CN110465232A - 一种高强度复合材料原料多级混料装置以及混料方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高强度复合材料原料多级混料装置以及混料方法，包括第一级螺杆搅拌送料结构和第二级混料仓搅拌结构，第一级螺杆搅拌送料结构输出端与第二级混料仓搅拌结构输入端连通设置；第二级混料仓搅拌结构包括底座、混料仓和进料管，混料仓内设有搅拌轴，搅拌轴上设有多组沿轴向上下设置的搅拌叶片，混料仓内设有套装在所述搅拌轴外的金属隔层，金属隔层将混料仓内部空间分隔成上下设置的多个搅拌槽，搅拌叶片在搅拌槽内旋转运动以切割搅拌该搅拌槽内的树脂原料，金属隔层设有连通上下相邻搅拌槽的导料孔；本装置能实现密封混料，避免直接暴露在空气中搅拌混料，减少原料中空气量，有利于提高纤维复合材料产品质量。
Description
技术领域
本申请涉及纤维增强复合材料生产加工设备领域，具体是一种高强度复合材料原料多级混料装置以及混料方法。
背景技术
在纤维复合材料生产过程中，经常需要搅拌混合树脂原料。通常由操作人员打开桶盖，将树脂原料导入桶内，再用电机带动搅拌轴直接搅拌，这样空气容易混合在树脂原料中难以排除，影响后续纤维复合材料质量。为此需本申请人发明创造了本专利申请技术。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种在封闭状态下，多级混料且混合效率高的高强度复合材料原料多级混料装置以及混料方法。
为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：
一种高强度复合材料原料多级混料装置，其特征在于：包括第一级螺杆搅拌送料结构和第二级混料仓搅拌结构，所述第一级螺杆搅拌送料结构输出端与第二级混料仓搅拌结构输入端连通设置。
如上所述一种高强度复合材料原料多级混料装置，其特征在于：所述第二级混料仓搅拌结构包括底座、混料仓和进料管，进料管从混料仓顶部与混料仓内部连通，底座上装有混料电机，混料仓内设有搅拌轴，搅拌轴与混料电机输出轴传动连接，混料仓还包括导出混合后物料的排料口，所述搅拌轴上设有多组沿轴向上下设置的搅拌叶片，混料仓内设有套装在所述搅拌轴外的金属隔层，金属隔层有多个，多个金属隔层上下间隔设置，多个金属隔层将混料仓内部空间分隔成上下设置的多个搅拌槽，搅拌叶片在搅拌槽内旋转运动以切割搅拌该搅拌槽内的树脂原料，各个金属隔层设有用于连通进料管以及相邻搅拌槽的导料孔。
如上所述一种高强度复合材料原料多级混料装置，其特征在于：所述导料孔倾斜设置，所述搅拌叶片靠近或平贴位于其下侧的所述金属隔层上端面设置，导料孔顶面进料口比底面出料口大，导料孔倾斜方向为顶面进料口靠近所述搅拌轴、底面出料口靠近混料仓外壁的方向，使得经搅拌叶片搅拌切割后的树脂原料能被挤压入所述导料孔内。
如上所述一种高强度复合材料原料多级混料装置，其特征在于：从上往下位于最顶端搅拌槽上的导料孔至位于最底端搅拌槽上的导料孔出口端内径逐渐减小。
如上所述一种高强度复合材料原料多级混料装置，其特征在于：所述混料仓为圆柱体，搅拌轴设置在圆柱体的轴心，进料管与混料仓连接处位于混料仓顶部圆心，搅拌轴顶部设有锥形导流罩，锥形导流罩顶部伸入进料管，锥形导流罩与进料管内壁形成将所述第一级螺杆搅拌送料结构导出物料向四周外分散输送至最顶层搅拌槽的导流通道。
如上所述一种高强度复合材料原料多级混料装置，其特征在于：所述排料口设有两个，分别为设置在混料仓底部的第一排料口和设置在混料仓侧面中部的第二排料口。
