本实用新型涉及粉体物料混合的技术领域，具体涉及一种搅拌式气力处理粉体材料的装置。
背景技术：
以下对本实用新型的相关技术背景进行说明，但这些说明并不一定构成本实用新型的现有技术。
近年来，随着固体混合设备迅速的发展，广泛应用在药品、食品、化工、饲料等领域。市场上的混合设备种类繁多，主要分为容器回转型、容器固定型和复合型混合设备三大块，其中，容器回转型的设备主要包括二维混合器、三维混合器、双锥混合器、V型混合器等。此类混合设备主要适用于物性差异小、流动性好的物料，优点是设备容易清洗，适合于多种小批量生产；回转速度慢，适用于易磨损物料，不会破坏物性；缺点也较明显，装料系数低，一般为0.3～0.4；混合速度慢；容器回转空间大，导致占地面积大；进出口的定位较困难；单纯混合，不能同时兼具混合和储存的功能。
容器固定型的设备主要包括机械搅拌式、气流搅拌式和气力式等混合方式，其中，机械搅拌式包括的设备有立式锥形螺带混合机、卧式螺带混合机、犁刀混合机及各种不同桨叶的混合机，包括螺旋式、螺带式、叶片式、刮板式。此类设备适合各种物性的混合，优点是混合速度快；装料系数大，一般为0.4～0.5；容器固定，进出料口容易连接。缺点是为达到混合效率，搅拌桨设计复杂，设备清洗、维修困难；存在搅拌桨摩擦使物料发热的问题；转动的时候还有破坏物料的可能性。气流搅拌式主要为在容器底部设置气流喷口，气流喷口上连接高压气管，使物料流化后混合。此类设备体积小，对物料要求高，设备清洗困难，混合效率低等缺点较多，所以，市场上的设备很少。气力式主要为利用外管在气力的作用下将物料由底部或中部物料输送到上部，或将上部或中部物料输送到底部形成循环料流的设备，此类设备优点是装料系数高达0.9以上；清洗、维修都方便；适用于易磨损物料，不会破坏物性；缺点是仅适用物性差异小、流动性好的物料；混合速度慢。
复合型混合设备是在容器回转型的基础上，在容器内部增设了搅拌装置。主要设备是在滚筒、V型等混合设备中设置了特定的叶片。优点是混合时间缩短，混合效率高；缺点是，装料系数中等0.4～0.5；容易造成物料的粉碎和磨损；设备运转时发热较大；搅拌破坏物性；进出料困难；清洗、维修困难等。因此类型设备只是简单将容器回转和搅拌的结合，所以，除增加混合效率外，基本具备了回转容器和搅拌的缺点。
上述都是将两种(包括同种不同批次)或两种以上粉体均匀混合起来的机械设备。药品或食品生产工业中，重要的一个环节就是将不同批次的同种粉剂或将不同品种的粉剂按一定比例混合。由于现阶段的生产对设备提出了更多更高的要求：混合物的混合均匀度高，混合速度快，物料在容器内的残留少，坚固耐用，操作方便，便于清理，机械设备要防锈，耐腐蚀，容器表面光滑等。
技术实现要素：
针对现有技术和设备的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种搅拌式气力处理粉体材料的装置和方法，解决上述现有技术和设备所述的问题。
根据本实用新型的搅拌式气力处理粉体材料的装置，包括：混合罐、机械搅拌单元和外管气力输送单元；其中，
混合罐包括：具有凹腔的罐体，和设置在罐体上方、且能与罐体之间形成密封结构的上盖；上盖与罐体为一体化结构，或者上盖可拆卸地设置在罐体上；机械搅拌单元设置在混合罐内，用于搅拌混合罐内的粉体材料；
外管气力输送单元包括：集料部件和输送管道；集料部件设置在上盖上，或者设置在混合罐底部；集料部件的进料口通过输送管道与罐体出料口连接，集料部件的出料口与混合罐的内部连通；混合罐内的粉体材料能够在集料部件的驱动作用下在混合罐内部、输送管道和集料部件之间循环流动。
