一种基于共轴反转传动系统的新型分段式回转滚筒混合器

本发明涉及工业颗粒系统混合设备领域，特别是涉及一种基于共轴反转传动系统的新型分段式回转滚筒混合器。

背景技术：

1、颗粒材料的混合和分离现象通常发生在自然界和各种工业场景中，如食品、制药、化工、冶金和矿物工程等。众所周知，回转滚筒混合设备因混合适度、处理量大、结构简单、易于清洗等优点，通常应用于颗粒混合领域。然而，在回转滚筒混合设备中，性质差异较大的双分散或多分散颗粒往往会出现严重的颗粒分离现象。例如，颗粒分离通常出现在颗粒流的自由表面：较大或较轻的颗粒上升到顶部，较小或较致密的颗粒沉降到底部。因此，如何避免颗粒分离现象一直是近年来物料颗粒混合过程研究的热点问题。

2、然而，由于颗粒系统具有多变的运动模式和复杂的结构，理解和阐明其颗粒混合和分离机理可能非常困难，导致回转滚筒混合器的结构和控制参数的优化仍然具有挑战性。现有对典型回转滚筒混合器的优化重点主要集中在关键部件强度设计、结构参数优化和制造工艺改进研究等方面，而没有考虑介质颗粒和磨料颗粒混合物在运动过程中出现的分离现象，此外，当前混合设备的升级方向并未重视回转滚筒圆柱面的剪切效应影响，忽略不同轴向分段的转速方向对混合和分离性能的影响。基于此，本发明设计了一种基于共轴反转传动系统的新型分段式回转滚筒混合器，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于在考虑回转滚筒混合设备中存在颗粒轴向分层现象的情况下，在传统的单向转动回转滚筒混合器的基础上，提供一种基于共轴反转传动系统的新型分段式回转滚筒混合器，快速突破轴向分层效应，显著提高混合产品的质量。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于共轴反转传动系统的新型分段式回转滚筒混合器，包括底座以及安装在底座上的驱动电机和共轴反转传动系统，所述驱动电机带动共轴反转传动系统转动，

3、所述共轴反转传动系统包括可调节反转滚筒和反转传动轴；所述反转滚筒和反转传动轴分别安装在底座上，且配合安装；

4、所述可调节反转滚筒包括分段式滚筒、传动大齿轮和端盖；所述传动大齿轮固定安装在分段式滚筒外表面，端盖固定安装在分段式滚筒左右两侧，端盖转动安装在底座上；

5、所述传动小齿轮固定安装在小传动轴上，小传动轴上相邻传动小齿轮之前安装有反转联轴器，小传动轴两端滚动安装在底座上，且传动小齿轮与传动大齿轮配合安装。

6、更进一步，所述分段式滚筒由多个子滚筒组成，各子滚筒之间采用滑动连接，可相对转动，两端的子滚筒外侧固定安装有端盖，形成密闭空间用于填充物料颗粒。

7、更进一步，端盖侧部安装有辊轴，子滚筒通过端盖上的辊轴滚动安装在底座上，每个子滚筒外圈固定安装传动大齿轮。

8、更进一步，所述传动大齿轮数量与传动小齿轮数量相等且配合使用，驱动电机带动分段式滚筒转动，靠近驱动电机的第一个子滚筒跟随转动，其上固定安装的传动大齿轮跟随转动并带动传动小齿轮转动，使小传动轴跟随转动。

9、更进一步，端盖远离子滚筒一侧固定安装有法兰，辊轴通过法兰连接在端盖上，驱动电机通过联轴器与子滚筒一侧的辊轴连接。

10、更进一步，所述反转联轴器包括反转联轴器底座、反转传动齿轮组和锥齿轮轴，所述反转传动齿轮组由三个相互垂直啮合的锥齿轮实现反转传动，中间的锥齿轮通过锥齿轮轴转动安装在反转联轴器底座上，其余的两个锥齿轮连接小传动轴。

11、更进一步，所述分段式滚筒包括最左侧子滚筒、中间可调节的子滚筒和最右侧子滚筒，所述中间可调节的子滚筒一侧设有外凸圈另一侧设有内凹圈，所述最左侧子滚筒一侧设有内凹圈，所述最右侧子滚筒一侧设有外凸圈，相邻的子滚筒通过相互间的外凸圈和内凹圈进行定位连接。

12、更进一步，所述述分段式滚筒上子滚筒可进行组装式增加或减少数量，并可以根据生产需求成比例增加。

13、更进一步，所述辊轴与小传动轴分别通过轴承座滚动安装在底座上。

14、更进一步具体步骤如下：

15、步骤一、搭建分段式回转滚筒混合器，并根据颗粒混合物数量调整可调节反转滚筒上子滚筒及传动小齿轮和反转联轴器数量；

16、步骤二、填充一定数量的不同尺寸的颗粒混合物；

17、步骤三、设置电机转速，通过驱动电机驱动整个共轴反转传动系统转速，带动相邻子滚筒以相反方向转动，直到回转滚筒内部颗粒的混合和分离达到稳定状态。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用反转传动设计，相邻子滚筒的相反转动方向能显著增强轴向对流运动，因此，相比于同向速度方向条件的回转滚筒混合器，在基于共轴反转传动系统的新型分段式回转滚筒混合器中，物料颗粒混合物能够增强轴向对流作用，突破轴向分层效应，更快速进入混合状态，显著提高混合产品的质量。

