专利名称：一种复合搅拌装置的制作方法
本设计一种复合搅拌装置属食品，化工行业的搅拌、乳化设备。
现在对化工行业物料的搅拌和乳化普遍采用高剪切混合乳化机，该乳化机由机架，乳化头二大部分组成，其中乳化头部分由高速转动的转子和定子组成。在电动机的驱动下，高速旋转的转子将物料从容器底部吸入转子区，承受强烈的混合作用，物料被迫通过精密配合的定子与转子间隙后，从定子孔中甩出。由于剧烈的机械及液力的剪切作用，物料颗粒被撕裂和粉碎，与此同时新的物料被吸进转子中心，完成了一个循环。
这种乳化机用来搅拌粘度较小的物料效果很好，但是当用来搅拌高粘度的物料时，效果不是很好，物料很容易粘附在釜壁上；另外，当制造化妆品的过程中需要加温或冷却时，高粘度的物料的传热明显不足。现有的解决办法是在釜盖上设置一个框式搅拌器，搅拌器的轴的中心线与釜体的中心线重合，然后在釜盖上再设置一个高剪切乳化器，该乳化器的乳化头的转轴轴线与釜体的中心线成一个锐角。这种机器称为复合搅拌机，它既可利用乳化器对物料的乳化作用，细化物料，又可利用框式搅拌器上的刮板刮削釜壁上粘附的物料，并强化物料传热，利于冷却或加热。
本发明涉及的也是一种复合搅拌机，但是本设计的不同之处是搅拌器的轴线与高剪切乳化头的轴线重合。本复合搅拌装置所要解决的问题是将原先各自独立的框式搅拌器和高剪切乳化器集成一体，具体的说，就是将原先各自独立的框式搅拌器的搅拌轴和乳化器的转轴制造成同轴线转动的复合搅拌装置，同时具有框式搅拌的功能和乳化头的乳化功能。
在《混合设备设计》(王凯、冯连芳著，机械工业出版社，P45)一书中，曾提到日本的美之贺工业公司和意大利的PRESSINDUSTRIAL CHEMICAL EQUIPMENT公司生产三种搅拌器的组合，这个搅拌器由三支同轴线的搅拌轴分别驱动，最外层是带有聚四氟乙稀刮板的框式叶轮，第二层是包含三层叶轮的桨式搅拌器，这个搅拌器以与框式搅拌器相反的方向旋转；最里层的搅拌驱动乳化头的转子。这种搅拌机还要专门设置一个同轴线的固定轴用做乳化头的定子。这种设备过于复杂，成本高，维修不便。
本设计的特点与上述外国厂家的产品不同之处在于只包含两层同轴线的搅拌轴，一个搅拌轴驱动框式搅拌器，另一个搅拌轴驱动乳化头的转子，而且，不需要专门设置固定轴用做乳化头的定子，而是将定子直接固定在框式搅拌器的搅拌轴上。
在国内，市场上还没有厂家生产和销售过这种同轴线的复合搅拌机，也没有国外的该类产品在中国市场销售。我公司在国内首次设计并制造这种同轴线的复合搅拌机。
本设计的目的是设计一种比国外的结构更简单，可靠性高的同轴线复合搅拌装置。要解决的问题是将高剪切乳化头的转轴和框式搅拌器的转轴做成同轴线，并将乳化头的定子固定在框式搅拌器的转轴上，让转动的定子代替专门的固定的定子。
本设计的实现方法将一个电机竖直地安装在搅拌釜的盖釜上，电机轴通过一个联轴器与一个乳化头的转轴联接，该转轴和乳化头的转子固定联接，从而驱动乳化头的转子刀片工作；在该转轴上套有一个空心转轴和一个空心蜗轮轴，空心转轴与空心蜗轮轴相邻端固定联接，在转轴外表面和空心转轴内表面之间或转轴外表面与空心蜗轮轴内表面之间设置滚动轴承，以保持转轴与空心转轴、蜗轮轴之间同轴线运转；在空心转轴或蜗轮轴外表面上套有滚动轴承，该滚动轴承固定安装在轴承座上，轴承座固定在机架或蜗杆箱机架或它们的固定联接件上，机架或蜗杆箱机架固定在釜盖上，可以通过调节机架在釜盖上的位置使空心转轴轴线与搅拌釜体中心线重合。在釜体外与上述电机正交的方位另设一个电机，该电机的转轴通过联轴器与一个蜗杆相联，蜗杆与固定在空心蜗轮轴上的蜗轮组成蜗轮蜗杆传动机构驱动该空心转轴慢速转动；在所述的空心转轴的下端设置乳化头的定子，该定子和乳化头的转子组成乳化头，该乳化头工作时对物料进行乳化和搅拌。由于空心转轴转速很小，一般30转/分以下，空心转轴的转动方向与乳化头转轴转动方向相同或相反均可。慢速转动的空心转轴上固定有框式搅拌器，对釜体进行刮削，同时对釜体内的物料进行搅拌。乳化头的转轴和定子座滑动面之间设有机械密封件，防止釜内的物料进入空心转轴内；空心转轴和密封盖之间的空腔里设置有机械密封件，防止物料挥发性组分进入蜗杆箱机架内。
