CN113648859B - 一种机械式等比例在线进料混合器 - Google Patents

Abstract

本发明属于原料混合技术领域，具体涉及一种机械式等比例在线进料混合器。本发明包括泵体，泵体的尾端内凹形成沉孔状的搅拌腔，泵体尾端固接动力源且动力源的搅拌轴同轴伸入搅拌腔内，并通过位于搅拌轴上的搅拌叶实现进料混合目的，位于搅拌轴首端的首端搅拌叶贴合搅拌腔的孔底面且两者间仅存有可供首端搅拌叶回转的配合间隙；该混合器还包括出料口、进料口以及过渡通道，过渡通道的出口端位于搅拌腔孔底面处；出料口连通搅拌腔的尾端，且沿泵体径向设置的出料口与轴向布置的搅拌腔之间的出料通道的转折处圆滑过渡。本发明具备构造紧凑合理、使用方便快捷和工作可靠性高的优点，能实现“进料即混合”的在线混合目的。

Description

一种机械式等比例在线进料混合器

技术领域

本发明属于原料混合技术领域，具体涉及一种机械式等比例在线进料混合器。

背景技术

混合，也即搅动固相和/或液相和/或气相使之发生某种方式的循环流动，从而使原料混合均匀或使物理、化学过程加速的操作。目前传统的混合搅拌器械，大多是采用反应釜等作为搅拌腔，以叶轮等形成搅拌部，通过进料口的进料达成其给料及均匀混合目的。在某些特定领域内，对于构成混合物的原料，往往要求“进料即混合”；以A、B、C三种原料的混合流程为例：A、B、C三种原料的其中两份或者三份在未曾混合之前就互相接触的话，常会产生一系列化学反应，如放热、结晶甚至是产生有害气体等等，会极大的影响混合效果，严重时甚至引发一系列安全隐患。对于该类特殊混合料，如何避免不同原料在搅拌之前就提前接触成为难题。目前针对上述特定混合场合，人们的思想仍然拘泥于通过电控方式来精准投料，也即采用电气化方式来实现同步进料目的。然而，抛开电气化方式有可能不适于腐蚀性介质等原料混合场合，以及电气化自身的高成本和高维护费用等问题；传统电气化方式也仅能实现同步进料，而无法实现出料的同步性和即刻混合性，如下落式进料仍有可能使得原料在下落过程中出现接触反应等等，亟待解决。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种机械式等比例在线进料混合器，其采用纯机械化结构，因此具备了构造紧凑合理、适用面广、使用方便快捷和工作可靠性高的优点，且同步实现“进料即混合”的在线混合目的，尤其适用于原料在混合前或未混合完全时接触即产生反应的场合所使用。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种机械式等比例在线进料混合器，其特征在于：包括泵体，泵体的尾端内凹形成沉孔状的搅拌腔，泵体尾端固接动力源且动力源的搅拌轴同轴伸入搅拌腔内，并通过位于搅拌轴上的搅拌叶实现进料混合目的，位于搅拌轴首端的首端搅拌叶贴合搅拌腔的孔底面且两者间仅存有可供首端搅拌叶回转的配合间隙；该混合器还包括连通搅拌腔的用于出料的出料口、用于进料的两组以上的进料口以及衔接进料口与搅拌腔的过渡通道，所述过渡通道的出口端位于搅拌腔孔底面处；所述出料口连通搅拌腔的尾端，且沿泵体径向设置的出料口与轴向布置的搅拌腔之间的出料通道的转折处圆滑过渡。

优选的，所述搅拌轴为狼牙轴，搅拌轴外壁处的狼牙状凸起构成所述搅拌叶，且其中的首端搅拌叶的外齿面与搅拌轴首端面相平齐，从而使得搅拌轴首端面与搅拌腔的孔底面之间缝隙构成所述配合间隙，原料经由位于搅拌腔孔底面处的过渡通道的出口端进入搅拌腔；搅拌腔的腔壁上凸设有配合齿，各配合齿沿搅拌腔轴向均布，且该轴向上相邻的两配合齿之间缝隙构成可供搅拌叶活动的回转间隙；同时，各配合齿沿搅拌轴周向均布，且该周向上相邻的两配合齿之间缝隙构成可供原料轴向通行的通行间隙。

