专利名称：双螺旋搅拌装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种搅拌装置，尤其涉及一种双螺旋搅拌装置。
背景技术：
核电站或者核领域产生的核电废物，由于存在放射性，对这些废物不能简单处理，一般要采用水泥固化的形式将废物固化在水泥块中，防止放射性废物污染环境，对人体造成危害。在水泥固化线对废物进行固化时，需采用搅拌装置搅拌，现有的搅拌装置存在以下问题一、在搅拌过程中易出现了浆料飞溅的情况，飞溅的浆料带有放射性对环境、人员产生了辐照影响，并且造成装桶率不高的问题。二、搅拌完成后搅拌桨上粘连很多的水泥浆料，这些水泥浆料的残留物具有辐射，对处理该残留物的人员造成辐照伤害。三、浆料混合不是很均匀，造成浆料固化后形成的固化体强度、均匀性等固化指标出现问题。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术中上述的缺陷，提供一种减少甚至避免浆料飞溅、提高装桶率、浆料混合均匀的双螺旋搅拌装置。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种双螺旋搅拌装置，包括支架，所述支架上设有搅拌机构、用于提升搅拌机构的提升机构，所述搅拌机构包括搅拌器、带动搅拌器整体转动的搅拌器驱动组件，所述搅拌器包括至少一个搅拌桨、带动搅拌桨转动的搅拌桨驱动组件；所述搅拌桨包括搅拌轴，搅拌轴上设置有上桨叶和下桨叶，所述上桨叶与下桨叶之间留有流体反冲间距，所述上桨叶与下桨叶都分别包括至少一组双螺旋螺带，所述上桨叶的双螺旋螺带与所述下桨叶的双螺旋螺带的螺旋方向相反。所述双螺旋搅拌装置中，所述搅拌轴带有中空内腔，所述中空内腔中设有用于产生振动的振动器组件；所述振动器组件包括固定在搅拌轴中空内腔内壁上的上固定座、下固定座，在上固定座和下固定座之间设置有振动器，所述振动器连接有与控制机构连接的电缆。所述双螺旋搅拌装置中，所述上桨叶和下桨叶分别至少设置两组双螺旋螺带、且这些双螺旋螺带上下靠紧顺次排布。所述双螺旋搅拌装置中，所述双螺旋螺带中的每条螺带的螺旋线升角α为20。 60°。所述双螺旋搅拌装置中，所述搅拌轴、上桨叶和下桨叶为一体结构。所述双螺旋搅拌装置中，所述搅拌器驱动组件包括用于固定搅拌器的转盘、驱动转盘转动的转盘驱动电机，所述转盘驱动电机固定在支架上；所述转盘驱动电机与转盘偏心转动连接，带动转盘偏心转动，所 述搅拌桨转动连接在转盘中心；或者所述转盘驱动电机与转盘中心转动连接带动转盘转动，所述搅拌桨偏心转动连接在转盘上。 所述双螺旋搅拌装置中，所述转盘驱动电机的电机轴上设有过载保护器。[0012]所述双螺旋搅拌装置中，所述搅拌桨并排设置至少两个。所述双螺旋搅拌装置中，所述搅拌桨电机与一个所述搅拌桨的搅拌轴连接带动其转动，其余所述搅拌桨的搅拌轴通过齿轮组与该搅拌轴啮合同步转动。所述双螺旋搅拌装置中，所述提升机构包括提升电机、与提升电机转动连接的丝杆副。所述双螺旋搅拌装置中，所述支架上设有对搅拌机构提升高度、下降高度进行限位的限位机构。本实用新型的搅拌装置是在支架上设置有搅拌机构和提升机构，其中搅拌机构包括两部分一部分是通过搅拌器驱动组件带动搅拌器整体转动即搅拌器进行公转，另一部分是搅拌器中的搅拌桨驱动组件搅拌桨转动，即搅拌器的自转，这样就增加了搅拌效果，扩大了搅拌区域，提高了搅拌效率和搅拌的均匀性。本实用新型将现有的桨叶分为上桨叶和下桨叶两部分，并且这两部分的螺旋方向相反，下桨叶带动流体向上运动，而上桨叶带动流体向下运动，使得搅拌下的浆料在上层和下层分别产生不同方向的流动，这种结构一方面能提高混合效果，另一方面大大减少浆料飞溅。同时，由于减少了搅拌时浆料飞溅，装桶率也相应大大提高，提高了废物的处理能力，节省了处理成本，提高了处理效率。并且上桨叶和下桨叶之间留有间距，使得在搅拌过程中浆料形成反冲区域，对飞溅浆料形成有效压制，减少浆料飞溅。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1是本实用新型实施例的结构示意图；图2是本实用新型实施例搅拌桨第一种实施方式的结构示意图；图3是本实用新型实施例搅拌桨第二种实施方式的结构示意图；图4是本实用新型实施例搅拌桨第三种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式
