本發(fā)明涉及一種多功能攪拌裝置及其攪拌方法。
背景技術(shù)：
攪拌裝置一般包括電動機(jī)，以及電動機(jī)連接的旋轉(zhuǎn)桿，還有設(shè)置在旋轉(zhuǎn)桿上的攪拌槳葉組成，攪拌裝置作用是使液體、氣體介質(zhì)強(qiáng)迫對流均勻混合的設(shè)備，目前工業(yè)上運(yùn)用的大多數(shù)攪拌裝置都是結(jié)構(gòu)單一，且攪拌密度較大液體介質(zhì)時(shí)，攪拌效果不好，且攪拌裝置零部件的使用壽命較短。
攪拌的目的：液-液混合、氣-液混合和固-液混合。攪拌的影響因素有如下幾種：
1）攪拌器的類型、尺寸及轉(zhuǎn)速對攪拌功率在總體流動和湍流脈動之間的分配都有影響。
2）不同介質(zhì)黏度的攪拌粘度是指流體對流動的阻抗能力，稱為動力粘度。流體在流動時(shí)，分為層流、過渡流、湍流三種狀態(tài)，而決定這三種狀態(tài)的主要因素即流體的粘度。
3）攪拌的內(nèi)部構(gòu)件特別是葉輪、導(dǎo)流筒、擋板等也是影響攪拌的重要因素。
其他
攪拌槽內(nèi)液體的運(yùn)動，從尺度上分為總體流動和湍流脈動?？傮w流動的流量稱為循環(huán)量，加大循環(huán)量有利于提高宏觀混合的調(diào)勻度(見混合程度)。湍流脈動的強(qiáng)度與流體離開攪拌器時(shí)的速度有關(guān)，加強(qiáng)湍流脈動有利于減小分隔尺度與分隔強(qiáng)度。不同的過程對這兩種流動有不同的要求。液滴、氣泡的分散，需要強(qiáng)烈的湍流脈動；固體顆粒的均勻懸浮，有賴于總體流動。攪拌時(shí)能量在這兩種流動上的分配，是攪拌器設(shè)計(jì)中的重要問題。
在攪拌混合物時(shí)，兩相的密度差、粘度及界面張力對攪拌操作有很大影響。密度差和界面張力越小，物系越易于達(dá)到穩(wěn)定的分散；粘度越大越不利于形成良好的循環(huán)流動和足夠的湍流脈動，并消耗較大的攪拌功率。
攪拌槽內(nèi)流體的運(yùn)動是復(fù)雜的單相流或多相流。非牛頓流體的攪拌，在流動狀態(tài)和功率消耗方面都有一些特殊的規(guī)律。攪拌槽內(nèi)流體流動參數(shù)的測量，攪拌功率的預(yù)計(jì)，以及攪拌裝置的放大方法等，都是攪拌理論研究和工程應(yīng)用中的重要課題。
粘度是指流體對流動的阻抗能力，其定義為：液體以1cm/s的速度流動時(shí)，在每1cm2平面上所需剪應(yīng)力的大小，稱為動力粘度，以Pa·s為單位。粘度是流體的一種屬性。流體在管路中流動時(shí)，有層流、過渡流、湍流三種狀態(tài)，攪拌設(shè)備中同樣也存在這三種流動狀態(tài)，而決定這些狀態(tài)的主要參數(shù)之一就是流體的粘度。在攪拌過程中，一般認(rèn)為粘度小于5Pa/s的為低粘度流體，例如水、蓖麻油、飴糖、果醬、蜂蜜、潤滑油重油、低粘乳液等；5-50Pa/s的為中粘度流體，例如油墨、牙膏等；50-500Pa/s的為高粘度流體，例如口香糖、增塑溶膠、固體燃料等；大于500Pa/s的為特高粘流體例如：橡膠混合物、塑料熔體、有機(jī)硅等。對于低粘度介質(zhì)，用小直徑的高轉(zhuǎn)速的攪拌器就能帶動周圍的流體循環(huán)，并至遠(yuǎn)處。而高粘度介質(zhì)的流體則不然，需直接用攪拌器來推動。適用于低粘和中粘流體的葉輪有槳式、開啟渦輪式、推進(jìn)式、長薄葉螺旋槳式、圓盤渦輪式、布魯馬金式、板框槳式、三葉后彎式、MIG式等。適用于高粘和特高粘流體的葉輪有螺帶式葉輪、螺桿式、錨式、框式、螺旋槳式等。有的流體粘度隨反應(yīng)進(jìn)行而變化，就需要用能適合寬粘度領(lǐng)域的葉輪，如泛能式葉輪等。