优选地，混合罐的底部、或者侧壁、或者顶部上设置有罐体出料口；罐体出料口的数量为一个、两个或更多个，每个罐体出料口对应一根输送管道，罐体出料口与输送管道之间设置有管道阀门；每根输送管道对应集料部件的一个进料口，或者，两根或更多根输送管道与应集料部件的同一个进料口连接。
优选地，混合罐的底部或顶部设置有一个罐体出料口；混合罐的侧壁上设置有两个或者更多个罐体出料口，所述两个或者更多个罐体出料口不在同一水平面上。
优选地，集料部件包括：真空泵和混合料仓；混合料仓的气力接口与真空泵连通；混合料仓的进料口通过输送管道与罐体出料口连接，混合料仓的出料口与混合罐内部连通。
优选地，所述装置的上料口设置在混合料仓或者上盖上，用于将粉体材料投入混合罐内。
优选地，上盖上设置有补气过滤器，补气过滤器与上盖之间安装有补气阀门。
优选地，所述装置进一步包括清洗单元；所述清洗单元包括：伸入至混合罐内的清洗管道，以及位于混合罐内部、且设置在清洗管道端部的清洗球。
优选地，机械搅拌单元包括：驱动器、传动部件和搅拌桨；其中，传动部件设置在上盖上，传动部件的上部与混合罐外侧的驱动器连接，下部与混合罐内的搅拌桨连接。
优选地，搅拌桨具有树状结构，包括：搅拌主轴、搅拌杆和桨叶；搅拌主轴与混合罐的中心轴线平行，其上端与传动部件连接；搅拌杆设置在搅拌主轴上、且与搅拌主轴垂直；桨叶设置在搅拌杆的端部。
优选地，所述装置进一步包括：电控箱；电控箱接收外部输入的操作参数，根据操作参数控制机械搅拌单元和外管气力输送单元的启/停。
本实用新型还提供了采用上述装置处理粉体材料的方法，包括：
利用设置在混合罐内部的机械搅拌单元搅拌混合罐内部的粉体材料；
使集料部件的出料口与混合罐之间、以及罐体出料口(9)与集料部件的进料口之间连通，利用集料部件驱动混合罐内部的粉体材料在混合罐内部、输送管道和集料部件之间循环流动；
若罐体出料口的数量为两个或更多个，则启动集料部件之前获取混合罐内粉体材料的粘度值：
当粉体材料的粘度不超过预设的粘度阈值时，所述两个或更多个罐体出料口同时出料，使每个罐体出料口位置的粉体材料同时在混合罐内部、对应的输送管道和集料部件之间循环流动；
当粉体材料的粘度超过预设的粘度阈值时，所述两个或更多个罐体出料口逐一进行出料，依次驱动罐体出料口位置处的粉体材料进入集料部件中；所述两个或更多个罐体出料口位置处的粉体材料均进入集料部件之后，在集料部件中混合，并投入混合罐内。
本实用新型通过设置在混合罐内的机械搅拌单元搅拌混合罐内的粉体材料，通过混合罐外的外管气力输送单元使粉体材料在混合罐内部、输送管道和集料部件之间循环流动，能够增加粉体材料的均匀性、防止粉体材料在混合罐内板结，提高混合效果。
附图说明
通过以下参照附图而提供的具体实施方式部分，本实用新型的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：
图1为根据本实用新型优选实施例的搅拌式气力处理粉体材料的装置的示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本实用新型的示例性实施方式进行详细描述。对示例性实施方式的描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本实用新型及其应用或用法的限制。
参见图1，根据本实用新型的搅拌式气力处理粉体材料的装置，包括：混合罐、机械搅拌单元和外管气力输送单元。
混合罐用于容纳待处理的粉体材料，包括：具有凹腔的罐体6，和设置在罐体6上方、且能与罐体6之间形成密封结构的上盖5；上盖(5)与罐体(6)为一体化结构，或者上盖(5)可拆卸地设置在罐体(6)上；机械搅拌单元设置在混合罐内，用于搅拌混合罐内的粉体材料；
