專利名稱：動態在線混合設備的制作方法
技術領域：
本發明大體上涉及動態在線混合機領域，尤其涉及對動態在線混合設備的改進，用于將由至少兩種初級制品形成的產品均勻混合，該設備包括—殼體，其大體上為長條形并且內部為回轉圓柱體，其具有用于所述要被混合的制品的至少一個入口和用于均勻混合的產品的至少一個出口；—置于所述殼體內部并與其同軸線的轉子；以及—用于驅動所述轉子旋轉的部件。
背景技術：
已經知道有各種類型的混合設備，它們具有裝配有螺桿、輻射狀槳或其它裝置的單個轉子或者一對轉子(尤其是反向旋轉的轉子)，它們可以與設置在殼體內壁上的固定的凹凸部分相關聯或者不關聯。
這些已知的設備可以混合一定的例如糊、乳脂或者液體的制品，在這方面通常用于農業食品領域，但是他們不能有效地處理其它制品，例如具有結塊傾向也就是容易成塊的制品，或者由極為不同的相應體積的初級制品和/或具有極為不同的相應粘度的初級制品獲得的產品(例如混合水泥漿和著色劑)。
另外，涉及螺桿的轉子具有制造昂貴的缺點，因此在其它類型的轉子不適合的應用中有保留的使用。
對它們來說，具有葉片的轉子的缺點在于提供過大的通道橫截面(在周邊連續葉片之間的扇形角(angular sector))。另外，通常焊接在轉子的中心軸上的葉片特別是在制品粘度非常高的情況可能會易碎。
發明內容
本發明的一個目的是克服目前已知的設備的缺陷，并提供一種改進的設備，它尤其在其效率和成本方面能夠在一定應用中更好地滿足當前實際的需要。
為此，本發明提出了一種如在前序部分中所描述的動態在線混合設備，該設備根據本發明進行設置，其特征在于轉子支撐著許多連續的同軸線圓盤，每個圓盤包括多個孔，殼體支撐著許多連續的同軸線圓盤，每個圓盤包括用于轉子通過的中心孔和多個孔，轉子的圓盤和殼體的圓盤沿軸向彼此交替，并通過連續間隔彼此分開。
固定或者旋轉的圓盤大致垂直于轉子的旋轉軸線，尤其沒有承受軸向負載。因此，如此構成的設備制造經濟，可以利用傳統的機加工設備大批制造穿孔的圓盤。
而且，轉子可以由動力部件驅動，尤其涉及電動機，它通常可以購買到，因此成本低廉。
隨著轉子旋轉，制品被分入很多通路中，這些通路始終在改變并且它們穿過連續圓盤上的孔和這些圓盤之間的間隔，以及穿過旋轉圓盤的外周和殼體的壁之間的或者固定圓盤的內周和轉子的軸之間的功能性間隙。這種連續改變的多個通路導致初級制品的非常均勻地混合，并導致任何料塊的減少甚至是消失而得到這樣一種產品，該產品的組成在其結構的精細度和初級制品混合質量方面都完全是均質的。
根據本發明的混合設備具有很多的結構參數，可調整其中的一個或者幾個來使其適合于極為不同的混合條件和/產品。
因此，有利地將孔的設置分布在轉子的至少一些圓盤和/或殼體的至少一些圓盤的周邊附近的圓中。但是，同樣可以將孔設計為尤其是分布在遠離轉子的至少一些圓盤和/或殼體的至少一些圓盤的周邊的圓中。這兩種布局當然也可以相互結合，那么相關的圓盤就具有周邊和中央孔。
還可以將位于轉子的至少一些圓盤和/或殼體的至少一些圓盤上的孔的形狀設計為圓形，從而處理具有小顆粒尺寸的制品或者液體；或者可以是非圓形形狀(尤其是例如三角形的多角形)，從而處理較大顆粒尺寸的制品或者塊狀的制品。當然，根據需要可以在同一個圓盤上設置不同形狀的孔。
同樣地，可以設想在轉子的和殼體的至少一些相鄰的圓盤上的孔分別集中在大體上相同的相應圓周上，換句話說就是大體上彼此相對的穿過；或者如果需要進一步擾亂用于混合的制品流的流動，這些孔可以集中在明顯不同的相應圓周上。