。如图f 3所示，一种双螺旋搅拌装置，包括支架100，支架100用于整体支撑，其形状结构不作限定。所述支架100上设有搅拌机构200、用于提升搅拌机构200的提升机构300，所述搅拌机构200包括搅拌器、带动搅拌器整体转动的搅拌器驱动组件7，所述搅拌器包括至少一个搅拌桨4、带动搅拌桨4转动的搅拌桨驱动组件6 ;所述搅拌桨4包括搅拌轴41，所述搅拌轴41上设置有上桨叶42和下桨叶43，所述上桨叶42与下桨叶43之间留有流体反冲间距，所述上桨叶与下桨叶43都分别包括至少一组双螺旋螺带，所述上桨叶42的双螺旋螺带与所述下桨叶43的双螺旋螺带的螺旋方向相反。如图1所示，搅拌机构200包括两部分，一部分是搅拌器，另一部分是带动搅拌器整体转动的搅拌器驱动组件7。本实用新型的搅拌共有两个过程一个是搅拌器公转，一个是搅拌器自转。这两个过程同时实现，使得搅拌更加充分，搅拌区域更大。搅拌器整体转动以及搅拌器中搅拌桨4自转中，搅拌器整体转动轨迹可以是圆形或椭圆形，也可以是原地转动。优选前一种方式，实现圆形或椭圆形公转的结构一种是所述搅拌器驱动组件7包括用于固定搅拌器的转盘72、驱动转盘72转动的转盘驱动电机71，所述转盘驱动电机71固定在支架100上；所述转盘驱动电机71与转盘72偏心转动连接，带动转盘72偏心转动，所述搅拌桨4转动连接在转盘72中心；另一种是所述转盘驱动电机71与转盘72中心转动连接带动转盘72转动，所述搅拌桨4偏心转动连接在转盘72上，这两种方式都能形成偏心的公转。本实用新型这种搅拌形式能较为彻底对浆料搅拌均匀，容器内不留死角，制成的固化体质地均匀、强度高，符合国标要求。本实施例采用搅拌桨4偏心安装的方式。搅拌轴41通过连接件44与转盘72上的轴承转动连接，使得搅拌轴相对于转盘72转动。搅拌轴41的上部固定有防溅盖板5，防溅盖板5在搅拌时遮蔽容器顶部开口，减少直至避免浆料的飞溅。如图f 4所示，搅拌器的主要部件是搅拌桨4、搅拌桨驱动组件6，其中搅拌桨4包括搅拌轴41、上桨叶41、下桨叶43。本实用新型中可以采用搅拌轴41、上桨叶41、下桨叶43分别制造，然后将上桨叶41、下桨叶43与搅拌轴41固定连接制成搅拌桨4，固定连接的方式可以是多种，例如螺栓连接、焊接、铆接等，为了减少桨叶携带粘连浆料，将搅拌轴41、上桨叶41、下桨叶43整体焊接，使得所述搅拌轴41、上桨叶41和下桨叶43为一体结构，容易清洁，并且减少腐蚀。由于核电废物中含有放射性物质和酸性、碱性等腐蚀性物质,搅拌轴41、上桨叶41和下桨叶43所选择的 材料需要耐酸碱、且不受辐照影响的材料，本实施例选用不锈钢。如图2、3、4所示，由于本实用新型的发明主要目的是为了减少浆料飞溅，就采用在同一根搅拌轴41上使用不同结构的上桨叶41、下桨叶43来实现；优选所述下桨叶43中的双螺旋螺带的数量多于上桨叶41中的双螺旋螺带的数量，更好减少或避免浆料飞溅。上桨叶41和下桨叶43分别设置至少一组的双螺旋螺带，双螺旋螺带设置的数量根据搅拌容器深度、双螺旋螺带的尺寸有关。在同一搅拌轴41上设置的多组双螺旋螺带形状、结构、尺寸相同也可以不同。本实施例中优选所述下桨叶43中的双螺旋螺带的结构与上桨叶41中的双螺旋螺带的结构相同。如图2所示的上桨叶41和下桨叶43采用相同的双螺旋螺带；如图3、4所示，上桨叶41和下桨叶43都分别采用不同结构形状的双螺旋螺带。本实用新型的上桨叶41、下桨叶43采用的是螺带结构，即成组设置双螺旋螺带，双螺旋螺带是两条螺旋的螺带组成，本实用新型中螺带的形状结构不作限定，任意结构形式的螺带都适用本实用新型。