外管气力输送单元包括：集料部件和输送管道14；集料部件设置在上盖5上，或者设置在混合罐底部，集料部件的进料口通过输送管道14与罐体出料口9连接，集料部件的出料口与混合罐的内部连通；混合罐内的粉体材料能够在集料部件的驱动作用下在混合罐内部、输送管道14和集料部件之间循环流动。
罐体出料口9的数量为一个、两个或更多个，每个罐体出料口9对应一根输送管道14，罐体出料口9与输送管道14之间设置有管道阀门；每根输送管道14对应集料部件的一个进料口，或者，两根或更多根输送管道14与应集料部件的同一个进料口连接。
工作过程中，通过设置在混合罐内的机械搅拌单元搅拌混合罐内的粉体材料，通过混合罐外的外管气力输送单元使粉体材料在混合罐内部、输送管道和集料部件之间循环流动，实现多种料流运动同时进行。与单纯采用机械搅拌或气力搅拌的方式相比，本实用新型对混合罐和搅拌桨结构的要求低，结构简单；能有效避免机械搅拌的混合死角问题，增加粉体材料的均匀性、防止粉体材料在混合罐内板结；混合均匀度高，混合速度快，混合效率为传统混合设备的两倍，甚至更多；能够适应于各种粉体物料，应用范围广；能够减少搅拌桨摩擦发热现象及对搅拌过程中对粉体材料的破坏作用；装料系数可以达到0.8～0.9，装料系数高；方便清洗。
在图1示出的实施例中，集料部件设置在上盖5上，罐体出料口9设置在罐体6的底部。如图1所示，粉体材料从罐体6底部的罐体出料口9流出、从混合罐的上方流入混合罐内，上方流入的粉体材料能够增加混合罐内的气体流动，上方流入的粉体材料对混合罐底部的粉体材料产生运动冲击，该气体流动作用和运动冲击的双重作用能够提高粉体材料在混合罐内的流动性，使粉体材料混合更均匀。根据粉体材料的流动性、混合罐的结构以及混合要求，也可以在罐体6的底部和侧壁上同时设置罐体出料口9，例如当混合罐的内部结构导致混合罐侧壁上容易存在死角时，可以在该位置设置罐体出料口9，将死角处的粉体材料在输送管道、集料部件和混合罐内部之间循环流动。当混合罐的侧壁上设置有罐体出料口9时，侧壁上罐体出料口9的数量可以是两个或者更多个，所述两个或者更多个罐体出料口可以在同一水平面上，也可以不在同一水平面上，本实用新型对此不做具体限定。根据实际使用需求，也可以将集料部件设置在混合罐底部，工作过程中粉体材料在混合罐内部、输送管道14和集料部件之间循环流动的方向与将集料部件设置在上盖5上时相反，此处不再赘述。
集料部件借助气力驱动混合罐内物料的循环流动。在一些实施例中，集料部件包括：真空泵19和混合料仓18；混合料仓18的气力接口与真空泵19连通；混合料仓18的进料口通过输送管道(14)与罐体出料口(9)连接，混合料仓(18)的出料口与混合罐内部连通。优选地，混合料仓18下方的出料口与混合罐内部之间可以设置进料阀16，用于连通或关闭混合料仓18与混合罐内部。
本实用新型的装置中，上料口17可以设置在上盖5上，通过上盖5上的上料口17将粉体材料投入混合罐内，当然，上料口17也可以设置在混合料仓18上。现有的灭菌工艺一般都存在人工周转，增加了灭菌过程中固体物料产生二次污染的可能性。为了避免人工周转可能产生的二次污染，提高粉体材料的安全性，上料过程中，可以利用真空泵19将粉体材料从混合料仓18投入混合罐内，或者将混合罐的内部抽成负压，通过负压将粉体材料吸入混合罐内。粉体材料处理完毕制备下料时，也可以利用真空泵19将粉体材料从混合罐底部的下料口8送出。
集料部件将混合罐内的粉体材料不断吸出至输送管道14内的过程中，随着吸出物料的不算增加，混合罐内的压力不断降低，混合罐内的压力越低，从混合罐内吸出物料的难度越大，甚至无法吸出物料。为此，可以在上盖5上设置补气过滤器3，补气过滤器3与上盖5之间安装有补气阀门4。补气阀门4打开时，混合罐内部与外部的大气连通。
