CN216572518U - 一种具有加热功能的搅拌装置及反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有加热功能的搅拌装置，包括：驱动电机、电加热模块、传动轴、搅拌器，所述传动轴和搅拌器均采用中空结构且相互贯通，所述搅拌器内部注入导热油；所述驱动电机的输出端通过传动轴与搅拌器传动连接，驱动电机用于驱动搅拌器旋转；所述电加热模块与驱动电机固定连接，电加热模块用于加热导热油。本实用新型还公开了包含上述搅拌装置的反应釜。本实用新型具有结构紧凑、搅拌均匀、热能利用率高且节能降耗等优点，可实现搅拌物料的同时进行物料加热，也可以单独进行物料搅拌而不加热，具有广泛的适用性。

Description

一种具有加热功能的搅拌装置及反应釜

技术领域

本实用新型主要涉及物料搅拌装置技术领域，尤其涉及一种具有加热功能的搅拌装置及反应釜。

背景技术

在化工行业物料混合和环保行业污泥处理的工艺过程中，常常会同时涉及加热和搅拌操作，但这两种操作一直以来都是采用不同的设备来实现，锅炉、搅拌器等相关设备各司其职，配合达成目标。

近年来，我国在面临能源枯竭和环保危机的情况下，以烧煤、燃油为主要供热方式的锅炉已逐渐退出历史舞台，利用可再生能源的电供热方式已逐渐成为主流。

改革开放以来，我国的电加热技术已非常成熟，这给电锅炉大批量生产与应用提供了良好条件，电锅炉在环保领域也存在广泛投入应用。但是传统的电热水锅炉或电蒸汽锅炉在技术上仍然存在以下不足：

(1)都是将电能转化为热能，热能传递给介质水，水变为热水或高温蒸汽，通过供热管道再输送给用户端。在管道输送含热介质的过程中，必然存在大量的热损失，这使得供热领域也催生了一大批热回收、冷凝水回收的系统和装置。这些热能回收装置本身也在很大程度上损失了部分热能，降低了总体热效率，且额外增加了投资成本和占地面积。

(2)各工业领域电锅炉最常用的热载体主要是水，并且对水质净化的要求非常高，都必须另外专门配套软水处理设备，甚至配套了去离子、反渗透装置等等，存在着装置繁多、占地面积大、总体投资成本高、综合运行成本也较高等不足。

虽然现有技术中采用了加热型搅拌器对物料进行加热和搅拌，但多是通过在反应釜内加设加热盘管，或是在反应釜外加设加热夹套的方式实现对物料加热，采用这种加热方式增加了设备的体积，使设备结构趋于复杂，且由于热源位置固定，导致换热效率低、物料加热不均匀。

常见的搅拌器的结构有桨式、框式、旋桨式、涡轮式、螺带式等等。在用于液固相物料时，通常采用反应釜外设置加热夹套作为热交换器，并采用桨式搅拌器。常见的桨式搅拌器具有搅拌轴，搅拌轴上安装若干相对转轴轴向成一定角度的桨叶，反应釜内的物料在桨叶搅拌作用下，充分混合，并通过导热油加热，使物料进行反应。但是，常见的桨式搅拌器的结构设置并不理想，在反应釜工作运行时，桨叶转动时只能带起一部分物料搅拌，要使物料在反应釜中充分混合，必须延长搅拌时间，不仅延长了物料在反应釜内的停留时间，还造成了热能的浪费。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的搅拌器结构设置不理想导致物料加热效率低、能源消耗大、物料搅拌加热的综合运营成本高等不足，提供一种结构紧凑、搅拌均匀、热能利用率高且节能降耗的具有加热功能的搅拌装置及包含该搅拌装置的反应釜。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种具有加热功能的搅拌装置，包括：驱动电机、电加热模块、传动轴、搅拌器，所述传动轴和搅拌器均采用中空结构且相互贯通，所述搅拌器内部注入导热油；所述驱动电机的输出端通过传动轴与搅拌器传动连接，驱动电机用于驱动搅拌器旋转；所述电加热模块与驱动电机固定连接，电加热模块用于加热导热油。