還可以將在轉子的和殼體的至少一些相鄰的圓盤上的孔分別設計為在數量上相同，尤其是在至少一個軸向部分處，或者甚至在整個長度上；或者相反使得它們在數量上不同，尤其是在至少一個軸向部分上，或者甚至在整個長度上。當然，可以在連續的部分上結合這兩種布局。
也可以將交替地屬于轉子和殼體的連續圓盤之間的間隔設計為在至少一個軸向部分上相等。但是，如果證明是有益的，例如為了考慮在制品均質化時在入口和出口之間處理的制品的粘度的變化，可以設想交替地屬于轉子和殼體的連續圓盤之間的間隔沿軸向不同，例如可以在連續的軸向部分中產生這種變化；尤其是可以將這些間隔設計為在至少一個軸向部分上逐漸改變；特別是，如果混合的制品的粘度降低，可以將這些間隔設計為靠近出口的比靠近入口的短，或者如果混合的制品的粘度提高，可以將這些間隔設計為靠近出口的比靠近入口的大。也可以設想將在分別屬于轉子和屬于殼體的至少一些相鄰的圓盤上彼此面對的孔設計為具有大體上相同的橫截面。但是如果需要，可以想到在分別屬于轉子和屬于殼體的至少一些相鄰的圓盤上的孔具有極為不同的橫截面；尤其是，如果混合的制品的粘度降低，靠近出口的橫截面可以遠小于靠近入口的橫截面，或者如果混合的制品的粘度提高，靠近出口的橫截面可以大于靠近入口的橫截面。
最后，在調整設備的操作條件以獲得理想結果的過程中，轉子的旋轉速度當然是一個重要參數。
在本發明設備的優選實施方案中，殼體包括一個入口，尤其是一個在其一端同軸線設置的入口，用于使得至少兩種初級制品的結合形成的流進入，這意味著初級制品已經在本發明設備的上游結合，例如使用位于入口上游的第一T混合機(粗混合)。
但是，如果證明是必要的和/或技術上可行的，可以使殼體的設置包括至少兩個入口，用于使得要混合的各初級制品進入，并且這樣可以節省位于上游的第一混合機，所有的入口均可以在殼體的一端與軸線平行地設置，或者至少一些入口可以例如橫向設置，以便進行幾種制品的分階段混合。
當然，如果證明至少在某些應用中是有用的，以上提出的設置可以彼此結合，以便得到理想的效果。另外，應當理解，可以在轉子的整個長度上實施每種設置，或者僅在轉子的軸向部分上實施，對于連續軸向部分可以有不同的配置。
通過閱讀以下對優選實施方案的詳細說明可以更好的理解本發明，所述優選實施方案僅是通過完全非限制性實施例給出的。在本說明書中，可以參考附圖，其中圖1是根據本發明設置的設備的從上方觀看的直徑截面的示意圖；圖2是圖1的設備的略微放大的端面視圖，示出了轉子的圓盤的結構，以及穿過其中的孔看到的部分殼體的圓盤的結構；圖3-6是示出了在與圖2同樣的條件下圓盤的各種替換結構形式的示意圖；圖7和8是從圖1所示設備的實施方案的替換形式的上方觀看的直徑截面的示意圖；圖9是根據本發明的完整混合設備的具體示例的局部剖開的側視圖。
具體實施方案首先參考圖1，根據本發明的動態在線混合設備其整體由附圖標記1表示，它被設計為均勻地混合至少兩種初級制品，該設備包括殼體2，大體上為長條形并且內部為回轉圓柱體，具有用于所述要被混合的制品的至少一個入口3(此處在殼體的一端處沿著軸向設置)和用于排放均勻混合的產品的至少一個出口4(此處沿橫向設置)。
設備1還包括轉子5，該轉子5在所述殼體2內部延伸并關于后者同軸線；設置用于驅動所述轉子5旋轉(箭頭6)的旋轉驅動部件(圖1中未顯示)。
轉子5支撐許多連續的同軸線的圓盤7，每個圓盤7包括多個通孔8，在每個圓盤7的外沿和殼體2的壁之間留有間隙9。
殼體2內部支撐許多連續的同軸線圓盤10，每個圓盤10包括用于轉子5的軸12通過的中央孔11和多個通孔13，在每個圓盤10的內沿和轉子的軸12之間留有間隙。