如上所述一种高强度复合材料原料多级混料装置，其特征在于：所述第一级螺杆搅拌送料结构包括多个盛装树脂原料的桶体，桶体底部设有导出管，导出管与桶体内部连通，导出管竖直设置，导出管下方设置有一主管，主管横向设置，主管上侧设有多个接口，多个接口间隔开设置，多个接口与多个桶体上的导出管一一对应，导出管下端与接口密封对接连通，主管一端开口密封连接有电机座，电机座上设置有搅拌电机，搅拌电机输出端固定连接有螺杆，螺杆位于主管内且与主管同轴设置，螺杆与主管上侧的多个接口内端配合形成用于抽吸并挤压粘稠树脂原料的旋压送料结构，螺杆前端延伸至主管另一端，主管另一端连通所述进料管。
一种采用上述一种高强度复合材料原料多级混料装置的混料方法，其特征在于：S1、将第一级螺杆搅拌送料结构输出端与第二级混料仓搅拌结构输入端连通设置；S2、启动第一级螺杆搅拌送料结构，实现第一次封闭混料并送料；S3、启动第二级混料仓搅拌结构，实现第二次封闭混料。
如上所述混料方法，其特征在于：步骤S2中：先打开桶体上端的桶盖，然后打开电磁阀，桶体内粘稠树脂原料在自重作用下慢慢注入主管内，同时启动搅拌电机，螺杆活动套装在主管内旋转，螺杆将主管内多种原料向前推进并进行第一次混料，然后通过进料管送入混料仓进行第二次搅拌混料，从而实现封闭混料。
如上所述混料方法，其特征在于：步骤S3中：将树脂原料送入最顶层搅拌槽，在第一级螺杆搅拌送料结构向前输送压力下，树脂原料从上往下经过多个搅拌槽并通过多组搅拌叶片逐层搅拌，从而实现在封闭状态下树脂原料的第二次充分搅拌混合。
本申请有益效果如下：
1、桶体底部设有导出管，导出管与桶体内部连通，导出管与主管密封连通，树脂原料在自重下通过导出管进入主管内，同时旋转的螺杆能产生抽吸并挤压粘稠树脂原料，这样的结构设计可实现同时将多种不同的粘稠原料送入主管并在输送过程中进行第一次混料，然后通过竖直导管送入混料仓进行第二次混料，混料过程中可实现封闭混料，避免直接暴露在空气中搅拌混料，减少原料中空气量，有利于提高纤维复合材料产品质量。
2、搅拌电机为伺服电机、导出管上安装有电磁阀，混料电机，这样的结构设计，方便采用PLC控制器控制原料的输送，有利于实现自动控制。
3、混料仓一侧下部开设有第一排料口和辅料添加口，混料仓底部一侧设有第二排料口，方便中间添加添加剂和排料，第一排料口方便中间排料，第二排料口方便完全排料，辅料添加口方便中间添加催化剂等辅料。
4、通过设置搅拌叶片与搅拌槽配合，由于搅拌槽与搅拌叶片的截面形状大小接近，在混合高强度物料时也能尽量打散待混合物料，使混合更充分。
5、搅拌槽逐层设置、搅拌叶片与搅拌槽一一对应，避免搅拌叶片间相互干扰，同时该设置拉长搅拌过程，充分利用空间，既提升搅拌效率又节约生产成本。
6、通过在搅拌槽之间设置导料孔，物料受挤压穿过导料孔的过程进一步被打散与混合，同时将物料挤压成细长条状；将导料孔设置成上宽下窄，且倾斜的方向与物料受挤压方向接近，能更高效流畅完成上述过程。
7、通过设置辅料添加口，便于后续添加不同种待混合物料，不用先将混合完成的成品清空，也便于添加催化剂，通过设置第一排料口、第二排料口，方便物料的采集、导出。
附图说明
图1是第一级螺杆搅拌送料结构的结构示意图；
图2是第二级混料仓搅拌结构中搅拌叶片靠近金属隔层的结构示意图；
图3是图2搅拌树脂原料的结构示意图；
图4是第二级混料仓搅拌结构中搅拌叶片平贴于金属隔层的结构示意图；
图5是图4搅拌树脂原料的结构示意图。
图6是第二级混料仓搅拌结构的立体结构示意图；
图7是金属隔层的结构示意图；
图中：1、底座；2、混料仓；21、搅拌轴；22、搅拌叶片；23、搅拌槽；24、导料孔；25、锥形导流罩；26、金属隔层；3、进料管；4、混料电机；5、辅料添加口；61、第二排料口；62、第一排料口；7、桶体；8、导出管；9、主管；10、电机座；11、螺杆；12、电磁阀；100、树脂原料。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式：