优选的，该混合器还包括导料柱，泵体首端面处同轴贯穿布置连通搅拌腔的导料孔；导料柱沿导料孔穿入泵体内，从而使得导料柱的尾端面形成搅拌腔的孔底面；导料柱外壁处开设有贯穿导料柱尾端面的键槽，各键槽槽腔与导料孔孔壁之间形成的通道构成所述过渡通道。

优选的，三组进料口沿泵体轴向依序布置，第一进料口为轴向进料口且装配于泵体首端面，第二进料口及第三进料口为径向进料口并沿轴向依序布置在泵体外壁处；导料柱为花键结构且键槽数目为三的倍数，在导料柱周向上的任意连续三组键槽分别对应连通三组进料口。

优选的，导料柱的首端面螺纹固接有压盖，压盖外形呈由泵体首端面同轴向内凹设的圆桶状，且压盖的桶口处布置外翻边并压合在泵体首端面处的安装台阶处；压盖的桶底贯穿布置连通第一进料口与相应键槽的连通孔。

优选的，该混合器还包括首端法兰，首端法兰的管腔构成所述第一进料口，所述首端法兰与泵体首端面间形成法兰配合，且首端法兰将压盖的外翻边压紧在安装台阶处。

优选的，所述泵体内同轴布置环形夹套，两组环形夹套沿泵体轴向依序独立布置，第二进料口和第三进料口径向贯穿泵体并连通相应的环形夹套的套腔，各环形夹套上开设贯穿孔从而连通套腔与导料柱处对应键槽。

优选的，所述动力源为动力电机，动力电机通过尾端支架法兰配合在泵体尾端面处；出料口安装于尾端支架上。

优选的，所述尾端支架安装于底座上，安装在尾端支架上的泵体形成悬臂构造。

本发明的有益效果在于：

1)、本发明的工作原理为：通过采用过渡通道，使得进料口直接延伸至搅拌腔的搅拌叶的工作区域。原料在进入该工作区域前，被过渡通道彼此隔开，因此彼此独立且互不干涉，也就避免了在混合之前所可能产生的两种甚至更多种原料的预先反应现象。在原料进入上述工作区域后，多种原料在接触的瞬间就马上被搅拌叶所捕获并搅拌混合，最终经由尾端处出料口排出，从而实现“进料即混合”的设计目的。

综上，本发明具备构造紧凑合理、使用方便快捷和工作可靠性高的优点，能实现“进料即混合”的在线混合目的，尤其适用于原料在混合前或未混合完全时接触即产生反应的场合所使用。

2)、对于搅拌腔而言，其担负了对多种原料的在线混合功能；传统搅拌腔大多采用桨叶设计，而本发明为了提升“进料即混合”的混合效率，确保原料的快速混合效果，另辟蹊径的采用了狼牙轴的设计构造。狼牙轴本身具备一定的刚性，同时通过与搅拌腔腔壁处的配合齿的咬合和错合，能显著提升原料的混合效率。工作时，由于首端搅拌叶紧邻搅拌腔的孔底面，因此原料一旦同步挤出过渡通道，就马上被首端搅拌叶捕获并搅拌。配合齿一方面利用回转间隙来配合搅拌叶，实现对原料的剪切式搅拌效果；另一方面，配合齿利用通行间隙，使得原料在搅拌的同时产生沿泵体周向的由首至尾的移动效果，最终经由出料口排出，使用极为灵活方便。

3)、过渡通道可以采用中空的夹层结构来形成。作为上述方案的优选方案，本发明的过渡通道利用导料柱处键槽与导料孔孔壁彼此配合形成。这样，一方面可有效降低设计及制造成本，便于快速形成成品；另一方面，装配式模块化构造也使得组成成品的各模块具备了极强的可换性，这对搅拌某些腐蚀性等原料的场合极为适用。

4)、进一步的，本发明虽然应用于两种以上原料的混合场合所使用，但更多应用于三种原料的混合场合。此时，过渡通道等均作对应的数目变化即可。而对于导料柱的安装，则依靠压盖以及首端法兰的装配来实现；当然，也可以直接将压盖的外翻边法兰配合在泵体首端面处，也能实现其便捷化装配目的。

5)、环形夹套，用于将进料口处的原料均匀对应的导入相应的键槽内，实现原料由进料口至对应键槽的顺畅过渡。实际设计时，贯穿孔可以均布环绕在搅拌腔腔壁处，只需布置对应数目的键槽与之匹配即可；理论上，键槽数目越多，那么由过渡通道处挤出的原料的均匀性也就越高，越利于快速的等比例混合，而键槽数目增多又会导致制造工艺的复杂化，实际操作时酌情选用即可。

