本發(fā)明屬于混合設(shè)備，具體涉及一種智能非線性動(dòng)態(tài)收縮偏轉(zhuǎn)式混合系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，高黏度流體的應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛，涉及合成橡膠、涂料、食品、化妝品、生物工程和制藥等領(lǐng)域，這些工業(yè)過(guò)程中的攪拌操作尤為重要。然而，高黏度流體的攪拌具有很大的挑戰(zhàn)性，因?yàn)閿嚢柙O(shè)備的能量消耗與攪拌器的轉(zhuǎn)速成三次方關(guān)系，導(dǎo)致提高攪拌器轉(zhuǎn)速會(huì)顯著增加能耗。此外，高速運(yùn)轉(zhuǎn)可能超過(guò)攪拌器及相關(guān)組件的承受能力，增加設(shè)備損壞的風(fēng)險(xiǎn)。因此，工業(yè)上通常采用較低轉(zhuǎn)速的攪拌器來(lái)處理高黏度流體。在低速攪拌條件下，攪拌槽內(nèi)的流體混合效果通常不理想，容易形成混沌混合區(qū)和孤立混合區(qū)。混沌混合區(qū)是有效混合的區(qū)域，而孤立混合區(qū)則是混合不充分的區(qū)域，導(dǎo)致不希望的副反應(yīng)增加，生成更多副產(chǎn)品，從而降低最終產(chǎn)品的質(zhì)量。為了提升混合效率和產(chǎn)品質(zhì)量，減少能耗，工業(yè)上需要采取措施增大混沌混合區(qū)的范圍。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵在于優(yōu)化攪拌器的設(shè)計(jì)和操作參數(shù)，以在相同能量輸入的前提下，最大化混合效果，促進(jìn)混沌混合的形成。

2、通過(guò)創(chuàng)新的攪拌技術(shù)和設(shè)備改進(jìn)，不僅可以提高流體的混合效率，還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排，符合可持續(xù)發(fā)展的工業(yè)要求。這對(duì)于提升生產(chǎn)工藝、改善產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本具有重要意義。因此，有必要提出一種智能非線性動(dòng)態(tài)收縮偏轉(zhuǎn)式混合系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種智能非線性動(dòng)態(tài)收縮偏轉(zhuǎn)式混合系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：一種智能非線性動(dòng)態(tài)收縮偏轉(zhuǎn)式混合系統(tǒng)，包括支架，所述支架底部設(shè)有第一攪拌機(jī)構(gòu)和第二攪拌機(jī)構(gòu)；所述第一攪拌機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)軸、第一攪拌軸和第一攪拌槳葉，所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述支架上，其一端固接所述第一攪拌軸，所述第一攪拌軸遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)軸的一端連接所述第一攪拌槳葉；所述第二攪拌機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)軸、第二攪拌軸、偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和第二攪拌槳葉，所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述支架上，其一端通過(guò)萬(wàn)向節(jié)與所述第二攪拌軸相接，所述偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接于所述支架和所述第二攪拌軸的軸體之間，從所述第二攪拌軸一側(cè)產(chǎn)生推力，使所述第二攪拌軸以萬(wàn)向節(jié)為原點(diǎn)軸向偏轉(zhuǎn)，所述第二攪拌軸遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)軸的一端連接所述第二攪拌槳葉；所述第一攪拌機(jī)構(gòu)和所述第二攪拌機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸之間通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接，且所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

3、可選的，所述偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括固接在所述支架上的第二電機(jī)，所述第二電機(jī)的輸出軸連接有偏轉(zhuǎn)桿，所述偏轉(zhuǎn)桿遠(yuǎn)離輸出軸的一端鉸接有連接軸，所述連接軸延伸靠近所述第二攪拌軸，并通過(guò)卡扣與固接在所述第二攪拌軸上的連接環(huán)滑動(dòng)扣接。

4、可選的，所述智能非線性動(dòng)態(tài)收縮偏轉(zhuǎn)式混合系統(tǒng)還包括固接在所述支架上的變頻器，所述第二電機(jī)和所述第一電機(jī)均電連接有變頻器，所述變頻器連接有用于執(zhí)行的工控機(jī)。

