一种可控转动调温挡板双层桨叶布置搅拌系统

1.本发明涉及搅拌发酵领域，尤其是一种可控转动调温挡板双层桨叶布置搅拌系统。


背景技术：

2.在化工行业，尤其是在搅拌反应催化剂或者一些含能化合物时，会伴随着吸热或放热反应，为防止其发生飞温失控，需控制在合理温度中进行搅拌，在搅拌槽内，搅拌罐挡板作用是为了将流体的旋转运动转变为垂直翻转运动，消除旋涡。一般挡板是固定不动，会使得挡板背侧出现涡旋，形成低转速区，造成物料堆积，造成搅拌效率降低。
3.另外，在需要调节温度时，需要另加辅助调温装置，会使得搅拌系统的结构更加复杂，当采用搅拌槽外部加保温层与在搅拌槽夹层内调温时，调温过程慢，搅拌槽内温度不易控制，且热损失较高，当出现槽内温度分布不均匀时，调节时间又过长，很可能出现错过搅拌最佳时间的事情发生。
4.因此，设计一种可控转动调温挡板双层桨叶布置搅拌系统来解决上述问题是很有必要的。


技术实现要素：

5.为了结局现有技术中存在的不足，本技术提出了一种可控转动调温挡板双层桨叶布置搅拌系统，一方面双层桨叶布置可以使搅拌槽内温度快速分布均匀，调温操作方便，且能源利用率高；另外通过组合挡板可以消除挡板涡旋。
6.本发明所采用的技术方案如下：
7.一种可控转动调温挡板双层桨叶布置搅拌系统，包括搅拌槽以及搅拌槽配置的调温单元和搅拌单元；
8.所述搅拌槽选用平底圆柱型容器；
9.所述调温单元包括多个换热管组和换热管组的固定装置，每一个换热管组是由多根竖直的换热列管连接而成，相邻换热管组之间通过引水管连通，故换热管组之间的换热介质互通；所述固定装置包括固定器以及滑轨，所述固定器用于对换热管组周向的固定，所述滑轨设置在搅拌槽的底部且与引水管配合安装，引水管与滑轨形成动配合；并且由换热管组充当挡板；
10.所述搅拌单元包括双层叶桨以及驱动装置，双层叶桨包括自上往下依次设置的直叶桨和斜叶桨；驱动装置包括内轴以及依次套装在内轴外部的中轴和外轴；所述直叶桨固定安装在内轴的顶部，所述斜叶桨固定安装在中轴的顶部，所述固定器固定安装在外轴的顶部；所述内轴、中轴和外轴的底部置于齿轮箱内，齿轮箱内分别设有第一调频电机、第二调频电机和减速器，通过齿轮传动机构实现第一调频电机、第二调频电机、减速器、内轴、中轴和外轴之间的啮合传动。
11.进一步，固定器呈轮毂状，固定器的中间为连接环，沿连接环的径向均匀设有多个
支撑杆，支撑杆的一端固定连接在连接环上，支撑杆的另一端开设有固定孔，用于固定换热列管；在支撑杆的最外端连接有滑轮，滑轮与搅拌槽的内壁相接触，使得固定器与搅拌槽之间形成动配合。
12.进一步，所述支撑杆的数量与换热管组的数量一致，由支撑杆与换热管组一一对应。
13.进一步，固定器的底部通过固定架进行支撑，固定架的支撑脚底部与搅拌槽的底部接触，固定架的顶部固定在环状套上，环状套的顶部用于支撑固定器。
14.进一步，固定架为三角支撑，三角固定架与搅拌槽底部之间固定连接。
15.进一步，在搅拌槽内沿周向均匀设置有四个换热管组。
16.进一步，每一个换热管组中包含三根换热列管。
17.进一步，相邻换热列管的上下两端通过u型连接管进行连接形成整体。
18.进一步，每层中的叶桨设置片同类型的桨叶。
19.进一步，第二调频电机的动力输出中通过齿轮传动机构实现与内轴底部之间的动力传输，第一调频电机的动力输出中通过齿轮传动机构实现与中轴底部、减速器之间的动力传输，同时减速器通过齿轮传动机构与外轴底部之间的动力传输。
20.进一步，所述搅拌槽的底部设有底座，用于支撑搅拌槽。
21.本发明的有益效果：
22.1.通过布置双层叶桨，可加快槽内流体搅拌，且当槽内温度分布不均时，双层叶桨布置可使其温度快速分布均匀。
23.2.两组电机控制两种叶桨，使其以不同转速同向旋转搅拌，可有效提高槽内搅拌程度。