如公開號為CN103100345A公開日為2013年5月15的發(fā)明專利，該攪拌器包括第一葉片和一端連接減半器動力輸出端的攪拌軸，第一葉片的中部與攪拌軸的另一端固定聯(lián)接，還包括第二葉片、套接在攪拌軸上沿?cái)嚢栎S滑動的套筒和固定在攪拌軸上的電機(jī)，電機(jī)的輸出端連接有用于推拉套筒的伸縮桿，第二葉片的一端與第一葉片的端點(diǎn)鉸接，第二葉片的另一端與套筒之間鉸接有調(diào)節(jié)桿；此專利可以調(diào)節(jié)攪拌位置，使得液體攪拌均勻，但是其葉片較短，達(dá)不到較好的攪拌，其次，第二葉片數(shù)量也較多，攪拌的阻力加大，增加了成本。
公開文本CN104014268，公布日為2014年9月3日的專利，提出了一種攪拌器，包括通過旋轉(zhuǎn)桿與電機(jī)連接的槳葉，所述旋轉(zhuǎn)桿的下端與一支撐座相抵接，支撐座上有底座，底座上端設(shè)置有豎直于水平面的支撐桿，支撐桿的上部外壁設(shè)置有螺紋，螺紋上套裝有調(diào)整所述支撐桿高度的螺母，攪拌器在旋轉(zhuǎn)時(shí)，無松動，無搖擺，且槳葉不會脫落等優(yōu)點(diǎn)，但是槳葉設(shè)計(jì)太單一，攪拌液體時(shí)攪拌力缺乏，此專利在追求重量輕移動方便的時(shí)候，使得攪拌的效果也大大降低。
因此，針對現(xiàn)有公開的技術(shù)以及實(shí)際應(yīng)用，本專利旨在提出一種克服現(xiàn)有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)攪拌效果不理想，攪拌時(shí)間長，能耗大的新技術(shù)方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明需要解決的問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種多功能攪拌裝置及其攪拌方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種多功能攪拌裝置，包括混料倉、驅(qū)動組件和攪拌組件，攪拌組件安裝于混料倉內(nèi)，驅(qū)動組件為攪拌組件提供動力，混料倉呈球形，驅(qū)動組件包括電機(jī)Ⅰ和電機(jī)Ⅱ，攪拌組件包括攪拌軸Ⅰ、攪拌軸Ⅱ、攪拌葉Ⅰ和攪拌葉Ⅱ，攪拌軸Ⅰ和攪拌軸Ⅱ相對安裝在混料倉內(nèi)，且兩者的軸向均與混料倉的直徑重合，電機(jī)Ⅰ驅(qū)動攪拌軸Ⅰ，電機(jī)Ⅱ驅(qū)動攪拌軸Ⅱ，攪拌葉Ⅰ和攪拌葉Ⅱ均呈圓環(huán)形，攪拌葉Ⅰ安裝在攪拌軸Ⅰ的自由端，攪拌葉Ⅱ安裝在攪拌軸Ⅱ的自由端，攪拌葉Ⅰ上與攪拌軸Ⅱ干涉處設(shè)有軸孔，攪拌軸Ⅱ貫穿軸孔，混料倉、攪拌葉Ⅰ和攪拌葉Ⅱ的圓心重合，且混料倉的直徑大于攪拌葉Ⅰ的外徑，攪拌葉Ⅰ的內(nèi)徑大于攪拌葉Ⅱ的外徑，另設(shè)控制器分別控制電機(jī)Ⅰ和電機(jī)Ⅱ正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，混料倉的上圓面上至少設(shè)有1個(gè)用于噴灑液體原料的噴霧嘴，混料倉的下圓面上至少設(shè)有1個(gè)用于吹氣的噴氣嘴，噴霧嘴和噴氣嘴均與控制器連接。
攪拌葉Ⅰ與攪拌葉Ⅱ之間的間隙大于10cm。
攪拌葉Ⅰ的寬度為5cm-15cm。
攪拌葉Ⅱ的寬度為5cm-10cm。
攪拌軸與攪拌葉均由不銹鋼材料制成。
軸孔的內(nèi)徑大于攪拌軸Ⅱ的直徑，且攪拌軸Ⅱ上與軸孔的對應(yīng)處套接有軸承Ⅱ，軸孔套接于軸承Ⅱ上。
