TWI533926B

TWI533926B - Solid particle mixing conveyor

Info

Publication number: TWI533926B
Application number: TW102133354A
Authority: TW
Inventors: jia-xian Xiao; shi-xian Liu
Original assignee: China Steel Corp
Priority date: 2013-09-14
Filing date: 2013-09-14
Publication date: 2016-05-21
Also published as: TW201509514A

Description

固體顆粒混拌輸送裝置

本發明是有關於一種混拌輸送裝置，特別是指一種固體顆粒混拌輸送裝置。

現有的固體顆粒或粉末混拌裝置，例如中華民國專利公開號201240722案、公告號542015案、公告號496191案等，只能均勻地混拌固體顆粒或粉末而無法在混拌的同時對固體顆粒進行輸送；而現有的固體顆粒輸送裝置，例如中華民國專利公開號201323305案，只能對固體顆粒進行輸送而無混拌的功能。所以，現有的混拌裝置及固體顆粒輸送裝置有改善的必要，以使在均勻地混拌固體顆粒時，能同時將被混拌的固體顆粒輸送前進。

因此，本發明之目的，即在提供一種固體顆粒混拌輸送裝置。

於是本發明固體顆粒混拌輸送裝置，適用於同時混拌且輸送不同種物質的多個固體顆粒，並包含一混拌筒、一傳動單元、一螺旋帶及多個混拌單元。

該混拌筒用以容置該等固體顆粒。該傳動單元包括一馬達及一設置於該混拌筒內的傳動軸桿。該螺旋帶設置於該混拌筒內，並環圍該傳動軸桿，且其兩相反端固設於該傳動軸桿。該等混拌單元分別位於該螺旋帶的不同的兩相鄰螺峰之間，並分別包括一固設於該傳動軸桿的支撐桿及至少一固設於該支撐桿的遠離該傳動軸桿的一端的葉片。

本發明之功效在於：當該馬達電導通時，能使該傳動軸桿繞自身的一軸線轉動，並帶動該螺旋帶及該等混拌單元繞該傳動軸桿轉動，進而使該等固體顆粒被均勻混拌且同時被輸送前進。

1‧‧‧固體顆粒混拌輸送裝置

11‧‧‧混拌筒

12‧‧‧傳動單元

121‧‧‧馬達

122‧‧‧傳動軸桿

123‧‧‧軸線

13‧‧‧螺旋帶

131‧‧‧螺峰

132‧‧‧螺距

133‧‧‧環圍直徑

134‧‧‧寬度

135‧‧‧厚度

14‧‧‧混拌單元

141‧‧‧支撐桿

142‧‧‧葉片

143‧‧‧寬度

144‧‧‧長度

15‧‧‧腳架

16‧‧‧進料口

17‧‧‧出料口

2‧‧‧料面

3‧‧‧追蹤物

4‧‧‧徑向位移

5‧‧‧高窄峰

6‧‧‧常態峰

7‧‧‧低闊峰

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一正視剖視示意圖，說明本發明固體顆粒混拌輸送裝置的一較佳實施例的元件的組合態樣；圖2是一側視剖視示意圖，與圖1相配合說明該較佳實施例的元件的組合態樣；圖3是一局部放大示意圖，與圖1及圖2相配合說明該較佳實施例的元件的組合態樣；圖4是一示意圖，例示在一混拌輸送過程中每一呈現於料面上的追蹤物的徑向位移；圖5是一示意圖，例示分別具有一高窄峰、一常態峰及一低闊峰的追蹤物的滯留時間分佈；及圖6是一直方圖，說明該較佳實施例的混拌筒在不同的填充率設定下所獲得的追蹤物的滯留時間分佈的峰度。

參閱圖1、圖2及圖3，本發明固體顆粒混拌輸送裝置1的較佳實施例適用於同時混拌且輸送不同種物質的多個固體顆粒(圖未示)，並包含一混拌筒11、一傳動單元12、一螺旋帶13、多個混拌單元14、二腳架15、一進料口16及一出料口17。

該混拌筒11用以容置該等固體顆粒。該傳動單元12包括一馬達121及一設置於該混拌筒11內的傳動軸桿122。該螺旋帶13設置於該混拌筒11內，並環圍該傳動軸桿122，且其兩相反端固設於該傳動軸桿122。該等混拌單元14分別位於該螺旋帶13的不同的兩相鄰螺峰131之間，並分別包括一固設於該傳動軸桿122的支撐桿141及二個固設於該支撐桿141的遠離該傳動軸桿122的一端的概呈L狀的葉片142。該等腳架15分別固設於該混拌筒11兩相反端的下緣並用於支撐該混拌筒11。該進料口16與該出料口17分別設置於該混拌筒11兩相反端的上、下緣。該進料口16用於輸入該等固體顆粒，而該出料口17用於輸出該等固體顆粒。