轉子5的圓盤7和殼體2的圓盤10彼此沿軸向交替，并通過相應間隔d彼此分開。這些圓盤可以由隔離件保持間隔開，并通過適當的夾緊部件(就屬于殼體的圓盤而言為未顯示出的夾緊桿以及在轉子的軸的情況中為軸向螺桿和軸肩)將該成疊圓盤牢固地保持在一起。
轉子的圓盤上的孔8的旋轉經過殼體的圓盤上的固定孔，這樣為制品限定了許多連續的不同的流動通路，該流動通路促進了制品的精確攪拌，并導致初級制品的產生精細的顆粒尺寸(消除團塊)的有效混合。
如上解釋的根據本發明的設備可以產生很多的替換實施方案形式，因為在該結構中能夠采用多個參數。
因此，如圖1和2的實施例所示(后者顯示了轉子圓盤的端視圖，以及通過其孔顯示的殼體圓盤)，轉子5和殼體2的所有圓盤7、10的所有孔8、13相應地分布在圓盤的周邊附近的圓中。但是，完全可以想到可以將孔分布在遠離圓盤的周邊的圓中，如圖3所示。還可以想到可以將這兩種布局結合在一起，從而孔可以分布在周邊處和靠近中心處的圓中，如圖4所示。
作為一種替換，孔的設置可以不布置成在一個圓中，或者孔的設置可以隨機地布置。
另外，圖1-5中所示的孔8、13為圓形形狀，但是應該可以想象它們具有其它的形狀。尤其是可以將孔設計為多邊形，特別是三角形。圖5A以實施例的方式顯示了設有三角形孔13(只畫了一個)的固定圓盤10，這些三角形孔的頂點指向中心，還顯示了設有圓孔8的旋轉圓盤7(只畫了一部分)。圖5B以另一個實施例的方式顯示了設有三角形孔13的固定圓盤10，這些孔的頂點指向外，還顯示了設有圓孔8的旋轉圓盤7(只畫了一部分)。在這兩種情況下，以這樣的方式設定圓孔和三角形孔關于彼此的尺寸，即，在對準的時候，每個圓孔內接在面對它的三角形孔中。
在圖1-4和6所示的實施例中，轉子圓盤7中的孔8和殼體2的圓盤10中的孔13位于大體上相同的圓周上，這意味著在轉子圓盤和殼體圓盤的一定的相對角位置中它們相繼地重合。但是，這種布局不是強制性的，可以想到，轉子圓盤上的孔和殼體圓盤上的孔可以位于不同的圓周上，從而它們絕不相重合，如圖6所示(圖中僅顯示了旋轉圓盤7的一部分)，或者它們僅相繼地部分重合。
而且，如圖1-6所示，假設轉子圓盤和殼體圓盤具有相同數量的孔。但是，可以想到，轉子圓盤上的孔可以與殼體圓盤上的孔的數量不同，從而類似地轉子孔和殼體中的孔僅會發生部分地相繼重合。
設備操作中另一個重要的參數是連續圓盤7、10之間的間隔。在圖1所示的實施例中，所有的連續的圓盤7、10彼此距離大小為d的相同間隔。但是，可以將該間隔設計成不同，例如在入口端更寬的間隔和在出口端更短的間隔，從而可以考慮在利用混合機將制品均質化時制品粘度的降低，或者如圖7所示，如果初級制品的均勻混合會導致最終產品的粘度提高，則相反(在入口端間隔更短，在出口端間隔更寬)。如圖7所示，這種設備的一個簡單的實施情況包括將轉子5設置為幾個連續部分T1、T2、T3(例如兩個或者三個部分)，其中的間隔具有不同的大小d1、d2、d3(例如在圖7中增加其大小)。另一種解決方案(未顯示)包括在轉子的整個長度上或者在該長度的位于臨近出口的部分上形成具有連續的持續變化的值的間隔；換句話說，在位置i的每個間隔的大小可以是di，它相對于前一個間隔的大小di-1變化一個量ε(具體地可以按照量ε來減少或者增加，也就是di＝di-1±ε)。量ε自身可以是常量或者可以是作為下標i的函數的變化的量，或者還可以是基值的百分數，或者是前一個間隔的值的百分數。