本设计跟现有市场上的不同轴线的复合搅拌机相比，结构更紧凑、乳化效率更高，与国外的该类设备相比，结构更简单，维护更方便。
下面结合附图进一步说明。
图1是本设计的同轴线的复合搅拌装置的主视图。
图2是图1的A--A剖视图。
图3是图1的C--C剖视图。
图4是图1乳化头28的放大图。
图5是图1的部分放大图。
图1、图5，电机1的转轴通过联轴器4与乳化头28的转轴30固定联接，转轴30联接乳化头28的转子69(图4)，电机转动时驱动乳化头工作。另一个电机41通过联轴器59(图2)联接蜗杆40，蜗杆带动蜗轮10转动，蜗轮10同轴线地固定在蜗轮轴42上，从而驱动蜗轮轴42转动。转轴30外面套有空心的蜗轮轴42和空心转轴29，转轴和蜗轮轴、空心转轴之间设有滚动轴承，可以同轴线转动，它们的相邻端各有焊接的法兰25、33，并用螺丝固定联接。这样，电机41的转动就转换为空心转轴29的低速转动，其转速一般为10-30转/分。
图2、图5，更具体地说，蜗轮轴42穿过蜗轮座11的内孔，并用键39防止蜗轮座绕蜗轮轴转动，蜗轮座11上固定有蜗轮10(蜗轮内孔套在蜗轮座上)，在二者结合的圆周缝上钻有多个均匀分布的螺丝孔，并用螺钉9固定，以防止蜗轮转动，并可方便拆卸。另一个电机41用螺丝固定在蜗杆支架54上，其转轴与电机1轴线正交，并通过联轴器59联接蜗杆40，蜗杆40和蜗轮10组成蜗轮蜗杆传动机构，这样电机41转动时通过该传动机构驱动蜗轮轴42和空心转轴29低速转动。
空心转轴的下端联接有框式搅拌器，见图1、图3，两块臂座环抱空心转轴29，臂座配钻有相对的孔，悬臂21的端部与臂座孔相配位置处也钻有孔，用螺丝19穿过两块臂座32和悬臂21的安装孔紧固，使臂座紧抱着空心转轴29，同时将悬臂21夹紧并固定住；臂座32上钻有孔，用螺钉22将臂座固定在空心转轴上。悬臂的末端用螺丝固定有聚四氟乙烯材料制作的刮板20，工作时刮板20紧贴釜体31的釜壁作圆周运动，将釜壁上的物料刮下。
图1、图5，电机1和机架3分别通过电机法兰49、机架法兰48用螺丝固定；蜗轮箱机架8、轴承座6和机架3分别通过法兰7、轴承座6(与法兰配钻有孔)及法兰45及用螺丝穿过法兰孔及轴承座上对应的孔联接。蜗轮箱机架8和轴承座38固定联接(如焊接)，轴承座38和密封盖23之间用螺钉固定联接，密封盖23做成倒“凸”字形的回转体，回转体的中心线与空心转轴42的中心线重合，密封盖的回转面正好和釜盖15的中心圆孔的内表面相配合(圆孔直径和回转直径相等，“凸”字形轴承座倒插入圆孔中)，这样，空心转轴42与釜体保持中心线重合。
图2，电机41和机架60分别通过法兰62、法兰61用螺丝固定联接；蜗杆支架54的一端用螺钉固定有法兰57(该法兰还作轴承55的密封盖)，该法兰再用螺丝与法兰58联接，从而使蜗杆支架54和机架60固定联接。蜗杆支架54焊接或用螺丝联接在蜗杆箱机架8上。蜗杆40的两端各有一个止推轴承55和51，轴承的内圈套在蜗杆轴上，外圈则与蜗杆支架54两端加工出来的内圆孔有相同直径，并将外圈置于孔内。轴承51由蜗杆40右端的一个凸台和轴承盖52轴向定位，轴承盖52由螺丝紧固在蜗杆支架54的端部；轴承55也由蜗杆40左端的一个凸台和法兰57轴向定位，法兰57既作法兰又作轴承盖，由螺丝56将其紧固在蜗杆支架的端部。
