一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器的製造方法
2023-08-13 03:48:26
一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器，包括筒體、永磁直驅電機及配套變頻調速器、剪切力攪拌槳、筒體內部增強剪切力導流板、筒體頂部防飛濺擋板以及相關的固定支架、進料口、出料口等機構。本實用新型與已有的攪拌裝置相比，同時利用到了強剪切力的攪拌槳及導流板、大轉矩的永磁直驅電機，具有攪拌強度高、剪切力強的優點，同時降低了攪拌設備的能耗及維修成本。
【專利說明】一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器。
【背景技術】
[0002]現有的攪拌裝置一般是電動機通過利用皮帶傳動或者齒輪組傳達，這類攪拌裝置的機械傳動結構複雜，附加設備較多，與此同時增加了設備的能耗也降低了系統的效率。更為突出的是普通電動機的轉矩較低，無法帶動攪拌裝置對黏度相對較高、需要強攪拌、強剪切力處理的物料進行攪拌，或者達不到理想的攪拌效果。此外大部分攪拌裝置無法調節攪拌的轉矩及轉速的大小，造成了設備空轉的損耗和能耗的浪費。為了增強攪拌的剪切力，目前所採用的方法一般是通過增大攪拌器的高徑比、選擇如鋸齒邊緣葉片攪拌槳一類能夠提供強剪切力的攪拌槳、提高攪拌機轉速等，這些措施主要目的是提供更多更強的循環流，但高徑比和葉片邊緣的剪切面都有一定的限制，增大高徑比可以提高剪切力強度，但同時葉片直徑需要隨著筒體的直徑減少，因此葉片提供的剪切力強度將減少；反之，提高了葉片的直徑，葉片提供的剪切力強度將增加，但將造成筒體高徑比的減少，最終總體剪切力的強度提高得十分有限。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在於提供了一種克服現有裝置之不足而且設備簡單、操作方便、可以提供高攪拌、強剪切力、可變頻調速的流體攪拌器。
[0004]為了實現上述技術目的，本實用新型的技術方案是，一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器，包括中空的筒體、電機、攪拌槳、導流板、進料管和出料管，所述的電機通過固定支架固定於筒體的頂部，所述的攪拌槳的轉軸一端連接電機，另一端伸入至筒體內，轉軸處於筒體內的部分上設有豎直安裝的攪拌葉片，攪拌葉片的外側邊緣上設有攪拌葉片導流孔，所述的導流板通過支撐架水平固定於筒體的內壁上並與攪拌葉片錯位設置，導流板上開有導流板導流孔，所述的進料管設置於筒體頂部，所述的出料管設置於筒體側壁上且處於導流板上方，距導流板的距離為筒體總高度的5%?15%。
[0005]所述的一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器，攪拌槳上沿轉軸的軸線方向設置有N組攪拌葉片，每組包括2-6片攪拌葉片，筒體內壁上沿筒體的軸線方向設有N-1組導流板，每組包括2-6片導流板，每組導流板設置於兩組攪拌葉片豎直間距的中間處，N取2-5。
[0006]所述的一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器，每個攪拌葉片的水平長度為筒體內半徑的1/5?2/3，N個攪拌葉片的總豎直高度為筒體總高度的30%?60%，每個攪拌葉片上設有1-4個攪拌葉片導流孔，攪拌葉片導流孔設置於攪拌葉片由外沿起佔攪拌葉片水平長度的1/5?1/3處，攪拌葉片導流孔的總面積佔攪拌葉片總面積的5%?50%。
[0007]所述的一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器，每個導流板的水平長度為筒體內半徑的1/5?2/3，每個導流板上開有的導流板導流孔的總面積佔導流板總面積的30%?80%，每個導流板上導流板導流孔的個數為10?200個。[0008]所述的一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器，還包括防飛濺擋板，所述的防飛濺擋板安裝於筒體內壁上，且距筒體底部的高度為筒體總高度的70%?90%處，防飛濺擋板的安裝方向與水平面呈0-10°夾角。
[0009]所述的一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器，所述的電機為設有變頻調速器的永磁直驅電機，電機的額定轉矩為5000Nm-35000Nm，額定轉速為100_800rpm。
[0010]所述的一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器，所述的筒體、攪拌槳、導流板和防飛濺擋板是由錳鋼、鉻鑰鋼、鉻錳鑰釩鋼、雙相鋼、相變誘導塑性鋼、馬氏體鋼、復相鋼、熱成形鋼、孿晶誘導塑性鋼、馬氏體時效鋼或沉澱硬化不鏽鋼製成。