本实用新型的装置可以进一步包括清洗单元，如图1所示，清洗单元包括：伸入至混合罐内的清洗管道(图中未示出)，以及位于混合罐内部、且设置在清洗管道端部的清洗球15。当需要清洗混合罐时，利用清洗管道将清洗液输送至清洗球15上或者混合罐内，通过移动或转动清洗管道驱动清洗球擦洗混合罐内壁。
本实用新型对机械搅拌单元的结构不做具体限定，只要能够搅拌混合罐内部的粉体材料即可。在图1示出的优选实施例中，机械搅拌单元包括：驱动器1、传动部件2和搅拌桨；其中，传动部件2设置在上盖5上，传动部件2的上部与混合罐外侧的驱动器1连接，下部与混合罐内的搅拌桨连接。搅拌桨通过传动部件2悬挂在混合罐内部，优选地，搅拌桨具有树状结构，包括：搅拌主轴11、搅拌杆13和桨叶12；搅拌主轴11与混合罐的中心轴线平行，其上端与传动部件2连接；搅拌杆13设置在搅拌主轴11上、且与搅拌主轴11垂直；桨叶12设置在搅拌杆13的端部。本领域技术人员可以根据实际需要选择搅拌杆13的数量，当搅拌杆13的数量较多时，也可以根据实际情况将搅拌杆13设置在多个不同高度的水平面内。
本实用新型的装置可以进一步包括：电控箱7。电控箱7可以固定在混合罐的侧壁上，也可以通过支架10固定在混合罐的外侧。电控箱7接收外部输入的操作参数，根据该操作参数控制机械搅拌单元和外管气力输送单元的启/停。例如，电控箱7接收外部输入的操作参数，根据该操作参数控制上料口、下料口、各个进料口和出料口的开启时间及先后顺序和机械搅拌装置的启/停。通过调整操作参数能够满足所有特性粉体物料混合的要求，适用于所有的粉体材料。
本实用新型还提供了采用上述装置处理粉体材料的方法，包括：
利用设置在混合罐内部的机械搅拌单元搅拌混合罐内部的粉体材料；
使集料部件的出料口与混合罐之间、以及罐体出料口(9)与集料部件的进料口之间连通，利用集料部件驱动混合罐内部的粉体材料在混合罐内部、输送管道和集料部件之间循环流动；
当粉体材料的粘性较大时，其在混合罐、输送管道和集料部件之间的循环阻力较大，若混合罐与集料部件之间有两个或多个输送管道，该两个或多个输送管道同时进行物料循环的阻力更大，甚至无法将粉体物料从混合罐内吸出至集料部件内。基于此，在本实用新型的一些实施例中，若罐体出料口的数量为两个或更多个，则启动集料部件之前获取混合罐内粉体材料的粘度值：
当粉体材料的粘度不超过预设的粘度阈值时，所述两个或更多个罐体出料口同时出料，使每个罐体出料口位置的粉体材料同时在混合罐内部、对应的输送管道和集料部件之间循环流动。例如，混合罐上有三个罐体出料口，分别记为取样口一、取样口二和取样口三，每个取样口与集料部件之间有一个输送管道，当粉体材料的粘度不超过预设的粘度阈值时，可以同时打开三个输送管道，使取样口一、取样口二和取样口三位置处的粉体物料分别在对应的输送管道、集料部件和混合罐之间循环流动。
当粉体材料的粘度超过预设的粘度阈值时，所述两个或更多个罐体出料口逐一进行出料，依次驱动罐体出料口位置处的粉体材料进入集料部件中；所述两个或更多个罐体出料口位置处的粉体材料均进入集料部件之后，在集料部件中混合，并投入混合罐内。例如，混合罐上有三个罐体出料口，分别记为取样口一、取样口二和取样口三，每个取样口与集料部件之间有一个输送管道，当粉体材料的粘度超过预设的粘度阈值时，首先开启取样口一对应的输送管道，使取样口一位置处的粉体物料经过输送管道进入集料部件中，其次开启取样口二对应的输送管道，使取样口二位置处的粉体物料经过输送管道进入集料部件中，然后开启取样口三对应的输送管道，使取样口三位置处的粉体物料经过输送管道进入集料部件中，最后将进入集料部件的粉体材料混合均匀后投入混合罐内。
虽然参照示例性实施方式对本实用新型进行了描述，但是应当理解，本实用新型并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对所述示例性实施方式做出各种改变。