本發(fā)明屬于造粒機技術(shù)領域，特別涉及一種將物料進行混合、成球一體化的混合造粒機。

背景技術(shù)：

造粒機是一種可將物料制造成顆粒形狀的成型機械，廣泛應用于化工、石化、制藥、食品、建材、礦冶、環(huán)保、印染、陶瓷、橡膠、塑料等領域。在許多應用場合，例如化肥、醫(yī)藥等領域，需要將幾種不同的物料先進行混合，然后再制作成顆粒。對于一些特定物料，造粒后還要進行烘干以得到所需的成品。

現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用專用的混合機將不同的物料進行混合，采用專用的制粒機將混合后的物料制成顆粒，采用專用的烘干機將制成的顆粒烘干成所需的成品。但是，由于從混合、制粒再到烘干采用不同的設備會使得生產(chǎn)效率降低，且多設備的生產(chǎn)模式使得設備占地面積增加、生產(chǎn)的能耗也加大。另外，雖然采用傳統(tǒng)的混合攪拌葉片也能具有部分成球的作用，但是，現(xiàn)有技術(shù)中采用的混合攪拌葉片由于其葉片較薄且葉片的邊通常為直邊，導致成球率差、效率低且成球后的物料顆粒的破碎率較大，因而其使用有局限性。另外，現(xiàn)有技術(shù)中制粒機的搓球機構(gòu)在搓球時與物料的摩擦力較大，其成球顆粒的表面光潔度較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提出一種旨在實現(xiàn)物料混合及顆粒制作、顆粒烘干一體化生產(chǎn)的，而且成球率高、破碎率低、成球顆粒表面質(zhì)量好的混合造粒機。具體的技術(shù)方案如下：

一種混合造粒機，包括用于放置混合料的筒體、用于對物料進行加熱的加熱器、用于使混合料在筒體內(nèi)進行混合的回轉(zhuǎn)刮板、用于連接混合成球工具的可回轉(zhuǎn)的攪拌軸以及混合成球工具，所述混合成球工具包括轉(zhuǎn)子軸、齒形搓球盤，所述轉(zhuǎn)子軸一端連接有齒形搓球盤，另一端設有可與所述混合造粒機的攪拌軸相連的連接端，且在所述齒形搓球盤的兩面設置有聯(lián)動搓球頭。

具體來說，所述筒體包括上筒體、下筒體，所述加熱器設置在下筒體的外部底端；在所述筒體上設有上電機、下電機；所述上筒體蓋合在下筒體上，所述上電機安裝于上筒體的外部頂端且上電機的電機軸向下設置，所述下電機安裝于下筒體的外部底端且下電機的電機軸向上設置，所述上電機的電機軸與下電機的電機軸同心設置，所述上筒體的頂端及下筒體的底端開設有與所述上電機的電機軸及下電機的電機軸同心的安裝孔，在下筒體的內(nèi)部底端向上方向設置有可回轉(zhuǎn)主軸，所述可回轉(zhuǎn)主軸與下電機的電機軸同心，且可回轉(zhuǎn)主軸的下端與下電機的電機軸連接，可回轉(zhuǎn)主軸的上端連接有可回轉(zhuǎn)箱體，所述可回轉(zhuǎn)箱體上固定有回轉(zhuǎn)刮板，所述可回轉(zhuǎn)箱體內(nèi)設有中心軸及攪拌軸，所述中心軸與上電機的電機軸同心連接，在所述中心軸上設置有中心軸齒輪，在攪拌軸上設置有攪拌軸齒輪，所述中心軸齒輪與攪拌軸齒輪相嚙合。

上述技術(shù)方案中，通過電機的上下布局、中心軸齒輪帶動攪拌軸齒輪的結(jié)構(gòu)布局，使得設備結(jié)構(gòu)較為緊湊。

上述技術(shù)方案中，在齒形搓球盤的兩平面上設置有聯(lián)動搓球頭，使得齒形搓球盤與聯(lián)動搓球頭能協(xié)同作用，相比現(xiàn)有技術(shù)中的葉片式攪拌方式，其物料混合及成球的效率有了較大幅度的提高。