攪拌裝置的攪拌方法，包括以下步驟；
第一步、將原料放入混料倉中；
第二部、同時(shí)正轉(zhuǎn)攪拌，控制器控制電機(jī)Ⅰ和電機(jī)Ⅱ同時(shí)正轉(zhuǎn)；
第三步、同時(shí)反轉(zhuǎn)攪拌，控制器控制電機(jī)Ⅰ和電機(jī)Ⅱ同時(shí)反轉(zhuǎn)；
第四步、正、反轉(zhuǎn)同時(shí)攪拌，控制器控制電機(jī)Ⅰ正轉(zhuǎn)，電機(jī)Ⅱ反轉(zhuǎn)或控制器控制電機(jī)Ⅰ反轉(zhuǎn)，電機(jī)Ⅱ正轉(zhuǎn)；
第五步、單軸正轉(zhuǎn)攪拌，控制器控制電機(jī)Ⅰ正轉(zhuǎn)，電機(jī)Ⅱ停止或控制器控制電機(jī)Ⅰ正轉(zhuǎn)，電機(jī)Ⅱ停止；
第六步、單軸反轉(zhuǎn)攪拌，控制器控制電機(jī)Ⅰ反轉(zhuǎn)，電機(jī)Ⅱ停止或控制器控制電機(jī)Ⅰ停止，電機(jī)Ⅱ反轉(zhuǎn)；
第七步、控制器間歇打開噴霧嘴噴灑液體原料或/和間歇打開噴氣嘴進(jìn)行吹氣。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
（1）電機(jī)Ⅰ驅(qū)動攪拌軸Ⅰ，攪拌軸Ⅰ帶動攪拌葉Ⅰ，電機(jī)Ⅱ驅(qū)動攪拌軸Ⅱ，攪拌軸Ⅱ帶動攪拌葉Ⅱ，電機(jī)Ⅰ和電機(jī)Ⅱ可以同時(shí)正轉(zhuǎn)或同時(shí)反轉(zhuǎn)，也可以一個(gè)正傳，另一個(gè)反轉(zhuǎn)，還可以一個(gè)轉(zhuǎn)，另一個(gè)不轉(zhuǎn)，可以滿足各種混合要求，使攪拌的更加充分，達(dá)到更好的攪拌效果。
（2）攪拌葉Ⅰ上與攪拌軸Ⅱ干涉處設(shè)有軸孔，可以避免干涉，相互獨(dú)立工作。
（3）攪拌軸Ⅱ上與軸孔的對應(yīng)處套接有軸承Ⅱ，軸孔套接于軸承Ⅱ上，即避免了干涉，攪拌軸Ⅱ又對攪拌葉Ⅰ提供了支撐，因?yàn)閿嚢枞~Ⅰ的直徑比較大，所以阻力較大時(shí)容易損壞，攪拌軸Ⅱ提供了支撐，可以避免其損壞，延長其使用壽命。
（4）噴霧嘴與控制器連接，噴霧嘴用于噴灑液體原料，通過控制器控制器間歇打開噴霧嘴，配合正、反轉(zhuǎn)攪拌，可以使液體原料更加均勻的與其他原料混合，特別適用于添加量小的液體原料。
（5）噴霧嘴和噴氣嘴均與控制器連接，噴氣嘴用于向混料倉內(nèi)吹氣，通過控制器控制器間歇打開噴氣嘴，可以有效防止液體原料中比重比較大的原料沉底，使得各種液相原料混合均勻。
(6)該多功能攪拌裝置既適用于粉狀原料也適用于液體原料。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的多功能攪拌裝置及的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，1-混料倉，2-電機(jī)Ⅰ，3-電機(jī)Ⅱ，4-攪拌軸Ⅰ，5-攪拌軸Ⅱ，6-攪拌葉Ⅰ，7-攪拌葉Ⅱ，8-軸承Ⅱ，9-噴霧嘴，10-噴氣嘴。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
