一种温度可控的振动加料混合及粒子复合装置的制作方法

本实用新型涉及一种制药、食品、化工行业的粉体混合、粒子复合改性领域，具体是涉及一种温度可控的振动加料混合及粒子复合装置。

背景技术：

目前，制药、食品、化工领域中经常使用搅拌装置对物料进行混合、改性，所使用的混合装置混合时需要将主料和客料同时加入高速搅拌器中，利用外力使物料流化、不同物料粒子交换空间位置而实现混合。这类装置的显著缺陷在于客料与主料同时加入，客料易聚结成团，与主料间难以达到微小粒子分散，使得分散不均匀；同时，一些具有搅拌装置的混合器，因搅拌速率调节范围较窄，通常低于1000r/min，使得主料与客料之间作用力较小，难以形成稳定的复合粒子，改性效果不佳；并且，这类装置不具有控温装置，使得混合、改性只能在室温下进行，影响改性效果。因此，对搅拌混合装置，如何使物料间混合均匀、增加物料间作用力、控制混合温度以提高分散均匀性、促进复合粒子形成、改善物料性质等问题，均亟待解决。

技术实现要素：

本实用新型针对传统搅拌装置在物料混合、改性时，物料间混合不均匀、作用力小、搅拌速率调节范围窄、混合温度不能控制的不足，提供了一种温度可控的振动加料混合及粒子复合装置。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种温度可控的振动加料混合及粒子复合装置，包括振动器、支撑杆、螺栓、O型弹性垫圈、出料口、传动轴、高速搅拌器、储槽、控温夹层、弹性密封圈、锥形顶盖、筛网固定螺帽、筛网、圆珠、加料管Ⅰ、柔性管、加料管Ⅱ、紧固螺栓、加料盒和加料盒盖，其特征在于：所述振动器固定在所述支撑杆偏下端位置上，所述紧固螺栓固定在所述支撑杆偏上端位置上，所述支撑杆下端部固定在所述锥形顶盖顶部，所述支撑杆上端部固定在所述加料盒底面的左端，所述加料管Ⅰ的一端固定在所述加料盒底面的右端，所述加料管Ⅰ的另一端与所述柔性管上端连接，所述加料盒带有加料盒盖并倾斜的安装在所述支撑杆及所述加料管Ⅰ上，且所述加料盒与所述支撑杆的连接端高于与所述加料管Ⅰ的连接端，所述加料管Ⅱ的一端与所述柔性管下端连接，所述加料管Ⅱ的另一端固定在所述锥形顶盖的锥面上并延伸至所述储槽内，所述锥形顶盖与所述储槽之间设有弹性密封圈，并通过套有O型弹性垫圈的螺栓连接，所述储槽外圆周带有控温夹层，所述高速搅拌器位于所述储槽底部内面上，所述出料口位于所述储槽侧面的外表面上，所述传动轴固定在所述储槽底部外面上，所述筛网通过所述筛网固定螺帽固定在所述加料管Ⅱ底端，所述筛网上自由的放置有若干个圆珠。

进一步的，所述加料盒的倾斜角度可通过所述紧固螺栓进行调节，调节范围为0度到30度，可使客料通过振动沿加料盒缓慢滑下，加料速率可通过改变所述加料盒倾斜角度进行调节。

进一步的，所述螺栓设有3至4个，均匀的分布在所述锥形顶盖的底部周边。

进一步的，所述锥形顶盖的顶锥角的角度范围为90度～150度。

进一步的，所述圆珠可使客料在进入所述储槽之前进一步在所述圆珠的撞击下分散而后再进入储槽，所述圆珠的材质优选为不锈钢或者陶瓷。

进一步的，所述筛网的目数优选为20目～100目。

进一步的，所述储槽为圆柱体或类似圆柱体，圆柱体外周带有控温夹层，通过控温介质如循环恒温水或其他液体来控制储槽温度，使控温范围为-20℃到100℃，使物料混合、改性温度可控，可在-20℃到100℃的范围内调节，对温度敏感型物料也可以适用。

进一步的，所述高速搅拌器通过所述传动轴来连接电机使其转动，且搅拌速率可调节，调节范围为500r/min到5000r/min，可增强物料间作用力，使混合均匀，同时，可根据需要调整搅拌强度和温度，促进复合粒子的形成，以改善混合物料性质，并能增强改性效果。