特別地，每一混拌單元14的該等葉片142、該螺旋帶13及該傳動軸桿122的設計具有下列特徵：第一特徵：該螺旋帶13的螺距132與該螺旋帶13的環圍直徑133的比例在0.40至0.45之間；第二特徵：每一混拌單元14的該葉片142的寬度143與該螺旋帶13的環圍直徑133的比例在0.20至0.22 之間；第三特徵：每一混拌單元14的該葉片142的長度144與該螺旋帶13的環圍直徑133的比例在0.38至0.42之間；第四特徵：該螺旋帶13的寬度134與該螺旋帶13的環圍直徑133的比例為0.1；及第五特徵：該螺旋帶13的厚度135與該螺旋帶13的寬度134的比例為0.1。

如此，當該馬達121電導通時，能使該傳動軸桿122繞自身的一軸線123轉動，並帶動該螺旋帶13及該等混拌單元14繞該傳動軸桿122轉動，進而使該等固體顆粒被均勻混拌且同時被輸送前進。

為了驗證本較佳實施例的有效性，本發明的發明人使用多個長度與直徑分別為1公分及0.5公分的圓柱型固體顆粒，及多個形狀與該等圓柱型固體顆粒相類似的追蹤物進行混拌輸送實驗，其中該等追蹤物可視為該等圓柱型固體顆粒的樣本取樣，用以代表地描述該等圓柱型固體顆粒的物理特性。

在實驗過程中，首先，電導通該馬達121以使該傳動軸桿122以每秒11轉的方式帶動該螺旋帶13及該等混拌單元14轉動。然後從該進料口16輸入該等圓柱型固體顆粒達到該混拌筒11的一填充率。然後，從該進料口16輸入該等追蹤物與該等圓柱型固體顆粒一起混拌輸送，並在混拌輸送過程中使用架設在該固體顆粒混拌輸送裝置 1上端的一攝影機攝影紀錄該混拌輸送過程，從而計算呈現於料面上的每一追蹤物的徑向位移以估計該等追蹤物的徑向混拌度，作為該等圓柱型固體顆粒在徑向的均勻混拌度指標，其中該徑向位移為該追蹤物與該軸線123的垂直距離。最後，在該等追蹤物從該出料口17輸出時紀錄該等追蹤物在該混拌筒11內的滯留時間，以估計該等追蹤物在該混拌筒11內的滯留時間分佈的峰度(kurtosis)，以作為該等圓柱型固體顆粒在軸向的聚集度指標。

其中，該徑向混拌度的計算方式為：徑向混拌度=(呈現於料面上的每一追蹤物的徑向位移的平均)/(該螺旋帶13的環圍直徑133的二分之一)。舉例而言，參閱圖4，假若在該輸送過程的一第一時間、一第二時間及一第三時間分別有三個、二個及三個追蹤物3呈現於料面2上，則該徑向混拌度的數值等於在上述三時間呈現於料面2上的每一追蹤物3的徑向位移4的平均除以該螺旋帶13的環圍直徑133的二分之一。明顯地，該徑向混拌度的數值範圍在0至1之間。

該峰度的計算方式為：峰度=((Σ f_i(x_i-μ)⁴)/N)/σ⁴，其中x_i為在該混拌筒11內的滯留時間；f_i為具有x_i的滯留時間的追蹤物數量；N為該等追蹤物的總數量；μ=(Σ f_ix_i)/N，為該等追蹤物的平均滯留時間；，為該等追蹤物的滯留時間的標準差。一般而言，如圖5所示，若該峰度大於3則稱該滯留時間分佈具有一高窄峰5，表示該滯留時間分佈集中於該平均滯留時間μ；若該峰度等於3則稱該滯留時間分佈具有一常態峰6，表示該滯留時間分佈呈現一般的型態；若該峰度小於3則稱該滯留時間分佈具有一低闊峰7，表示該滯留時間分佈較分散。

特別地，若該徑向混拌度及該峰度的數值愈高，例如該徑向混拌度大於0.9且該峰度大於3，則表示本較佳實施例愈能在徑向均勻混拌該等圓柱型固體顆粒，且同時在軸向使得該等圓柱型固體顆粒適時地滯留於該混拌筒11內，避免過早出料或滯留過久。

參閱圖6，其顯示了本較佳實施例分別在該混拌筒11的填充率為60%、70%及80%時所獲得的該等追蹤物的滯留時間分佈的峰度均大於8；此外，在上述三種填充率的情況下，本較佳實施例均獲得了大於0.9的徑向混拌度；如此，驗證了本較佳實施例在該混拌筒11的填充率為60%至80%的情形下能有效地均勻混拌且同時輸送該等圓柱型固體顆粒。

綜上所述，本發明固體顆粒混拌輸送裝置1，藉由該螺旋帶13及該等混拌單元14的設計及其他組成元件的相互配合，經過實驗分析的驗證能有效地將欲混拌的固體顆粒均勻混拌且同時輸送前進，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。