[0011]所述的一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器，所述的筒體、攪拌槳、導流板和防飛濺擋板外包被有玻璃鋼、聚異丁烯橡膠或二氧化矽板。
[0012]所述的一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器，所述的筒體、攪拌槳、導流板和防飛濺擋板外塗覆有環氧樹脂耐酸漆、聚氨基甲酸酯漆或環氧樹脂塗料。
[0013]本實用新型與現有技術相比，由於採用剪切力攪拌槳、增強剪切力導流板和各種相關導流孔等流體動力學方面的造型優勢，同時結合了永磁直驅電機大轉矩和可變頻調速的優點，能夠有效地進行普通流體或高粘度流體的高攪拌和強剪切力攪拌，同時較大的降低了設備的能耗以及運行費用，大幅度降低勞動強度，系統效率得到較大提高，維修故障點少、維護成本低，調速平滑並易於實現對攪拌轉速和轉矩的控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的結構示意圖；1:筒體，2:永磁直驅電機，3:攪拌葉片，31:攪拌葉中的導流孔，4:導流板，41導流板中的導流孔，42導流板安裝支撐裝置，5:防飛濺擋板，6:固定支架，7:進料管，8:出料管。
[0015]圖2為筒體AA』 -BB 』截面間的俯視圖結構；1:筒體，3:攪拌槳，31:攪拌葉片導流孔，4:導流板，41導流板導流孔，42導流板安裝支撐裝置。
[0016]圖3為具有不同導流孔結構的導流板；41導流板導流孔，42支撐架。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本實用新型進行詳細說明。
[0018]圖1為本實用新型實施例的結構示意圖，包括筒體1，在筒體I的頂部設有永磁直驅電機2和進料口 7，永磁直驅電機2直接與攪拌槳的轉軸連接，同時有固定支架6將永磁直驅電機2固定於筒體I之上，電機的控制端與變頻調速控制機相連接，進料口 7用於與上遊設備連接。直接相連的永磁直驅電機2使得攪拌器的轉矩大大提高，同時降低了能耗和維護成本。
[0019]流體物料經過進料口 7進入筒體I後，在攪拌槳的剪切力和攪拌作用下沿軸心向下流動，再沿著筒體內部的導流板中的導流孔，沿側壁向上流動。
[0020]部分流體物料從出料口 8進入下遊設備中，其他物料在頂部防飛濺擋板5的作用返回筒體I軸心繼續攪拌調漿。
[0021]本實施例的攪拌槳轉軸上安裝有3組攪拌葉片，每片攪拌葉片的水平長度為筒體內半徑的1/2，3個攪拌葉片的總豎直高度為筒體總高度的35%，根據具體的使用情況，也可以安裝2-5組攪拌葉片，攪拌葉片水平長度可取筒體內半徑的1/5?2/3，攪拌葉片的總豎直高度為筒體總高度的30%?60%。在攪拌槳中的每一個攪拌葉片上均設置有一定數量的攪拌葉片導流孔31，本實施例設置了兩個攪拌葉片導流孔，根據需要也可設置1-4個中的任意數量。攪拌葉片導流孔設置於攪拌葉片由外沿起佔攪拌葉片水平長度的1/5?1/3處，本實施例設置在1/5處。同時為了保證攪拌葉片導流孔起到產生較佳剪切力的作用，攪拌葉片導流孔的總面積佔攪拌葉片總面積的5%?50%，本實施例採用了 30%。
[0022]本實施例在筒體側壁上安裝有2組導流板，導流板與攪拌葉片錯位設置，每組導流板設置於兩組攪拌葉片豎直間距的中間處，每個導流板的水平長度為筒體內半徑的2/3，根據具體的使用情況，也可以安裝1-4組攪拌葉片，攪拌葉片水平長度可取筒體內半徑的1/5?2/3。在導流板靠近筒體I部分設置有支撐架42。多組水平放置的導流板和多組垂直放置的攪拌葉使得攪拌的剪切力和強度大大提高。
[0023]圖2為本實施例的筒體I沿著AA』 -BB』截面間的俯視圖結構，此圖以「 + 」字形攪拌槳和導流板空隙為例加以說明。筒體I的內側均勻安裝著4片導流板，通過導流板安裝支撐裝置42與筒體I固定，在每一個導流板中均勻分布著多個導流板導流孔41，為了達到較佳的剪切力效果，每個導流板上導流板導流孔的個數為10?200個，同時每個導流板上開有的導流板導流孔的總面積佔導流板總面積的30%?80%。筒體I中心位置是與導流板空隙相對應的「 + 」字形攪拌槳3，在攪拌槳3的攪拌葉片外沿設置有攪拌葉中的導流孔31，通過多組導流孔達到進一步加強攪拌的剪切力。攪拌過程中永磁直驅電機帶來的大轉矩使得流體在葉片的切向上產生攪拌的攪拌強度，流體將具有很大的切向和徑向向外的動量，在與攪拌器筒體接觸後，將產生一個軸向沿筒壁向上的動量，導流板及導流孔的設置一方面使流體這一軸向上與導流孔邊緣的強烈摩擦，提高了對流體的剪切作用，另一方面導流板上非孔部分增加了筒體內流體的擾動，提高了流體的攪拌。
[0024]圖3為具有不同導流孔結構的導流板的示例，導流板導流孔41以及攪拌葉片導流孔均可根據實際情況設置成各種形狀，做到既保證流體物料收到足夠的剪切力，又能夠保證流體物料適當的流動性。