本实用新型的有益效果为：

与传统搅拌混合装置相比，本实用新型所述的一种温度可控的振动加料混合及粒子复合装置，可将粒径小、粘度大、不易分散的客料置于倾斜角度可调节的所述加料盒中，通过所述振动器振动进入所述加料管Ⅰ和所述加料管Ⅱ，在所述加料管Ⅱ内被所述圆珠进一步分散，进入所述储槽，与所述储槽内处于搅拌状态的主料混合，易于混合均匀，同时，可根据需要调整搅拌强度和温度，促进复合粒子的形成，以改善混合物料性质；所述储槽带有锥形顶盖，且所述锥形顶盖由于与所述振动器连接在一起而能在混合的过程中保持振动，具有降低物料在所述锥形顶盖上粘附的作用，减少物料损失并进一步促进物料混合均匀；所述储槽带有控温夹层，使物料混合、改性温度可控，可在-20℃到100℃的范围内调节，对温度敏感型物料也可以适用；所述高速搅拌器搅拌速率可调节，调节范围为500r/min到5000r/min，可增强物料间作用力，使混合均匀，并能增强改性效果。因此，本混合装置可在制药、食品、化工设备技术领域广泛推广应用。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为本实用新型的A-A向视图；

图3为实用新型的B局部放大视图；

图4为实用新型的C局部放大视图；

图5为本实用新型的俯视图。

其中：1、振动器，2、支撑杆，3、螺栓，4、O型弹性垫圈，5、出料口，6、传动轴，7、高速搅拌器，8、储槽，9、控温夹层，10、弹性密封圈，11、锥形顶盖，12、筛网固定螺帽，13、筛网，14、圆珠，15、加料管Ⅱ，16、柔性管，17、加料管Ⅰ，18、紧固螺栓，19、加料盒，20、加料盒盖。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1至5所示，本实用新型所述的一种温度可控的振动加料混合及粒子复合装置，包括振动器1、支撑杆2、螺栓3、O型弹性垫圈4、出料口5、传动轴6、高速搅拌器7、储槽8、控温夹层9、弹性密封圈10、锥形顶盖11、筛网固定螺帽12、筛网13、圆珠14、加料管Ⅰ17、柔性管16、加料管Ⅱ15、紧固螺栓18、加料盒19和加料盒盖20，其特征在于：所述振动器1固定在所述支撑杆2偏下端位置上，所述紧固螺栓18固定在所述支撑杆2偏上端位置上，所述支撑杆2下端部固定在所述锥形顶盖11顶部，所述支撑杆2上端部固定在所述加料盒19底面的左端，所述加料管Ⅰ17的一端固定在所述加料盒19底面的右端，所述加料管Ⅰ17的另一端与所述柔性管16上端连接，所述加料盒19带有加料盒盖20并倾斜的安装在所述支撑杆2及所述加料管Ⅰ17上，且所述加料盒19与所述支撑杆2的连接端高于与所述加料管Ⅰ17的连接端，所述加料管Ⅱ15的一端与所述柔性管16下端连接，所述加料管Ⅱ15的另一端固定在所述锥形顶盖11的锥面上并延伸至所述储槽8内，所述锥形顶盖11与所述储槽8之间设有弹性密封圈10，并通过套有O型弹性垫圈4的螺栓3连接，所述储槽8外圆周带有控温夹层9，所述高速搅拌器7位于所述储槽8底部内面上，所述出料口5位于所述储槽8侧面的外表面上，所述传动轴6固定在所述储槽8底部外面上，所述筛网13通过所述筛网固定螺帽12固定在所述加料管Ⅱ15底端，所述筛网13上自由的放置有若干个圆珠14。

进一步的，所述加料盒19的倾斜角度可通过所述紧固螺栓18进行调节，调节范围为0度到30度，可使客料通过振动沿加料盒19缓慢滑下，加料速率可通过改变所述加料盒19倾斜角度进行调节。

进一步的，所述螺栓3设有3至4个，均匀的分布在所述锥形顶盖11的底部周边。

进一步的，所述锥形顶盖11的顶锥角的角度范围为90度～150度，可降低物料在锥形顶盖11上的粘附，且所述锥形顶盖11由于与所述加料管Ⅱ15在混合的过程中均保持振动，具有进一步降低物料在锥形顶盖11上粘附的作用，可进一步促进物料混合均匀。

进一步的，所述圆珠14可使客料在进入所述储槽8之前进一步在所述圆珠14的撞击下分散而后再进入储槽8，所述圆珠14的材质优选为不锈钢或者陶瓷。

进一步的，所述筛网13的目数优选为20目～100目。

进一步的，所述储槽8为圆柱体或类似圆柱体，圆柱体外周带有控温夹层9，通过控温介质如循环恒温水或其他液体来控制储槽8温度，使控温范围为-20℃到100℃，使物料混合、改性温度可控，可在-20℃到100℃的范围内调节，对温度敏感型物料也可以适用。

