CN218741347U - 一种差速分层搅拌机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于搅拌机械设备，公开了一种差速分层搅拌机，用于对固液混合物料进行循环搅拌，包括容纳物料的搅拌腔和分别用于控制搅拌腔内的两组独立的叶片搅拌的两组动力源；其中，两组叶片差速转动均将物料相向推动并在搅拌腔内形成物料循环流动。本实用新型通过设有的两种对向设置的叶片，能够在搅拌腔内形成一个循环对流的物料交错流，则相较于普通的叶片搅拌方式，能够提供更多的剪切力，使得搅拌更加均匀。

Description

一种差速分层搅拌机

技术领域

本实用新型属于搅拌设备技术领域，具体涉及一种差速分层搅拌机。

背景技术

搅拌机，是一种建筑工程机械，主是用于搅拌水泥、沙石、各类干粉砂浆等建筑材料。这是一种带有叶片的轴在圆筒或槽中旋转，将多种原料进行搅拌混合，使之成为一种混合物或适宜稠度的机器。搅拌机分为好多种，有强制式搅拌机、单卧轴搅拌机、双卧轴搅拌机等等。

搅拌机的性能由多个参数决定的，无法用任何一个单一参数来判定一台搅拌机的性能。其中，轴功率、桨叶排液量、压头、桨叶直径及搅拌转速是描述一台搅拌机的五个基本参数。桨叶的排液量与桨叶本身的流量准数，桨叶转速的一次方及桨叶直径的三次方成正比。而搅拌消耗的轴功率则与流体比重，桨叶本身的功率准数，转速的三次方及桨叶直径的五次方成正比。在一定功率及桨叶形式情况下，桨叶排液量以及压头可以通过改变桨叶的直径和转速的匹配来调节，即大直径桨叶配以低转速（保证轴功率不变）的搅拌机产生较高的流动作用和较低的压头，而小直径桨叶配以高转速则产生较高的压头和较低的流动作用。

在搅拌腔中，要使微团相互碰撞，唯一的办法是提供足够的剪切速率。从搅拌机理看，正是由于流体速度差的存在，才使流体各层之间相互混合，因此，凡搅拌过程总是涉及到流体剪切速率。剪切应力是一种力，是搅拌应用中气泡分散和液滴破碎等的真正原因。整个搅拌槽中流体各点剪切速率的大小并不是一致的，而就桨叶区而言，无论何种浆型，当桨叶直径一定时，最大剪切速率和平均剪切速率都随转速的提高而增加。但当转速一定时，最大剪切速率和平均剪切速率与桨叶直径的关系与浆型有关。当转速一定时，径向型桨叶最大剪切速率随桨叶直径的增加而增加，而平均剪切速率与桨叶直径大小无关。

这些有关桨叶区剪切速率的概念，在搅拌机缩小及放大设计中需要特别当心。因小槽与大槽相比，小槽搅拌机往往具有高转速、小桨叶直径及低叶尖速度等特性，而大槽搅拌机往往具有低转速大桨叶直径及高叶尖速度等特性。

结合上述内容，针对于普通单轴搅拌设备而言，设计时会根据整个搅拌腔的体积以及常见的搅拌物料特性对上述参数进行设定。为了在搅拌腔内形成较多的剪切力，现有技术会对叶片形状和尺寸进行优化限定，但无论如何，单轴叶片本身并不存在转速差，无法进一步提高搅拌效率。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种差速搅拌机，通过不同转速的两组叶片将物料往复输送，从而在搅拌腔内形成循环的流动物流，则相较于现有的单辊或普通双辊结构，通过循环多次重复搅拌，使得物料具有更好的搅拌效果。

本实用新型所采用的技术方案为：

第一方面，本实用新型公开一种差速分层搅拌机，用于对固液混合物料进行循环搅拌，包括容纳物料的搅拌腔和分别用于控制搅拌腔内的两组独立的叶片搅拌的两组动力源；

其中，两组叶片差速转动均将物料相向推动并在搅拌腔内形成物料循环流动。

结合第一方面，本实用新型提供第一方面的第一种实施方式，所述叶片包括搅拌叶片和循环叶片，所述循环叶片所占体积小于搅拌叶片的所占体积，且循环叶片转速高于搅拌叶片。

所谓所占体积是指该叶片在搅拌腔的立体空间中以其外侧边沿为界划定的空间体积，该参数用以反映叶片对物料的搅动接触量；其中，搅拌叶片主要用于低速搅拌，对处于搅拌腔内的绝大多数物料进行缓慢搅拌，其空间占比较高，大致在70-95%，由于主要通过搅拌叶片与物料接触，其阻力较大，叶片本身与物料的接触面积较小，通过较大的框架实现对大空间内物料搅动，避免因接触面积过大导致负荷较大。