24.3.在齿轮箱中加入减速器，减速器与外轴相连，调频电机带动外轴与中轴，中轴带动桨叶以规定的转速进行旋转；本系统中将换热管组充当挡板，挡板通过固定器连接外轴，在减速器的作用下以较小转速转动，既可以实现消除挡板背部涡旋，增加搅拌效率，又可以实现温度调控。
25.4.将轮毂及转轮安置在搅拌槽内壁下侧，以及将引水管安置在底部滑轨内，可消除离心力作用，使其结构更加稳定。
26.5.通过三角固定架稳定搅拌装置可有效节省槽内空间。
27.6.两种叶桨通过内外轴上键槽嵌入轴承，安装拆卸调节方便。
28.7.三列一组布置与四组均匀布置可以既保证对搅拌槽内温度有良好的调控，同时又保证起到挡板作用，不阻碍搅拌槽内的搅拌。
29.8.引水管在搅拌槽底环绕布置，节省空间，不阻碍搅拌，可以起到换热管作用，增强底部换热，同时连接四组换热列管。
30.9.相比较对搅拌槽外部加保温层与在搅拌槽夹层内调温，此装置具有结构简单，安装方便，节省经费。
31.10.相比一般只能作为加热器辅助设备，此调温挡板装置可以用于各种工况下调温使用，可兼顾加热与降温调节。
32.11.能源利用率高，换热列管所释两放能量皆被搅拌罐内介质利用，有效降低能源损耗。
33.12.挡板和调温二合一，节省了搅拌槽内空间。
34.13.本发明具有结构简单，能源利用率高，调温操作方便，消除涡旋，节省空间等优点。
附图说明
35.图1是本发明搅拌系统的剖视图；
36.图2是本发明搅拌系统的俯视图；
37.图3是本发明搅拌系统的径向剖视图
38.图中，1、搅拌槽，2、斜叶桨，3、直叶桨，4、内轴，5、中轴，6、外轴，7、第一调频电机，8、第二调频电机，9、齿轮箱，10、减速器，11、固定架，12、固定器，13、输水管，14、换热列管，15、u型连接管，16、引水管，17、排水管，18、滑轨，19、支撑杆，20、滑轮，21、底座。
具体实施方式
39.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
40.本技术提出了一种可控转动调温挡板双层桨叶布置的搅拌系统，包括搅拌槽1以及搅拌槽1配置的调温单元和搅拌单元。
41.搅拌槽1如图1所示选用平底圆柱型容器，搅拌槽1的底部设有底座21，用于对搅拌槽1的支撑，提高搅拌槽1工作时的稳定性。
42.调温单元包括多个换热管组，每一个换热管组是由多根竖直的换热列管14组成，以搅拌槽1中心为圆点，多根换热列管14沿径向依次向外并列排布，且相邻换热列管14的上下两端通过u型连接管15进行连接形成整体。在本实施例中，每一个换热管组中包含三根换热列管14。在搅拌槽1内沿周向均匀设置有四个换热管组，每个相邻换热管组之间通过引水管16连通，引水管16平铺在搅拌槽1的底部且呈弧形，节省空间，且不阻碍搅拌。在其中一个换热管组的换热列管14顶部连接输水管13，由输水管13向换热列管14内输入换热介质，由于引水管16的两端分别连接相邻换热管组中的换热列管14底部，故能够将换热介质导入每个换热管组内。在与输水管13相对的换热管组的换热列管14顶部连接排水管17，将换热后的换热介质排出。为了保证调温单元的稳定性，本技术还设计了用于换热管组的固定装置，固定装置包括固定器12以及滑轨18。固定器12用于对换热管组周向的固定，从图上可以看出固定器12呈轮毂状，固定器12的中间为连接环，沿连接环的径向均匀设有多个支撑杆19，支撑杆19的一端固定连接在连接环上，支撑杆19的另一端开设有固定孔，用于固定换热列管14。并为了保证换热管组的稳定性，在支撑杆19的最外端连接有滑轮20，滑轮20与搅拌槽1的内壁相接触，使得固定器12与搅拌槽1之间形成动配合，可以发生相对运动。固定器12的底部通过固定架11进行支撑，如图2，固定架11为三角支撑，固定架11的支撑脚底部与搅拌槽1的底部接触，固定架11的顶部固定在环状套上，环状套的顶部用于支撑固定器12，环状套套在外轴6外部且两者之间间隙配合不会发生同步转动。滑轨18固定设置在搅拌槽1的底部，呈环形；将引水管16布置在滑轨18内，引水管16与滑轨18形成动配合。综上，固定装置的设计可以将固定器12及滑轮20安置在搅拌槽1内壁下侧，以及将引水管16安置在底部滑轨
