二腔体207后部传输。

第一搅拌系统6和第二搅拌系统7的各叶轮的刮料板603和703分别将第一腔壳202内壁、第二腔壳203内壁上粘附的物料刮除，以再次进行混合。

步骤35：从第一添加剂进料口2013输入添加剂进入第一腔体206和第二腔体207，在第一搅拌系统6和第二搅拌系统7的旋转搅拌作用下，所述添加剂和混合物料充分均匀混合，得到含有添加剂的混合物料。

所述的含有添加剂的混合物料在第一搅拌系统6和第二搅拌系统7的各叶轮的搅拌板602和702的作用下，向第一腔体206和第二腔体207后部传输。

第一搅拌系统6和第二搅拌系统7的各叶轮的刮料板603和703分别将第一腔壳202内壁、第二腔壳203内壁上粘附的物料刮除，以再次进行混合。

步骤36：从第二添加剂进料口2014输入添加剂进入第一腔体206和第二腔体207，在第一搅拌系统6和第二搅拌系统7的旋转搅拌作用下，所述添加剂和混合物料充分均匀混合，得到混合物。

所述的混合物在第一搅拌系统6和第二搅拌系统7的各叶轮的搅拌板602和702的作用下，向第一腔体206和第二腔体207后部传输。

第一搅拌系统6和第二搅拌系统7的各叶轮的刮料板603和703分别将第一腔壳202内壁、第二腔壳203内壁上粘附的物料刮除，以再次进行混合。

步骤37：借助第一搅拌系统6和第二搅拌系统7的各叶轮的搅拌板602和702的旋转搅拌以及重力作用，所述的混合物从出料系统209输出。

实施例二：

采用如下技术参数改进实施例一：

壳体101、第一腔壳202和第二腔壳203的半径比为5∶1∶1。

所述第一腔壳202和第二腔壳203的半径比为1∶1.5。

所述第一转轴501和第二转轴502的转速比为1∶2。

实施例三：

采用如下技术参数改进实施例一：

壳体101、第一腔壳202和第二腔壳203的半径比为6∶1∶1。

所述第一腔壳202和第二腔壳203的半径比为1∶2。

所述第一转轴501和第二转轴502的转速比为1∶3。

实施例四：

采用如下技术参数改进实施例一：

壳体101、第一腔壳202和第二腔壳203的半径比为7∶1∶1。

所述第一腔壳202和第二腔壳203的半径比为1∶3。

所述第一转轴501和第二转轴502的转速比为1∶4。

实施例五：

采用如下技术参数改进实施例一：

壳体101、第一腔壳202和第二腔壳203的半径比为8∶1∶1。

所述第一腔壳202和第二腔壳203的半径比为1∶4。

所述第一转轴501和第二转轴502的转速比为1∶5。

上述内容为本实用新型的具体实施例的例举，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。

Claims (9)

1.一种具有预混塔的双重搅拌式两级混合装置，其特征在于，包含预混系统(1)、混合系统(2)、填料系统(4)、转轴系统(5)、第一搅拌系统(6)、第二搅拌系统(7)；

所述的预混系统(1)是由壳体(101)形成的、以竖直转轴(103)为圆心的圆筒状塔式混合反应釜，其内部包含一组连接在转轴(103)并随之转动的塔板，所述的塔板进一步分为第一塔板组和第二塔板组；

所述第一塔板组和第二塔板组的各塔板相间分布，且任意两个相邻的塔板之间形成一个分隔混合室，从而通过各塔板将塔式混合反应釜划分成一组相互连通的分隔混合室(109)；

所述的混合系统(2)包含由第一腔壳(202)组成的第一腔体(205)、由第二腔壳(203)组成的第二腔体(206)；

所述的第一腔壳(202)和第二腔壳(203)是相交的两个中空圆筒结构，两者的轴心相互平行；

所述的第一腔体(205)与第二腔体(206)相互连通；

所述的预混系统(1)通过输料系统(3)与混合系统(2)相互连接，或直接与混合系统(2)相互连接；

所述的转轴系统(5)包含有相互平行的第一转轴(501)和第二转轴(502)，二者分别位于所述的第一腔体(205)和第二腔体(206)内部并通过圆心；

所述的第一搅拌系统(6)是一组连接在第一转轴(501)上，并随之转动的叶轮；

所述的第二搅拌系统(7)是一组连接在第二转轴(502)上，并随之转动的叶轮。

2.如权利要求1所述的双重搅拌式两级混合装置，其特征在于，所述第一塔板组是一组连接在转轴(103)并随之转动的塔板，所述的每一个塔板(102)包含2～6片由分隔板(1021)和刮料片(1022)组成的塔板片，各塔板片间的间隔角相等；