如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，一种高强度复合材料原料多级混料装置，包括第一级螺杆搅拌送料结构和第二级混料仓搅拌结构，第一级螺杆搅拌送料结构输出端与第二级混料仓搅拌结构输入端连通设置。
第一级螺杆搅拌送料结构包括多个盛装树脂原料的桶体7，桶体7底部设有导出管8，导出管8与桶体7内部连通，导出管8竖直设置，导出管8下方设置有一主管9，主管9横向设置，主管9上侧设有多个接口，多个接口间隔开设置，多个接口与多个桶体7上的导出管8一一对应，导出管8下端与接口密封对接连通，主管9一端开口密封连接有电机座10，电机座10上设置有搅拌电机，搅拌电机输出端固定连接有螺杆11，螺杆11位于主管9内且与主管9同轴设置，螺杆11与主管9上侧的多个接口内端配合形成用于抽吸并挤压粘稠树脂原料的旋压送料结构，螺杆11前端延伸至主管9另一端，主管9另一端连通所述进料管3。
本实施例中，搅拌电机为伺服电机，导出管8上安装有电磁阀12。
第二级混料仓搅拌结构包括底座1、混料仓2和进料管3，进料管3从混料仓2顶部与混料仓2内部连通，底座1上装有混料电机4，混料仓2内设有搅拌轴21，搅拌轴21与混料电机4输出轴传动连接，混料仓2还包括导出混合后物料的排料口，所述搅拌轴21上设有多组沿轴向上下设置的搅拌叶片22，混料仓2内设有套装在所述搅拌轴21外的金属隔层26，为防止树脂原料从金属隔层26与搅拌轴21之间的间隙流过，金属隔层26与搅拌轴21还可设置密封圈进行密封。
金属隔层26有多个，多个金属隔层26上下间隔设置，多个金属隔层26将混料仓2内部空间分隔成上下设置的多个搅拌槽23，各组搅拌叶片22一一对应在搅拌槽23内旋转运动以切割搅拌该搅拌槽23内的树脂原料，各个金属隔层26设有用于连通进料管3以及相邻搅拌槽23的导料孔24，物料受挤压穿过导料孔24的过程也是进一步被打散与混合的过程。
本实施例中，导料孔24倾斜设置，所述搅拌叶片22靠近或平贴位于其下侧的所述金属隔层26上端面设置，导料孔24顶面进料口比底面出料口大，导料孔24倾斜方向为顶面进料口靠近所述搅拌轴21、底面出料口靠近混料仓2外壁的方向，使得经搅拌叶片22搅拌切割后的树脂原料100能被挤压入所述导料孔24内。
本实施例中，从上往下位于最顶端搅拌槽23上的导料孔24至位于最底端搅拌槽23上的导料孔出口端内径逐渐减小，从而实现多次搅拌、挤压，且搅拌混料越来越均匀。
本实施例中，混料仓2为圆柱体，搅拌轴21设置在圆柱体的轴心，进料管3与混料仓2连接处位于混料仓2顶部圆心，搅拌轴21顶部设有锥形导流罩25，锥形导流罩25顶部伸入进料管3，锥形导流罩25与进料管3内壁形成将所述第一级螺杆搅拌送料结构导出物料向四周外分散输送至最顶层搅拌槽23的导流通道。
本实施例中，混料仓2顶部还设有与混料仓2内部连通的辅料添加口5，便于后续添加不同种待混合物料，不用先将混合完成的成品清空，也便于添加催化剂。；排料口设有两个，分别为设置在混料仓2底部的第一排料口62和设置在混料仓2侧面中部的第二排料口61，方便物料的采集、导出。
工作过程：
第一级螺杆搅拌送料结构工作旋转送料并混料，其工作过程如下：
先打开桶体1上端的桶盖，然后打开电磁阀8，桶体1内粘稠树脂原料在自重作用下慢慢注入主管3内，同时启动搅拌电机，螺杆5活动套装在主管3内旋转，螺杆5将主管3内多种原料向前推进并进行第一次混料，然后通过竖直导管6送入混料仓7进行第二级混料仓搅拌。
