一种轻便式行星桨搅拌强化混合装置的制作方法

1.本发明涉及搅拌设备领域，特别是涉及一种轻便式行星桨搅拌强化混合装置。


背景技术：

2.随着合成橡胶、涂料、食品、化妆品、生物工程、制药等工业的发展,对高粘度流体的搅拌操作越来越多。搅拌设备消耗的能量与搅拌器转速成三次方关系,提高搅拌器转速会导致能量需求急剧增加,还有可能会因超出搅拌器等组件的承受能力而致其损坏，因而在这些情况下,搅拌器转速一般比较低,搅拌槽内流体处于层流状态。使用常规搅拌器匀速搅拌时,搅拌槽内普遍存在着两种不同类型的混合区域：混沌混合区和规则区；规则区的存在使不希望出现的副反应增加,从而导致副产品生成量增加以及最终产品品质降低，因此，增大混沌混合区，是提高流体混合效率、降低搅拌过程能耗的重要途径。而合理设计搅拌桨有助于流体形成适宜的流动状态，实现混沌混合。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种轻便式行星桨搅拌强化混合装置，以解决上述现有技术存在的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种轻便式行星桨搅拌强化混合装置，包括搅拌槽和架设在所述搅拌槽上的搅拌装置；
5.所述搅拌装置包括托盘，所述托盘与所述搅拌槽顶面滑动连接；所述托盘上设置有驱动电机，所述驱动电机传动连接有主动搅拌机构，所述主动搅拌机构伸入所述搅拌槽内；所述主动搅拌机构的两侧传动连接有第一搅拌机构和第二搅拌机构，所述第一搅拌机构和所述第二搅拌机构与所述托盘转动连接；
6.所述主动搅拌机构的底端设置有主动搅拌桨，所述第一搅拌机构的底端设置有第一从动搅拌桨，所述第二搅拌机构的底端设置有第二从动搅拌桨；
7.所述主动搅拌桨、所述第一从动搅拌桨和所述第二从动搅拌桨均设置在所述搅拌槽内。
8.优选的，所述搅拌槽包括圆柱型的槽身，所述槽身的顶面设置有环形的槽盖，所述托盘的底面与所述槽盖滑动连接，所述主动搅拌桨、所述第一从动搅拌桨和所述第二从动搅拌桨伸入所述槽身内。
9.优选的，所述托盘的底面设置有若干滚轮，若干所述滚轮关于所述主动搅拌机构对称设置；所述槽盖的顶端开设有与所述滚轮对应设置的环形限位槽，所述滚轮与所述环形限位槽滚动接触。
10.优选的，所述主动搅拌机构包括与所述驱动电机传动连接的主动轴，所述主动搅拌桨与所述主动轴底端固接；所述主动轴上固接有主动齿轮，所述主动齿轮分别与所述第一搅拌机构和所述第二搅拌机构传动连接。
11.优选的，所述第一搅拌机构包括第一从动轴，所述第一从动轴的顶端与所述托盘
传动连接，所述第一从动搅拌桨与所述第一从动轴的底端固接，所述主动轴贯穿所述托盘并与所述托盘固接；所述第一从动轴上固接有第一从动齿轮，所述第一从动齿轮与所述主动齿轮传动连接；
12.所述第二搅拌机构包括第二从动轴，所述第二从动轴的顶端与所述托盘传动连接，所述第二从动搅拌桨与所述第二从动轴的底端固接；所述第二从动轴上固接有第二从动齿轮，所述第二从动齿轮与所述主动齿轮传动连接。
13.优选的，所述第一从动轴的顶端设置有第一轴承，所述第一从动轴的外壁与所述第一轴承的内壁固接，所述第一轴承的外壁与所述托盘固接。
14.优选的，所述第二从动轴的顶端设置有第二轴承，所述第二从动轴的外壁与所述第二轴承的内壁固接，所述第二轴承的外壁与所述托盘固接。
15.优选的，所述主动搅拌桨、所述第一从动搅拌桨和所述第二从动搅拌桨到所述槽身底面的距离呈等差排布，其中第一从动搅拌桨到所述槽身底面的距离最大，所述第二从动搅拌桨到所述槽身底面的距离最小。
16.优选的，所述主动搅拌桨为下压式推进桨，所述第一从动搅拌桨和所述第二从动搅拌桨均为六直叶涡轮桨。
17.优选的，所述驱动电机为变频调速电机，所述驱动电机的转向为逆时针转动。