所述的分隔板(1021)的一端连接在转轴(103)上，另一端连接有刮料片(1022)；

所述的分隔板(1021)为圆心角度为20°～60°的扇形结构，其内径与转轴(103)外径相等，其外径为卧式混合反应釜壳体(101)内径与刮料片(1022)厚度之差；

所述的分隔板(1021)与水平面成0°～30°夹角；

所述的刮料片(1022)为扇形结构，其圆心角度与其所连接的分隔板(1021)圆心角度相等，其内径与分隔板(1021)的外径相等，其外径与卧式混合反应釜壳体(101)的内径相等；

所述的刮料片(1022)与壳体(101)的内壁相切，并留有2mm～20mm的安全间隙；

所述的刮料片(1022)除了扇形结构之外，还进一步包括一个尖端结构，该尖端结构从扇形结构的非弧形一侧，沿着卧式混合反应釜壳体(101)的内壁延伸，宽度逐渐缩小并终止在壳体(101)内壁上；

所述的每一个塔板的塔板片与其相邻塔板的塔板片之间交错0°～45°夹角。

3.如权利要求2所述的双重搅拌式两级混合装置，其特征在于，所述第二塔板组是一组连接在转轴(103)并随之转动的塔板，所述的每一个塔板(102’)包含2～6片包含有搅拌分隔片(1021’)和T型刮料片(1022’)的塔板片，塔板片间的间隔角相等；

所述的搅拌分隔片(1021’)的一端连接在转轴(103)上，另一端连接有T型刮料片(1022’)；

所述的搅拌分隔片(1021’)为圆心角度为20°～60°的扇形结构，其内径与转轴(103)外径相等，其外径为塔式混合反应釜壳体(101)内径与T型刮料片(1022’)厚度之差；

所述的搅拌分隔片(1021’)与水平面成0°～30°夹角；

所述的T型刮料片(1022)包含扇形结构和刮料结构(1023)；

所述的T型刮料片(1022)的扇形结构，其圆心角度与其所连接的搅拌分隔片(1021)的圆心角度相等，其内径与搅拌分隔片(1021)的外径相等，其外径与塔式混合反应釜壳体(101)的内径相等；

所述的刮料结构(1023)在水平面上的投影是一个与所述扇形结构宽度相等，但圆心角度小于所述扇形结构的扇形；

所述的刮料结构(1023)从扇形结构(1022)的底表面沿着塔式混合反应釜壳体(101)的内壁竖直向下延伸，并与壳体(101)的内壁相切，并留有2mm～20mm的安全间隙；

所述的T型刮料片(1022)与壳体(101)的内壁相切，并留有2mm～20mm的安全间隙；

所述的每一个塔板的塔板片与其相邻塔板的塔板片之间交错0°～45°夹角。

4.如权利要求3所述的双重搅拌式两级混合装置，其特征在于，所述的转轴(103)是一个具有轴腔的中空圆柱形转轴，其包含轴壳(1032)以及由其所围成的轴腔(1031)；所述的轴腔(1031)上具有允许具有一定压力的气体单向向外排放的开口(1033)；每两个相邻塔板间的轴腔(1031)区域具有一组所述开口(1033)，该组开口的数量为一个塔板上的塔板片数量的整倍数，并且所述开口(1033)分布在轴腔(1031)连接有塔板片的区域上。

5.如权利要求4所述的双重搅拌式两级混合装置，其特征在于，所述的第一搅拌系统(6)是一组连接在第一转轴(501)上的叶轮，所述的每一个叶轮包含2～4片包含有搅拌板(602)和刮料板(603)的叶片，叶片间的间隔角相等；

所述的搅拌板(602)的一端连接在转轴(501)上，另一端连接有刮料板(603)，该刮料板(603)与第一腔壳(202)的内壁相切，并留有2mm～20mm的安全间隙；