本技術(shù)方案中，為了使得混合造粒機具有烘干功能，本發(fā)明的混合造粒機的筒體上設置了加熱器。優(yōu)選地，加熱器設置在下筒體的外部底端，有利于熱空氣的向上流動。

本技術(shù)方案中，控制筒體內(nèi)物料混合的均衡度，以及混合后成球的大小，是通過改變上電機、下電機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。為此，上電機、下電機選用變頻調(diào)速電機，且變頻調(diào)速電機由控制器例如plc控制器來控制。根據(jù)下電機所需要的實際轉(zhuǎn)速，下電機可優(yōu)選為變頻調(diào)速電機中的一種變頻減速電機。

通常，在混合時，上電機采用較高的轉(zhuǎn)速，下電機采用中等轉(zhuǎn)速，以使得回轉(zhuǎn)刮板較快的回轉(zhuǎn)，帶動物料在筒體中較快的運動以實現(xiàn)充分的混合。在成球時，為了形成搓球動作，物料的運動方向是與齒形搓球盤、聯(lián)動搓球頭的搓球方向是相對的。而且，為了使得齒形搓球盤、聯(lián)動搓球頭相對于物料獲得合適的搓球速度并穩(wěn)定、高效地成球，上電機一般采用較低的轉(zhuǎn)速，下電機一般采用較高轉(zhuǎn)速。

工作時，放置于混合造粒機中的混合料在回轉(zhuǎn)刮板的帶動下，在筒體內(nèi)形成回轉(zhuǎn)運動，因物料各處速度不一樣從而實現(xiàn)物料的混合攪拌，同時齒形搓球盤則在攪拌軸的帶動下進行回轉(zhuǎn)，其回轉(zhuǎn)方向為與筒體內(nèi)的物料回轉(zhuǎn)方向相反，從而形成相對搓球運動，其成球顆粒的大小可由回轉(zhuǎn)刮板、齒形搓球盤的回轉(zhuǎn)速度及工作時間進行控制。

為了降低成球顆粒表面粗糙度，可以將聯(lián)動搓球頭設計成可以相對于自身軸線自由回轉(zhuǎn)式樣的。例如，聯(lián)動搓球頭可以通過滾動軸承安裝在齒形搓球盤的孔中，以實現(xiàn)自由回轉(zhuǎn)。工作時，聯(lián)動搓球頭與物料的摩擦成為滾動摩擦，形成滾動擠壓效應，減少了摩擦阻力，有效降低了成球顆粒的粗糙度。

作為優(yōu)選方案，齒形搓球盤上的齒數(shù)不少于兩個且沿圓周方向均布，并且所述齒的齒形面為圓弧面。由于參與搓球運動的搓球面為齒的圓弧面，從而較大幅度降低了成球顆粒的破碎率。

上述技術(shù)方案中，齒形搓球盤的兩面包括上面和下面，聯(lián)動搓球頭包括上聯(lián)動搓球柱和下聯(lián)動搓球柱，所述上聯(lián)動搓球柱設置在齒形搓球盤的上面，下聯(lián)動搓球柱設置在齒形搓球盤的下面。上聯(lián)動搓球柱、下聯(lián)動搓球柱設計為棒形或柱形，因而同樣具有降低破碎率的作用。

具體上聯(lián)動搓球柱、下聯(lián)動搓球柱的位置，是設置在齒形搓球盤的齒頂部，且所述上聯(lián)動搓球柱、下聯(lián)動搓球柱的軸線與齒形搓球盤的回轉(zhuǎn)中心線平行。