进一步的，所述高速搅拌器7通过所述传动轴6来连接电机使其转动，且搅拌速率可调节，调节范围为500r/min到5000r/min，可增强物料间作用力，使混合均匀，同时，可根据需要调整搅拌强度和温度，促进复合粒子的形成，以改善混合物料性质，并能增强改性效果。

本实用新型使用时，先将主料直接放入储槽中，再将锥形顶盖与储槽用螺栓固定，而后在将支撑杆、加料管Ⅰ、加料管Ⅱ、柔性管以及加料盒和加料盒盖等部件依次安装好，安装完所有部件后，启动电机使传动轴带动高速搅拌器转动，启动振动器，将客料从加料盒中放入，由于加料盒为倾斜安装且加上振动器的振动作用，使客料可以缓慢通过加料盒进入加料管中，而后加料管中的钢珠进一步将客料撞击分散通过筛网进入储槽，此时与正处于搅拌状态中的主料进行混合；混合完成后，打开出料口，混合后的物料从出料口排出。其中：加料盒的倾斜角度可通过紧固螺栓进行调节，调节范围为0度到30度，可使客料通过振动沿加料盒缓慢滑下，加料速率可通过改变加料盒倾斜角度进行调节；高速搅拌器的搅拌速率可调节，调节范围为500r/min到5000r/min，可增强物料间作用力，使混合均匀；储槽外带有控温夹层，通过控温介质如循环恒温水或其他液体来控制储槽温度，使控温范围为-20℃到100℃，使物料混合、改性温度可控，可在-20℃到100℃的范围内调节，对温度敏感型物料也可以适用。同时，可根据需要调整搅拌强度和温度，促进客料附着于主料粒子表面形成复合粒子，以改善混合物料性质，并能增强改性效果。

实施案例一：

本实用新型与传统混合装置相比在混合和表面改性中的应用优势

1.混合粉的制备

1.1浸膏粉的处理

将穿心莲干浸膏粉碎过80目筛，标示为S-1。

1.2在V型混合器中制备

取100S-1与1g疏水性气相纳米二氧化硅加入V型混合器中混合30min，所得混合粉标示为A-1。

1.3在高速搅拌器中制备

取100g S-1与1g疏水性气相纳米二氧化硅同时加入高速搅拌器中搅拌(1000r/min)5min，所得混合粉标示为B-1。

1.4在本实用新型设备中制备

取100g S-1与1g疏水性气相纳米二氧化硅分别加入高速搅拌器和加料盒中，同时开启高速搅拌器(1000r/min)和振动器，S-1在高速搅拌桨提供的搅拌力、摩擦力作用下分散、并与容器壁撞击激活粉体粒子表面；加料盒中的疏水性气相纳米二氧化硅在振动器的作用下逐渐分散、并向搅拌器端移动，即将进入搅拌器时，被跳动的小钢珠撞击后进一步分散，随后进入搅拌器与S-1充分接触搅拌撞击，共5min，所得混合粉标示为C-1。

2.结果

2.1流动性

根据休止角、压缩度、平板角、黏附度的测量结果，查阅本研究方法所带附表得到对应单项指数值，将各单项指数值累计相加得到流动性综合指数(FI)。结果见表1，按照流动性指数(FI)与流动性能对照表(见表2)可知，S-1流动性能非常不好，A-1和B-1流动性位于流动性能差区间，C-1流动性能一般，表明与传统混合装置相比，本实用新型能显著提高粉体的流动性能。

表1各粉体休止角、松密度、振实密度、压缩度、平板角、黏附度、FI指数

表2粉体流动性指数FI与流动性能对照表

2.2粒径及粒径分布

取待测粉体约3g，置于Mastersizer2000型激光粒度仪干法进样器金属盒内，以空气为分散媒介，根据所设定的方法测定粉体中位粒径(D50)、众位粒径(D90)。结果见表3，采用SPSS 19.0统计分析软件对S-1分别与A-1、B-1、C-1的中位粒径、众位粒径进行样本t检验均无统计学差异(当软件处理结果p>0.05时无统计学差异,p<0.05时具有显著性差异)，说明本实用新型对粉体粒径及粒径分布影响不明显。

