一种智能非线性动态收缩偏转式混合系统

本发明属于混合设备，具体涉及一种智能非线性动态收缩偏转式混合系统。

背景技术：

1、随着现代工业的飞速发展，高黏度流体的应用变得越来越广泛，涉及合成橡胶、涂料、食品、化妆品、生物工程和制药等领域，这些工业过程中的搅拌操作尤为重要。然而，高黏度流体的搅拌具有很大的挑战性，因为搅拌设备的能量消耗与搅拌器的转速成三次方关系，导致提高搅拌器转速会显著增加能耗。此外，高速运转可能超过搅拌器及相关组件的承受能力，增加设备损坏的风险。因此，工业上通常采用较低转速的搅拌器来处理高黏度流体。在低速搅拌条件下，搅拌槽内的流体混合效果通常不理想，容易形成混沌混合区和孤立混合区。混沌混合区是有效混合的区域，而孤立混合区则是混合不充分的区域，导致不希望的副反应增加，生成更多副产品，从而降低最终产品的质量。为了提升混合效率和产品质量，减少能耗，工业上需要采取措施增大混沌混合区的范围。实现这一目标的关键在于优化搅拌器的设计和操作参数，以在相同能量输入的前提下，最大化混合效果，促进混沌混合的形成。

2、通过创新的搅拌技术和设备改进，不仅可以提高流体的混合效率，还能够实现节能减排，符合可持续发展的工业要求。这对于提升生产工艺、改善产品质量、降低生产成本具有重要意义。因此，有必要提出一种智能非线性动态收缩偏转式混合系统。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种智能非线性动态收缩偏转式混合系统，用以解决现有技术存在的上述技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种智能非线性动态收缩偏转式混合系统，包括支架，所述支架底部设有第一搅拌机构和第二搅拌机构；所述第一搅拌机构包括转轴、第一搅拌轴和第一搅拌桨叶，所述转轴转动连接在所述支架上，其一端固接所述第一搅拌轴，所述第一搅拌轴远离所述转轴的一端连接所述第一搅拌桨叶；所述第二搅拌机构包括转轴、第二搅拌轴、偏转机构和第二搅拌桨叶，所述转轴转动连接在所述支架上，其一端通过万向节与所述第二搅拌轴相接，所述偏转机构连接于所述支架和所述第二搅拌轴的轴体之间，从所述第二搅拌轴一侧产生推力，使所述第二搅拌轴以万向节为原点轴向偏转，所述第二搅拌轴远离所述转轴的一端连接所述第二搅拌桨叶；所述第一搅拌机构和所述第二搅拌机构的转轴之间通过传动机构传动连接，且所述传动机构由第一电机驱动。

3、可选的，所述偏转机构包括固接在所述支架上的第二电机，所述第二电机的输出轴连接有偏转杆，所述偏转杆远离输出轴的一端铰接有连接轴，所述连接轴延伸靠近所述第二搅拌轴，并通过卡扣与固接在所述第二搅拌轴上的连接环滑动扣接。

4、可选的，所述智能非线性动态收缩偏转式混合系统还包括固接在所述支架上的变频器，所述第二电机和所述第一电机均电连接有变频器，所述变频器连接有用于执行的工控机。

5、在变频器控制下，桨叶会因为第一电机不同的转速的改变进行一定程度收缩，使桨叶旋转面积动态改变。进一步强化对流，破坏系统的周期性和对称性，减小规则区，增加流动中的混沌区域。

6、可选的，所述第一搅拌桨叶和所述第二搅拌桨叶均为可收缩式桨叶，包括均匀分布在搅拌轴周侧的至少两个桨叶，各所述桨叶结构相同，均包括多个首尾相铰接的桨片，位于顶端的所述桨片与搅拌轴固接，位于底端的所述桨片通过滑块滑动连接在搅拌轴上。

7、可选的，所述第一搅拌轴/所述第二搅拌轴的底端向外周侧凸起有防止所述滑块滑脱的防脱端帽。

8、可选的，所述传动机构包括固接在所述第一搅拌机构的转轴上的第一传动轮和固接在所述第二搅拌机构的转轴上的第二传动轮，所述第一传动轮和所述第二传动轮之间传动有皮带。

9、可选的，所述第一电机通过第一联轴器与所述第一传动轮相接。

10、可选的，所述第一搅拌机构的转轴和所述第一搅拌轴之间还连接有第二联轴器。

11、可选的，所述支架包括上下间隔设置的上层承载板和下层承载板，所述第一搅拌机构和所述第二搅拌机构的转轴均贯穿所述上层承载板和所述下层承载板，所述传动机构和所述第一电机设于所述上层承载板上方，所述偏转机构固接于所述下层承载板和所述第二搅拌轴之间。

12、可选的，所述转轴和所述上层承载板、所述下层承载板相接处均设有轴承。

13、本发明公开了以下技术效果：

14、本发明通过机械结构设计，配合电机的变频控制，使搅拌桨叶在不同转速下收缩至一定位置，实现搅拌区域的动态变化，强化对流，破坏系统的周期性和对称性，减少规则区，增加流动中的混沌区域。通过形成混沌流来增强流体的混合效果，同时减少能耗，实现节能减排的目的。