18.本发明公开了以下技术效果：本法明公开一种轻便式行星桨搅拌强化混合装置，通过托盘将整个搅拌装置架设在搅拌槽上，驱动电机带动主动轴和主动搅拌桨在搅拌槽内转动，也带动与之啮合的第一从动轴和第二从动轴转动，进而带动第一从动搅拌桨和第二从动搅拌桨同时转动，对搅拌槽内的原料进行同步搅拌；同时驱动电机通过主动轴带动与主动轴固接的托盘在搅拌槽上以主动轴为中心进行公转，使搅拌槽内的主动轴、第一从动轴和第二从动轴在自转的同时也同步进行公转，实现轴向流与径向流的相互撕裂重组，破坏搅拌槽内高粘度流体流动的周期性和对称性，减小规则区，增加流动中的混沌区域,增加混沌流来增强流体的混合效果，同时减少能耗达到节能减排的目的；第一从动轴和第二从动轴在自转的同时进行公转，扩大了搅拌的影响范围，避免搅拌槽内的原料出现死区，提高了搅拌的均匀性。本发明结构简单，通过驱动电机带动整个搅拌装置的搅拌轴在自转的同时还能进行公转，二者结合破坏流体系统的周期性和对称性，减小规则区，增加混沌流来增强流体的混合效果，克服了常规搅拌远离轴侧混沌混合效果差的缺点，同时降低了能耗。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明轻便式行星桨搅拌强化混合装置的三维图；
21.图2为本发明轻便式行星桨搅拌强化混合装置的俯视图；
22.图3为本发明轻便式行星桨搅拌强化混合装置的结构示意图；
23.图4为本发明搅拌装置的三维图；
24.图5为本发明搅拌装置的主视图；
25.图6为图3中a的局部放大图；
26.图7为本发明高粘度流体的流动示意图；
27.其中，1、搅拌槽；2、搅拌装置；3、托盘；4、驱动电机；5、主动轴；6、第一从动轴；7、第二从动轴；8、主动搅拌桨；9、高粘度流体；10、第一从动搅拌桨；11、第二从动搅拌桨；12、槽身；13、槽盖；14、滚轮；15、环形限位槽；16、主动齿轮；17、第一从动齿轮；18、第二从动齿轮；19、第一轴承；20、第二轴承；21、限位环；22、滚珠。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
29.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
30.参照图1
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7，本发明提供一种轻便式行星桨搅拌强化混合装置，包括搅拌槽1和架设在搅拌槽1上的搅拌装置2；
31.搅拌装置2包括托盘3，托盘3与搅拌槽1顶面滑动连接；托盘3上设置有驱动电机4，驱动电机4传动连接有主动搅拌机构，主动搅拌机构伸入搅拌槽1内；主动搅拌机构的两侧传动连接有第一搅拌机构和第二搅拌机构，第一搅拌机构和第二搅拌机构与托盘3转动连接；
32.主动搅拌机构的底端设置有主动搅拌桨8，第一搅拌机构的底端设置有第一从动搅拌桨10，第二搅拌机构的底端设置有第二从动搅拌桨11；
33.主动搅拌桨8、第一从动搅拌桨10和第二从动搅拌桨11均设置在搅拌槽1内。
34.本发明通过托盘3将整个搅拌装置2架设在搅拌槽1上，驱动电机4带动主动轴5和主动搅拌桨8在搅拌槽1内转动，也带动与之啮合的第一从动轴6和第二从动轴7转动，进而带动第一从动搅拌桨10和第二从动搅拌桨11同时转动，对搅拌槽1内的原料进行同步搅拌；同时驱动电机4通过主动轴5带动与主动轴5固接的托盘3在搅拌槽1上以主动轴5为中心进行公转，使搅拌槽1内的主动轴5、第一从动轴6和第二从动轴7在自转的同时也同步进行公转，实现轴向流与径向流的相互撕裂重组，破坏搅拌槽1内高粘度流体9流动的周期性和对称性，减小规则区，增加流动中的混沌区域,增加混沌流来增强流体的混合效果，同时减少能耗达到节能减排的目的；第一从动轴6和第二从动轴7在自转的同时进行公转，扩大了搅拌的影响范围，避免搅拌槽1内的原料出现死区，提高了搅拌的均匀性。