19、本发明通过驱动电机驱动整个共轴反转传动系统带动相邻子滚筒以相反方向转动，直到回转滚筒内部颗粒的混合和分离达到稳定状态。并与传统单方向驱动得到单体混合器混合效果进行比较，突出展示基于共轴反转传动系统的新型分段式回转滚筒混合器的混合效果。

技术特征：

1.一种基于共轴反转传动系统的新型分段式回转滚筒混合器，包括底座(1)以及安装在底座(1)上的驱动电机(2)和共轴反转传动系统，所述驱动电机(2)带动共轴反转传动系统转动，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种基于共轴反转传动系统的新型分段式回转滚筒混合器，其特征在于：所述分段式滚筒由多个子滚筒组成，各子滚筒之间采用滑动连接，可相对转动，两端的子滚筒外侧固定安装有端盖(8)，形成密闭空间用于填充物料颗粒。

3.根据权利要求1所述的一种基于共轴反转传动系统的新型分段式回转滚筒混合器，其特征在于：端盖(8)侧部安装有辊轴(4)，子滚筒通过端盖(8)上的辊轴(4)滚动安装在底座(1)上，每个子滚筒外圈固定安装传动大齿轮(7)。

4.根据权利要求2所述的一种基于共轴反转传动系统的新型分段式回转滚筒混合器，其特征在于：所述传动大齿轮(7)数量与传动小齿轮(11)数量相等且配合使用，驱动电机(2)带动分段式滚筒转动，靠近驱动电机(2)的第一个子滚筒跟随转动，其上固定安装的传动大齿轮(7)跟随转动并带动传动小齿轮(11)转动，使小传动轴(9)跟随转动。

5.根据权利要求3所述的一种基于共轴反转传动系统的新型分段式回转滚筒混合器，其特征在于：端盖(8)远离子滚筒一侧固定安装有法兰(5)，辊轴(4)通过法兰(5)连接在端盖(8)上，驱动电机(2)通过联轴器(3)与子滚筒一侧的辊轴(4)连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于共轴反转传动系统的新型分段式回转滚筒混合器，其特征在于：所述反转联轴器(10)包括反转联轴器底座(13)、反转传动齿轮组(14)和锥齿轮轴(15)，所述反转传动齿轮组(14)由三个相互垂直啮合的锥齿轮实现反转传动，中间的锥齿轮通过锥齿轮轴(15)转动安装在反转联轴器底座(13)上，其余的两个锥齿轮连接小传动轴(9)。

7.根据权利要求1所述的一种基于共轴反转传动系统的新型分段式回转滚筒混合器，其特征在于：所述分段式滚筒包括最左侧子滚筒(16)、中间可调节的子滚筒(17)和最右侧子滚筒(18)，所述中间可调节的子滚筒(17)一侧设有外凸圈(19)另一侧设有内凹圈(20)，所述最左侧子滚筒(16)一侧设有内凹圈(20)，所述最右侧子滚筒(18)一侧设有外凸圈(19)，相邻的子滚筒通过相互间的外凸圈(19)和内凹圈(20)进行定位连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于共轴反转传动系统的新型分段式回转滚筒混合器，其特征在于：所述分段式滚筒上子滚筒可进行组装式增加或减少数量，并可以根据生产需求成比例增加。

9.根据权利要求3所述的一种基于共轴反转传动系统的新型分段式回转滚筒混合器，其特征在于：所述辊轴(4)与小传动轴(9)分别通过轴承座(12)滚动安装在底座(1)上。

10.使用如权利要求1-9任意所述基于共轴反转传动系统的新型分段式回转滚筒混合器的混合方法，具体步骤如下，其特征在于：

技术总结
本发明公开了工业颗粒系统混合设备技术领域的一种基于共轴反转传动系统的新型分段式回转滚筒混合器，回转滚筒混合器主体由多个子滚筒组成，两侧的子滚筒与端盖相连接形成密闭空间，密闭空间内部可填充需要混合的物料颗粒，混合器两侧端盖通过法兰与辊轴连接，回转滚筒混合器的子滚筒外圈固定有传动大齿轮，与主体下方的小齿轮共同形成共轴反转传动系统，相比于同向速度方向条件的回转滚筒混合器，在基于共轴反转传动系统的新型分段式回转滚筒混合器中，物料颗粒混合物能够增强轴向对流作用，突破轴向分层效应，更快速进入混合状态，显著提高混合产品的质量。

技术研发人员：丁逸飞,胡朝斌,张斌,唐丹娜,杨舒颖
受保护的技术使用者：常熟理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5