通常，齒形搓球盤上的齒為沿圓周方向均布的齒，且每個齒形狀大小相同。

作為進一步的改進，上述均布的齒的齒數(shù)可設計為4個以上且為偶數(shù)個，所述齒按照其齒長劃分為長齒和短齒，且在圓周方向上按照長齒—短齒的排列順序交叉分布。這樣的好處是能使得物料的混合及成球更均勻，另外長短齒的設置也有利于降低齒形搓球盤在一定轉(zhuǎn)速頻率范圍內(nèi)的振動，提高機器運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性。

考慮到下聯(lián)動搓球柱距離筒體底部的間隙較小，為降低摩擦，有效減少搓球柱與物料的粘合，提高下聯(lián)動搓球柱的壽命，下聯(lián)動搓球柱的材料優(yōu)先為超高分子聚乙烯材料。

作為混合成球工具的轉(zhuǎn)子軸，其與攪拌軸相連的連接端為圓柱面，并在所述圓柱面上設有鍵槽。這樣的結(jié)構(gòu)比較適用于中小型的混合造粒機，且有利于混合成球工具的快速更換。

作為另一種可選的轉(zhuǎn)子軸與攪拌軸的連接結(jié)構(gòu)，所轉(zhuǎn)子軸與攪拌軸相連的連接端可設計為法蘭連接，其優(yōu)點是剛性較好，適用于中大型的混合造粒機。

為了提高混合成球工具運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，減少機器的振動和噪音，轉(zhuǎn)子軸可采用整體式空心軸結(jié)構(gòu)，同時轉(zhuǎn)子軸與攪拌軸的連接處的配合可采用無間隙的圓錐面配合，圓錐面的錐度可以設置為莫氏錐度或1：20的自鎖型錐度，也可以設置為7：24的標準錐度。轉(zhuǎn)子軸的材料可采用高剛性的材料如高速鋼。另外，混合成球工具在制造時進行整體動平衡。

作為一種改進，在混合成球工具的轉(zhuǎn)子軸上可以組合安裝有多個齒形搓球盤，以進一步提高工作效率。

本發(fā)明的有益效果是：

第一，通過在筒體內(nèi)部設置回轉(zhuǎn)刮板及混合成球工具，同時在筒體底部設置加熱器，電機采用變頻調(diào)速電機，并采用plc控制，實現(xiàn)了物料混合、顆粒制作及烘干的一體化。另外兩個電機的布局為上下布局，采用變頻調(diào)速省去了專門的減速器，其結(jié)構(gòu)更為緊湊，設備占地面積小。

第二，混合成球工具的齒形搓球盤的兩面均設置有聯(lián)動搓球頭，提高了物料混合的均勻性和成球的效率，且下聯(lián)動搓球柱的設置有效減少了底部余料的累積。

第三，齒形搓球盤的搓球面為圓弧面，且聯(lián)動搓球頭為的柱形，克服了傳統(tǒng)混合攪拌工具中攪拌頭為較鋒利的葉片、其容易導致較高破碎率的弊端。同時，設置于靠近筒體底部的下聯(lián)動搓球柱也有效地減少了混合料在筒體的積累，使得筒體底部的物料也能充分成球。

第四，齒形搓球盤的齒采用交叉分布的長齒-短齒，有利于提高物料混合的均勻性，同時提高了一定頻率范圍內(nèi)混合攪拌工具運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性。

第五，混合成球工具的轉(zhuǎn)子軸采用無間隙的圓錐面配合，可提高安裝的同心度，改善了混合成球工具運轉(zhuǎn)的動態(tài)平衡性能。同時轉(zhuǎn)子軸采用整體空心結(jié)構(gòu)，并使用高剛性的材料，使得混合成球工具及混合造粒機的抗振性能有了較大提高，從而有效減少了機器的噪音。

第六，聯(lián)動搓球頭通過滾動軸承安裝在齒形搓球盤的孔中而實現(xiàn)自由回轉(zhuǎn)，使得聯(lián)動搓球頭與物料的摩擦成為滾動摩擦，形成滾動擠壓效應，因而減少了搓球運動時聯(lián)動搓球頭相對于物料的摩擦阻力，從而降低了成球顆粒的表面粗糙度。