35.进一步优化方案，搅拌槽1包括圆柱型的槽身12，槽身12的顶面设置有环形的槽盖13，托盘3的底面与槽盖13滑动连接，主动搅拌桨8、第一从动搅拌桨10和第二从动搅拌桨11伸入槽身12内；托盘3的底面设置有若干滚轮14，若干滚轮14关于主动轴5对称设置；槽盖13的顶端开设有与滚轮14对应设置的环形限位槽15，滚轮14与环形限位槽15滚动接触。主动搅拌桨8、第一从动搅拌桨10和第二从动搅拌桨11伸入槽身12内，在驱动电机4的带动下同时进行自转，对搅拌槽1内的高粘度流体9进行搅拌；驱动电机4通过主动轴5带动与主动轴5固接的托盘3以主动轴5为中心进行转动，进而带动第一从动轴6和第二从动轴7以主动轴5
为中心进行公转，实现轴向流与径向流的相互撕裂重组，破坏系统的周期性和对称性，减小规则区，增加流动中的混沌区域；滚轮14将托盘3与槽盖13之间的滑动摩擦转换成滚动摩擦，大大降低了托盘3转动时的摩擦阻力，进而减少了驱动电机4的能耗。环形限位槽15用于对滚轮14的运动轨迹进行限位，防止托盘3产生晃动，影响搅拌效果。
36.进一步的，为了进一步加强槽盖13对托盘3的限位效果，槽盖13的顶面固接有限位环21，限位环21为倒置的l型，l的纵向部分与托盘3的端面贴合，l的横向部分的底面与托盘3的顶面贴合；托盘3的顶面和两侧端面均设置有滚珠22，滚珠22的顶面与限位环21滚动接触。限位环21将托盘3限定在限位环21的范围内转动，不会产生偏移，搅拌装置2的稳定性增强；滚珠22的作用是将托盘3和限位环21之间的滑动摩擦变换成滚动摩擦，减少托盘3旋转的阻力。
37.进一步的，槽身12和槽盖13可拆卸连接，需要进行检修或其他工序时，将槽盖13连带槽盖13上的搅拌装置2一同从槽身12上取下，方便快捷。
38.主动搅拌机构包括与驱动电机4传动连接的主动轴5，主动搅拌桨8与主动轴5底端固接，主动轴5贯穿托盘3并与托盘3固接；主动轴5上固接有主动齿轮16，主动齿轮16分别与第一搅拌机构和第二搅拌机构传动连接。驱动电机4带动主动轴5转动，主动轴5转动时带动主动搅拌桨8随之转动，进行搅拌工作；主动齿轮16和托盘3都与主动轴5一同转动，其中主动齿轮16带动与之啮合的第一搅拌机构和第二搅拌机构运动，托盘3带动第一搅拌机构和第二搅拌机构以主动轴5为中心进行公转，减少搅拌死角，提高搅拌效果。
39.进一步优化方案，第一搅拌机构包括第一从动轴6，第一从动轴6的顶端与托盘3传动连接，第一从动搅拌桨10与第一从动轴6的底端固接；第一从动轴6上固接有第一从动齿轮17，第一从动齿轮17与主动齿轮16传动连接；第二搅拌机构包括第二从动轴7，第二从动轴7的顶端与托盘3传动连接，第二从动搅拌桨11与第二从动轴7的底端固接；第二从动轴7上固接有第二从动齿轮18，第二从动齿轮18与主动齿轮16传动连接。主动齿轮16通过与之啮合的第一从动齿轮17和第二从动齿轮18带动第一从动轴6和第二从动轴7转动，进而分别带动第一从动搅拌桨10和第二从动搅拌桨11自转，进行搅拌工作；托盘3与第一从动轴6和第二从动轴7转动连接，在主动轴5的带动下，第一从动轴6和第二从动轴7跟随托盘3转动，进而进行公转，扩大搅拌的范围，减少搅拌过程中的死角，提高搅拌的质量和效率。
40.进一步的，主动齿轮16分别与第一从动齿轮17和第二从动齿轮18都设置在搅拌槽1内，减少占用空间的量，同时更美观和卫生。
41.进一步的，主动齿轮16、第一从动齿轮17和第二从动齿轮18的模数相同，三者的转速相同，旋转方向不同。