所述的搅拌板(602)为圆心角度为10°～45°的扇形结构，其内径与转轴(501)外径相等，其外径为第一腔壳(202)内径与刮料板(603)厚度之差；

所述的刮料板(603)为扇形结构，其内径与搅拌板(602)外径相等，其外径与第一腔壳(202)内径相等；

所述刮料板(603)与其所连接的搅拌板(602)的圆心角度相等；

所述的第一搅拌系统(6)的每一个叶轮的搅拌板与其相邻叶轮的搅拌板之间交错0°～45°夹角；

所述的刮料板(603)与竖直平面处于同一平面，所述的搅拌板(602)与竖直平面和刮料板(603)成0°～45°夹角。

6.如权利要求5所述的双重搅拌式两级混合装置，其特征在于，所述的第二搅拌系统(7)是一组连接在第二转轴(502)上的叶轮，所述的每一个叶轮包含2～4片包含有搅拌板(702)和刮料板(703)的叶片，叶片间的间隔角相等；

所述的搅拌板(702)的一端连接在转轴(502)上，另一端连接有刮料板(703)，该刮料板(703)与第二腔壳(203)的内壁相切，并留有2mm～20mm的安全间隙；

所述的搅拌板(702)为圆心角度为10°～45°的扇形结构，其内径与转轴(502)外径相等，其外径为第二腔壳(203)内径与刮料板(703)厚度之差；

所述的刮料板(703)为扇形结构，其内径与搅拌板(702)外径相等，其外径与第二腔壳(203)内径相等；

所述刮料板(703)与其所连接的搅拌板(702)的圆心角度相等；

所述的第二搅拌系统(7)的每一个叶轮的搅拌板与其相邻叶轮的搅拌板之间交错0°～45°夹角；

所述的刮料板(703)与竖直平面处于同一平面，所述的搅拌板(702)与竖直平面和刮料板(703)成0°～45°夹角。

7.如权利要求6所述的双重搅拌式两级混合装置，其特征在于，所述的所述第一搅拌系统(6)的各组叶轮之间的间隔相等；

所述第二搅拌系统(7)的各组叶轮之间的间隔相等；

所述第一搅拌系统(6)的叶轮与第二搅拌系统(7)的叶轮交错排布，任两组相邻的第一搅拌系统(6)的叶轮之间分布有一组第二搅拌系统(7)的叶轮，并且该第一搅拌系统(6)叶轮与第二搅拌系统(7)叶轮的间距和另一第一搅拌系统(6)叶轮与该第二搅拌系统(7)叶轮的间距相等；

所述第二搅拌系统(7)的任一叶轮的任一叶片上的刮料板与第一转轴(501)靠近第二转轴(502)的一侧相切，并留有2mm～20mm的安全间隙。

8.如权利要求7所述的双重搅拌式两级混合装置，其特征在于，所述壳体(101)、第一腔壳(202)和第二腔壳(203)的半径比为4∶1∶1～9∶1∶1；

所述第一腔壳(202)和第二腔壳(203)的半径比为1∶1～1∶4.2；

所述第一转轴(501)与第二转轴(502)做相对转动；

所述第一转轴(501)和第二转轴(502)的转速比为1∶1～5.5∶1。

9.如权利要求8所述的双重搅拌式两级混合装置，其特征在于，所述的预混系统(1)进一步包含位于转轴(103)上的固体进料口(1041)、位于壳体(101)上的气液进料口(1041)和添加剂进料口(1043)，以及位于壳体(101)底部的出料口(105)；所述的混合系统(2)包含位于其顶面的固体进料口(2011)、液体进料口(2012)、第一添加剂进料口(2013)和第二添加剂进料口(2014)，以及位于其底面的出料口(209)；所述的填料系统(4)进一步包括与固体进料口(1041)相连的预混固体填料装置(401)、与气液进料口(1041)相连的预混气液填料装置(402)、与固体进料口(2011)相连的混合固体填料装置(403)、与液体进料口(2012)相连的混合液体填料装置(404)、与第一添加剂进料口(2013)相连的第一添加剂填料装置(405)、与第二添加剂进料口(2014)相连的第二添加剂填料装置(406)。

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