本发明专利技术公开一种刚柔拼接搅拌装置及其混沌变频搅拌方法，包括如下步骤：步骤一：根据物料和工况确定桨叶的种类、材料和刚柔部分的径长比；步骤二：根据物料和工况的特性，确定驱动电机变频电压以及喷枪的喷流强度；步骤三：通过进出料控制器按指定配速进出料，按照步骤二中的驱动电机变频电压和喷枪喷流强度进行机械搅拌和气流搅拌，通过驱动电机控制挡板进行间歇性机械运动；步骤四：搅拌完成后，关闭驱动电机、气泵、气泵和流量控制器，利用进出料控制器控制物料从出料口流出，本发明专利技术结构简单，操作便捷，利用变频的驱动电机控制搅拌轴旋转，将机械搅拌和气流搅拌结合，且将刚性叶片和柔性叶片配合进行搅拌，搅拌效果好。搅拌效果好。搅拌效果好。
【技术实现步骤摘要】
一种刚柔拼接搅拌装置及其混沌变频搅拌方法
[0001]本专利技术涉及搅拌设备
，特别是涉及一种刚柔拼接搅拌装置及其混沌变频搅拌方法。
技术介绍
[0002]机械搅拌使冶金和化工行业中最常见的、应用最广的一种多相流混合的操作。当搅拌高粘度物料时，传统刚性桨需要消耗大量的能量，且会形成孤立混合隔离区，使得物料在搅拌过程中呈现伪均匀；当搅拌对剪切比较敏感的高分子材料时，由于其结构组织容易被剪切力破坏，因此所能承受的搅拌转速也不能太高；在高粘性低转速的工况下，钢性桨吸入面容易形成气穴，影响搅拌效果的同时消耗大量能量；传统柔性桨能有效的降低气穴量，消除孤立混合隔离区，但是其柔故比受溶液粘度影响较大，不合适的柔固比将会造成能源的浪费；同时较大的剪切力容易造成柔性桨的损伤，需要对柔性桨进行更换。且现有技术中并没有根据物料粘度调整适当比例组合刚性柔性两种搅拌桨的复合搅拌方式，现有搅拌一般采用机械搅拌或气流搅拌中的一种，搅拌方式单一，搅拌效果差，且机械搅拌中一般采用匀速电机带动搅拌桨搅拌，不能以较低的搅拌能量实现物料的均匀混合，故亟需一种刚柔搅拌桨搅拌且机械搅拌和气流搅拌复合的混合搅拌装置及方法。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是提供一种刚柔拼接搅拌装置及其混沌变频搅拌方法，以解决上述现有技术存在的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种刚柔拼接搅拌装置，包括反应釜，所述反应釜顶部开设有进料口，所述反应釜内转动连接有机械搅拌器，所述机械搅拌器连接有驱动电机，所述驱动电机电性连接有电机控制器，所述反应釜侧壁上固定安装有若干侧面喷嘴，所述侧面喷嘴连通有气泵和流量控制器，所述反应釜内安装有挡板，所述挡板通过传动部与所述驱动电机转动连接，所述反应釜底部开设有出料口。
[0005]优选的，所述机械搅拌器包括搅拌轴，所述搅拌轴中部开设有气流通道，所述搅拌轴顶部连通有气泵，所述搅拌轴内固定安装有旋流器，所述搅拌轴外壁可拆卸连接有刚性叶片，所述刚性叶片远离所述搅拌轴的一端固定连接有柔性叶片。
[0006]优选的，所述传动部为槽轮机构，所述槽轮机构包括相适配的缺口圆盘和槽轮，所述缺口圆盘通过锥齿轮组与所述驱动电机传动连接，所述缺口圆盘固定连接有转臂，所述转臂远离所述缺口圆盘的一端固定连接有圆柱销，所述槽轮上开设有与所述圆柱销相适配的滑槽，所述槽轮与所述挡板固定连接。
[0007]一种刚柔拼接搅拌装置的混沌变频搅拌方法，包括如下步骤：
[0008]步骤一：根据物料和工况确定桨叶的种类、材料和刚柔部分的径长比；
[0009]步骤二：根据物料和工况的特性，确定驱动电机变频电压以及喷枪的喷流强度；
[0010]步骤三：通过进出料控制器按指定配速进出料，按照步骤二中的驱动电机变频电
压和喷枪喷流强度进行机械搅拌和气流搅拌，通过驱动电机控制挡板进行间歇性机械运动；
[0011]步骤四：搅拌完成后，关闭驱动电机、气泵、气泵和流量控制器，利用进出料控制器控制物料从出料口流出。
[0012]优选的，驱动电机为变速电机，驱动电机变速过程遵循如下公式：
[0013][0014]其中，w
r
为驱动电机转速，A为驱动电机能承载的最大转速，k为固定参数取值为3.9，i为自然数，i＝0,1,2,3,4
……
，x为迭代系数，用于表示下一迭代节点驱动电机的转速，x0＝0.1。
[0015]优选的，驱动电机变速过程中，当物料的粘度小于0.3mpa时，迭代的变速点间的时间差控制在10s，当物料的粘度大于0.3mpa且小于0.7mpa时，迭代的变速点间的时间差控制在20s，当物料的粘度大于0.7mpa时，迭代的变速点间的时间差控制在25s。
[0016]优选的，反应釜内的搅拌槽直径和桨叶直径的径长比不小于3：2。
[0017]优选的，步骤一中具体确定方法为：
[0018]当物料粘度大于0.7mpa时，桨叶采用短的刚性叶片与长的柔性叶片结合的方式，短的刚性叶片与长的柔性叶片的比例不小于1:2，当物料粘度小于0.7mpa时，采用长的刚性叶片和短的柔性叶片结合，长的刚性叶片与短的柔性叶片比例不小于2:1。