附圖說明

圖1是一種混合造粒機的外形結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中的a-a剖視圖；

圖3是圖2中的c-c剖視圖；

圖4是圖1的右視圖；

圖5是圖1的俯視圖；

圖6是混合造粒機中的混合成球工具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是圖6的右視圖；

圖8是圖7中，齒形搓球盤的變化設計的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是帶有多個齒形搓球盤的混合成球工具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是混合成球工具與混合造粒機的攪拌軸相連的連接端為圓柱面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是混合成球工具與混合造粒機的攪拌軸相連的連接端為圓錐面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是混合成球工具在混合造粒機中的應用原理示意圖；

圖13為可自由回轉(zhuǎn)式的上聯(lián)動搓球柱的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：100、筒體，101、攪拌軸，102、上筒體，103、下筒體，104、上電機，104-1、上電機的電機軸、105、下電機，105-1、下電機的電機軸，106、可回轉(zhuǎn)主軸，107、可回轉(zhuǎn)箱體，108、回轉(zhuǎn)刮板，109、中心軸，110、中心軸齒輪，111、攪拌軸齒輪、112、加熱器；113、控制器，114、進料斗，115、出料斗，116、門組件，117、氣缸；

圖中：200、混合成球工具，201、轉(zhuǎn)子軸，201-1、轉(zhuǎn)子軸上的圓柱面，201-2、轉(zhuǎn)子軸上的鍵槽，201-3、轉(zhuǎn)子軸上的法蘭，201-4、轉(zhuǎn)子軸上的圓錐面，202、齒形搓球盤，202-1齒形搓球盤上齒的圓弧面，202-2齒形搓球盤的齒頂部，202-3、長齒，202-4、短齒，203、上聯(lián)動搓球柱，204、下聯(lián)動搓球柱，205、擋圈，206、下封板，207、上封板，208、密封圈，209、滾動軸承。

具體實施方式

下面，進一步結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行說明。

如圖1至13為一種混合造粒機，包括上筒體102、下筒體103、上電機104、下電機105，所述上筒體102蓋合在下筒體103上，所述上電機104安裝于上筒體102的外部頂端且上電機的電機軸104-1向下設置，所述下電機105安裝于下筒體103的外部底端且下電機的電機軸105-1向上設置，所述上電機的電機軸104-1與下電機的電機軸105-1同心設置，所述上筒體102的頂端及下筒體103的底端開設有與所述上電機的電機軸104-1及下電機的電機軸105-1同心的安裝孔，在下筒體103的內(nèi)部底端向上方向設置有可回轉(zhuǎn)主軸106，所述可回轉(zhuǎn)主軸106與下電機的電機軸105-1同心，且可回轉(zhuǎn)主軸106的下端與下電機的電機軸105-1連接，可回轉(zhuǎn)主軸106的上端連接有可回轉(zhuǎn)箱體107，所述可回轉(zhuǎn)箱體107上固定有回轉(zhuǎn)刮板108，所述可回轉(zhuǎn)箱體107內(nèi)設有中心軸109及攪拌軸101，所述中心軸109與上電機的電機軸104-1同心連接，在所述中心軸109上設置有中心軸齒輪110，在攪拌軸101上設置有攪拌軸齒輪111，所述中心軸齒輪110與攪拌軸齒輪111相嚙合，在所述攪拌軸101上連接有混合成球工具200，所述混合成球工具200包括轉(zhuǎn)子軸201、齒形搓球盤202，所述轉(zhuǎn)子軸201一端連接有齒形搓球盤202，另一端設有可與所述混合造粒機的攪拌軸101相連的連接端，且在所述齒形搓球盤202的兩面設置有聯(lián)動搓球頭。

