CN106110916A - 一种行星式双螺旋推进连续乳化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种乳化装置，具体是一种行星式双螺旋推进连续乳化装置。包括圆柱形的桶体，分别设置在桶体侧壁上的水相物料入口和油相物料入口，设置在桶体底部的乳化液出口和用于乳化的叶片，设置在桶体上方的行星齿轮装置，行星齿轮装置包括轴心与桶体同轴的太阳齿轮机构和下端连接叶片的行星齿轮机构；行星齿轮机构能够围绕太阳齿轮机构公转，太阳齿轮机构能够围绕轴心自转。是一种结构相对简单，在保证乳化桶内部空间的基础上，能够提升效率、消除死角的乳化装置。由行星搅拌机构带动的两个螺旋叶片，通过螺旋叶片的自转和公转实现两种物料充分的搅拌、剪切作用，同时通过夹套中的介质控制物料的温度控制，实现低转速条件下的乳化过程。

Description

一种行星式双螺旋推进连续乳化装置
技术领域
本发明涉及一种乳化装置，具体是一种行星式双螺旋推进连续乳化装置。
背景技术
乳化是对互不相溶的油相、水相物质进行充分搅拌，使其中的一相以极微小的直径分散到另一相中，并通过乳化剂作用使其形成稳定的混合状态的过程。
乳化过程可以是连续的也可以是间断的。连续乳化器在乳化***领域得到广泛的应用，也是化工行业和食品加工行业的常用设备。早期乳化***使用的乳化设备是化工行业的胶体磨，但胶体磨由于间隙很小，一旦乳化过程中混入机械杂质便会造成物料***的危险。目前乳化***行业使用的乳化器的主要结构是由动齿与固定齿构成，通过动齿的转动对水相、油相物料进行搅拌、剪切，从而达到乳化目的。
然而，现有乳化装置中，存在着多种问题。具有单一乳化叶片的乳化装置，通常效率较低，为了消除叶片与乳化桶桶壁的间隙，会造成乳化桶内部空间不足进一步降低了效率；具有复杂结构的乳化叶片虽然效率相对较高，但在经济成本上大大增加，而且在维护工作中所需要的时间更多；具有多个乳化叶片的乳化装置，除了结构复杂，容易产生死角，为了提高效率而不得不提高乳化的速度，即高转速乳化。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构相对简单，在保证乳化桶内部空间的基础上，能够提升效率、消除死角的乳化装置。由行星搅拌机构带动的两个螺旋叶片，通过螺旋叶片的自转和公转实现低速转动条件下对两种不相溶的物料进行充分的搅拌、剪切作用，同时通过夹套中的冷却（加温）介质控制物料的温度控制，从而实现低转速条件下的乳化过程。
本发明的技术方案是：
一种行星式双螺旋推进连续乳化装置，包括圆柱形的桶体，分别设置在桶体侧壁上的水相物料入口和油相物料入口，设置在桶体底部的乳化液出口和用于乳化的叶片，还包括设置在桶体上方的行星齿轮装置，所述行星齿轮装置包括轴心与桶体同轴的太阳齿轮机构和下端连接叶片的行星齿轮机构；所述行星齿轮机构能够围绕太阳齿轮机构公转，所述太阳齿轮机构能够围绕轴心自转。
所述太阳齿轮机构包括轴心分别与桶体同轴的太阳轴、太阳齿轮、太阳轴承和整体为圆柱体基座；太阳轴的通过太阳轴承活动连接在基座上，太阳齿轮设置在太阳轴的上方，所述基座通过基座轴承活动连接在桶体的顶部；所述行星齿轮机构包括轴心相同的行星轴、行星齿轮和行星轴承；所述行星轴的下部穿过基座与叶片固定连接；行星轴通过行星轴承与基座活动连接，行星轴通过行星齿轮与太阳齿轮齿轮连接，行星轴承设置在行星齿轮和基座之间。
还包括固定设置在桶体顶部的齿圈，行星齿轮与齿圈齿轮连接，齿圈的轴线与桶体同轴。
所述行星齿轮机构是由多个行星齿轮机构组成。
所述行星齿轮机构是由2个行星齿轮机构组成。
所述叶片是螺旋推进叶片。
所述桶体的外部设置能够容纳温控介质的夹层；在夹层上设置温控介质的入口和温控介质的出口。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1，通过使用行星式双螺旋结构，在保证了桶体内部空间的基础上，消除了死角，提升了效率。
2，采用行星齿轮装置，结构简单，容易实现，制造和使用成本低。
