[发明专利]一种立式搅拌试验机

说明书

技术领域

本发明涉及一种立式搅拌试验机，尤其是一种搅拌器设计过程缩比模型试验的多功能搅拌试验机。

背景技术

搅拌设备是一种量大面广、品种繁多的机械产品，在化工、冶金、制药、造纸、食品、水处理等领域中得到广泛的应用，尤其以化工行业中使用最多。搅拌操作是一个使体系内物料的不均一度不断降低的过程，从搅拌介质的相状态考虑，有气-气、液-液、固-固、气-液、气-固、固-液、气-液-固七种情况。

目前搅拌器的设计尚无统一标准可循，多依靠半经验法针对特定的搅拌需求进行相应的搅拌器设计，并且需要先进行实验室的小型缩比模型试验后，再遵循一定的放大准则将实验室的模型放大形成适合工业过程操作的搅拌器产品。在模型试验到形成工程产品的过程中，往往要经过多次的中间辅助模型试验，在获得可靠的放大规律的基础上，进行预定工业规模的放大，才能将工业过程的放大成本降到最低。因此，放大试验是工业搅拌器设计过程中必不可少的关键环节。

搅拌槽内结构简单，搅拌器的结构变化对搅拌槽内流场影响较大，因此在搅拌模型试验中需频繁调整桨叶位置或更换桨叶，这就要求搅拌器能够具有垂直升降的功能，以便于对搅拌器的结构进行调整。其次，搅拌轴的转速需要连续可调，以便捕捉搅拌效果与功率的最佳结合点。另外，由于对搅拌设备的放大规律还缺少理论指导，因此目前多采用先进的PIV(Particle Image Velocimetry)、LDV(Laser Doppler Velocimetry)等流场测试手段获取搅拌设备中的流场信息，需要配合适于进行上述测试操作的搅拌槽。

鉴于目前工业搅拌器的设计并不成熟，多基于半经验的方法，因此，若想保证搅拌器的性能，模型试验环节必不可少，通过模型试验验证搅拌器的性能，并通过搅拌槽的放大技术设计出能满足工程需求的搅拌器是当前较为合理的一种工程方法。

搅拌模型试验的目的是测试搅拌器的性能，并通过调整搅拌器的结构找到提高其性能的方式。因此决定了搅拌模型试验需要频繁更换桨叶或移动桨叶的位置，这时就需要将搅拌轴从搅拌槽中平稳快速地提起以便更换桨叶和清洗搅拌槽，准备下一次实验。目前常用的实现自动提升的机构有齿轮配合齿条传动、丝杠传动等方式。其中，齿轮齿条传动机构在提升或者下降过程中因为两组齿条与齿轮的配合误差会造成传动不平稳甚至卡死的情况，且制造工艺较复杂；丝杠传动平稳但传动效率较低，不符合快速升降的传动需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可实现搅拌轴自动升降并且易于搅拌试验操作的新型立式搅拌试验机。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种立式搅拌试验机，包括升降机构、搅拌机构、机架、搅拌槽和控制系统；

机架包括固定在底座上的立柱，立柱上设有圆柱导轨；

升降机构包括气压活塞缸、链轮、传动链和滑板，滑板与圆柱导轨上下滑动相连，气压活塞缸的输出轴通过横梁与链轮相连，传动链一端与滑板相连、另一端绕过链轮后与立柱相固定；

搅拌槽置于底座上，位于搅拌槽内的搅拌机构的上端与滑板相连；

控制系统分别与气压活塞缸和搅拌机构中的直流电机信号相连。

作为本发明的立式搅拌试验机的改进：搅拌机构包括直流电机、轴承座、转矩转速传感器、联轴器、搅拌轴和可拆卸桨叶；直流电机的输出轴通过轴承座的支撑后与转矩转速传感器的驱动轴相连，转矩转速传感器的负载轴通过联轴器与搅拌轴联接，在搅拌轴上设置可拆卸桨叶。

作为本发明的立式搅拌试验机的进一步改进：控制系统包括控制面板，在控制面板上设有直流电机调速器、气阀手柄、输入电源接口和试验数据采集接口，气阀手柄与气压活塞缸相连，直流电机调速器与直流电机信号相连，试验数据采集接口与转矩转速传感器信号相连。

作为本发明的立式搅拌试验机的进一步改进：搅拌槽包括有机玻璃制成的筒体、不锈钢制成的底封头、底轴承和搅拌槽支架，位于筒体下方的底封头与筒体密封相连；位于筒体内的底轴承与底封头固定相连，筒体通过搅拌槽支架与底座固定相连。

作为本发明的立式搅拌试验机的进一步改进：气压活塞缸的进气口与空气压缩机相连。

作为本发明的立式搅拌试验机的进一步改进：底封头为椭圆底、锥形底或复曲面底。

作为本发明的立式搅拌试验机的进一步改进：在圆柱导轨上分别设有上限位装置和下限位装置。

作为本发明的立式搅拌试验机的进一步改进：在筒体外加套一方型透明有机玻璃槽。

作为本发明的立式搅拌试验机的进一步改进：在筒体内均布四块挡板，在筒体的上、下端分别设有上胀紧钢圈和下胀紧钢圈，挡板的两端分别与上胀紧钢圈和下胀紧钢圈固定相连。