42.进一步优化方案，第一从动轴6的顶端设置有第一轴承19，第一从动轴6的外壁与第一轴承19的内壁固接，第一轴承19的外壁与托盘3固接；第二从动轴7的顶端设置有第二轴承20，第二从动轴7的外壁与第二轴承20的内壁固接，第二轴承20的外壁与托盘3固接。第一轴承19和第二轴承20的作用是在托盘3带动第一从动轴6和第二从动轴7公转时，不会影响第一从动轴6和第二从动轴7的自转，公转和自转的结合，丰富了搅拌效果。
43.进一步优化方案，主动搅拌桨8、第一从动搅拌桨10和第二从动搅拌桨11到槽身12底面的距离呈等差排布，其中第一从动搅拌桨10到槽身12底面的距离最大，第二从动搅拌桨11到槽身12底面的距离最小。主动搅拌桨8、第一从动搅拌桨10和第二从动搅拌桨11到搅
拌槽1的底面的距离呈等差排布，主动搅拌桨8到搅拌槽1的底面的距离居中，形成三个搅拌的高度层次，配合第一从动搅拌桨10和第二从动搅拌桨11的公转，使高粘度流体9搅拌的过程波及范围更广，不留死角，搅拌中的高粘度流体9流动规则的流动模型变的更加复杂，混沌流的占比加大，搅拌效果更好。
44.进一步优化方案，主动搅拌桨8为下压式推进桨，第一从动搅拌桨10和第二从动搅拌桨11均为六直叶涡轮桨。下压式推进桨也叫推进式搅拌器，六直叶涡轮桨也叫六直叶圆盘涡轮式搅拌器，二者均是成熟的现有技术，此处不再进行赘述。
45.进一步优化方案，驱动电机4为变频调速电机，驱动电机4的转向为逆时针转动。变频调速电机适应不同工况条件下的频繁变速，在一定程度上节能，其工作原理为现有技术，此处不进行赘述；驱动电机4逆时针转动，即主动齿轮16逆时针转动，第一从动齿轮17和第二从齿轮均与主动齿轮16啮合，因此进行顺时针转动，使搅拌槽1内流体的流动碰撞更加剧烈，混沌流增加。
46.使用方法：
47.将搅拌槽1的槽身12有效固定在生产区域的地面上，保证槽身12水平，然后将待搅拌的高粘度流体9倒入槽身12的腔内，并按照要求添加各种添加剂和辅料。根据槽身12的高度调节主动轴5、第一从动轴6和第二从动轴7的长度，然后将带有搅拌装置2的槽盖13盖到槽身12上，使转主动搅拌桨8、第一从动搅拌桨10和第二从动搅拌桨11均没入高粘度流体9内，然后将槽盖13和槽身12进行有效固定。
48.启动驱动电机4，驱动电机4开始逆时针转动，通过主动轴5带动主动搅拌桨8逆时针转动，搅拌搅拌槽1内的高粘度流体9；主动轴5上固接的主动齿轮16带动与之啮合的第一从动齿轮17和第二从动齿轮18顺时针转动，进而使第一从动轴6和第二从动轴7带动第一从动搅拌桨10和第二从动搅拌桨11顺时针转动，对搅拌槽1内的高粘度流体9进行搅拌；主动轴5在转动的同时还会带动与之固接的托盘3同时进行逆时针转动，进而通过第一从动轴6和第二从动轴7带动第一从动搅拌桨10和第二从动搅拌桨11逆时针公转；公转和自转结合克服了常规搅拌产生混合隔离区的缺点，主动搅拌桨8、第一从动搅拌桨10和第二从动搅拌桨11到搅拌槽1的底面的距离呈等差排布，同时公转和自转，破坏搅拌槽1内高粘度流体9的对称结构，下压式推进桨与六直叶涡轮桨产生的轴向流与径向流相互碰撞撕裂重组使得混沌混合更充分，提高搅拌效率和质量。
49.本发明结构简单，整个搅拌装置2的搅拌轴在自转的同时也进行公转，破坏流体流动系统的周期性和对称性，减小规则区，增加混沌流，增强流体的混合效果，克服了常规搅拌远离轴侧混沌混合效果差的缺点，同时降低了能耗。
50.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本发明，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发明的限制。
51.以上的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。