第二级混料仓搅拌结构工作旋转混料，其工作过程如下：启动搅拌电机与混料电机4，通过设置搅拌叶片22与搅拌槽23配合，由于搅拌槽23逐层设置、搅拌叶片22与搅拌槽23一一对应，通过在搅拌槽23之间设置导料孔24，将导料孔24设置成上宽下窄，物料受挤压穿过导料孔24的过程进一步被打散与混合，同时将物料挤压成细长条状；搅拌槽23与搅拌叶片22配合，使混合更充分，能更高效流畅完成上述过程。
辅料添加口5在工作过程中便于后续添加不同种待混合物料，不用先将混合完成的成品清空，也便于添加催化剂，通过设置第一排料口62、第二排料口61，方便物料的采集、导出。
一种采用上述高强度复合材料原料多级混料装置的混料方法：
S1、将第一级螺杆搅拌送料结构输出端与第二级混料仓搅拌结构输入端连通设置；
S2、启动第一级螺杆搅拌送料结构，实现第一次封闭混料并送料；
S3、启动第二级混料仓搅拌结构，实现第二次封闭混料。
本混料方法实施例步骤S2中：先打开桶体1上端的桶盖，然后打开电磁阀12，桶体7内粘稠树脂原料在自重作用下慢慢注入主管9内，同时启动搅拌电机，螺杆11活动套装在主管9内旋转，螺杆11将主管9内多种原料向前推进并进行第一次混料，然后通过进料管3送入混料仓2进行第二次搅拌混料，从而实现封闭混料。
本混料方法实施例步骤S3中：将树脂原料送入最顶层搅拌槽23，在第一级螺杆搅拌送料结构向前输送压力下，树脂原料从上往下经过多个搅拌槽23并通过多组搅拌叶片22逐层搅拌，从而实现在封闭状态下树脂原料的第二次充分搅拌混合。
本混料方法实施例工作过程：
第一级螺杆搅拌送料结构工作旋转送料并混料，其工作过程如下：先打开桶体1上端的桶盖，然后打开电磁阀8，桶体1内粘稠树脂原料在自重作用下慢慢注入主管3内，同时启动搅拌电机，螺杆5活动套装在主管3内旋转，螺杆5将主管3内多种原料向前推进并进行第一次混料，然后通过竖直导管6送入混料仓7进行第二级混料仓搅拌。
第二级混料仓搅拌结构工作旋转混料，其工作过程如下：启动搅拌电机与混料电机4，在第一级螺杆搅拌送料结构向前输送压力下，树脂原料从上往下经过多个搅拌槽23并通过多组搅拌叶片22逐层搅拌，通过设置搅拌叶片22与搅拌槽23配合，由于搅拌槽23逐层设置、搅拌叶片22与搅拌槽23一一对应，通过在搅拌槽23之间设置导料孔24，将导料孔24设置成上宽下窄，物料受挤压穿过导料孔24的过程进一步被打散与混合，同时将物料挤压成细长条状；搅拌槽23与搅拌叶片22配合，使混合更充分，能更高效流畅完成上述过程。
辅料添加口5在工作过程中便于后续添加不同种待混合物料，不用先将混合完成的成品清空，也便于添加催化剂，通过设置第一排料口62、第二排料口61，方便物料的采集、导出。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，根据本申请的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高强度复合材料原料多级混料装置，其特征在于：包括第一级螺杆搅拌送料结构和第二级混料仓搅拌结构，所述第一级螺杆搅拌送料结构输出端与第二级混料仓搅拌结构输入端连通设置。
2.根据权利要求1中的一种高强度复合材料原料多级混料装置，其特征在于：所述第二级混料仓搅拌结构包括底座(1)、混料仓(2)和进料管(3)，进料管(3)从混料仓(2)顶部与混料仓(2)内部连通，底座(1)上装有混料电机(4)，混料仓(2)内设有搅拌轴(21)，搅拌轴(21)与混料电机(4)输出轴传动连接，混料仓(2)还包括导出混合后物料的排料口，所述搅拌轴(21)上设有多组沿轴向上下设置的搅拌叶片(22)，混料仓(2)内设有套装在所述搅拌轴(21)外的金属隔层(26)，金属隔层(26)有多个，多个金属隔层(26)上下间隔设置，多个金属隔层(26)将混料仓(2)内部空间分隔成上下设置的多个搅拌槽(23)，搅拌叶片(22)在搅拌槽(23)内旋转运动以切割搅拌该搅拌槽(23)内的树脂原料，各个金属隔层(26)设有用于连通进料管(3)以及相邻搅拌槽(23)的导料孔(24)。