表3各粉体粒径及粒径分布

2.3引湿性

引湿性的测量按照《中国药典》2015版附录引湿性实验指导原则，取干燥含盖玻璃称量瓶，置于25℃恒温(下部放置过饱和氯化铵溶液)干燥器内饱和24小时，精密称取质量M₁，取粉体适量，平铺于上述称量瓶中，厚度为1mm，精密称量质量M₂，将称量瓶敞口与瓶盖一起放于上述恒温恒湿条件下，精密称量不同时间点质量M_n的吸湿情况至吸湿平衡。计算吸湿率＝(M_n－M₂)/(M₂－M₁)×100％，结果见表4。由表4可知，与传统混合装置相比，本实用新型可以有效降低粉体的吸湿性。

表4粉体各时间点吸湿百分率

2.4均匀性检测

样品A-1、B-1、C-1各随机抽取五份，每份1.0g，分别标示为A1-1、A2-1、A3-1、A4-1、A5-1、B1-1、B2-1、B3-1、B4-1、B5-1、C1-1、C2-1、C3-1、C4-1、C5-1。运用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)检测各抽样中Si元素质量分数。

2.4.1工作曲线

准确称取1.0g样品S-1五份于250ml锥形瓶中，加入少量水将样品摇开，加质量分数为68％的硝酸10ml溶解，加质量分数为35％的盐酸4ml至样品溶解完全，冷却至室温移入100ml容量瓶，分别加入Si元素标准溶液，合成标准样品，按100ml溶液中含样品1.0g，配成Si元素浓度为0％、0.2％、0.5％、1.5％、3.0％标准溶液，加水稀释至刻度，摇匀。以标准溶液在仪器上作光谱测定，根据谱线的强弱大小、背景和干扰情况，选择波长谱线251.612为Si分析谱线。以测得的谱线净强度为Y轴，以元素的质量分数为X轴作工作曲线，相关系数必须大于0.999。

2.4.2样品分析

将A1-1、A2-1、A3-1、A4-1、A5-1、B1-1、B2-1、B3-1、B4-1、B5-1、C1-1、C2-1、C3-1、C4-1、C5-1样品分别放入250ml锥形瓶中，加少量水摇开，加质量分数为68％的硝酸10ml溶解，加质量分数为35％的盐酸4ml至样品溶解完全，冷却至室温移入100ml容量瓶，加水稀释至刻度，摇匀，到电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)上进行测试，根据工作曲线计算出样品中Si元素质量分数。结果见表5，RSD％值越小说明混合越均匀。C-1<B-1<A-1说明本实用新型混合的均匀效果最佳。

表5各抽样中Si元素质量分数

实施案例二:

本实用新型与传统混合装置相比在混合和表面改性中的应用优势

1.混合粉体的制备

以山楂叶提取物为模型药，根据实施案例一1.1、1.2、1.3、1.4制备方法，制得粉分别标示为S-2、A-2、B-2、C-2。

2.结果

2.1流动性

根据实施案例一流动性表征方法。结果见表6，按照流动性指数(FI)与流动性能对照表(见表2)可知，S-2流动性能非常不好，A-2和B-2流动性位于流动性能差区间，C-2流动性能一般，表明与传统混合装置相比，本实用新型能显著提高粉体的流动性能。

表6各粉体休止角、松密度、振实密度、压缩度、平板角、黏附度、FI指数

2.2粒径及粒径分布

根据实施案例一粒径测量方法。结果见表7，采用SPSS 19.0统计分析软件对S-2与A-2、B-2、C-2中位粒径(D50)、众位粒径(D90)进行样本t检验均无统计学差异(当软件处理结果p>0.05时无统计学差异,p<0.05时具有显著性差异)，说明本实用新型对粉体粒径及粒径分布影响不明显。

表7各粉体粒径及粒径分布

2.3引湿性

根据实施案例一引湿性测量方法。计算吸湿率＝(M_n－M₂)/(M₂－M₁)×100％，结果见表8。由表8可知与，传统混合装置相比，本实用新型可以有效降低粉体的吸湿性。

表8粉体各时间点吸湿百分率

2.4均匀性检测

根据实施案例一均匀性检测方法，结果见表9，RSD％值越小说明混合越均匀。C-2<B-2<A-2说明本实用新型混合的均匀效果最佳。

表9各抽样中Si元素质量分数

应当指出的是，具体实施方式只是本实用新型比较有代表性的例子，显然本实用新型的技术方案不限于上述实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员，以本实用新型所明确公开的或者根据文件的书面描述毫无意义的得到的，均应认为是本实用新型所要保护的范围。