一種複合攪拌裝置的製作方法
2023-04-27 08:53:46
專利名稱：一種複合攪拌裝置的製作方法
本設計一種複合攪拌裝置屬食品，化工行業的攪拌、乳化設備。
現在對化工行業物料的攪拌和乳化普遍採用高剪切混合乳化機，該乳化機由機架，乳化頭二大部分組成，其中乳化頭部分由高速轉動的轉子和定子組成。在電動機的驅動下，高速旋轉的轉子將物料從容器底部吸入轉子區，承受強烈的混合作用，物料被迫通過精密配合的定子與轉子間隙後，從定子孔中甩出。由於劇烈的機械及液力的剪切作用，物料顆粒被撕裂和粉碎，與此同時新的物料被吸進轉子中心，完成了一個循環。
這種乳化機用來攪拌粘度較小的物料效果很好，但是當用來攪拌高粘度的物料時，效果不是很好，物料很容易粘附在釜壁上；另外，當製造化妝品的過程中需要加溫或冷卻時，高粘度的物料的傳熱明顯不足。現有的解決辦法是在釜蓋上設置一個框式攪拌器，攪拌器的軸的中心線與釜體的中心線重合，然後在釜蓋上再設置一個高剪切乳化器，該乳化器的乳化頭的轉軸軸線與釜體的中心線成一個銳角。這種機器稱為複合攪拌機，它既可利用乳化器對物料的乳化作用，細化物料，又可利用框式攪拌器上的刮板刮削釜壁上粘附的物料，並強化物料傳熱，利於冷卻或加熱。
本發明涉及的也是一種複合攪拌機，但是本設計的不同之處是攪拌器的軸線與高剪切乳化頭的軸線重合。本複合攪拌裝置所要解決的問題是將原先各自獨立的框式攪拌器和高剪切乳化器集成一體，具體的說，就是將原先各自獨立的框式攪拌器的攪拌軸和乳化器的轉軸製造成同軸線轉動的複合攪拌裝置，同時具有框式攪拌的功能和乳化頭的乳化功能。
在《混合設備設計》(王凱、馮連芳著，機械工業出版社，P45)一書中，曾提到日本的美之賀工業公司和義大利的PRESSINDUSTRIAL CHEMICAL EQUIPMENT公司生產三種攪拌器的組合，這個攪拌器由三支同軸線的攪拌軸分別驅動，最外層是帶有聚四氟乙稀刮板的框式葉輪，第二層是包含三層葉輪的槳式攪拌器，這個攪拌器以與框式攪拌器相反的方向旋轉；最裡層的攪拌驅動乳化頭的轉子。這種攪拌機還要專門設置一個同軸線的固定軸用做乳化頭的定子。這種設備過於複雜，成本高，維修不便。
本設計的特點與上述外國廠家的產品不同之處在於只包含兩層同軸線的攪拌軸，一個攪拌軸驅動框式攪拌器，另一個攪拌軸驅動乳化頭的轉子，而且，不需要專門設置固定軸用做乳化頭的定子，而是將定子直接固定在框式攪拌器的攪拌軸上。
在國內，市場上還沒有廠家生產和銷售過這種同軸線的複合攪拌機，也沒有國外的該類產品在中國市場銷售。我公司在國內首次設計並製造這種同軸線的複合攪拌機。
本設計的目的是設計一種比國外的結構更簡單，可靠性高的同軸線複合攪拌裝置。要解決的問題是將高剪切乳化頭的轉軸和框式攪拌器的轉軸做成同軸線，並將乳化頭的定子固定在框式攪拌器的轉軸上，讓轉動的定子代替專門的固定的定子。
本設計的實現方法將一個電機豎直地安裝在攪拌釜的蓋釜上，電機軸通過一個聯軸器與一個乳化頭的轉軸聯接，該轉軸和乳化頭的轉子固定聯接，從而驅動乳化頭的轉子刀片工作；在該轉軸上套有一個空心轉軸和一個空心蝸輪軸，空心轉軸與空心蝸輪軸相鄰端固定聯接，在轉軸外表面和空心轉軸內表面之間或轉軸外表面與空心蝸輪軸內表面之間設置滾動軸承，以保持轉軸與空心轉軸、蝸輪軸之間同軸線運轉；在空心轉軸或蝸輪軸外表面上套有滾動軸承，該滾動軸承固定安裝在軸承座上，軸承座固定在機架或蝸杆箱機架或它們的固定聯接件上，機架或蝸杆箱機架固定在釜蓋上，可以通過調節機架在釜蓋上的位置使空心轉軸軸線與攪拌釜體中心線重合。在釜體外與上述電機正交的方位另設一個電機，該電機的轉軸通過聯軸器與一個蝸杆相聯，蝸杆與固定在空心蝸輪軸上的蝸輪組成蝸輪蝸杆傳動機構驅動該空心轉軸慢速轉動；在所述的空心轉軸的下端設置乳化頭的定子，該定子和乳化頭的轉子組成乳化頭，該乳化頭工作時對物料進行乳化和攪拌。由於空心轉軸轉速很小，一般30轉/分以下，空心轉軸的轉動方向與乳化頭轉軸轉動方向相同或相反均可。慢速轉動的空心轉軸上固定有框式攪拌器，對釜體進行刮削，同時對釜體內的物料進行攪拌。乳化頭的轉軸和定子座滑動面之間設有機械密封件，防止釜內的物料進入空心轉軸內；空心轉軸和密封蓋之間的空腔裡設置有機械密封件，防止物料揮發性組分進入蝸杆箱機架內。