而循环叶片空间占用率较低，其叶片面积小，与物料静态接触的面积较小，则转动阻力明显小于搅拌叶片。根据其使用目的，会设置足够大的转速，使其将进入的物料快速甩向搅拌叶片方向，并通过设置合适的尺寸比，使得被循环叶片甩出的物料能够顺利进入搅拌叶片所在区域中再次进行低速转动，从而在搅拌腔内使得物料在两个叶片之间循环流动。

结合第一方面的第一种实施方式，本实用新型提供第一方面的第二种实施方式，所述叶片的转动轴线与重力方向一致，所述循环叶片处于搅拌叶片重力方向的下部。

上述实施方式中并未限定设置方向，即一般卧式、竖式或斜式的放置方式均可。但由于在实际应用中搅拌腔的容量较大，其中的物料本身重力对搅拌效果的影响较大，卧式和斜式均无法较好的平衡重力与叶片推动力的相互影响，则一般会选择竖式方式设置，即叶片的推动方向与重力方向一致，这样可以使其中的物料流动方向更加一致性，避免叶片搅拌过程中受力不均影响其运行稳定性。

结合第一方面的第二种实施方式，本实用新型提供第一方面的第三种实施方式，所述搅拌叶片包括第一叶片，第一叶片为沿搅拌叶片转动轴线方向布置的螺旋状片体，通过第一叶片将物料沿轴线方向推进；其内侧与外侧均具有沿轴线方向连贯的通道。

结合第一方面的第三种实施方式，本实用新型提供第一方面的第四种实施方式，所述第一叶片包括至少两组不同内径的螺纹叶片。

结合第一方面的第四种实施方式，本实用新型提供第一方面的第五种实施方式，所述搅拌叶片还包括第二叶片，所述第二叶片具有与转动轴线方向平行的叶面，通过第二叶片将物料绕轴线方向推进；

所述第一叶片和第二叶片均贴合在搅拌腔的内壁转动。

结合第一方面的第五种实施方式，本实用新型提供第一方面的第六种实施方式，所述循环叶片为具有至少共轴的两组片体的叶轮，其中一组片体将从第一叶片推来的物料继续向下推动，另一部分设置在下部并将向下推动的物料向周向方向甩出，并配合搅拌腔的内壁将甩出的物料向上推向第二叶片处。

结合第一方面的第一至六种实施方式，本实用新型提供第一方面的第七种实施方式，包括分别带动搅拌叶片的第一动力源和带动第二叶片的第二动力源；

其中第一动力源包括传动连接的第一电机和减速箱，所述减速箱的输出轴与搅拌叶片传动连接；

第二动力源包括第二电机和传动箱，通过传动箱将第二电机的转动力换向后传递至循环叶片。

结合第一方面的第一至六种实施方式，本实用新型提供第一方面的第八种实施方式，搅拌腔包括壳体和设置在壳体下部的支架，由支架支撑壳体并固定在外部水平端面上。

结合第一方面的第八种实施方式，本实用新型提供第一方面的第九种实施方式，所述壳体包括在重力方向上相邻设置的等内径段和锥形段，所述锥形段底部设有开口，循环叶片设置在开口内侧，外部动力机构从锥形段底部开口伸入并与循环叶片传动连接；

在锥形段下部设有出料口，在等内径段的顶部开口处设有将其完全覆盖的顶盖，顶盖上设有进料口和给搅拌叶片提供动力的外部动力机构。

本实用新型的有益效果为：

（1）本实用新型通过设有的两种对向设置的叶片，能够在搅拌腔内形成一个循环对流的物料交错流，则相较于普通的叶片搅拌方式，能够提供更多的剪切力，使得搅拌更加均匀；

（2）本实用新型通过合理分配搅拌叶片的占比和速率，在具有较大占比的叶片设置较小的转速，主要起到搅拌效果，而小体积高速率的叶片能够将物料快速向上推动，从而形成流动。

附图说明

图1是本实用新型实施例1中的整个搅拌机的正视图；

图2是本实用新型实施例1中的整个搅拌机的轴测图；

图3是本实用新型实施例1中的整个搅拌机的俯视图；

图4是本实用新型实施例1中的整个搅拌机的侧视图；

图5是本实用新型图4中沿A-A剖切线剖切后的截面图；

图6是本实用新型实施例1中将整个壳体取下后展示内部结构平面示意图；

图7是本实用新型实施例1中将整个壳体取下后展示内部结构的轴测图。

图中：1-壳体，2-支架，3-出料口，4-进料口，5-第一动力源，5.1-第一电机，5.2-减速箱，6-第二动力源，6.1-第二电机，6.2-底座，6.3-传动箱，7-顶盖，8-辊轴，9-第一叶片，10-第二叶片，11-叶轮。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步阐释。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