作为本实用新型的进一步改进，电加热模块包括加热单元，所述加热单元设置在搅拌器内，用于加热导热油。

作为本实用新型的进一步改进，特征在于，所述加热单元为电阻式或电极式或电膜式的加热元件。

作为本实用新型的进一步改进，所述电加热模块还包括温控单元，所述温控单元用于监测导热油温度。

作为本实用新型的进一步改进，所述搅拌器包括搅拌轴和叶轮，所述搅拌轴和叶轮均采用中空结构，且搅拌轴和叶轮内部均注入导热油；所述搅拌轴与传动轴相互贯通，搅拌轴与叶轮组成循环油路。

作为本实用新型的进一步改进，所述叶轮的外形为蝶形或分散叶片形或框架方形或螺旋形；所述叶轮采用合金材质制备。

作为本实用新型的进一步改进，还包括转速调节器，所述驱动电机的输出端通过转速调节器与传动轴连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述转速调节器为联轴器或减速机。

作为本实用新型的进一步改进，所述驱动电机为自冷式或强冷式电机。

作为一个总的技术构思，本实用新型还提供了一种反应釜，包括上述的具有加热功能的搅拌装置。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型的具有加热功能的搅拌装置，将驱动电机的输出端通过传动轴与搅拌器连接，在驱动电机的驱动下，实现了搅拌器的旋转；将传动轴和搅拌器均设置为中空结构，并在搅拌器内部注入导热油，利用电加热模块对导热油进行加热，使得旋转中的搅拌器同时具备加热功能，同时实现了物料的搅拌和加热，具有结构紧凑、搅拌均匀、节能降耗等优点。进一步地，在搅拌器运转、搅拌的同时，使得热量传导更加均匀，具有良好的热传导和热辐射系数，有效提高了换热效率且没有局部温差，热能的利用率可达99％以上。

2、本实用新型的具有加热功能的搅拌装置，通过将加热单元设置在搅拌器内，并利用电能导热油进行加热，在搅拌、加热过程中不产生任何污染，也没有气味，具有高效、节能、安全可靠、绿色环保等优点；通过温控单元实时监测导热油的温度，当物料被加热至所需温度或是导热油温度超过预设温度上限后，加热单元自动暂停加热，具有较高的使用安全性；而且导热油本身具有防冻功能，搅拌器使用过程中也无需更换导热油，有效降低了生产成本。

3、本实用新型的具有加热功能的搅拌装置，通过将搅拌器的搅拌轴和叶轮设置为中空结构，充满导热油的搅拌轴和叶轮大大增加了散热面积，吸收热量和散发热量也更直接；搅拌轴和叶轮形成的循环油路也确保了导热油产生的热量能够及时传导到物料中，有效提高了热能利用率；采用合金材料制备的叶轮具有防腐耐磨的特性，经动平衡处理后，受力更均匀、应力承载能力更强，在搅拌运行过程中，各类浆料的颗粒物不断冲刷叶轮，很好地避免了热传递表面结垢。

4、本实用新型的反应釜，通过在反应釜内安装上述的具有加热功能的搅拌装置，直接取代了现有的电锅炉系统，减少了锅炉以及配套水处理设备的投资和占地面积，实现了直接高效加热物料的同时还能够搅拌得更加均匀，热传导更加充分。在搅拌、制热过程中不产生任何污染，也没有气味，是一种高效、节能、安全可靠、减少环境污染的电加热并具备搅拌功能的新型设备。

附图说明

图1为本实用新型具有加热功能的搅拌装置的结构原理示意图。

图例说明：

1、驱动电机；2、转速调节器；3、电加热模块；4、传动轴；5、搅拌器；51、搅拌轴；52、叶轮；6、温控单元；7、加热单元。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1所示，本实用新型的具有加热功能的搅拌装置，包括：驱动电机1、电加热模块3、传动轴4、搅拌器5。传动轴4和搅拌器5均采用中空结构且相互贯通，在搅拌器5内部注入导热油，导热油受热膨胀后可进入传动轴4中，即传动轴4和搅拌器5共同组成了存储导热油的油仓。驱动电机1的输出端通过传动轴4与搅拌器5传动连接，驱动电机1用于驱动搅拌器5旋转，以实现物料搅拌。电加热模块3与驱动电机1固定连接，电加热模块3用于加热导热油，以实现物料加热。