本搅拌装置工作时需要保持空心转轴29、蜗轮轴42与转轴30时刻同轴线，并与釜体31的中心线重合。图2，由此，蜗轮轴穿过滚动轴承43和滚动轴承12的内圈，蜗轮轴的上端有一个直径骤小的台阶，刚好托住轴承43的内圈；滚动轴承的外圈则由轴承座固定，滚动轴承43的轴承座是轴承座6的上端部；滚动轴承12的轴承座是38的下端部，轴承盖是密封盖23，它的上端面紧贴滚动轴承12的外圈。滚动轴承43和12分设于蜗轮的上下两端隔开一定的距离。同样，转轴30穿过滚动轴承34、46的内圈，滚动轴承34的外圈则置于与空心蜗轮轴42呈一个整体的轴承座24内，由空心转轴29的法兰33的上端面紧贴该轴承的外圈组成轴承盖；轴承46的外圈置于轴承座44内，轴承座由螺丝固定在轴承座6的上端部。
图4，空心转轴29的下端焊接定子座70，该定子座用螺丝64固定有定子66。乳化头转轴30穿过定子座70的中心孔，螺母68将转子座69固定在转轴30的下端，防转销71可防止转子座转动。转子座上焊接有转子刀片67，工作时物料在转子刀片的作用下从定子孔65中甩出。
图1、图5，在转轴30和定子座70的滑动面之间设有机械密封件72，防止物料进入空心转轴29里的空间；在密封盖23的下端和蜗轮轴之间的空腔里设有机械密封件36，防止物料挥发进入蜗杆箱机架8里。
图1中，法兰16焊接在釜体31的开口端，并与釜盖15通过螺丝法兰联接。釜盖15上设有加料管13和闸阀14，釜底设有出料管27和闸阀26。
本设计所述框式搅拌器仅画出最简单的情况，其实还可在底部将搅拌框连起来，特别是沿釜底的几何结构作成弧形，使釜底也可以充分搅拌到。还可以将釜盖做成圆拱形，接上真空泵或增压泵可以使物料在真空或压力下搅拌。另外还可以将釜置于一个夹套内，进行水浴冷却或加热。
权利要求
1.一种用于搅拌和乳化流体介质的复合搅拌装置，主要由框式搅拌器和高剪切乳化器以及盛装流体介质的釜体组成，其特征是电机1的转轴通过一个联轴器4与乳化头28的转轴30固定联结，转轴30和乳化头的转子固定联结，从而驱动乳化头的转子旋转；转轴30的外表面套有至少两个滚动轴承，其中至少一个滚动轴承的外圈套在空心的蜗轮轴42的内腔里，另一个滚动轴承的外圈则固定在机架3或机架3的固定联接件上，使蜗轮轴42或空心转轴29能绕转轴30同轴线旋转；另一个电机41通过联轴器59与蜗杆40相联，该蜗杆与固定在空心蜗轮轴上的蜗轮组成蜗轮蜗杆传动从而驱动空心蜗轮轴转动，从而驱动与空心蜗轮轴固定联结的空心转轴转动，从而驱动在空心转轴上固定的框式搅拌器转动，对物料进行搅拌；在所述的空心转轴的下端设置乳化头的定子，该定子和乳化头的转子组成乳化头，该乳化头工作时对物料进行乳化和搅拌。
2.根据权利要求1所述复合搅拌装置，其特征是在空心转轴29或蜗轮轴42外表面上套有滚动轴承，该滚动轴承固定安装在轴承座38上，该轴承座固定在机架或蜗杆箱机架或它们的固定联结件上，机架或蜗杆箱机架或它们的固定联结件固定在釜盖15上，可以通过调节机架或蜗杆箱机架或它们的固定联结件在釜盖上的位置使空心转轴轴线与搅拌釜体31的中心线重合。
全文摘要
一种用于搅拌和乳化流体介质的装置，主要由框式搅拌器和高剪切乳化器组成，其特征是一个电机1通过联轴器4驱动转轴30，该转轴驱动乳化头组合28的转子刀片67旋转；另一个电机41通过蜗杆蜗轮传动驱动空心转轴29慢速转动，该慢速转动的空心转轴上固定有框式搅拌器，对釜体进行刮削，同时对釜体内的物料进行搅拌；所述空心转轴29套在转轴30的外面，其下端设置乳化头组合28的定子66。
文档编号B01F3/08GK1400039SQ0112633
公开日2003年3月5日 申请日期2001年7月26日 优先权日2001年7月26日
发明者陆忠义 申请人:上海威宇机电制造有限公司