本实施例公开一种差速分层搅拌机，主要用于对固液混合的物料进行搅拌，包括泥浆和水泥砂浆等物料。

具体的，包括一个搅拌腔和设置在搅拌腔内的两组叶片。

其中，两组叶片均具有外部的动力源提供转动力，而叶片的转轴在穿过搅拌腔的部位设有密封件避免物料泄露。

进一步地，本实施例中两组叶片推动的物料方向相反，且两组叶片的转动速率不同，所占搅拌腔内的空间也不同，通过不同的转速不仅在其间隙处形成断层，在此处形成对物料的剪切力，提高搅拌效果。

进一步地，转动时，两组叶片以轴线内外界定的两个区域内的物料流动方向不同，且两组叶片的方向相反。即，其中一组叶片是由转轴内部将物料推送至另一组叶片处，而另一组叶片处的内侧物料是继续向内流动，并在靠近该组叶片的转动底部换向，并进入该组叶片的外侧，从外侧反向流动，再回流到之前的叶片的外部，以此循环实现层间流动。

如上述内容，本实施例的实施方案中包括卧式和立式两种搅拌腔，卧式的搅拌腔中，沿两组叶片的轴线为水平放置状态。可设置为一组叶片与另一组叶片实现间隔“套接”，即两组叶片均具有一个底盘，而底盘向上延伸形成叶片，其中一组叶片外径较大，而内部具有一个连贯的通道，使得另一组叶片能够插入该通道内形成类似套接的状态。

在该状态下，物料从任一端进入均能够实现内外两侧的循环。

进一步地，为了实现较好的循环流动效果，对叶片进行优化限定，其中叶片包括搅拌叶片和循环叶片，所述循环叶片所占体积小于搅拌叶片的所占体积，且循环叶片转速高于搅拌叶片。

进一步地，如图6和图7所示，仅以图中的叶片部分进行参考。搅拌叶片包括第一叶片9，第一叶片9为沿搅拌叶片转动轴线方向布置的螺旋状片体，通过第一叶片9将物料沿轴线方向推进；其内侧与外侧均具有沿轴线方向连贯的通道。第一叶片9包括至少两组不同内径的螺纹叶片。搅拌叶片可采用无轴叶片类型，也可以采用图中的具有辊轴8的有轴叶片类型。

需要说明的是，第一叶片9和第二叶片10的推动方向并不相同，如上述内容中提到，无论卧式还是立式的搅拌腔设置方式，任一组叶片的内外物料的流动方向不相同，使得物料能够被另一组叶片推回。在该实施方式中，循环叶片的体积明显小于搅拌叶片，则循环叶片主要对应搅拌叶片的内侧的第一叶片9，而第二叶片10如图6所示，其平面与轴线方向共面，物料只能被该叶片朝向其轴线周向方向推进。而从循环叶片推回的物料进入第一叶片9所在的区域时，并不具有沿轴线方向上的分力，则此处的回流污泥会继续流动，从而形成更大的循环范围。

但由于该设备本身具有较大的容积，搅拌腔的空间较大，在其中的物料重量较大，则不得不考虑其重力对搅拌时的影响。若采用卧式搅拌的方式，为了尽可能减小重力对于搅拌的影响，会拉长长度而减小其截面面积，但这种较长的叶片设置方式效率较低。

故，本实施例公开一种立式的搅拌腔结构，即叶片的转动轴线与重力方向一致，所述循环叶片处于搅拌叶片重力方向的下部。

如图1-图7所示，搅拌叶片还包括第二叶片10，所述第二叶片10具有与转动轴线方向平行的叶面，通过第二叶片10将物料绕轴线方向推进；第一叶片9和第二叶片10均贴合在搅拌腔的内壁转动。

循环叶片为具有至少共轴的两组片体的叶轮11，其中一组片体将从第一叶片9推来的物料继续向下推动，另一部分设置在下部并将向下推动的物料向周向方向甩出，并配合搅拌腔的内壁将甩出的物料向上推向第二叶片10处。

进一步地，该设备还包括分别带动搅拌叶片的第一动力源5和带动第二叶片10的第二动力源6；其中第一动力源5包括传动连接的第一电机5.1和减速箱5.2，所述减速箱5.2的输出轴与搅拌叶片传动连接；第二动力源6包括第二电机6.1和传动箱6.3，通过传动箱6.3将第二电机6.1的转动力换向后传递至循环叶片。