本实施例中，驱动电机1为自冷式电机，具有结构简单、传动稳定的优点。可以理解，在其他实施例中，驱动电机1也可以采用强冷式电机，以提高电机的散热效率。驱动电机1也可以采用具有变频功能的电机结构，根据物料的搅拌和加热情况，自动调整搅拌器的转速，更加节能环保。

本实施例中，将驱动电机1的输出端通过传动轴4与搅拌器5连接，在驱动电机1的驱动下，实现了搅拌器5的旋转。将传动轴4和搅拌器5均设置为中空结构，并在搅拌器5中注入导热油，利用电加热模块3对导热油进行加热，使得旋转中的搅拌器5同时具备加热功能，同时实现了物料的搅拌和加热，具有结构紧凑、搅拌均匀、节能降耗等优点。进一步地，在搅拌器5运转、搅拌的同时，使得热量传导更加均匀，具有良好的热传导和热辐射系数，有效提高了换热效率且没有局部温差，热能的利用率可达99％以上。

本实施例中，电加热模块3包括加热单元7，加热单元7设置在搅拌器5内，用于加热导热油。进一步地，加热单元7为电阻式的加热管，具有结构简单、热效率高、机械强度好等特点，对恶劣的环境有良好的适应性。可以理解，在其他实施例中，加热单元7也可以采用电极式或电膜式的加热元件，只要能够实现利用电能对导热油进行高效加热即可。

本实施例中，电加热模块3还包括温控单元6，温控单元6用于监测导热油温度。温控单元6设置在电加热模块3侧部，能够显示搅拌器5内的导热油温度。当温控单元6检测到导热油温超过预设的温度值时，加热单元7会自动暂停加热，电加热模块3会发出报警，以提示操作人员是否需要维持物料搅拌。温控单元6还具备缺油检测功能，当搅拌装置出现破损、导热油泄漏时，温控单元6可检测到搅拌器内失压，立即断电、停止加热。在其他安全方面，电加热模块3内部集成了电路保护功能，对供电进行实时检测，当出现电流过载、短路、三相电缺相的情况，会自动停机保护并发出报警信息。另外，本实施例的搅拌装置还可进行软启软关或变频启停，装置的安全系统会自动排查问题。当装置出现故障时，会自动关闭并发出报警信号，降低了使用危险。即本实施例的装置具有超温、缺油、过流、短路、缺相等自动报警及多重联锁保护功能，运行安全可靠。

本实施例中，通过将加热单元7设置在搅拌器5内，并利用电能导热油进行加热，在搅拌、加热过程中不产生任何污染，也没有气味，具有高效、节能、安全可靠、绿色环保等优点。通过温控单元6实时监测导热油的温度，当物料被加热至所需温度或是导热油温度超过预设温度上限后，加热单元7自动暂停加热，具有较高的使用安全性。而且导热油本身具有防冻功能，搅拌器5使用过程中也无需更换导热油，有效降低了生产成本。

本实施例中，搅拌器5包括搅拌轴51和叶轮52，搅拌轴51和叶轮52均采用中空结构且相互贯通，且搅拌轴51和叶轮52内部均注入导热油，加热单元7浸没在搅拌轴51的导热油中。搅拌轴51与传动轴4相互贯通，搅拌轴51与叶轮52组成闭式循环油路。当加热单元7对搅拌轴51中的导热油加热时，导热油受热膨胀，进入传动轴4中，传动轴4也相当于一个油仓，扩大了导热油的储量；导热油同时经过搅拌轴51外侧夹套式的叶轮52内部的管油路形成循环，将热量源源不断地散发出去，传递给搅拌中的待加热物料，通过搅拌作用，使得待加热物料受热更均匀，更利于热量高效传递，同时整个加热过程是完全静音的，并且不会产生任何污染，也没有气味，非常绿色环保。