[0025]為了保證攪拌桶在工作時所產生的高攪拌強度及高剪切力不會對筒體及筒體內相關部件產生不良影響，故筒體、攪拌槳、導流板和防飛濺擋板是由高強度鋼，如錳鋼、鉻鑰鋼、鉻錳鑰釩鋼等，或者先進高強度鋼，如雙相鋼、相變誘導塑性鋼、馬氏體鋼、復相鋼、熱成形鋼、孿晶誘導塑性鋼等，或者超高強度鋼，如馬氏體時效鋼、沉澱硬化不鏽鋼等製成。在攪拌物質為腐蝕性物料的情況下，為了防止攪拌器發生腐蝕現象，筒體、攪拌槳、導流板和防飛濺擋板外包被有玻璃鋼、聚異丁烯橡膠或二氧化矽板，根據具體情況，也可塗覆環氧樹脂耐酸漆、聚氨基甲酸酯漆或環氧樹脂塗料。
[0026]在具體實施時，導流板及頂部擋板可採用上部固定，每組各導流板及頂部擋板之間保留有足夠的空間，各組導流板及頂部擋板在水平方向上均勻安裝，根據每組的具體片數，分別留有「一」、「Y」、「+」，狀的空間空隙，空隙寬度為攪拌葉厚度的6?12倍，攪拌槳也安裝為對應的「一」、「Υ」、「+」，形狀，這樣能使得攪拌槳能夠順利安裝及拆卸，配套的變頻調速器可至於電機部分，也可位於攪拌桶外部的電源輸入控制設備中。
[0027]最後說明的是，雖然結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了詳細地描述，但不應理解為對本專利的保護範圍的限定。在權利要求書所描述的範圍內，本領域技術人員不經創造性勞動即可做出的各種修改和變形仍屬於本專利的保護範圍。
【權利要求】
1.一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器，其特徵在於，包括中空的筒體、電機、攪拌槳、導流板、進料管和出料管，所述的電機通過固定支架固定於筒體的頂部，所述的攪拌槳的轉軸一端連接電機，另一端伸入至筒體內，轉軸處於筒體內的部分上設有豎直安裝的攪拌葉片，攪拌葉片的外側邊緣上設有攪拌葉片導流孔，所述的導流板通過支撐架水平固定於筒體的內壁上並與攪拌葉片錯位設置，導流板上開有導流板導流孔，所述的進料管設置於筒體頂部，所述的出料管設置於筒體側壁上且處於導流板上方，距導流板的距離為筒體總高度的5% ?15%。
2.根據權利要求1所述的一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器，其特徵在於，攪拌槳上沿轉軸的軸線方向設置有N組攪拌葉片，每組包括2-6片攪拌葉片，筒體內壁上沿筒體的軸線方向設有N-1組導流板，每組包括2-6片導流板，每組導流板設置於兩組攪拌葉片豎直間距的中間處，N取2-5。
3.根據權利要求2所述的一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器，其特徵在於，每個攪拌葉片的水平長度為筒體內半徑的1/5?2/3，N個攪拌葉片的總豎直高度為筒體總高度的30%?60%，每個攪拌葉片上設有1-4個攪拌葉片導流孔，攪拌葉片導流孔設置於攪拌葉片由外沿起佔攪拌葉片水平長度的1/5?1/3處，攪拌葉片導流孔的總面積佔攪拌葉片總面積的5%?50%。
4.根據權利要求2所述的一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器，其特徵在於，每個導流板的水平長度為筒體內半徑的1/5?2/3，每個導流板上開有的導流板導流孔的總面積佔導流板總面積的30%?80%，每個導流板上導流板導流孔的個數為10?200個。
5.根據權利要求1所述的一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器，其特徵在於，還包括防飛濺擋板，所述的防飛濺擋板安裝於筒體內壁上，且距筒體底部的高度為筒體總高度的70%?90%處，防飛濺擋板的安裝方向與水平面呈0-10°夾角。
6.根據權利要求1所述的一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器，其特徵在於，所述的電機為設有變頻調速器的永磁直驅電機，電機的額定轉矩為5000Nm-35000Nm，額定轉速為100-800rpmo
7.根據權利要求1或5所述的一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器，其特徵在於，所述的筒體、攪拌槳、導流板和防飛濺擋板是由錳鋼、鉻鑰鋼、鉻錳鑰釩鋼、雙相鋼、相變誘導塑性鋼、馬氏體鋼、復相鋼、熱成形鋼、孿晶誘導塑性鋼、馬氏體時效鋼或沉澱硬化不鏽鋼製成。
8.根據權利要求1或5所述的一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器，其特徵在於，所述的筒體、攪拌槳、導流板和防飛濺擋板外包被有玻璃鋼、聚異丁烯橡膠或二氧化矽板。
9.根據權利要求1或5所述的一種高攪拌強度及高剪切力攪拌器，其特徵在於，所述的筒體、攪拌槳、導流板和防飛濺擋板外塗覆有環氧樹脂耐酸漆、聚氨基甲酸酯漆或環氧樹脂塗料。
【文檔編號】B01F7/18GK203790862SQ201420151167
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年3月31日 優先權日:2014年3月31日
【發明者】孫偉, 唐鴻鵠, 劉文莉, 韓海生 申請人:中南大學