技术特征：

1.一种智能非线性动态收缩偏转式混合系统，其特征在于，包括支架(1)，所述支架(1)底部设有第一搅拌机构和第二搅拌机构；所述第一搅拌机构包括转轴、第一搅拌轴(12)和第一搅拌桨叶(11)，所述转轴转动连接在所述支架(1)上，其一端固接所述第一搅拌轴(12)，所述第一搅拌轴(12)远离所述转轴的一端连接所述第一搅拌桨叶(11)；所述第二搅拌机构包括转轴、第二搅拌轴(9)、偏转机构和第二搅拌桨叶(10)，所述转轴转动连接在所述支架(1)上，其一端通过万向节(14)与所述第二搅拌轴(9)相接，所述偏转机构连接于所述支架(1)和所述第二搅拌轴(9)的轴体之间，从所述第二搅拌轴(9)一侧产生推力，使所述第二搅拌轴(9)以万向节(14)为原点轴向偏转，所述第二搅拌轴(9)远离所述转轴的一端连接所述第二搅拌桨叶(10)；所述第一搅拌机构和所述第二搅拌机构的转轴之间通过传动机构传动连接，且所述传动机构由第一电机(3)驱动。

2.根据权利要求1所述的智能非线性动态收缩偏转式混合系统，其特征在于，所述偏转机构包括固接在所述支架(1)上的第二电机(6)，所述第二电机(6)的输出轴连接有偏转杆(7)，所述偏转杆(7)远离输出轴的一端铰接有连接轴(8)，所述连接轴(8)延伸靠近所述第二搅拌轴(9)，并通过卡扣(16)与固接在所述第二搅拌轴(9)上的连接环(15)滑动扣接。

3.根据权利要求2所述的智能非线性动态收缩偏转式混合系统，其特征在于，还包括固接在所述支架(1)上的变频器(13)，所述第二电机(6)和所述第一电机(3)均电连接有变频器(13)，所述变频器(13)连接有用于执行的工控机。

4.根据权利要求1所述的智能非线性动态收缩偏转式混合系统，其特征在于，所述第一搅拌桨叶(11)和所述第二搅拌桨叶(10)均为可收缩式桨叶，包括均匀分布在搅拌轴周侧的至少两个桨叶，各所述桨叶结构相同，均包括多个首尾相铰接的桨片，位于顶端的所述桨片与搅拌轴固接，位于底端的所述桨片通过滑块(116)滑动连接在搅拌轴上。

5.根据权利要求4所述的智能非线性动态收缩偏转式混合系统，其特征在于，所述第一搅拌轴(12)/所述第二搅拌轴(9)的底端向外周侧凸起有防止所述滑块(116)滑脱的防脱端帽(121)。

6.根据权利要求1所述的智能非线性动态收缩偏转式混合系统，其特征在于，所述传动机构包括固接在所述第一搅拌机构的转轴上的第一传动轮(2)和固接在所述第二搅拌机构的转轴上的第二传动轮(5)，所述第一传动轮(2)和所述第二传动轮(5)之间传动有皮带(4)。

7.根据权利要求6所述的智能非线性动态收缩偏转式混合系统，其特征在于，所述第一电机(3)通过第一联轴器(17)与所述第一传动轮(2)相接。

8.根据权利要求7所述的智能非线性动态收缩偏转式混合系统，其特征在于，所述第一搅拌机构的转轴和所述第一搅拌轴(12)之间还连接有第二联轴器(18)。

9.根据权利要求1所述的智能非线性动态收缩偏转式混合系统，其特征在于，所述支架(1)包括上下间隔设置的上层承载板和下层承载板，所述第一搅拌机构和所述第二搅拌机构的转轴均贯穿所述上层承载板和所述下层承载板，所述传动机构和所述第一电机(3)设于所述上层承载板上方，所述偏转机构固接于所述下层承载板和所述第二搅拌轴(9)之间。

10.根据权利要求9所述的智能非线性动态收缩偏转式混合系统，其特征在于，所述转轴和所述上层承载板、所述下层承载板相接处均设有轴承(19)。

技术总结本发明公开一种智能非线性动态收缩偏转式混合系统，涉及混合设备技术领域，包括转动在支架底部的第一搅拌机构和第二搅拌机构；第二搅拌机构连接有偏转机构，偏转机构连接于支架和第二搅拌机构的第二搅拌轴轴体之间，从第二搅拌轴一侧产生推力，使其轴向偏转；第一搅拌机构和第二搅拌机构通过传动机构连接，并由第一电机驱动。本发明通过万向节和偏转机构的配合，可以使第二搅拌轴形成轴向一定角度的转动，进而带动桨叶偏转。同时，改变第一电机的转速，桨叶的转速会发生动态改变，强化对流，破坏系统的周期性和对称性，减小规则区，增加流动中的混沌区域,通过形成混沌流来增强流体的混合效果，同时减少能耗达到节能减排的目的。技术研发人员：王仕博,王利,韦乃团,李建福,卫云昊受保护的技术使用者：昆明理工大学技术研发日：技术公布日：2024/10/10