如圖1所示，一種多功能攪拌裝置，包括混料倉、驅(qū)動組件和攪拌組件，攪拌組件安裝于混料倉內(nèi)，驅(qū)動組件為攪拌組件提供動力，混料倉呈球形，驅(qū)動組件包括電機(jī)Ⅰ和電機(jī)Ⅱ，攪拌組件包括攪拌軸Ⅰ、攪拌軸Ⅱ、攪拌葉Ⅰ和攪拌葉Ⅱ，攪拌軸Ⅰ和攪拌軸Ⅱ相對安裝在混料倉內(nèi)，且兩者的軸向均與混料倉的直徑重合，電機(jī)Ⅰ驅(qū)動攪拌軸Ⅰ，電機(jī)Ⅱ驅(qū)動攪拌軸Ⅱ，攪拌葉Ⅰ和攪拌葉Ⅱ均呈圓環(huán)形，攪拌葉Ⅰ安裝在攪拌軸Ⅰ的自由端，攪拌葉Ⅱ安裝在攪拌軸Ⅱ的自由端，攪拌葉Ⅰ上與攪拌軸Ⅱ干涉處設(shè)有軸孔，攪拌軸Ⅱ貫穿軸孔，混料倉、攪拌葉Ⅰ和攪拌葉Ⅱ的圓心重合，且混料倉的直徑大于攪拌葉Ⅰ的外徑，攪拌葉Ⅰ的內(nèi)徑大于攪拌葉Ⅱ的外徑，另設(shè)控制器分別控制電機(jī)Ⅰ和電機(jī)Ⅱ正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，混料倉的上圓面上至少設(shè)有1個(gè)用于噴灑液體原料的噴霧嘴，混料倉的下圓面上至少設(shè)有1個(gè)用于吹氣的噴氣嘴，噴霧嘴和噴氣嘴均與控制器連接。
攪拌葉Ⅰ與攪拌葉Ⅱ之間的間隙大于10cm。
攪拌葉Ⅰ的寬度為5cm-15cm。
攪拌葉Ⅱ的寬度為5cm-10cm。
攪拌軸與攪拌葉均由不銹鋼材料制成。
軸孔的內(nèi)徑大于攪拌軸Ⅱ的直徑，且攪拌軸Ⅱ上與軸孔的對應(yīng)處套接有軸承Ⅱ，軸孔套接于軸承Ⅱ上。
多功能攪拌裝置的攪拌方法，包括以下步驟；
第一步、將原料放入混料倉中；
第二部、同時(shí)正轉(zhuǎn)攪拌，控制器控制電機(jī)Ⅰ和電機(jī)Ⅱ同時(shí)正轉(zhuǎn)；
第三步、同時(shí)反轉(zhuǎn)攪拌，控制器控制電機(jī)Ⅰ和電機(jī)Ⅱ同時(shí)反轉(zhuǎn)；
第四步、正、反轉(zhuǎn)同時(shí)攪拌，控制器控制電機(jī)Ⅰ正轉(zhuǎn)，電機(jī)Ⅱ反轉(zhuǎn)或控制器控制電機(jī)Ⅰ反轉(zhuǎn)，電機(jī)Ⅱ正轉(zhuǎn)；
第五步、單軸正轉(zhuǎn)攪拌，控制器控制電機(jī)Ⅰ正轉(zhuǎn)，電機(jī)Ⅱ停止或控制器控制電機(jī)Ⅰ正轉(zhuǎn)，電機(jī)Ⅱ停止；
第六步、單軸反轉(zhuǎn)攪拌，控制器控制電機(jī)Ⅰ反轉(zhuǎn)，電機(jī)Ⅱ停止或控制器控制電機(jī)Ⅰ停止，電機(jī)Ⅱ反轉(zhuǎn)；
第七步、控制器間歇打開噴霧嘴噴灑液體原料或/和間歇打開噴氣嘴進(jìn)行吹氣。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
（1）電機(jī)Ⅰ驅(qū)動攪拌軸Ⅰ，攪拌軸Ⅰ帶動攪拌葉Ⅰ，電機(jī)Ⅱ驅(qū)動攪拌軸Ⅱ，攪拌軸Ⅱ帶動攪拌葉Ⅱ，電機(jī)Ⅰ和電機(jī)Ⅱ可以同時(shí)正轉(zhuǎn)或同時(shí)反轉(zhuǎn)，也可以一個(gè)正傳，另一個(gè)反轉(zhuǎn)，還可以一個(gè)轉(zhuǎn)，另一個(gè)不轉(zhuǎn)，可以滿足各種混合要求，使攪拌的更加充分，達(dá)到更好的攪拌效果。
（2）攪拌葉Ⅰ上與攪拌軸Ⅱ干涉處設(shè)有軸孔，可以避免干涉，相互獨(dú)立工作。
（3）攪拌軸Ⅱ上與軸孔的對應(yīng)處套接有軸承Ⅱ，軸孔套接于軸承Ⅱ上，即避免了干涉，攪拌軸Ⅱ又對攪拌葉Ⅰ提供了支撐，因?yàn)閿嚢枞~Ⅰ的直徑比較大，所以阻力較大時(shí)容易損壞，攪拌軸Ⅱ提供了支撐，可以避免其損壞，延長其使用壽命。
（4）噴霧嘴與控制器連接，噴霧嘴用于噴灑液體原料，通過控制器控制器間歇打開噴霧嘴，配合正、反轉(zhuǎn)攪拌，可以使液體原料更加均勻的與其他原料混合，特別適用于添加量小的液體原料。
（5）噴霧嘴和噴氣嘴均與控制器連接，噴氣嘴用于向混料倉內(nèi)吹氣，通過控制器控制器間歇打開噴氣嘴，可以有效防止液體原料中比重比較大的原料沉底，使得各種液相原料混合均勻。
(6)該多功能攪拌裝置既適用于粉狀原料也適用于液體原料。
以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。