专利名称：适用于大比例混合的高速动态在线混合装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于混合两种或两种以上树脂材料的动态在线实时混合装置，尤
其是一种适用于树脂粘度差别较大(大于io : i)或树脂配比差别较大(大于io : i)的 混合装置。
背景技术：
混合装置通常用在需要将两个或多个可流动的物料或成分完全均匀的混合在一 起的场合。 在灌封机行业，环氧树脂、聚氨酯及硅树脂等作为电子电器灌封料，需另外加入各 种助剂，如填料、颜料、稀释剂、促进剂、增韧剂及固化剂等，以提高其使用性能。试验表明不 同配比和不同的混合均匀度对灌封产品的电特性和机械特性影响很大。其中，静态混合器 是大家都比较熟悉的，采用这类混合器时，料液混合是通过混合器对料液的反复分配予以 实现的；它不具有活动部件，比较适合于低粘度树脂及树脂配比差别较小的场合。但对于高 粘度树脂，尤其是要混合的树脂粘度差别较大(大于IO : 1)或树脂配比差别较大(大于
io : i)时，使用静态混合器极不易混合均匀，不能实现设备所要求的混合度，这将会大大
降低灌封产品的性能和产品的机械特性。 本文中涉及的大比例是指混合的树脂粘度差别大于io : 1，和/或树脂配比差别 大于io : i。 而现有的动态混合器，一般使用配有一种转子的动态混合器，转子被置于一个混
合罐中，被混合的物料被送入到该混合罐中。由于转子结构不够合理、密封性不够好等因 素，混合效率低，不能将料液完全均一地混合，且料液不能按照先进先出的顺利排出，易引 起料液的固化，损坏设备。 一旦料液突破密封部件进入转子组件，会加速其磨损，引起料液
泄露；还容易导致料液粘在旋转轴上，造成旋转轴无法转动，整机不能正常工作。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种适用于大比例混合的高速 动态在线混合装置，该混合装置的混合效率高、混合均一性能强。 本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是一种适用于大比 例混合的高速动态在线混合装置，包括混合罐和与其密封连接的搅拌机构，所述搅拌机构 设有密封单元；所述搅拌机构包括固定机架、固装在所述固定机架内的轴套、安装在轴套内 的旋转轴和固装在所述旋转轴上的搅拌件，所述搅拌件位于所述混合罐内，所述混合罐设 有料液入口和出口 ，所述搅拌件包括柱状本体，所述柱状本体的下端设有倒锥台体，所述柱 状本体上设有多层叶片，每层叶片包括多个相隔的叶片体，所述叶片体整体上翘，所述叶片
体下沿为向上的弧状面，所述叶片体上沿为向上的斜面，所述叶片体的宽度从根部向顶部 逐渐变窄，相邻层的叶片之间形成容纳料液的凹槽，所述倒锥台体的表面上设有与叶片体 在周向上错开的纵向倒流槽。
所述搅拌机构的密封单元包括设置在所述旋转轴和所述轴套之间的0型密封圈、
设置在所述搅拌件和所述轴套之间的迫紧密封环和注满油性密封液的由旋转轴、搅拌件和
轴套形成的密封腔，在所述密封腔内设有旋转轴的机械密封，所述机械密封包括套装在所
述旋转轴外面、端面相互密封接触的静止密封环和运动密封环，所述静止密封环与所述轴
套固接，所述运动密封环固接在支撑架上，所述支撑架套装在所述旋转轴的外面，所述支撑
架与所述搅拌体之间夹压有套装在所述旋转轴外面的弹簧。 所述迫紧密封环是由含青铜的聚四氟乙烯制成的。 所述静止密封环和运动密封环是由碳化硅制成的。 该混合装置还包括与所述混合罐的料液入口连通的单向阀。 该混合装置还包括与所述混合罐的料液入口连通的三通阀。 本发明具有的优点和积极效果是搅拌件采用在柱状本体上设有多层叶片，每层 叶片包括多个相隔的叶片体，叶片体整体上翘，下沿为弧状面，上沿为斜面，叶片体的宽度 从根部向顶部逐渐变窄，在相邻层的叶片之间形成容纳料液的凹槽结构，凹槽上面圆滑向 下过渡至底面，下面向上倾斜，搅拌时料液，料液在凹槽内形成由上向下、由里向外的漩流， 再加上叶片旋转施加给料液的水平剪切力，使混合料液之间均匀交联形成网状的均一立体 结构，顺着柱状本体下面的倒锥台外表面及时排出，混合效率高，混合均一性能强，能有效 防止混合料液在罐内的滞留；同时，采用三级密封结构，有效防止了混合液泄漏，提高了旋 转轴、轴套的使用寿命，降低了其在高速运行中的磨损和材料消耗，提高了该混合器的整体 性能；该混合器是一种在线混合器，需要多少料液就混合多少料液，不存在等待时间，使得 混合料液始终新鲜如初；该混合器通过三通阀的清洗口可以及时对混合罐清洗，使混合料 液不会在混合罐中固化。
图1是本发明在一个位置上的剖视结构示意图；