两条螺带可以对称设置也可以不对称设置，其结构、形状、尺寸可以相同也可以不同。对应圆筒形及其近似结构的容器，优选采用对称结构、尺寸相同的两条螺带，对应长方体状等结构优选采用非对称结构或尺寸不同的两条螺带。本实施例优选结构、形状、尺寸相同的两条螺带。如图4所示，为了便于在搅拌过程中，为了控制浆料形成涡流大小，优选所述双螺旋螺带中的每条螺带的螺旋线升角α为20° 60°。当搅拌桨的转速一定时，螺旋线升角α越大，说明螺旋线越陡，则流体向上的速度分量越大，而水平速度分量越小，使得流场在相同截面时湍动能大，但搅拌的有效截面区域就越小。当螺旋线升角α过大，上下流场所产生的湍动能不能平衡时，就要产生飞溅，因为下面的叶片多，流场所产生的湍动能大。当螺旋线升角α过小，流场所产生的湍动能偏小，不能使同一区域的物料有效的搅拌混合，换句话说在同一区域，不能形成有效的涡流，使物料搅拌均匀。螺旋线升角α选择的大小主要与搅拌的物料体系有关，当物料体系密度偏大时，螺旋线升角α也要偏大，即要求的湍动能也就越大，才能使物料处于悬浮状态。本实用新型中，物料为水泥浆料，选择的螺旋线升角α为20。 60°，在这个范围内形成的涡流能使物料处于悬浮状态，不会沉底，到达搅拌均匀的效果。本实用新型优选所述上桨叶41至少设置两组双螺旋螺带、且这些双螺旋螺带上下对应排布。同时优选所述下桨叶43至少设置两组双螺旋螺带、且这些双螺旋螺带上下对应排布。由于浆料粘度较大，为了能搅拌到所有的区域，且带动浆料旋转形成涡流，优选所述上桨叶41中的双螺旋螺带靠紧顺次上下排布，所述下桨叶43中的双螺旋螺带也靠紧顺次上下排布。如图3所示，本实用新型另一个发明目的是减少浆料在搅拌桨4上粘连，采用设置振动器组件45的形式来实现该发明目的，即所述搅拌轴41为管状结构，带有中空内腔，所述中空内腔中设有用于产生振动的振动器组件45，在完成搅拌后，上提搅拌桨4时，同时开启振动器组件45振动，将搅拌桨4上粘连的浆料通过振动振落。所述振动器组件45包括固定在搅拌轴41中空内腔内壁上的上固定座452、下固定座454，振动器组件45 —般设置在搅拌轴41下部，从搅拌轴41底部进行安装，上固定座452和下固定座454直接通过焊接、螺接等多种方式固定。在上固定座452和下固定座454之间设置有振动器453，所述振动器453连接有与控制机构连接的电缆451，控制机构通过电缆451控制振动器453的启动或停止。振动器453可以直接采用现有常规的振动器，在此不再赘述。搅拌轴41的顶部设有连接件44用于与搅拌桨驱动机构6连接。连接件44可以是法兰盘、带有螺纹连接头等。如图1所示，所述 搅拌桨驱动组件6包括搅拌桨驱动电机61，搅拌桨驱动电机61驱动搅拌桨4自转。搅拌桨4可以设置一个，也可以设置多个，当设置一个搅拌桨4时，搅拌桨驱动电机61通过联轴器直接连接搅拌桨4。当设置多个搅拌桨4时，搅拌桨驱动电机61与一个所述搅拌桨4的搅拌轴41连接带动其转动，其余所述搅拌桨4的搅拌轴41通过齿轮组62与该搅拌轴41啮合同步转动。为了加强搅拌效果，所述搅拌桨4并排设置至少两个，多个搅拌桨4之间可以留有间距，也可以不留间距。本实施例中搅拌桨4设置两个，两个搅拌桨4平行设置，二者之间靠紧，但相邻的左右双螺旋螺带之间不干涉。为了防止搅拌过程中由于搅拌阻力大造成的转盘驱动电机71损坏，在转盘驱动电机71的电机轴上设有过载保护器73。过载保护器73包括过载保护器本体和接近开关。在搅拌时阻力超过核定载荷，与过载保护器73连接的齿轮传动机构将载荷传给过载保护器73，过载保护器73自动脱开，并且接近开关接收到信号，然后通过控制系统控制停止搅拌，从而起到保护作用。本实施例采用滚珠式过载保护器，过载保护器73内置精密滚珠机构，可以在过载瞬间使主被动传动脱开。过载清除后，重新启动装置，过载保护器73复位运转。过载保护器73是常规技术，在此不再赘述。如图1所示，所述提升机构300主要作用是对搅拌机构200的提升，能起到提升作用的所有机构都适用本实用新型。