6)、对于动力源而言，可使用市面常用动力构造；本发明优选动力电机，并采用尾端支架的方式装配在泵体上，从而保证整机工作的可靠性。

附图说明

图1为本发明的其中一种实施例的剖视图；

图2和图3为图1所示结构的立体结构***图；

图4为图1所示结构在局部剖视下的立体结构示意图；

图5为泵体的立体结构的半剖示意图；

图6和图7为压盖和导料柱的装配示意图。

本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：

a-过渡通道 10-泵体

11-搅拌腔 11a-配合齿 12-导料孔 13-环形夹套 14-贯穿孔

20-动力源 21-搅拌轴 22-搅拌叶 22a-首端搅拌叶

30-出料口 31-出料通道 40-进料口

50-导料柱 51-键槽 60-压盖 61-外翻边 62-连通孔

70-首端法兰 80-尾端支架 90-底座

具体实施方式

为便于理解，此处结合图1-7，对本发明的具体结构及工作方式作以下进一步描述：

本发明的具体结构如图1-7所示，其主要结构包括底座90以及位于底座90上的工作部；工作部包括沿轴向由首至尾依序布置的首端法兰70、泵体10、尾端支架80以及构成动力源20的动力电机，其中：

泵体10为本发明的核心工作件，其外形呈如图2-5所示的圆筒状，且筒腔由位于前半段的导料孔12和位于后半段的搅拌腔11组合形成；制造时，导料孔12和搅拌腔11彼此同轴，从而形成贯穿式的筒腔构造。

对于搅拌腔11而言，其内布置带有搅拌叶22的搅拌轴21，搅拌轴21与动力电机形成动力配合。搅拌轴21为狼牙轴结构，并通过与如图5所示的搅拌腔11内的配合齿11a的配合，来实现如图4所示的对原料的咬合剪切式的等比例混合目的。在设计搅拌轴21时，需注意，搅拌轴21的首端搅拌叶22a需要如图1所示的尽可能的贴近导料孔12尾端，并与位于导料孔12内的导料柱50的尾端面间仅存有能使得搅拌轴21回转的配合间隙，也即该配合间隙是动静件配合时所不可避免存在的。这样，一旦原料经由导料柱50与导料孔12配合形成的过渡通道a进入搅拌腔11，会立即被首端搅拌叶22a捕获并马上开始混合，最终有效避免了因原料的提前解除而可能产生的提前反应状况。

导料柱50的外形可参照图6-7所示，为保证安装效果，导料柱50通过压盖60处外翻边61压紧在泵体10首端处的安装台阶处，再依靠首端法兰70的装配来完成定位目的。当前述安装完成后，花键结构的导料柱50就能配合导料孔12实现其进料引导功能。导料柱50可以是完全的花键构造，配合压盖60来实现键槽51的首端封闭，此时第一进料口与相应键槽51的连通通过如图7所示的连通孔62来实现；也可以预先就制造出首端封闭的键槽51。甚至，键槽51可以开设在导料柱50上，也可以凹设在导料孔12孔壁处，以形成过渡通道a并完成其“进料即混合”的预定功能即可。

在实际设计时，图1-5为三组进料口40的实施例构造，当然也可以采用两组或四组或五组甚至更多进料口40，此时只需对应的将过渡通道a的数目加以变化即可。当为三组进料口40时，如图1-5所示的，此时第一进料口为轴向进料口且装配于泵体10首端面，第二进料口及第三进料口为径向进料口并沿轴向依序布置在泵体10外壁处，且导料柱50为花键结构且键槽51数目为三的倍数，在导料柱50周向上的任意连续三组键槽51分别对应连通三组进料口40，以保证均匀出料。此外的，对于泵体10而言，如图4-5所示的，第二进料口和第三进料口均应当通过相应的环形夹套13及贯穿孔14来连通导料柱50处键槽51，以确保原料的导引效果。至于出料口30，其可以一体布置在泵体10尾端，也可以安装在尾端支架80上，以能通过圆滑过渡的出料通道31准确接纳由搅拌腔11尾端处混合完成的混合物料为准。同时，出料通道31的转折处圆滑过渡，以确保混合料的顺畅导出。对于连通孔62和贯穿孔14，过流面积决定了其孔型面积的大小，此处就不再赘述。

当然，对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而还包括在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现的相同或类似结构。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (6)