3，能够实现对桶体的相对密封。
4，可以根据实际情况选择多个行星齿轮结构，结构灵活，使用方便。
附图说明
图1是行星齿轮设置在太阳齿轮内部的一种行星式双螺旋推进连续乳化装置结构示意图。
图2是行星齿轮设置在太阳齿轮外部的一种行星式双螺旋推进连续乳化装置结构示意图。
图3是具有夹层的一种行星式双螺旋推进连续乳化装置结构示意图。
图4是行星齿轮与太阳齿轮结构示意图。
其中，1、桶体，2、水相物料入口，3、油相物料入口，4、乳化液出口，5、叶片，6、行星齿轮装置，61、太阳齿轮机构，62行星齿轮机构，611、太阳轴，612、太阳齿轮，613、太阳轴承，614、基座，615、基座轴承，621、行星轴，622、行星齿轮，623、行星轴承，63、齿圈，7、外设支架，11、夹层，12、温控介质的入口，13、温控介质的出口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体说明。
实施例1：
一种行星式双螺旋推进连续乳化装置，包括圆柱形的桶体，分别设置在桶体侧壁上的水相物料入口和油相物料入口，设置在桶体底部的乳化液出口和用于乳化的叶片，还包括设置在桶体上方的行星齿轮装置，所述行星齿轮装置包括轴心与桶体同轴的太阳齿轮机构和下端连接叶片的行星齿轮机构；所述行星齿轮机构能够围绕太阳齿轮机构公转，所述太阳齿轮机构能够围绕轴心自转。
其中，所述行星齿轮装置可以是具有单一电动机驱动太阳齿轮机构的结构。
如图1所示，具有单一电动机驱动太阳齿轮机构的结构，通过电机驱动太阳齿轮机构，太阳齿轮机构通过齿轮结构驱动行星齿轮机构旋转，行星齿轮机构驱动叶片旋转。太阳齿轮机构自转，行星齿轮机构围绕太阳齿轮机构公转，行星齿轮机构本身自转。
具有单一电动机驱动太阳齿轮机构的结构，其使用原理是：行星齿轮机构驱动叶片自转，叶片对两种物料实现搅拌和剪切作用，同时，太阳齿轮机构自转，带动行星齿轮机构公转，在保证了桶体的内部空间充足之外，消除了死角，同时可以以低转速条件实现乳化过程。
如图2、图3所示为了进一步提升乳化的效率，所述叶片设置成螺旋推进叶片。
现有技术中的乳化叶片，实际对于乳化液只能进行一个平面上的作用，而使用螺旋推进叶片，除了能够在水平方向上针对乳化液进行作用，还可以依靠螺旋推进结构在垂直方向上进行作用。这种螺旋推进叶片能够进一步提升乳化的效率。
如图3所示为了针对乳化过程进行温度控制，所述桶体的外部设置能够容纳温控介质的夹层；在夹层上设置温控介质的入口和温控介质的出口。通过控制温控介质的流量来控制物料的温度，温控介质可以是冷介质或热介质。
实施例2：
在前述实施例1的基础上，针对具有单一电动机驱动太阳齿轮机构的结构做出进一步的详细说明。
如图1、图2、图4所示，具有单一电动机驱动太阳齿轮机构，可以采用如下方式：行星齿轮设置在太阳齿轮的内部方式，或是行星齿轮设置在太阳齿轮外部的方式。优选行星齿轮设置在太阳齿轮外部的方式。
如图1所示，行星齿轮设置在太阳齿轮内部的方式如下：太阳齿轮具有外齿和内齿两个齿圈，外齿齿圈与电机齿轮连接，内齿齿圈与行星齿轮机构齿轮连接。为了让行星齿轮机构相对于桶体固定，需要增设一个行星齿轮架。这种方式结构虽然能够实现，但是会造成桶体的顶部无法封闭，乳化液容易接触空气的同时，加热或冷却温度介质的效率会大大降低。
如图2所示，行星齿轮设置在太阳齿轮外部的方式如下：所述太阳齿轮机构包括轴心分别与桶体同轴的太阳轴、太阳齿轮、太阳轴承和整体为圆柱体基座；太阳轴的通过太阳轴承活动连接在基座上，太阳齿轮设置在太阳轴的上方，所述基座通过基座轴承活动连接在桶体的顶部；所述行星齿轮机构包括轴心相同的行星轴、行星齿轮和行星轴承；所述行星轴的下部穿过基座与叶片固定连接；行星轴通过行星轴承与基座活动连接，行星轴通过行星齿轮与太阳齿轮齿轮连接，行星轴承设置在行星齿轮和基座之间。
这种方式结构可以使得桶体相对进行密封，减少乳化液与空气的接触，提高了温度介质的效率。