5、在變頻器控制下，槳葉會(huì)因?yàn)榈谝浑姍C(jī)不同的轉(zhuǎn)速的改變進(jìn)行一定程度收縮，使槳葉旋轉(zhuǎn)面積動(dòng)態(tài)改變。進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)流，破壞系統(tǒng)的周期性和對(duì)稱性，減小規(guī)則區(qū)，增加流動(dòng)中的混沌區(qū)域。

6、可選的，所述第一攪拌槳葉和所述第二攪拌槳葉均為可收縮式槳葉，包括均勻分布在攪拌軸周側(cè)的至少兩個(gè)槳葉，各所述槳葉結(jié)構(gòu)相同，均包括多個(gè)首尾相鉸接的槳片，位于頂端的所述槳片與攪拌軸固接，位于底端的所述槳片通過(guò)滑塊滑動(dòng)連接在攪拌軸上。

7、可選的，所述第一攪拌軸/所述第二攪拌軸的底端向外周側(cè)凸起有防止所述滑塊滑脫的防脫端帽。

8、可選的，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固接在所述第一攪拌機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸上的第一傳動(dòng)輪和固接在所述第二攪拌機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸上的第二傳動(dòng)輪，所述第一傳動(dòng)輪和所述第二傳動(dòng)輪之間傳動(dòng)有皮帶。

9、可選的，所述第一電機(jī)通過(guò)第一聯(lián)軸器與所述第一傳動(dòng)輪相接。

10、可選的，所述第一攪拌機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸和所述第一攪拌軸之間還連接有第二聯(lián)軸器。

11、可選的，所述支架包括上下間隔設(shè)置的上層承載板和下層承載板，所述第一攪拌機(jī)構(gòu)和所述第二攪拌機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸均貫穿所述上層承載板和所述下層承載板，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述第一電機(jī)設(shè)于所述上層承載板上方，所述偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固接于所述下層承載板和所述第二攪拌軸之間。

12、可選的，所述轉(zhuǎn)軸和所述上層承載板、所述下層承載板相接處均設(shè)有軸承。

13、本發(fā)明公開(kāi)了以下技術(shù)效果：

14、本發(fā)明通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，配合電機(jī)的變頻控制，使攪拌槳葉在不同轉(zhuǎn)速下收縮至一定位置，實(shí)現(xiàn)攪拌區(qū)域的動(dòng)態(tài)變化，強(qiáng)化對(duì)流，破壞系統(tǒng)的周期性和對(duì)稱性，減少規(guī)則區(qū)，增加流動(dòng)中的混沌區(qū)域。通過(guò)形成混沌流來(lái)增強(qiáng)流體的混合效果，同時(shí)減少能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