本設計跟現有市場上的不同軸線的複合攪拌機相比，結構更緊湊、乳化效率更高，與國外的該類設備相比，結構更簡單，維護更方便。
下面結合附圖進一步說明。
圖1是本設計的同軸線的複合攪拌裝置的主視圖。
圖2是圖1的A--A剖視圖。
圖3是圖1的C--C剖視圖。
圖4是圖1乳化頭28的放大圖。
圖5是圖1的部分放大圖。
圖1、圖5，電機1的轉軸通過聯軸器4與乳化頭28的轉軸30固定聯接，轉軸30聯接乳化頭28的轉子69(圖4)，電機轉動時驅動乳化頭工作。另一個電機41通過聯軸器59(圖2)聯接蝸杆40，蝸杆帶動蝸輪10轉動，蝸輪10同軸線地固定在蝸輪軸42上，從而驅動蝸輪軸42轉動。轉軸30外面套有空心的蝸輪軸42和空心轉軸29，轉軸和蝸輪軸、空心轉軸之間設有滾動軸承，可以同軸線轉動，它們的相鄰端各有焊接的法蘭25、33，並用螺絲固定聯接。這樣，電機41的轉動就轉換為空心轉軸29的低速轉動，其轉速一般為10-30轉/分。
圖2、圖5，更具體地說，蝸輪軸42穿過蝸輪座11的內孔，並用鍵39防止蝸輪座繞蝸輪軸轉動，蝸輪座11上固定有蝸輪10(蝸輪內孔套在蝸輪座上)，在二者結合的圓周縫上鑽有多個均勻分布的螺絲孔，並用螺釘9固定，以防止蝸輪轉動，並可方便拆卸。另一個電機41用螺絲固定在蝸杆支架54上，其轉軸與電機1軸線正交，並通過聯軸器59聯接蝸杆40，蝸杆40和蝸輪10組成蝸輪蝸杆傳動機構，這樣電機41轉動時通過該傳動機構驅動蝸輪軸42和空心轉軸29低速轉動。
空心轉軸的下端聯接有框式攪拌器，見圖1、圖3，兩塊臂座環抱空心轉軸29，臂座配鑽有相對的孔，懸臂21的端部與臂座孔相配位置處也鑽有孔，用螺絲19穿過兩塊臂座32和懸臂21的安裝孔緊固，使臂座緊抱著空心轉軸29，同時將懸臂21夾緊並固定住；臂座32上鑽有孔，用螺釘22將臂座固定在空心轉軸上。懸臂的末端用螺絲固定有聚四氟乙烯材料製作的刮板20，工作時刮板20緊貼釜體31的釜壁作圓周運動，將釜壁上的物料刮下。
圖1、圖5，電機1和機架3分別通過電機法蘭49、機架法蘭48用螺絲固定；蝸輪箱機架8、軸承座6和機架3分別通過法蘭7、軸承座6(與法蘭配鑽有孔)及法蘭45及用螺絲穿過法蘭孔及軸承座上對應的孔聯接。蝸輪箱機架8和軸承座38固定聯接(如焊接)，軸承座38和密封蓋23之間用螺釘固定聯接，密封蓋23做成倒「凸」字形的迴轉體，迴轉體的中心線與空心轉軸42的中心線重合，密封蓋的迴轉面正好和釜蓋15的中心圓孔的內表面相配合(圓孔直徑和迴轉直徑相等，「凸」字形軸承座倒插入圓孔中)，這樣，空心轉軸42與釜體保持中心線重合。
圖2，電機41和機架60分別通過法蘭62、法蘭61用螺絲固定聯接；蝸杆支架54的一端用螺釘固定有法蘭57(該法蘭還作軸承55的密封蓋)，該法蘭再用螺絲與法蘭58聯接，從而使蝸杆支架54和機架60固定聯接。蝸杆支架54焊接或用螺絲聯接在蝸杆箱機架8上。蝸杆40的兩端各有一個止推軸承55和51，軸承的內圈套在蝸杆軸上，外圈則與蝸杆支架54兩端加工出來的內圓孔有相同直徑，並將外圈置於孔內。軸承51由蝸杆40右端的一個凸臺和軸承蓋52軸向定位，軸承蓋52由螺絲緊固在蝸杆支架54的端部；軸承55也由蝸杆40左端的一個凸臺和法蘭57軸向定位，法蘭57既作法蘭又作軸承蓋，由螺絲56將其緊固在蝸杆支架的端部。