如图1-图3所示，图中的第二动力源6的第二电机6.1为倒扣方式设置，其具有一个底座6.2，用于对第二电机6.1承托。而传动箱6.3连接在底座6.2的一侧，其内部具有一个皮带传输件，通过皮带将第二电机6.1的动力换向并传输至叶轮11处。相较于第一动力源5，采用皮带或锥齿轮组的方式进行换向，除开装配件本身的扭力损耗，其传输至叶轮11上的转速远大于搅拌叶片上的转速。

进一步地，搅拌腔包括壳体1和设置在壳体1下部的支架2，由支架2支撑壳体1并固定在外部水平端面上。

壳体1包括在重力方向上相邻设置的等内径段和锥形段，所述锥形段底部设有开口，循环叶片设置在开口内侧，第二动力源6的输出轴从锥形段底部开口伸入并与循环叶片传动连接；在锥形段下部设有出料口3，在等内径段的顶部开口处设有将其完全覆盖的顶盖7，顶盖7上设有进料口4和给搅拌叶片提供动力的第一动力源5。

其中，减速器通过型材架固定在顶盖7上，而顶盖7一侧具有可翻起的扇形板，该扇形板处即为该搅拌腔的进料口4。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种差速分层搅拌机，用于对固液混合物料进行循环搅拌，其特征在于：包括容纳物料的搅拌腔和分别用于控制搅拌腔内的两组独立的叶片搅拌的两组动力源；

其中，两组叶片差速转动均将物料相向推动并在搅拌腔内形成物料循环流动。

2.根据权利要求1所述的一种差速分层搅拌机，其特征在于：所述叶片包括搅拌叶片和循环叶片，所述循环叶片所占体积小于搅拌叶片的所占体积，且循环叶片转速高于搅拌叶片。

3.根据权利要求2所述的一种差速分层搅拌机，其特征在于：所述叶片的转动轴线与重力方向一致，所述循环叶片处于搅拌叶片重力方向的下部。

4.根据权利要求3所述的一种差速分层搅拌机，其特征在于：所述搅拌叶片包括第一叶片(9)，第一叶片(9)为沿搅拌叶片转动轴线方向布置的螺旋状片体，通过第一叶片(9)将物料沿轴线方向推进；其内侧与外侧均具有沿轴线方向连贯的通道。

5.根据权利要求4所述的一种差速分层搅拌机，其特征在于：所述第一叶片(9)包括至少两组不同内径的螺纹叶片。

6.根据权利要求5所述的一种差速分层搅拌机，其特征在于：所述搅拌叶片还包括第二叶片(10)，所述第二叶片(10)具有与转动轴线方向平行的叶面，通过第二叶片(10)将物料绕轴线方向推进；

所述第一叶片(9)和第二叶片(10)均贴合在搅拌腔的内壁转动。

7.根据权利要求6所述的一种差速分层搅拌机，其特征在于：所述循环叶片为具有至少共轴的两组片体的叶轮(11)，其中一组片体将从第一叶片(9)推来的物料继续向下推动，另一部分设置在下部并将向下推动的物料向周向方向甩出，并配合搅拌腔的内壁将甩出的物料向上推向第二叶片(10)处。

8.根据权利要求2-7任一项所述的一种差速分层搅拌机，其特征在于：包括分别带动搅拌叶片的第一动力源(5)和带动第二叶片(10)的第二动力源(6)；

其中第一动力源(5)包括传动连接的第一电机(5.1)和减速箱(5.2)，所述减速箱(5.2)的输出轴与搅拌叶片传动连接；

第二动力源(6)包括第二电机(6.1)和传动箱(6.3)，通过传动箱(6.3)将第二电机(6.1)的转动力换向后传递至循环叶片。

9.根据权利要求2-7任一项所述的一种差速分层搅拌机，其特征在于：搅拌腔包括壳体(1)和设置在壳体(1)下部的支架(2)，由支架(2)支撑壳体(1)并固定在外部水平端面上。

10.根据权利要求9所述的一种差速分层搅拌机，其特征在于：所述壳体(1)包括在重力方向上相邻设置的等内径段和锥形段，所述锥形段底部设有开口，循环叶片设置在开口内侧，外部动力机构从锥形段底部开口伸入并与循环叶片传动连接；

在锥形段下部设有出料口(3)，在等内径段的顶部开口处设有将其完全覆盖的顶盖(7)，顶盖(7)上设有进料口(4)和给搅拌叶片提供动力的外部动力机构。

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