本实施例中，叶轮52的外形为蝶形，且两个片蝶形叶轮对称设置在搅拌轴51外侧。蝶形叶轮具有散热面积更大、搅拌更均匀的特点，而且整体造形富有美感，是适于环保工艺及工业应用的新设计。可以理解，在其他实施例中，叶轮52也可以是三片或四片对称设置在搅拌轴51外侧，叶轮52的具体造型也可以是分散叶片形或框架方形或螺旋形，只要能够实现物料均匀搅拌和加热即可。进一步地，本实施例中，叶轮52采用耐腐蚀且耐磨损的合金材质制备，例如不锈钢，经动平衡处理，确保叶轮在旋转起来后无横向震动、旋转平衡，受力更均匀、应力承载能力更强，在搅拌运行过程中，各类浆料的颗粒物不断冲刷叶轮，很好地避免了热传递表面结垢。

本实施例中，还包括转速调节器2，驱动电机1的输出端通过转速调节器2与传动轴4连接。进一步地，驱动电机1与搅拌器5连接之前，可根据搅拌对象的需求和电机等级的不同，采取联轴器直连模式或采用减速机实现转速调节，以提高物料搅拌的均匀性和平稳性。

实施例2

本实施例的反应釜，主要应用在环保和化工行业中，在釜体内安装有实施例1中的具有加热功能的搅拌装置。通过在反应釜内安装上述的具有加热功能的搅拌装置，直接取代了现有的电锅炉系统，减少了锅炉以及配套水处理设备的投资和占地面积，实现了直接高效加热物料的同时还能够搅拌得更加均匀，热传导更加充分，而且不存在漏水导电问题，完全没有传统电锅炉的诸多安全隐患。

本实施例中，可以在釜体内安装单台搅拌装置进行物料加热搅拌，也可以在釜体内安装多台搅拌装置进行物料加热和搅拌。可以理解，无论是常压或加压的反应釜，均可以使用本实用新型的搅拌装置。本实施例的反应釜具有结构紧凑、占地面积小、加热搅拌效果显著、节能降耗等优点。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种具有加热功能的搅拌装置，其特征在于，包括：驱动电机(1)、电加热模块(3)、传动轴(4)、搅拌器(5)，所述传动轴(4)和搅拌器(5)均采用中空结构且相互贯通，所述搅拌器(5)内部注入导热油；所述驱动电机(1)的输出端通过传动轴(4)与搅拌器(5)传动连接，驱动电机(1)用于驱动搅拌器(5)旋转；所述电加热模块(3)与驱动电机(1)固定连接，电加热模块(3)用于加热导热油。

2.根据权利要求1所述的具有加热功能的搅拌装置，其特征在于，所述电加热模块(3)包括加热单元(7)，所述加热单元(7)设置在搅拌器(5)内，用于加热导热油。

3.根据权利要求2所述的具有加热功能的搅拌装置，其特征在于，所述加热单元(7)为电阻式或电极式或电膜式的加热元件。

4.根据权利要求2所述的具有加热功能的搅拌装置，其特征在于，所述电加热模块(3)还包括温控单元(6)，所述温控单元(6)用于监测导热油温度。

5.根据权利要求4所述的具有加热功能的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌器(5)包括搅拌轴(51)和叶轮(52)，所述搅拌轴(51)和叶轮(52)均采用中空结构，且搅拌轴(51)和叶轮(52)内部均注入导热油；所述搅拌轴(51)与传动轴(4)相互贯通，搅拌轴(51)与叶轮(52)组成循环油路。

6.根据权利要求5所述的具有加热功能的搅拌装置，其特征在于，所述叶轮(52)的外形为蝶形或分散叶片形或框架方形或螺旋形；所述叶轮(52)采用合金材质制备。

7.根据权利要求5所述的具有加热功能的搅拌装置，其特征在于，还包括转速调节器(2)，所述驱动电机(1)的输出端通过转速调节器(2)与传动轴(4)连接。

8.根据权利要求7所述的具有加热功能的搅拌装置，其特征在于，所述转速调节器(2)为联轴器或减速机。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的具有加热功能的搅拌装置，其特征在于，所述驱动电机(1)为自冷式或强冷式电机。

10.一种反应釜，其特征在于，包括权利要求1至9中任意一项所述的具有加热功能的搅拌装置。

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