3.根据权利要求2中的一种高强度复合材料原料多级混料装置，其特征在于：所述导料孔(24)倾斜设置，所述搅拌叶片(22)靠近或平贴位于其下侧的所述金属隔层(26)上端面设置，导料孔(24)顶面进料口比底面出料口大，导料孔(24)倾斜方向为顶面进料口靠近所述搅拌轴(21)、底面出料口靠近混料仓(2)外壁的方向，使得经搅拌叶片(22)搅拌切割后的树脂原料能被挤压入所述导料孔(24)内。
4.根据权利要求2中的一种高强度复合材料原料多级混料装置，其特征在于：从上往下位于最顶端搅拌槽(23)上的导料孔至位于最底端搅拌槽(23)上的导料孔出口端内径逐渐减小。
5.根据权利要求2中的一种高强度复合材料原料多级混料装置，其特征在于：所述混料仓(2)为圆柱体，搅拌轴(21)设置在圆柱体的轴心，进料管(3)与混料仓(2)连接处位于混料仓(2)顶部圆心，搅拌轴(21)顶部设有锥形导流罩(25)，锥形导流罩(25)顶部伸入进料管(3)，锥形导流罩(25)与进料管(3)内壁形成将所述第一级螺杆搅拌送料结构导出物料向四周外分散输送至最顶层搅拌槽(23)的导流通道。
6.根据权利要求2中的一种高强度复合材料原料多级混料装置，其特征在于：所述排料口设有两个，分别为设置在混料仓(2)底部的第一排料口(62)和设置在混料仓(2)侧面中部的第二排料口(61)。
7.根据权利要求2中的一种高强度复合材料原料多级混料装置，其特征在于：所述第一级螺杆搅拌送料结构包括多个盛装树脂原料的桶体(7)，桶体(7)底部设有导出管(8)，导出管(8)与桶体(7)内部连通，导出管(8)竖直设置，导出管(8)下方设置有一主管(9)，主管(9)横向设置，主管(9)上侧设有多个接口，多个接口间隔开设置，多个接口与多个桶体(7)上的导出管(8)一一对应，导出管(8)下端与接口密封对接连通，主管(9)一端开口密封连接有电机座(10)，电机座(10)上设置有搅拌电机，搅拌电机输出端固定连接有螺杆(11)，螺杆(11)位于主管(9)内且与主管(9)同轴设置，螺杆(11)与主管(9)上侧的多个接口内端配合形成用于抽吸并挤压粘稠树脂原料的旋压送料结构，螺杆(11)前端延伸至主管(9)另一端，主管(9)另一端连通所述进料管(3)。
8.一种采用权利要求7中一种高强度复合材料原料多级混料装置的混料方法，其特征在于：S1、将第一级螺杆搅拌送料结构输出端与第二级混料仓搅拌结构输入端连通设置；S2、启动第一级螺杆搅拌送料结构，实现第一次封闭混料并送料；S3、启动第二级混料仓搅拌结构，实现第二次封闭混料。
9.根据权利要求8中所述混料方法，其特征在于：步骤S2中：先打开桶体(1)上端的桶盖，然后打开电磁阀(12)，桶体(7)内粘稠树脂原料在自重作用下慢慢注入主管(9)内，同时启动搅拌电机，螺杆(11)活动套装在主管(9)内旋转，螺杆(11)将主管(9)内多种原料向前推进并进行第一次混料，然后通过进料管(3)送入混料仓(2)进行第二次搅拌混料，从而实现封闭混料。
10.根据权利要求9中所述混料方法，其特征在于：步骤S3中：将树脂原料送入最顶层搅拌槽(23)，在第一级螺杆搅拌送料结构向前输送压力下，树脂原料从上往下经过多个搅拌槽(23)并通过多组搅拌叶片(22)逐层搅拌，从而实现在封闭状态下树脂原料的第二次充分搅拌混合。
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