例如电机带动下的丝杆机构、蜗轮蜗杆机构、链轮链条机构、齿轮齿条机构等，本实施例采用的是丝杆机构，提升机构300包括提升电机31、与提升电机31转动连接的丝杆副32。丝杠副32具体结构是常规技术，在此不再赘述。如图1所示，所述支架100上设有对搅拌机构200提升高度、下降高度进行限位的限位机构8，避免了搅拌机构200的过度提升和过度降低。限位机构8为限位开关，分别设置在支架100的下部和上部，在转盘72上设有挡块721，当搅拌机构200提升至挡块721碰触支架100上部的限位机构8时，限位机构8发出信号，控制不再上提；当搅拌机构200下降至挡块721碰触支架100下部的限位机构8时，限位机构8发出信号，控制不再下降。
权利要求1.一种双螺旋搅拌装置，包括支架，所述支架上设有搅拌机构、用于提升搅拌机构的提升机构，其特征在于，所述搅拌机构包括搅拌器、带动搅拌器整体转动的搅拌器驱动组件，所述搅拌器包括至少一个搅拌桨、带动搅拌桨转动的搅拌桨驱动组件；所述搅拌桨包括搅拌轴，搅拌轴上设置有上桨叶和下桨叶，所述上桨叶与下桨叶之间留有流体反冲间距，所述上桨叶与下桨叶都分别包括至少一组双螺旋螺带，所述上桨叶的双螺旋螺带与所述下桨叶的双螺旋螺带的螺旋方向相反。
2.根据权利要求1所述的双螺旋搅拌装置，其特征在于，所述搅拌轴带有中空内腔，所述中空内腔中设有用于产生振动的振动器组件；所述振动器组件包括固定在搅拌轴中空内腔内壁上的上固定座、下固定座，在上固定座和下固定座之间设置有振动器，所述振动器连接有与控制机构连接的电缆。
3.根据权利要求1所述的双螺旋搅拌装置，其特征在于，所述上桨叶和下桨叶分别至少设置两组双螺旋螺带、且这些双螺旋螺带上下靠紧顺次排布。
4.根据权利要求1所述的双螺旋搅拌装置，其特征在于，所述双螺旋螺带中的每条螺带的螺旋线升角α为20° 60°。
5.根据权利要求Γ4任意一项所述的双螺旋搅拌装置，其特征在于，所述搅拌器驱动组件包括用于固定搅拌器的转盘、驱动转盘转动的转盘驱动电机，所述转盘驱动电机固定在支架上； 所述转盘驱动电机与转盘偏心转动连接，带动转盘偏心转动，所述搅拌桨转动连接在转盘中心； 或者所述转盘驱动电机与转盘中心转动连接带动转盘转动，所述搅拌桨偏心转动连接在转盘上。
6.根据权利要求5所述的双螺旋搅拌装置，其特征在于，所述转盘驱动电机的电机轴上设有过载保护器。
7.根据权利要求6所述的双螺旋搅拌装置，其特征在于，所述搅拌桨并排设置至少两个。
8.根据权利要求7所述的双螺旋搅拌装置，其特征在于，所述搅拌桨电机与一个所述搅拌桨的搅拌轴连接带动其转动，其余所述搅拌桨的搅拌轴通过齿轮组与该搅拌轴啮合同步转动。
9.根据权利要求f4任意一项所述的双螺旋搅拌装置，其特征在于，所述提升机构包括提升电机、与提升电机转动连接的丝杆副。
10.根据权利要求f4任意一项所述的双螺旋搅拌装置，其特征在于，所述支架上设有对搅拌机构提升高度、下降高度进行限位的限位机构。
专利摘要本实用新型公开了一种双螺旋搅拌装置，包括支架，所述支架上设有搅拌机构、用于提升搅拌机构的提升机构，所述搅拌机构包括搅拌器、带动搅拌器整体转动的搅拌器驱动组件，所述搅拌器包括至少一个搅拌桨、带动搅拌桨转动的搅拌桨驱动组件；所述搅拌桨包括搅拌轴，搅拌轴上设置有上桨叶和下桨叶，所述上桨叶与下桨叶之间留有流体反冲间距，所述上桨叶与下桨叶都分别包括至少一组双螺旋螺带，所述上桨叶的双螺旋螺带与所述下桨叶的双螺旋螺带的螺旋方向相反。本实用新型提供一种减少甚至避免浆料飞溅、提高装桶率、浆料混合均匀的双螺旋搅拌装置。
文档编号B01F7/24GK202893248SQ20122050538
公开日2013年4月24日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者周东升, 吕永红, 刘夏杰, 林鹏, 李战, 黄文有, 向文元 申请人:中科华核电技术研究院有限公司, 中国广东核电集团有限公司