1.一种机械式等比例在线进料混合器，其特征在于：包括泵体（10），泵体（10）的尾端内凹形成沉孔状的搅拌腔（11），泵体（10）尾端固接动力源（20）且动力源（20）的搅拌轴（21）同轴伸入搅拌腔（11）内，并通过位于搅拌轴（21）上的搅拌叶（22）实现进料混合目的，位于搅拌轴（21）首端的首端搅拌叶（22a）贴合搅拌腔（11）的孔底面且两者间仅存有可供首端搅拌叶回转的配合间隙；该混合器还包括连通搅拌腔（11）的用于出料的出料口（30）、用于进料的两组以上的进料口（40）以及衔接进料口（40）与搅拌腔（11）的过渡通道（a），所述过渡通道（a）的出口端位于搅拌腔（11）孔底面处；所述出料口（30）连通搅拌腔（11）的尾端，且沿泵体（10）径向设置的出料口（30）与轴向布置的搅拌腔（11）之间的出料通道（31）的转折处圆滑过渡；

所述搅拌轴（21）为狼牙轴，搅拌轴（21）外壁处的狼牙状凸起构成所述搅拌叶（22），且其中的首端搅拌叶（22a）的外齿面与搅拌轴（21）首端面相平齐，从而使得搅拌轴（21）首端面与搅拌腔（11）的孔底面之间缝隙构成所述配合间隙，原料经由位于搅拌腔（11）孔底面处的过渡通道（a）的出口端进入搅拌腔（11）；搅拌腔（11）的腔壁上凸设有配合齿（11a），各配合齿（11a）沿搅拌腔（11）轴向均布，且该轴向上相邻的两配合齿（11a）之间缝隙构成可供搅拌叶（22）活动的回转间隙；同时，各配合齿（11a）沿搅拌轴（21）周向均布，且该周向上相邻的两配合齿（11a）之间缝隙构成可供原料轴向通行的通行间隙；

该混合器还包括导料柱（50），泵体（10）首端面处同轴贯穿布置连通搅拌腔（11）的导料孔（12）；导料柱（50）沿导料孔（12）穿入泵体（10）内，从而使得导料柱（50）的尾端面形成搅拌腔（11）的孔底面；导料柱（50）外壁处开设有贯穿导料柱（50）尾端面的键槽（51），各键槽（51）槽腔与导料孔（12）孔壁之间形成的通道构成所述过渡通道（a）；

三组进料口（40）沿泵体（10）轴向依序布置，第一进料口为轴向进料口（40）且装配于泵体（10）首端面，第二进料口及第三进料口为径向进料口（40）并沿轴向依序布置在泵体（10）外壁处；导料柱（50）为花键结构且键槽（51）数目为三的倍数，在导料柱（50）周向上的任意连续三组键槽（51）分别对应连通三组进料口（40）。

2.根据权利要求1所述的一种机械式等比例在线进料混合器，其特征在于：导料柱（50）的首端面螺纹固接有压盖（60），压盖（60）外形呈由泵体（10）首端面同轴向内凹设的圆桶状，且压盖（60）的桶口处布置外翻边（61）并压合在泵体（10）首端面处的安装台阶处；压盖（60）的桶底贯穿布置连通第一进料口与相应键槽（51）的连通孔（62）。

3.根据权利要求2所述的一种机械式等比例在线进料混合器，其特征在于：该混合器还包括首端法兰（70），首端法兰（70）的管腔构成所述第一进料口，所述首端法兰（70）与泵体（10）首端面间形成法兰配合，且首端法兰（70）将压盖（60）的外翻边（61）压紧在安装台阶处。

4.根据权利要求1所述的一种机械式等比例在线进料混合器，其特征在于：所述泵体（10）内同轴布置环形夹套（13），两组环形夹套（13）沿泵体（10）轴向依序独立布置，第二进料口和第三进料口径向贯穿泵体（10）并连通相应的环形夹套（13）的套腔，各环形夹套（13）上开设贯穿孔（14）从而连通套腔与导料柱（50）处对应键槽（51）。

5.根据权利要求1所述的一种机械式等比例在线进料混合器，其特征在于：所述动力源（20）为动力电机，动力电机通过尾端支架（80）法兰配合在泵体（10）尾端面处；出料口（30）安装于尾端支架（80）上。

6.根据权利要求5所述的一种机械式等比例在线进料混合器，其特征在于：所述尾端支架（80）安装于底座（90）上，安装在尾端支架（80）上的泵体（10）形成悬臂构造。