[0019]优选的，搅拌工作在反应釜中进行，反应釜的体积为10立方
‑
30立方；驱动电机进入加速阶段时，搅拌轴上方的气泵开始工作，泵入空气25m/s
‑
50m/s，在驱动电机减速前5s，搅拌轴上方的气泵停止工作。
[0020]优选的，对驱动电机进行控制时采用控制方波的方法进行开环控制，便于实现快速对驱动电机进行变速。
[0021]本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术将刚性叶片和柔性叶片结合，将柔性叶片设置在尖端，可以有效的减少搅拌桨吸入面间形成的气穴，桨叶尖端的微小扰动可以抑制孤立混合隔离区的稳定存在，提高搅拌效率，然后通入旋流气体辅助进行搅拌，搅拌效果好，针对不同矿物物理性质合理搭配刚性叶片与柔性叶片比值，能够用最低的搅拌能量实现搅拌均匀；本专利技术在侧面设置有挡板，通过驱动电机控制挡板进行间歇性机械运动，使挡板能够辅助气流形成旋转气流同时可以通过周期性的转动有效的降低死区的出现，提升挡板的效率；本专利技术采用变频电机驱动搅拌桨，通过驱动电机变频实现反应釜内搅拌槽内流场的微小扰动，从而实现玛蒂夫的马蹄效应，提高搅拌效率；本专利技术结构简单，操作便捷，利用变频电机控制搅拌轴旋转，将机械搅拌和气流搅拌结合，且将刚性叶片和柔性叶片配合进行搅拌，搅拌效果好。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术搅拌装置结构示意图；
[0024]图2为本专利技术搅拌轴与桨叶结构连接示意图；
[0025]图3为本专利技术传动部结构示意图；
[0026]图4为驱动电机转速随时间变化曲线；
[0027]图5为实施例二中桨叶的结构示意图；
[0028]其中：1
‑
反应釜，2
‑
进料口，3
‑
驱动电机，4
‑
电机控制器，5
‑
侧面喷嘴，6
‑
气泵和流量控制器，7
‑
挡板，8
‑
出料口，9
‑
搅拌轴，10
‑
旋流器，11
‑
刚性叶片，12
‑
柔性叶片，13
‑
缺口圆盘，14
‑
槽轮，15
‑
转臂，16
‑
圆柱销，17
‑
滑槽，18
‑
进出料控制器。
具体实施方式
[00本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种刚柔拼接搅拌装置，其特征在于：包括反应釜(1)，所述反应釜(1)顶部开设有进料口(2)，所述反应釜(1)内转动连接有机械搅拌器，所述机械搅拌器连接有驱动电机(3)，所述驱动电机(3)电性连接有电机控制器(4)，所述反应釜(1)侧壁上固定安装有若干侧面喷嘴(5)，所述侧面喷嘴(5)连通有气泵和流量控制器(6)，所述反应釜(1)内安装有挡板(7)，所述挡板(7)通过传动部与所述驱动电机(3)转动连接，所述反应釜(1)底部开设有出料口(8)。2.根据权利要求1所述的一种刚柔拼接搅拌装置，其特征在于：所述机械搅拌器包括搅拌轴(9)，所述搅拌轴(9)中部开设有气流通道，所述搅拌轴(9)顶部连通有气泵，所述搅拌轴(9)内固定安装有旋流器(10)，所述搅拌轴(9)外壁可拆卸连接有刚性叶片(11)，所述刚性叶片(11)远离所述搅拌轴(9)的一端固定连接有柔性叶片(12)。3.根据权利要求1所述的一种刚柔拼接搅拌装置，其特征在于：所述传动部为槽轮机构，所述槽轮机构包括相适配的缺口圆盘(13)和槽轮(14)，所述缺口圆盘(13)通过锥齿轮组与所述驱动电机(3)传动连接，所述缺口圆盘(13)固定连接有转臂(15)，所述转臂(15)远离所述缺口圆盘(13)的一端固定连接有圆柱销(16)，所述槽轮(14)上开设有与所述圆柱销(16)相适配的滑槽(17)，所述槽轮(14)与所述挡板(7)固定连接。4.基于权利要求1
‑
3任一项所述的一种刚柔拼接搅拌装置的混沌变频搅拌方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：根据物料和工况确定桨叶的种类、材料和刚柔部分的径长比；步骤二：根据物料和工况的特性，确定驱动电机(3)变频电压以及喷枪的喷流强度；步骤三：通过进出料控制器(18)按指定配速进出料，按照步骤二中的驱动电机(3)变频电压和喷枪喷流强度进行机械搅拌和气流搅拌，通过驱动电机(3)控制挡板(7)进行间歇性机械运动；步骤四：搅拌完成后，关闭搅拌装置，进行物料的收集。5.根据权利要求4所述的一种刚柔拼接搅拌装置的混沌变...
【专利技术属性】
技术研发人员：王华，樊越伟，王仕博，李春林，徐建新，肖清泰，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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