在圖1-7所示的實施例中，在分別屬于轉子5和屬于殼體2的相鄰圓盤7、10中彼此面對的孔8、13在轉子的至少一個軸向部分上具有大體上相同的橫截面；例如圖1和2所示的圓孔8、13在轉子的整個長度上具有大體上相同的直徑。但是，這種設置不是強制性的，可以將孔8、13設計為如圖8所示地在幾個軸向部分上分別具有不同的橫截面(在本例中這種設置與連續圓盤之間的相同間隔相關聯)，或者在至少一個軸向部分上連續改變橫截面。在圖8中，圓孔8、13具有不同的直徑φ1、φ2、φ3，直徑φ1、φ2、φ3在本例中在用于粘度降低的混合物的轉子的各軸向部分T1、T2、T3處減小(在混合物具有增加的粘度的情況下，這些直徑增加)。
當然，如果技術上能夠兼容，上述設備所有可以設想到的替換形式可以彼此結合。另外，如前所建議的，所有的或者其中一些設計可選變化可以在轉子的整個長度上或者僅在其一部分上實施。
當然，在調節設備的用于給定應用所需的操作條件時，轉子的旋轉速度是一個重要參數。分別改變圓盤之間以及殼體和轉子之間的間隙也可以對通過該設備的制品流動產生影響。
圖9以實施例的方式顯示了根據本發明的混合設備的整體(與圖1和圖2中相同的附圖標記仍用于表示同樣的部分)。假定該混合機與圖1中相同地具有相互交替的圓盤7、10，這些盤分開相同的間隔，并設有圖2所示的圓孔8、13。
混合設備1的上游是未顯示的第一混合機(例如T-混合機)，它接收兩種初級制品并將其粗混合，并且在泵部件的作用下，將所得到的要進行均勻混合的制品送至入口3，在所示的實施例中，該入口是一個和轉子5同軸線的軸向入口。殼體2固定至支撐結構14，該結構自身固定在安裝基底15上。轉子5的軸12與固定至支撐結構14的減速齒輪箱17的(或者形成殼體的一個整體部分的支撐結構14的)輸出軸16一起旋轉，減速齒輪箱17自身聯接至電驅動馬達18的輸出軸。如此設置的動態在線混合設備需要目前可以購買的裝配，并能以相對降低的成本來制造。其性能優異，并且通過具體調整所有的或者其中一些結構參數(其中的一些參數已經在上面討論過)以及轉子的長度(因此包括圓盤的數量，該圓盤安裝在轉子上和殼體內，并且管形間隔件插入其間，如圖1、7和8所示)和轉子5的旋轉速度，該設備可以非常簡單的適用于完全不同的產品。
需要強調的是，殼體可以具有單個入口，例如圖9所示的一個軸向入口，用于同時引入初級制品；但是可以想到設置幾個入口，尤其是在殼體一端的一個或者幾個入口以及沿橫向位于殼體上的另一個或者其它幾個入口這樣就可以進行幾種制品的分階段混合；例如在殼體的一端處一起或者分開地引入兩種制品，并且在殼體的第一部分上混合，然后沿橫向引入第三種制品，并在殼體的第二部分上與前面的產品混合，等等。
權利要求
1.一種動態的在線混合設備，其用于均勻地混合由至少兩種初級制品形成的產品，它包括殼體(2)，其大體上為長條形并且內部為回轉圓柱體，具有用于所述要被混合的制品的至少一個入口(3)和用于均勻混合的產品的至少一個出口(4)；置于所述殼體(2)內部并與其同軸線的轉子(5)；以及用于驅動所述轉子(5)旋轉的部件，其特征在于，所述轉子(5)支撐著許多連續的同軸線圓盤(7)，每個圓盤(7)包括多個孔(8)，以及所述殼體(2)支撐著許多連續的同軸線圓盤(10)，每個圓盤(10)包括用于轉子(5)通過的中央孔(11)和多個孔(13)，轉子(5)的圓盤(7)和殼體(2)的圓盤(10)沿軸向彼此交替，并通過相應的間隔(d)彼此分開。
2.如權利要求1所述的設備，其特征在于，孔(8，13)分布在轉子(5)的至少一些圓盤(7)和/或殼體(2)的至少一些圓盤(10)的周邊附近的圓中。
