快速清理双轴桨叶混合机的设计开发

2022-11-24胡玉杰魏明辉

粮食与食品工业 2022年2期

刘配，胡玉杰，赵峰，梁杰，魏明辉

1.无锡中粮工程科技有限公司 (无锡 214035) 2.中粮米业(沈阳)有限公司 (沈阳 110100) 3.中粮工程装备无锡有限公司 (无锡 214063) 4.中信建设有限责任公司 (北京 100027)

双轴桨叶混合机可以用于颗粒物料、粉状物料和块状物料的混合和液体添加，广泛应用于杂粮、食品、饲料和化工等行业。该设备具有混合均匀度高、效率高等优点，其中混合不均匀系数CV<5%，每批次混合时间30～180 s。

传统的双轴桨叶混合机通常是采用链传动驱动的，随着链轮链条的使用，会出现一定的磨损，如不及时对链条进行张紧，会造成链条在链轮上跳齿，两根轴上的桨叶相对位置发生变化造成内部桨叶碰撞，导致设备损坏[1]。双轴桨叶混合机内部物料容易有残留，尤其是处理的物料有液体添加时，桨叶轴和壳体很难清理干净。快速清理双轴桨叶混合机针对以上问题提出了解决方案。

1 双轴桨叶混合机的结构及原理

快速清理双轴桨叶混合机结构示意见图1。不同的物料投料到混合机壳体内，通过两根相向转动的桨叶轴对物料进行搅拌混合，混合时间根据物料的性质决定，可以根据工艺设计设置混合时间。混合一定时间后，卸料门开启进行卸料，卸料完成后，卸料门关闭，一个批次的混合完成。快速清理双轴桨叶混合机主要由底座、导轨、专用减速机、电机、壳体和卸料门组成，电机通过专用减速机驱动两根主轴相向转动，通过专用减速机精确定位好两桨叶轴相对位置，确保使用过程中两桨叶轴同步旋转且不会发生干涉。两桨叶轴、轴承、减速机、轴承座、减速机、电机和移动墙板形成了一个整体——移动装置，通过减速机安装支架和轴承安装支架固定在导轨上。通过抽拉移动装置可以将桨叶轴从壳体内部拉出，对桨叶轴和壳体内部进行清理，操作简单快捷，清理彻底干净。

2 主要结构设计及应用

2.1 移动装置的设计

移动装置是将两根桨叶轴头部安装在轴承座和减速机的空心轴内，桨叶轴和移动墙板悬臂支撑，轴承座和减速机均通过安装支架固定在导轨上，滑动导轨为两根表面光滑的圆钢，轴承座支架和减速机支架底部安装有开槽的轮子，开槽的轮子卡在两根滑动导轨上，移动装置在导轨上可以平稳移动。导轨的长度使桨叶在壳体内部能完全抽出。需要清理时，首先打开移动墙板处的快速锁扣，即可将移动装置抽出进行清理。移动装置是快速清理双轴桨叶混合机的核心，正是有了移动装置的快速抽出和推进实现了混合机内部的桨叶轴和壳体的快速彻底清理。

2.2 专用减速机的设计

由于链传动的双轴桨叶混合机时常有链条跳齿发生，造成两根桨叶轴干涉导致设备损坏而停产，给用户造成经济损失。所以双轴桨叶混合的传动方式可以采用专用减速机形式进行传动。专用减速机是采用硬齿面齿轮传动，具有结构紧凑，齿面精度高，传动效率高等优点[2]。同时可以做到两根桨叶轴同步相向运动，并且不会随着使用时间的推移而改变，避免了桨叶轴干涉。

专用减速机是根据混合物料所需功率、转速和两根桨叶轴的中心距进行确定的，混合不同的物料，功率选择会有所区别。同时为了便于安装，专用减速机做成空心轴，用来安装桨叶轴，所以专用减速机除了满足以上要求外，还需要满足对两根桨叶轴的承载。

2.3 密封装置的设计

密封装置结构示意见图2。混合机轴端密封采用的是双重密封，该结构主要由三道旋转唇型密封圈和一道气密封组成的，三道骨架油封形成了两个腔室，第一个腔室内通入气体，气体压力为0.1 MPa，通入气体的压力可以通过减压阀调节。通入气体后气体在该空腔内形成气膜，有效阻止粉尘进入；第二个腔室内部通过油杯注入润滑油，给予骨架油封润滑，提高旋转唇型密封圈使用寿命，保证密封效果。在使用过程中需要注意气压的稳定，混合机投料时，壳体内部会形成正压，气密封压力过大加之壳体内部的正压会造成壳体内部粉体向轴端穿过旋转唇型密封圈向轴端窜漏；气密封压力过小，形成的气膜不能够阻止粉体向密封座内部泄漏，易使旋转唇型密封圈失效，进而造成粉体向轴端窜漏。

2.4 卸料门的设计

双轴桨叶混合机的卸料门形式为双开门设计，两个卸料门分别使用两个气缸单独驱动，开启关闭过程中无先后顺序。通过电磁阀控制气缸伸缩，气缸头部连接有主动摇臂，通过旋转轴传递给卸料门上的连杆机构控制卸料门的开启与关闭。在卸料门的四周壳体上安装有“D”型中空硅胶密封条进行密封。卸料门开启和关闭到位的位置设置有行程开关，通过调整行程开关的位置可以调整卸料门开启和关闭的幅度，如果卸料门存在漏料的情况，也可以通过调整气缸头紧固螺母或连杆机构处的左右螺纹调节杆对卸料门关闭状态进行微调，确保在物料混合过程中卸料门的密封。