18内，可消除离心力作用，使其结构更加稳定。
43.搅拌单元包括双层叶桨以及驱动装置，双层叶桨包括自上往下依次设置的直叶桨3和斜叶桨2，每层中的叶桨设置4片同类型的桨叶，直叶桨3即叶桨片与内轴4的表面垂直，而斜叶桨的桨叶片与内轴4的表面保持一定的夹角。驱动装置包括内轴4以及依次套装在内轴4外部的中轴5和外轴6，并且轴之间可以通过键传动；在内轴4的顶部固定安装直叶桨3，由内轴4带动直叶桨3转动。中轴5的长度比内轴4短，在中轴5的顶部固定安装斜叶桨2，由中轴5带动斜叶桨2转动。外轴6的长度比内轴4短，在外轴6的顶部固定安装固定器12的连接环，由外轴6带动固定器12转动，今儿带动换热管组在搅拌槽1内的转动。内轴4、中轴5和外轴6的底部置于齿轮箱9内，齿轮箱9内分别设有第一调频电机7、第二调频电机8和减速器10，更具体地，第二调频电机8的动力输出中通过齿轮传动机构实现与内轴4底部之间的动力传输，第一调频电机7的动力输出中通过齿轮传动机构实现与中轴5底部、减速器10之间的动力传输，同时减速器10通过齿轮传动机构与外轴6底部之间的动力传输；由此实现双层叶桨的差速转动。
44.为了更清楚地说明本技术的结构，以下结合本搅拌系统的工作原理作进一步说明：
45.本系统在工作时，通过图1右侧输水管13向输水管13所连接的换热列管14中输入换热介质，由于热列管14之间使用u型管15进行了连接，所以换热介质会在换热列管14中沿蛇形流动，增加了换热面积。换热介质最终由搅拌槽1底部的引水管16导入相邻的换热列管14内，充分换热，换热后的介质最后从左侧换热列管14的顶部连接的排水管17排出。
46.通过两组调频电机通过内轴4中轴5带动上下两层搅拌叶桨以不同的转速进行转动，可以使得槽内温度快速分布均匀，使其避免出现温度分布不均。在齿轮箱9中加入减速器10，通过调频电机7带动外轴6转动，外轴6通过固定器12连接换热列管14，换热列管14以一定速度转动，为了增加转动过程中的稳定性，在引水管16下部安置滑轨18，在固定器12同一水平位置处的换热列管14外加轮毂19及滑轮20。具有结构简单，操作方便，换热过程快，消除涡旋等优点，相比对搅拌槽外部加保温层与在搅拌槽夹层内调温具有明显优势。
47.以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种可控转动调温挡板双层桨叶布置搅拌系统，其特征在于，包括搅拌槽(1)以及搅拌槽(1)配置的调温单元和搅拌单元；所述搅拌槽(1)选用平底圆柱型容器；所述调温单元包括多个换热管组和换热管组的固定装置，每一个换热管组是由多根竖直的换热列管(14)连接而成，相邻换热管组之间通过引水管(16)连通，故换热管组之间的换热介质互通，换热介质流动充分；所述固定器(12)用于对换热管组周向的固定；所述滑轨(18)设置在搅拌槽(1)的底部且与引水管(16)配合安装，引水管(16)与滑轨(18)形成动配合；并且由换热管组充当挡板；所述搅拌单元包括双层叶桨以及驱动装置，双层叶桨包括自上往下依次设置的直叶桨(3)和斜叶桨(2)；驱动装置包括内轴(4)以及依次套装在内轴(4)外部的中轴(5)和外轴(6)；所述直叶桨(3)固定安装在内轴(4)的顶部，所述斜叶桨(2)固定安装在中轴(5)的顶部，所述固定器(12)固定安装在外轴(6)的中部；所述内轴(4)、中轴(5)和外轴(6)的底部置于齿轮箱(9)内，齿轮箱(9)内分别设有第一调频电机(7)、第二调频电机(8)和减速器(10)，通过齿轮传动机构实现第一调频电机(7)、第二调频电机(8)和减速器(10)、内轴(4)、中轴(5)和外轴(6)之间啮合传动。