3.如權利要求1或者2所述的設備，其特征在于，孔(8，13)分布在一個遠離轉子(5)的至少一些圓盤(7)和/或殼體(2)的至少一些圓盤(10)的周邊的圓中。
4.如權利要求1-3中任一項所述的設備，其特征在于，轉子(5)的至少一些圓盤(7)上的孔(8)和/或殼體(2)的至少一些圓盤(10)上的孔(13)的形狀為圓形。
5.如權利要求1-4中任一項所述的設備，其特征在于，轉子(5)的至少一些圓盤(7)上的孔(8)和/或殼體(2)的至少一些圓盤(10)上的孔(13)的形狀為非圓形。
6.如權利要求1-5中任一項所述的設備，其特征在于，轉子(5)的和殼體(2)的至少一些相鄰的圓盤(7，10)上的孔(8，13)分別集中在大體上相同的相應圓周上。
7.如權利要求1-6中任一項所述的設備，其特征在于，轉子(5)的和殼體(2)的至少一些相鄰的圓盤(7，10)上的孔(8，13)分別集中在明顯不同的相應圓周上。
8.如權利要求1-7中任一項所述的設備，其特征在于，轉子(5)的和殼體(2)的至少一些相鄰的圓盤(7，10)上的孔(8，13)分別在數量上相同。
9.如權利要求1-7中任一項所述的設備，其特征在于，轉子的和殼體的至少一些相鄰的圓盤上彼此面對的孔分別在數量上不同。
10.如權利要求1-9中任一項所述的設備，其特征在于，交替地屬于轉子(5)和殼體(2)的連續圓盤(7，10)之間的間隔(d)在至少一個軸向部分處相等。
11.如權利要求1-10中任一項所述的設備，其特征在于，交替地屬于轉子(5)和殼體(2)的連續圓盤(7，10)之間的間隔(d1，d2，d3)在至少兩個軸向部分(T1，T2，T3)上不同。
12.如權利要求1-11中任一項所述的設備，其特征在于，交替地屬于轉子(5)和殼體(2)的連續圓盤(7，10)之間的間隔(d)在至少一個軸向部分上逐漸變化。
13.如權利要求1-12中任一項所述的設備，其特征在于，在分別屬于轉子(5)和屬于殼體(2)的至少一些相鄰的圓盤(7，10)上的孔(8，13)在至少一個軸向部分處具有大體上相同的橫截面。
14.如權利要求1-13中任一項所述的設備，其特征在于，在分別屬于轉子(5)和屬于殼體(2)的至少一些相鄰的圓盤(7，10)上的孔(8，13)具有明顯不同的橫截面。
15.如權利要求1-14中任一項所述的設備，其特征在于，殼體(2)包括用于使由至少兩種初級制品結合而成的流體流進入的單個入口(3)。
16.如權利要求1-14中任一項所述的設備，其特征在于，殼體(2)包括至少用于使要混合的各初級制品進入的兩個入口。
全文摘要
一種動態的在線混合設備，用于均勻混合由至少兩種初級制品形成的產品，它包括殼體(2)，其大體上為長條形并且內部為回轉圓柱體，具有用于所述要被混合的制品的至少一個入口(3)和用于均勻混合的產品的至少一個出口(4)；置于所述殼體(2)內部并與其同軸線的轉子(5)，以及用于驅動所述轉子(5)的部件；轉子支撐著許多連續的同軸線圓盤(7)，每個圓盤包括多個孔(8)，殼體支撐著許多連續的同軸線圓盤(10)，每個圓盤包括用于轉子通過的中央孔(11)和多個孔(13)；轉子(5)的圓盤(7)和殼體(2)的圓盤(10)沿軸向彼此交替并彼此分開。
文檔編號B01F7/10GK1714920SQ20051007732
公開日2006年1月4日 申請日期2005年6月20日 優先權日2004年6月18日
發明者雅克·布泰, 米歇爾·維蘭 申請人:Pcm泵業公司