連續幹涉式混合機的製作方法
2023-12-09 13:42:31
專利名稱：連續幹涉式混合機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種連續幹涉式混合機，確切地說，是涉及一種混合機平行主軸上的攪拌器，屬粉料、顆粒物料、液體、膠體及灰漿等混合設備技術領域。
現有的混合機設備主要包括錐形混合機和以平行或基本平行的主軸為特點的雙軸或多軸螺旋式混合機，錐形混合機以中國專利(專利號93207433.2)公開的「多螺旋錐形混合機」為例，這種設備為間斷式生產，效率低，操作複雜，而且混合過程中有死角。以平行軸為特點的連續式混合機可以基本克服上述不足，如中國專利(專利號88217388.X)公開的「雙軸螺旋式連續混合機」、「臥式三螺旋混合機」(專利號93217198.2)以及國外的混合機設備等，但所述的混合機均為主軸作同步反向旋轉，主軸上的攪拌器或為螺旋葉片，或為帶式、片式面型葉片，或為螺帶，造成混合效率低，葉片磨損大，易使物料磨碎、壓饋，而且對粘稠狀物料的適應性差。
本實用新型的目的在於對混合機的主軸及主軸上的攪拌器進行改進，以提高混合效率和混合精度，延長使用壽命，並特別能適用於粘稠狀物料。
本實用新型的目的是以如下技術方案實現的各主軸同步同向旋轉；主軸上的攪拌器由裝配在主軸上的一個或一個以上的葉輪組成，葉輪的數量可以根據設計要求確定，並順序裝配於主軸的混合軸段上；所述的葉輪均為相同結構，每個葉輪具有兩片或兩片以上的葉片，葉片的數量可以根據混合物料的性質確定，一般常規設計為2--5片，葉片必須在葉輪的旋轉面上均布，才能實現與主軸的同步同向旋轉，並與主軸垂直或基本垂直；葉片的結構尺寸應符合以下公式h-1b＞1a＞h/2，h為軸距，1a為葉片長徑長度，1b為葉片短徑長度，主要是確定葉片的迴轉直徑大於兩軸軸距；每一主軸上的葉輪與相鄰主軸對應位置上的葉輪形成幹涉混合區，即葉輪隨主軸同步同向旋轉，且其葉片的迴轉直徑大於兩軸軸距，每對葉輪旋轉面重疊的區域即為幹涉混合區，物料在幹涉混合區受到多組相反力的共同作用，使物料沿著複雜的曲線軌跡運動，經多對葉輪形成的幹涉混合區的多次幹涉，物料被充分混合，這種以攪拌、幹涉為主的混合，不僅延長了設備使用壽命，也可以使粘稠狀物料混合充分。
葉片的最佳長徑尺寸符合以下公式1a＝h/2cosα-ΔL，α為葉片臨界角，即每對葉輪旋轉至兩葉片長徑間隙最小時，葉片的長徑線a與坐標y的夾角，α是常數，可以通過α＝90°/n換算，其中，n為每個葉輪具有的葉片片數。ΔL為每對葉輪旋轉至臨界角時的葉片間隙，ΔL在理論上可以設計為零，但考慮到實際製造、安裝誤差，會造成葉片碰撞或卡死，應設計ΔL的取值範圍。對於物料粒徑小於1毫米的膠體溶液與細粉料混合、粉料與粉料混合、粉料與液體混合等，ΔL為1--4毫米；對於物料粒徑大於等於1毫米的顆粒料與顆粒料混合、顆粒料與液體混合等，ΔL為混合物料粒徑的2--5倍，所引述的粒徑是指混合物料中較大顆粒的粒徑。上述取值是保證混合效率、精度，又防止葉輪碰撞或卡死的最佳數值範圍。在葉片長徑尺寸確定後，短徑尺寸選取一適當值即可。
裝配於主軸上的每對葉輪之間的位置關係應滿足兩相對葉片的長徑線a、a′與坐標y的夾角之和等於2倍臨界角α，該裝配關係的幾何限定主要在於使每對葉輪能旋轉至臨界狀態，保持葉輪正常旋轉，避免出現碰撞或卡死。由於滿足上述條件即可，可以在裝配葉輪時使葉片長徑線與坐標y之夾角不相等，或是在坐標象限內均勻分布，從主軸軸向看，葉片均布主軸旋轉面。
葉片的設計在結構尺寸確定的情況下，主要在於形狀及片數設計，葉片的厚度僅僅在於保證葉片強度。對於不同物料，葉片形狀和片數有所不同。仿錘形葉片適於粉末、顆粒、低溼度固態物料及粉末、顆粒固態物料和低粘度液態物料的混合；三角形葉片，其輪廓面為直面，適於粉末、顆粒固態物料和低粘度液態物料的混合，其輪廓面為內圓弧面或外圓弧面，適於粉末、顆粒物料及中性粘度、濃度物料混合；四片或四片以上的多角形葉片，其輪廓面為直面或內圓弧面或外圓弧面，適於粉末、細顆粒物料及高濃度、高粘度物料的混合。當然，多角形葉片片數不能過多，在葉片接近於圓形時，是無法實現幹涉條件的。
上述葉片均為扭曲角為0°的面型葉片，所說的扭曲角是指葉片沿其中軸線的扭曲角度，實際上，葉片的扭曲角可以為0°--45°，在保證混合效率及混合精度的前提下，扭曲角越大，混合時間也就越短，有利於提高產量。