2.根据权利要求1所述的一种可控转动调温挡板双层桨叶布置搅拌系统，其特征在于，固定器(12)呈轮毂状，固定器(12)的中间为连接环，沿连接环的径向均匀设有多个支撑杆(19)，支撑杆(19)的一端固定连接在连接环上，支撑杆(19)的另一端开设有固定孔，用于固定换热列管(14)；在支撑杆(19)的最外端连接有滑轮(20)，滑轮(20)与搅拌槽(1)的内壁充分接触，使得固定器(12)与搅拌槽(1)之间形成动配合。3.根据权利要求2所述的一种可控转动调温挡板双层桨叶布置搅拌系统，其特征在于，所述支撑杆(19)的数量与换热管组的数量一致，由支撑杆(19)与换热管组一一对应。4.根据权利要求2所述的一种可控转动调温挡板双层桨叶布置搅拌系统，其特征在于，固定器(12)的底部通过固定架(11)进行支撑，固定架(11)的支撑脚底部与搅拌槽(1)的底部接触，固定架(11)的顶部固定在环状套上，环状套的顶部用于支撑固定器(12)。5.根据权利要求4所述的一种可控转动调温挡板双层桨叶布置搅拌系统，其特征在于，固定架(11)为三角支撑，三角固定架(11)与搅拌槽(1)底部之间固定连接。6.根据权利要求1-5中任意一项权利要求所述的一种可控转动调温挡板双层桨叶布置搅拌系统，其特征在于，在搅拌槽(1)内沿周向均匀设置有四个换热管组。7.根据权利要求6所述的一种可控转动调温挡板双层桨叶布置搅拌系统，其特征在于，每一个换热管组中包含三根换热列管(14)。8.根据权利要求6所述的一种可控转动调温挡板双层桨叶布置搅拌系统，其特征在于，相邻换热列管(14)的上下两端通过u型连接管(15)进行连接形成整体，共八根u型连接管(15)。9.根据权利要求6所述的一种可控转动调温挡板双层桨叶布置搅拌系统，其特征在于，每层中的叶桨设置四片同类型的桨叶，其中四斜叶桨(2)安装在中轴(5)上端，四直叶桨安装在内轴(4)上端。10.根据权利要求1所述的一种可控转动调温挡板双层桨叶布置搅拌系统，其特征在于，第二调频电机(8)的动力输出中通过齿轮传动机构实现与内轴(4)底部之间的动力传
输，第一调频电机(7)的动力输出中通过齿轮传动机构实现与中轴(5)底部、减速器(10)之间的动力传输，同时减速器(10)通过齿轮传动机构与外轴(6)底部之间的动力传输。11.根据权利要求1所述的一种可控转动调温挡板双层桨叶布置搅拌系统，其特征在于，所述搅拌槽(1)的底部设有底座(21)，用于支撑搅拌槽(1)。12.根据权利要求1所述的一种可控转动调温挡板双层桨叶布置搅拌系统，其特征在于，引水管(16)在搅拌槽(1)底部布置方式为一周环绕布置，在每组换热列管(14)内侧下端与其相连。13.据权利要求1所述的一种可控转动调温挡板双层桨叶布置搅拌系统，其特征在于，滑轮(20)为四组，与支撑杆(19)为同一水平。

技术总结
本发明公开了一种可控转动调温挡板双层桨叶布置搅拌系统，包括搅拌槽以及搅拌槽配置的调温单元和搅拌单元；调温单元包括多个换热管组和换热管组的固定装置，在搅拌槽内设置多组换热管组且换热管组之间相互连通，换热管组与搅拌槽之间可以发生相对转动，搅拌单元包括双层叶桨以及驱动装置，双层叶桨包括自上往下依次设置的直叶桨和斜叶桨；将双层叶桨固定安装在中轴及外轴的顶部位于搅拌槽内，轴的底部置于齿轮箱内，齿轮箱内分别设有第一调频电机、第二调频电机和减速器，通过齿轮传动机构实现第一调频电机、第二调频电机、减速器和轴之间啮合传动。本申请的系统具有温度快速分布、能源利用率高以及通过组合挡板可以消除挡板涡旋等优点。板涡旋等优点。板涡旋等优点。


技术研发人员：王鹏 王世基 司乔瑞 袁建平 袁寿其
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：2021.11.24
技术公布日：2022/3/8