本攪拌裝置工作時需要保持空心轉軸29、蝸輪軸42與轉軸30時刻同軸線，並與釜體31的中心線重合。圖2，由此，蝸輪軸穿過滾動軸承43和滾動軸承12的內圈，蝸輪軸的上端有一個直徑驟小的臺階，剛好託住軸承43的內圈；滾動軸承的外圈則由軸承座固定，滾動軸承43的軸承座是軸承座6的上端部；滾動軸承12的軸承座是38的下端部，軸承蓋是密封蓋23，它的上端面緊貼滾動軸承12的外圈。滾動軸承43和12分設於蝸輪的上下兩端隔開一定的距離。同樣，轉軸30穿過滾動軸承34、46的內圈，滾動軸承34的外圈則置於與空心蝸輪軸42呈一個整體的軸承座24內，由空心轉軸29的法蘭33的上端面緊貼該軸承的外圈組成軸承蓋；軸承46的外圈置於軸承座44內，軸承座由螺絲固定在軸承座6的上端部。
圖4，空心轉軸29的下端焊接定子座70，該定子座用螺絲64固定有定子66。乳化頭轉軸30穿過定子座70的中心孔，螺母68將轉子座69固定在轉軸30的下端，防轉銷71可防止轉子座轉動。轉子座上焊接有轉子刀片67，工作時物料在轉子刀片的作用下從定子孔65中甩出。
圖1、圖5，在轉軸30和定子座70的滑動面之間設有機械密封件72，防止物料進入空心轉軸29裡的空間；在密封蓋23的下端和蝸輪軸之間的空腔裡設有機械密封件36，防止物料揮發進入蝸杆箱機架8裡。
圖1中，法蘭16焊接在釜體31的開口端，並與釜蓋15通過螺絲法蘭聯接。釜蓋15上設有加料管13和閘閥14，釜底設有出料管27和閘閥26。
本設計所述框式攪拌器僅畫出最簡單的情況，其實還可在底部將攪拌框連起來，特別是沿釜底的幾何結構作成弧形，使釜底也可以充分攪拌到。還可以將釜蓋做成圓拱形，接上真空泵或增壓泵可以使物料在真空或壓力下攪拌。另外還可以將釜置於一個夾套內，進行水浴冷卻或加熱。
權利要求
1.一種用於攪拌和乳化流體介質的複合攪拌裝置，主要由框式攪拌器和高剪切乳化器以及盛裝流體介質的釜體組成，其特徵是電機1的轉軸通過一個聯軸器4與乳化頭28的轉軸30固定聯結，轉軸30和乳化頭的轉子固定聯結，從而驅動乳化頭的轉子旋轉；轉軸30的外表面套有至少兩個滾動軸承，其中至少一個滾動軸承的外圈套在空心的蝸輪軸42的內腔裡，另一個滾動軸承的外圈則固定在機架3或機架3的固定聯接件上，使蝸輪軸42或空心轉軸29能繞轉軸30同軸線旋轉；另一個電機41通過聯軸器59與蝸杆40相聯，該蝸杆與固定在空心蝸輪軸上的蝸輪組成蝸輪蝸杆傳動從而驅動空心蝸輪軸轉動，從而驅動與空心蝸輪軸固定聯結的空心轉軸轉動，從而驅動在空心轉軸上固定的框式攪拌器轉動，對物料進行攪拌；在所述的空心轉軸的下端設置乳化頭的定子，該定子和乳化頭的轉子組成乳化頭，該乳化頭工作時對物料進行乳化和攪拌。
2.根據權利要求1所述複合攪拌裝置，其特徵是在空心轉軸29或蝸輪軸42外表面上套有滾動軸承，該滾動軸承固定安裝在軸承座38上，該軸承座固定在機架或蝸杆箱機架或它們的固定聯結件上，機架或蝸杆箱機架或它們的固定聯結件固定在釜蓋15上，可以通過調節機架或蝸杆箱機架或它們的固定聯結件在釜蓋上的位置使空心轉軸軸線與攪拌釜體31的中心線重合。
全文摘要
一種用於攪拌和乳化流體介質的裝置，主要由框式攪拌器和高剪切乳化器組成，其特徵是一個電機1通過聯軸器4驅動轉軸30，該轉軸驅動乳化頭組合28的轉子刀片67旋轉；另一個電機41通過蝸杆蝸輪傳動驅動空心轉軸29慢速轉動，該慢速轉動的空心轉軸上固定有框式攪拌器，對釜體進行刮削，同時對釜體內的物料進行攪拌；所述空心轉軸29套在轉軸30的外面，其下端設置乳化頭組合28的定子66。
文檔編號B01F3/08GK1400039SQ0112633
公開日2003年3月5日 申請日期2001年7月26日 優先權日2001年7月26日
發明者陸忠義 申請人:上海威宇機電製造有限公司