技術(shù)特征：

1.一種智能非線性動(dòng)態(tài)收縮偏轉(zhuǎn)式混合系統(tǒng)，其特征在于，包括支架(1)，所述支架(1)底部設(shè)有第一攪拌機(jī)構(gòu)和第二攪拌機(jī)構(gòu)；所述第一攪拌機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)軸、第一攪拌軸(12)和第一攪拌槳葉(11)，所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述支架(1)上，其一端固接所述第一攪拌軸(12)，所述第一攪拌軸(12)遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)軸的一端連接所述第一攪拌槳葉(11)；所述第二攪拌機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)軸、第二攪拌軸(9)、偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和第二攪拌槳葉(10)，所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述支架(1)上，其一端通過(guò)萬(wàn)向節(jié)(14)與所述第二攪拌軸(9)相接，所述偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接于所述支架(1)和所述第二攪拌軸(9)的軸體之間，從所述第二攪拌軸(9)一側(cè)產(chǎn)生推力，使所述第二攪拌軸(9)以萬(wàn)向節(jié)(14)為原點(diǎn)軸向偏轉(zhuǎn)，所述第二攪拌軸(9)遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)軸的一端連接所述第二攪拌槳葉(10)；所述第一攪拌機(jī)構(gòu)和所述第二攪拌機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸之間通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接，且所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由第一電機(jī)(3)驅(qū)動(dòng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能非線性動(dòng)態(tài)收縮偏轉(zhuǎn)式混合系統(tǒng)，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括固接在所述支架(1)上的第二電機(jī)(6)，所述第二電機(jī)(6)的輸出軸連接有偏轉(zhuǎn)桿(7)，所述偏轉(zhuǎn)桿(7)遠(yuǎn)離輸出軸的一端鉸接有連接軸(8)，所述連接軸(8)延伸靠近所述第二攪拌軸(9)，并通過(guò)卡扣(16)與固接在所述第二攪拌軸(9)上的連接環(huán)(15)滑動(dòng)扣接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能非線性動(dòng)態(tài)收縮偏轉(zhuǎn)式混合系統(tǒng)，其特征在于，還包括固接在所述支架(1)上的變頻器(13)，所述第二電機(jī)(6)和所述第一電機(jī)(3)均電連接有變頻器(13)，所述變頻器(13)連接有用于執(zhí)行的工控機(jī)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能非線性動(dòng)態(tài)收縮偏轉(zhuǎn)式混合系統(tǒng)，其特征在于，所述第一攪拌槳葉(11)和所述第二攪拌槳葉(10)均為可收縮式槳葉，包括均勻分布在攪拌軸周側(cè)的至少兩個(gè)槳葉，各所述槳葉結(jié)構(gòu)相同，均包括多個(gè)首尾相鉸接的槳片，位于頂端的所述槳片與攪拌軸固接，位于底端的所述槳片通過(guò)滑塊(116)滑動(dòng)連接在攪拌軸上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能非線性動(dòng)態(tài)收縮偏轉(zhuǎn)式混合系統(tǒng)，其特征在于，所述第一攪拌軸(12)/所述第二攪拌軸(9)的底端向外周側(cè)凸起有防止所述滑塊(116)滑脫的防脫端帽(121)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能非線性動(dòng)態(tài)收縮偏轉(zhuǎn)式混合系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固接在所述第一攪拌機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸上的第一傳動(dòng)輪(2)和固接在所述第二攪拌機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸上的第二傳動(dòng)輪(5)，所述第一傳動(dòng)輪(2)和所述第二傳動(dòng)輪(5)之間傳動(dòng)有皮帶(4)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能非線性動(dòng)態(tài)收縮偏轉(zhuǎn)式混合系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電機(jī)(3)通過(guò)第一聯(lián)軸器(17)與所述第一傳動(dòng)輪(2)相接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能非線性動(dòng)態(tài)收縮偏轉(zhuǎn)式混合系統(tǒng)，其特征在于，所述第一攪拌機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸和所述第一攪拌軸(12)之間還連接有第二聯(lián)軸器(18)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能非線性動(dòng)態(tài)收縮偏轉(zhuǎn)式混合系統(tǒng)，其特征在于，所述支架(1)包括上下間隔設(shè)置的上層承載板和下層承載板，所述第一攪拌機(jī)構(gòu)和所述第二攪拌機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸均貫穿所述上層承載板和所述下層承載板，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述第一電機(jī)(3)設(shè)于所述上層承載板上方，所述偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固接于所述下層承載板和所述第二攪拌軸(9)之間。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的智能非線性動(dòng)態(tài)收縮偏轉(zhuǎn)式混合系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)軸和所述上層承載板、所述下層承載板相接處均設(shè)有軸承(19)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)一種智能非線性動(dòng)態(tài)收縮偏轉(zhuǎn)式混合系統(tǒng)，涉及混合設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，包括轉(zhuǎn)動(dòng)在支架底部的第一攪拌機(jī)構(gòu)和第二攪拌機(jī)構(gòu)；第二攪拌機(jī)構(gòu)連接有偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接于支架和第二攪拌機(jī)構(gòu)的第二攪拌軸軸體之間，從第二攪拌軸一側(cè)產(chǎn)生推力，使其軸向偏轉(zhuǎn)；第一攪拌機(jī)構(gòu)和第二攪拌機(jī)構(gòu)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，并由第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明通過(guò)萬(wàn)向節(jié)和偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的配合，可以使第二攪拌軸形成軸向一定角度的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)槳葉偏轉(zhuǎn)。同時(shí)，改變第一電機(jī)的轉(zhuǎn)速，槳葉的轉(zhuǎn)速會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)改變，強(qiáng)化對(duì)流，破壞系統(tǒng)的周期性和對(duì)稱性，減小規(guī)則區(qū)，增加流動(dòng)中的混沌區(qū)域,通過(guò)形成混沌流來(lái)增強(qiáng)流體的混合效果，同時(shí)減少能耗達(dá)到節(jié)能減排的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：王仕博,王利,韋乃團(tuán),李建福,衛(wèi)云昊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：昆明理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10