如图2、图4所示，行星齿轮设置在太阳齿轮内部的方式使用原理如下：电机通过太阳轴整体驱动太阳齿轮机构，太阳齿轮机构进行自转，受到太阳轴承的作用，太阳齿轮相对于基座旋转；太阳齿轮通过行星齿轮驱动行星齿轮机构，行星齿轮机构进行自转，带动叶片进行旋转；由于行星轴穿过了基座，行星轴通过行星轴承与基座活动连接，在行星齿轮机构转动的同时，基座受力通过基座轴承进行旋转，从而实现了行星齿轮机构相对于太阳齿轮机构的公转。
实际使用中，通过行星齿轮机构自转驱动叶片对乳化液进行搅拌、剪切，通过太阳齿轮机构自转驱动行星齿轮机构公转消除死角。在保证了桶体内部空间的基础上，提升了乳化效率。
如图2所示，由于行星轴与基座之间存在微小的间隙，实际使用中会造成行星齿轮机构相对于太阳齿轮机构在水平方向上的位置出现摆动的现象，进而出现齿轮间隙过大，长时间使用容易损伤齿轮的问题。为了解决该问题，增设固定设置在桶体顶部的齿圈，行星齿轮与齿圈齿轮连接，齿圈的轴线与桶体同轴。
齿圈相对于桶体固定，行星齿轮受到了齿圈和太阳齿轮的双重作用，避免了行星齿轮机构在水平方向上的位置出现摆动。
如图2所示，为了进一步提升乳化效率，所述行星齿轮机构是由多个行星齿轮机构组成。优选由2个行星齿轮机构（62）组成的行星齿轮机构。
在太阳齿轮机构公转的周期内，只选用一个行星齿轮机构相对于选用多个行星齿轮机构的效率低。选用3个或3个以上的行星齿轮机构相对于选用2个行星齿轮机构，桶体内的空间利用率低。可以根据乳化的实际情况选择所需要的行星齿轮数目。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种行星式双螺旋推进连续乳化装置，包括圆柱形的桶体（1），分别设置在桶体（1）侧壁上的水相物料入口（2）和油相物料入口（3），设置在桶体（1）底部的乳化液出口（4）和用于乳化的叶片（5），其特征在于：还包括设置在桶体（1）上方的行星齿轮装置（6），所述行星齿轮装置（6）包括轴心与桶体（1）同轴的太阳齿轮机构（61）和下端连接叶片（5）的行星齿轮机构（62）；所述行星齿轮机构（62）能够围绕太阳齿轮机构（61）公转，所述太阳齿轮机构（61）能够围绕轴心自转。
2.根据权利要求1所述的一种行星式双螺旋推进连续乳化装置，其特征在于：所述太阳齿轮机构（61）包括轴心分别与桶体（1）同轴的太阳轴（611）、太阳齿轮（612）、太阳轴承（613）和整体为圆柱体基座（614）；太阳轴（611）的通过太阳轴承（613）活动连接在基座（614）上，太阳齿轮（612）设置在太阳轴（613）的上方，所述基座（614）通过基座轴承（615）活动连接在桶体（1）的顶部； 所述行星齿轮机构（62）包括轴心相同的行星轴（621）、行星齿轮（622）和行星轴承（623）；所述行星轴（621）的下部穿过基座（614）与叶片（5）固定连接；行星轴（621）通过行星轴承（623）与基座（614）活动连接，行星轴（621）通过行星齿轮（622）与太阳齿轮（612）齿轮连接，行星轴承（623）设置在行星齿轮（622）和基座（614）之间。
3.根据权利要求2所述的一种行星式双螺旋推进连续乳化装置，其特征在于：还包括固定设置在桶体（1）顶部的齿圈（63），行星齿轮（622）与齿圈（63）齿轮连接，齿圈（63）的轴线与桶体（1）同轴。
4.根据权利要求3所述的一种行星式双螺旋推进连续乳化装置，其特征在于：所述行星齿轮机构（62）是由多个行星齿轮机构（62）组成。
5.根据权利要求4所述的一种行星式双螺旋推进连续乳化装置，其特征在于：所述行星齿轮机构（62）是由2个行星齿轮机构（62）组成。
6.根据权利要求1所述的一种行星式双螺旋推进连续乳化装置，其特征在于：所述叶片（5）是螺旋推进叶片。
7.根据权利要求1所述的一种行星式双螺旋推进连续乳化装置，其特征在于：所述桶体（1）的外部设置能够容纳温控介质的夹层（11）；在夹层上设置温控介质的入口（12）和温控介质的出口（13）。
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