[发明专利]一种超声波温控增力搅拌机

说明书

技术领域

本发明涉及一种多功能搅拌机，尤其是一种同时具有超声波功能、温控功能的增力搅拌机。 

背景技术

增力搅拌机是一种将多种原料进行搅拌混合，使之成为一种混合物或具有适宜粘稠度的设备。一些有特殊要求的物料，对分散的精密度和均匀性要求很高，仅仅使用增力搅拌机难以满足要求，如纳米级材料的制备以及将纳米材料分散到润滑脂中，通常的分散方法首先采用增力搅拌，加热到适合温度，然后在使用超声波分散。目前超声波分散技术比较成熟，分散的粒子直径达1um以下，远远小于增力搅拌机分散的最小粒子直径，具有优异的分散性能，超声波分散技术借助于“空化效应”基本机理。通过超声波发生器将高于20KHz频率的电信号，进行电功率放大后，经过超声波的逆变电效应转变为高频机械振动，能量通过介质的声幅射，使介质中的分子振荡产生无数微小气泡，这些气泡叫空化泡，空化泡沿着超声传播方向在负压区形成、生长，并在正压区迅速闭合而产生上千个大气压的瞬间高压，而闭合形成无数微观高压冲击波，引发物理、化学变化，这种现象被称为“空化效应”。空化泡崩溃时，极短的时间在其泡的周围的极小空间内产5000K以上的高温，5×10⁷Pa的高压，温度的变化率高达10⁹K/s，并伴随产生强烈的冲击波(产生高气体密度)和时速高达400Km/s的射流。气泡内形成的高温、高压强、高气体密度起到了很好的搅拌作用，从而使两种不相容的液体发生乳化，加速溶质的分散溶解。现有的增力搅拌机设备不具备超声分散功能，适用范围窄，难以满足高精度纳米级材料的分散要求。 

在实际搅拌生产中，为了将不同性质的物料搅拌均匀，要求搅拌装置同时具备乳化、分散、均质、混合和粉碎的功能，可能需要同时使用多种不同类型 的搅拌头进行搅拌，以提高搅拌效率，增强搅拌效果，使物流中的粒子进一步分散，传统的增力搅拌机仅有一个搅拌头，效率低下，更换繁琐，难以实现上述功能。 

部分物料的混合分散因其物理化学性质的要求需要在特定温度下进行，要求搅拌设备对搅拌作业温度进行准确控制，传统的增力搅拌机因结构的限制很少具备温度控制系统。搅拌生产时，需要搅拌混合物料的体积可能会有所调整变化，要求搅拌机构具备升降功能以调整搅拌头在料筒中的相对高度，传统的增力搅拌机结构简单，大多用手动调节方式进行，操作繁琐，定位精度差，难以实现自动升降控制。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声波温控增力搅拌机，解决目前增力搅拌机功能单一，分散精度差，自动化控制程度低，温控功能差，分散效率低的问题。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

所述的超声波温控增力搅拌机主要由行星齿轮搅拌机构、滑台丝杠机构、箱体、单片机控制装置、操作面板、环形加热圈、超声波振头、热电偶组成。 

所述超声波温控增力搅拌机的行星齿轮搅拌机构由套筒、顶盖、固定螺钉、对顶螺母、行星轮系、驱动电机、回转固定机构、可拆卸式搅拌头组成。其特征在于套筒上端面空出，下端面开有一定直径的通孔，内啮合大齿采用热加热法下入筒底与下端面接触，与筒壁内径过盈配合，使其与筒壁紧密结合，在行星轮系工作时不发生转动。两个相同的行星轮与中心轮外啮合，与大齿轮内啮合，中心齿轮与驱动电机输出轴通过平键连接，中心齿轮的转动由驱动电机驱动，通过电机的转动驱动行星轮系转动实现搅拌头的自转和公转。回转固定机构由三对正装的角接触轴承、固定端盖、螺钉、壳体组成。驱动电机的上端与 固定轴连接为一体，固定轴端部攻特定距离的螺纹，固定轴中部为双向阶梯轴以便于跟正装角接触轴承过盈配合而不上下窜动，驱动电机两侧连杆的下端与行星轮平键连接，固定轴为双向阶梯轴结构与回转机构中的正装角接触轴承过盈配合。连杆和驱动电机输出轴靠近齿轮的端部设有夹紧机构，便于多种类型搅拌头的拆卸安装。顶盖外圈开4个光孔，筒壁在等直径部位开对应的4个螺纹孔，依靠固定螺栓实现顶盖和套筒的紧密连接，顶盖中心攻内螺纹，与固定轴端部构成螺纹连接，安装时顶盖内螺纹拧到固定轴外螺纹的尽头，依靠行星轮系的扭转力矩实现此螺纹连接的旋紧和防松，对顶螺母通过垫片在顶盖外部与固定轴构成螺纹连接，实现固定和预紧作用。 

所述超声波温控增力搅拌机搅拌机构的升降是通过滑台丝杠完成的。滑台丝杠机构由步进电机、螺纹轴、滑块、底座、立柱组成。其特征在于螺纹轴作为步进电机的输出轴，滑块内部攻内螺纹，侧面与立柱组成移动副，底座固定在箱体上，搅拌机构通过螺纹连接固定在滑块上，通过步进电机的正转反转使滑块上下移动，搅拌机构固定在滑块上，由滑块带动实现升降功能。