图2是本发明在另一个位置上的剖视结构示意图；
图3是本发明搅拌件的结构示意图；
图4是图3的A向视图。 图中1、电机，2、连接座，3、键套，4、平头键，5、双头螺栓，6、混合罐，7、旋转轴，8、 支架，9、搅拌件，9-l、倒锥台体，9-l-l、纵向倒流槽，9-2、柱状本体，9-3、叶片体，9-3-l、叶 片体下沿，9-3-2、叶片体上沿，9-4、凹槽，10、电机转轴，11、顶丝，12、盖板，13、轴套，14、气 动快插管接头，15、密封腔，16、压力轴承，17、钢球，18、弹簧，19、三通阀，20、0型密封圈，21、 保持架，22、迫紧密封环，23、静止密封环，24、运动密封环，25、支撑架，26、弹簧。
具体实施例方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图 详细说明如下 请参阅图1 图4，本发明一种适用于大比例混合的高速动态在线混合装置，包括 混合罐6和与其密封连接的搅拌机构；所述混合罐6设有料液入口和出口，搅拌机构包括电 机1、旋转轴7、支架8、搅拌件9。其特点是连接座2通过双头螺栓5连接在支架8上，电机1固定在连接座2上，平头键4是电机转轴10和旋转轴7的连接部件，平头键4是一个 长方体，通过螺钉固定在键套3上，并用顶丝11将旋转轴7进一步固定，在键套3的下面有 盖板12，盖板12安装在连接座2的止口内，起到限位键套3和保护轴套13的作用。键套3 通过压力轴承16和电机1连接，旋转轴7在穿过连接座2的部分有轴套13保护，旋转轴7 和轴套13之间有0型圈20密封，混合罐6通过内六角螺钉和连接座2连接。搅拌件9包 括柱状本体9-2，所述柱状本体9-2的下端设有倒锥台体9-l，所述柱状本体9-2上设有多 层叶片，每层叶片包括多个相隔的叶片体9-3，所述叶片体9-3整体上翘，所述叶片体下沿 9-3-1为向上的弧状面，所述叶片体上沿9-3-2为向上的斜面，所述叶片体9-3的宽度从根 部向顶部逐渐变窄，相邻层的叶片之间形成容纳料液的凹槽9-4，所述倒锥台体9-1的表面 上设有与叶片体在周向上错开的纵向倒流槽9-1-1。 在本实施例中，搅拌件9上有九层叶片，每层有8个叶片体，在搅拌件9的里面有 一个半圆键，可以将搅拌件9和旋转轴7固装在一起，让搅拌件9随着旋转轴7 —起高速旋 转，在搅拌件9的末端有具有45。锥角的倒锥台9-l，倒锥台9-1上设有与叶片体9-3在周 向上错开的纵向倒流槽9-1-1。当高速搅拌时，在搅拌件叶片体的搅拌下，料液形成扰动流，
且在叶片体的顶部形成小型漩涡，起到增强料液的接触面积、强化混合的作用。搅拌件下端 具有45°锥角的倒锥台体外表面及其上的倒流槽9-l-l，起到导流的作用，且在清洗混合 罐时，料液不会在局部形成料液淤积，导致固化。在混合罐6的料液出口安装有气动快插管 接头14，用于混合后的料液排出。 为了方便清洗料液可以在连接座2上安装与混合罐6的料液入口相通的三通阀 19，为了防止料液回流可以在连接座2上安装与混合罐6的料液入口相通的单向阀，在本实 施例中，单向阀包括弹簧18和钢球17。三通阀有一个出口 ，两个入口 ，其中一个入口用于接 进料液管，另一个入口用于接清洗液，三通阀的出口与混合罐6的料液入口连通；当进料入 口开启时，通往出口的通道被开启，清洗口通往出口的通道被堵塞，当有料液进入时，料液 从入口进入三通阀，挤压单向阀的钢球、压縮弹簧，料液即可进入混合罐6 ;无需进料时，弹 簧弹出钢球，封住阀口 ；反之，进料入口通往出口的通道被堵塞，清洗入口通往出口的通道 被开启，当有清洗液进入时，清洗液从清洗入口流入，挤压单向阀的钢球、压縮弹簧，清洗液 即可进入混合罐，无清洗液时，弹簧弹出钢球，封住阀口 。 本发明的搅拌机构设有密封单元，包括由0型密封圈20形成的轴密封、静止密封 环23和运动密封环24形成的机械密封和迫紧密封环22形成的端面密封组成的三级密封， 其特点是在旋转轴7和轴套13之间设有密封件，该密封件是普通的0型密封圈20，其材 质为耐油橡胶。沿着旋转轴7向下，旋转轴7、轴套13和搅拌件9的交接处设有机械密封， 该机械密封包括套装在旋转轴7上的静止密封环23和运动密封环24 ;为了降低加工和制 造成本，静止密封环23固定在保持架21上，保持架21套装在旋转轴7的外面固定在轴套 13上；运动密封环24固定在支撑架25上，支撑架25套装在旋转轴7的外面，在支撑架25 与固定在旋转轴7上的搅拌件9之间夹压有弹簧26，弹簧26支撑在运动密封环24的下面， 套装在旋转轴7的外面，支撑架25与旋转轴7之间间隙配合，使得静止密封环23和运动 密封环24的密封面紧密贴合。静止密封环23和运动密封环24的材质皆为碳化硅(SiC)， 其硬度介于刚玉和金刚石之间，机械强度高，耐磨性能好，非常适合作为磨料使用。支撑架 25、保持架21是由普通碳钢制成的，加工、制造成本低。上述机械密封能够彻底防止料液泄