本實用新型克服了現有技術之不足，能達到較為理想的使用效果。經試用，對於裝機動力12.3kw的混合機，其生產能力2--4m3/h，混合效率是普通混合機的2--6倍，混合精度大於等於98％，還特別能適用於液體橡膠與添加劑、膏類與膏類、膏類與粉末等粘稠狀物料的混合。
圖1是本實用新型結構剖視圖。
圖2是葉輪的軸向示意圖。
圖3是葉輪的軸向坐標示意圖。
圖4是葉輪形狀示意圖。
圖5是葉輪形狀示意圖。
圖6是葉輪形狀示意圖。
圖7是葉輪形狀示意圖。
圖8是葉輪形狀示意圖。
圖9是葉輪形狀示意圖。
圖10是葉輪形狀示意圖。
圖11是葉輪形狀示意圖。
圖12是葉輪形狀示意圖。
圖13是葉輪形狀示意圖。
圖14是葉輪形狀示意圖。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳述。
本實用新型實施例主要由電機1、機架2、護罩3、齒輪箱4、進料螺旋5、葉輪6、主軸7、外殼8、出料葉輪9、端蓋10、主軸11、葉輪12組成，主軸7、11由電機1驅動同步同向旋轉，兩軸的混合軸段上分別順序裝配有21個葉輪6、12，每個葉輪結構相同，具有圖4、圖5所示的仿錘形葉片，根據物料性質的不同，也可以設計為輪廓面為直面或內圓弧面成或外圓弧面的三角形葉片、四角形葉片、五角形葉片，圖所示的均為扭曲角為0°的葉片，還可以設計扭曲角為0°--45°的葉片。上述葉片均在葉輪的旋轉面上均布，並與主軸垂直，此外，葉片的結構尺寸符合h-1b＞1a＞h/2公式。
上述葉片的長經尺寸按以下公式設計1a＝h/2cosα-ΔL，α＝90°/n，ΔL取值範圍為1--4毫米或混合物料粒徑的2—5倍，葉片的短徑尺寸只要能滿足其中心裝配孔的強度即可。
主軸7上的葉輪6與主軸11對應位置上的葉輪12形成幹涉混合區(如圖2所示陰影部分)，兩主軸上的21對葉輪均形成同樣的幹涉混合區。兩主軸上每對葉輪之間的位置關係按兩葉片垂直或兩葉片臨界兩種狀態間隔裝配，這種裝配符合兩相對葉片的長徑線α、α′與坐標y的夾角之和等於2倍臨界角α的條件。
上述為雙軸連續幹涉式混合機，依本實用新型之技術方案，可直接類推出兩軸以上的連續幹涉式混合機的等效設計。
權利要求1.一種連續幹涉式混合機，它包括兩個或兩個以上平行或基本平行的主軸及各主軸上的攪拌器，其特徵在於a、各主軸同步同向旋轉，b、所述的攪拌器由裝配在主軸上的一個或一個以上的葉輪組成，c、所述的葉輪具有兩片或兩片以上的葉片，葉片在葉輪的旋轉面上均布，並與主軸垂直，d、葉片的結構尺寸應符合以下公式h-1b＞1a＞h/2，h為軸距，1a為葉片長徑長度，1b為葉片短徑長度，e、每一主軸上的葉輪與相鄰主軸對應位置上的葉輪形成幹涉混合區。
2.根據權利要求1所述的混合機，其特徵在於葉片的長徑尺寸符合以下公式1a＝h/2cosα-Δ1，α為葉片臨界角，Δ1為每對葉輪旋轉至臨界角時的葉片間隙。
3.根據權利要求2所述的混合機，其特徵在於葉片間隙Δ1為1--4毫米。
4.根據權利要求2所述的混合機，其特徵在於葉片間隙Δ1為混合物料粒徑的2—5倍。
5.根據權利要求1所述的混合機，其特徵在於裝配於主軸上的每對葉輪之間的位置關係應滿足兩相對葉片的長徑線a、a′與坐標y的夾角之和等於2倍臨界角α。
6.根據權利要求1所述的混合機，其特徵在於葉輪上具有仿錘形葉片。
7.根據權利要求1所述的混合機，其特徵在於葉輪上具有三角形葉片。
8.根據權利要求1所述的混合機，其特徵在於葉輪上具有四片或四片以上的多角形葉片。
9.根據權利要求7或8所述的混合機，其特徵在於葉片的輪廓面為直面或內圓弧面或外圓弧面。
10.根據權利要求1或6或7或8所述的混合機，其特徵在於葉片的扭曲角為0°--45°。
專利摘要本實用新型為一種連續幹涉式混合機，主要涉及混合機水平主軸上攪拌器的改進。其主軸同步同向旋轉，主軸上攪拌器是由一個或一個以上葉輪組成，葉輪具有兩片或兩片以上葉片，在葉輪旋轉面上均布，與主軸垂直，並且，葉片的迴轉直徑大於軸距，使每對葉輪形成幹涉混合區，物料在幹涉混合區受到多組相反力共同作用，並經多次幹涉，物料被充分混合。本實用新型克服了現有技術之不足，混合效率高，使用壽命長，還特別適用於粘稠狀物料的混合。
文檔編號B01F7/02GK2226489SQ95222119
公開日1996年5月8日 申請日期1995年9月30日 優先權日1995年9月30日
發明者郝增義, 郝樹平, 王剛明 申請人:河北贊皇機械廠