5漏。第三级密封属端面密封，处于轴套13外端与搅拌件9的接合处，其密封件是迫紧密封
环22，其材质是耐磨能力强的含青铜的聚四氟乙烯(F4)，含青铜的聚四氟乙烯(F4)的耐磨
损程度强，具有很好的耐腐蚀能力。同时，在第二级密封(机械密封)和第三级密封(端面
密封)之间由旋转轴7、搅拌件9和轴套13形成的密封腔15中注入油性密封液。 当旋转轴7在电机螺杆的驱动下高速转动时，0型密封圈20、机械密封的运动密封
环24和搅拌件9都是随着旋转轴7高速转动的，而机械密封的静止密封环23和轴套13连
接，是固定不动的。 第一级密封即使用0型密封圈20的轴密封，可减少旋转轴7和轴套13的摩擦，同 时防止空气等杂物进入混合器的腔体；第二级密封即使用静止密封环23和运动密封环24 形成的机械密封，能够彻底防止料液泄漏；第三级密封即使用迫紧密封环22的端面密封， 可有效防止料液进入密封腔15，防止料液泄漏。在第二级密封(机械密封)和第三级密封 (端面密封)之间的密封腔15注入的油性密封液既起到了阻止料液材料的浸入和增加静止 密封环23与运动密封环24之间的润滑作用，又可以在每次维护时可以通过观察密封液的 污染状况从而准确判定密封单元的磨损程度。 尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上 述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通 技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可 以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
权利要求
一种适用于大比例混合的高速动态在线混合装置，包括混合罐和与其密封连接的搅拌机构，所述搅拌机构设有密封单元；所述搅拌机构包括固定机架、固装在所述固定机架内的轴套、安装在轴套内的旋转轴和固装在所述旋转轴上的搅拌件，所述搅拌件位于所述混合罐内，所述混合罐设有料液入口和出口，其特征在于，所述搅拌件包括柱状本体，所述柱状本体的下端设有倒锥台体，所述柱状本体上设有多层叶片，每层叶片包括多个相隔的叶片体，所述叶片体整体上翘，所述叶片体下沿为向上的弧状面，所述叶片体上沿为向上的斜面，所述叶片体的宽度从根部向顶部逐渐变窄，相邻层的叶片之间形成容纳料液的凹槽，所述倒锥台体的表面上设有与叶片体在周向上错开的纵向倒流槽。
2. 根据权利要求1所述的适用于大比例混合的高速动态在线混合装置，其特征在于，所述搅拌机构的密封单元包括设置在所述旋转轴和所述轴套之间的0型密封圈、设置在所述搅拌件和所述轴套之间的迫紧密封环和注满油性密封液的由旋转轴、搅拌件和轴套形成的密封腔，在所述密封腔内设有旋转轴的机械密封，所述机械密封包括套装在所述旋转轴外面、端面相互密封接触的静止密封环和运动密封环，所述静止密封环与所述轴套固接，所述运动密封环固接在支撑架上，所述支撑架套装在所述旋转轴的外面，所述支撑架与所述搅拌体之间夹压有套装在所述旋转轴外面的弹簧。
3. 根据权利要求2所述的适用于大比例混合的高速动态在线混合装置，其特征在于，所述迫紧密封环是由含青铜的聚四氟乙烯制成的。
4. 根据权利要求2所述的适用于大比例混合的高速动态在线混合装置，其特征在于，所述静止密封环和运动密封环是由碳化硅制成的。
5. 根据权利要求1所述的适用于大比例混合的高速动态在线混合装置，其特征在于，该混合装置还包括与所述混合罐的料液入口连通的单向阀。
6. 根据权利要求1或5所述的适用于大比例混合的高速动态在线混合装置，其特征在于，该混合装置还包括与所述混合罐的料液入口连通的三通阀。
全文摘要
本发明公开了一种适用于大比例混合的高速动态在线混合装置，其特点在于，搅拌件包括柱状本体，所述柱状本体的下端设有倒锥台体，所述柱状本体上设有多层叶片，每层叶片包括多个相隔的叶片体，所述叶片体整体上翘，所述叶片体下沿为向上的弧状面，所述叶片体上沿为向上的斜面，所述叶片体的宽度从根部向顶部逐渐变窄，相邻层的叶片之间形成容纳料液的凹槽，所述倒锥台体的表面上设有与叶片体在周向上错开的纵向倒流槽。本发明混合效率高，混合均一性能强，能有效防止混合料液在罐内的滞留。
文档编号F16J15/16GK101693171SQ20091030866
公开日2010年4月14日 申请日期2009年10月22日 优先权日2009年10月22日
发明者洪彬 申请人:天津大学;