上述技術(shù)方案中，齒形搓球盤202的兩面包括上面和下面，聯(lián)動搓球頭包括上聯(lián)動搓球柱203和下聯(lián)動搓球柱204，所述上聯(lián)動搓球柱203設置在齒形搓球盤的上面，下聯(lián)動搓球柱204設置在齒形搓球盤的下面。

本實施例中，還在混合造粒機的筒體上設置了加熱器112。加熱器可以設置在筒體的外圓周上，但是作為優(yōu)選方案，加熱器以設置在下筒體103的外部底端為佳，這樣有利于熱空氣的向上流動。加熱器112中的加熱元件可以是電熱絲、陶瓷發(fā)熱板、遠紅外加熱板等。

本實施例中，上電機104、下電機105采用變頻調(diào)速電機，且由plc控制器113控制。

作為優(yōu)選方案，聯(lián)動搓球頭(包括上聯(lián)動搓球柱203、下聯(lián)動搓球柱204)通過滾動軸承209安裝在齒形搓球盤202上。如圖13所示為上聯(lián)動搓球柱203通過滾動軸承209安裝在齒形搓球盤202上的一種實施例，在齒形搓球盤202的安裝孔內(nèi)設置有滾動軸承209，上聯(lián)動搓球柱203安裝于滾動軸承209的孔中，并采用擋圈205軸線固定。在齒形搓球盤202的兩平面上安裝有下封板206和上封板207，同時在上封板207與上聯(lián)動搓球柱203的配合處設有密封圈208。

為了實現(xiàn)齒形搓球盤的平衡，齒形搓球盤202的齒數(shù)不少于兩個且沿圓周方向均布；為了減少破碎率，齒形搓球盤202的齒形面202-1設置為圓弧面。

另外，上聯(lián)動搓球柱203、下聯(lián)動搓球柱204設置在齒形搓球盤202的齒頂部，且所述上聯(lián)動搓球柱203、下聯(lián)動搓球柱204的軸線與齒形搓球盤202的回轉(zhuǎn)中心平行；優(yōu)選地，均布的齒的齒數(shù)為4個以上且為偶數(shù)個，所述齒按照其齒長劃分為長齒202-3和短齒202-4，且在圓周方向上按照長齒—短齒的排列順序交叉分布。

轉(zhuǎn)子軸201與攪拌軸101的連接方式可以采用以下三種的任何一種：

一是轉(zhuǎn)子軸201與攪拌軸101相連的連接端為圓柱面201-1，在所述圓柱面上設有鍵槽201-2。

二是轉(zhuǎn)子軸201與攪拌軸101相連的連接端為法蘭201-3，在所述法蘭上設有螺栓孔。

三是轉(zhuǎn)子軸為整體式空心軸，所述轉(zhuǎn)子軸的材料為高速鋼，所述轉(zhuǎn)子軸與攪拌軸的連接處的配合為圓錐面201-4配合。

另外，對于大型的混合造粒機，可在轉(zhuǎn)子軸上組合安裝有如圖9所示的兩個以上齒形搓球盤。

圖12是混合成球工具在混合造粒機中的應用原理示意圖，圖中，回轉(zhuǎn)刮板108及混合成球工具200安裝在可回轉(zhuǎn)箱體107上，可回轉(zhuǎn)箱體107旋轉(zhuǎn)時，回轉(zhuǎn)刮板108帶動筒體100中的物料作周向的回轉(zhuǎn)攪拌運動，混合成球工具200則在可回轉(zhuǎn)箱體的帶動下作整體的周向運動，與此同時，混合成球工具200的轉(zhuǎn)子軸201本身也在作旋轉(zhuǎn)運動，帶動齒形搓球盤202旋轉(zhuǎn)。當可回轉(zhuǎn)箱體作高速轉(zhuǎn)動、齒形搓球盤202作中速運動時，筒體內(nèi)物料運動的主要為物料的混合運動；當可回轉(zhuǎn)箱體作低速運動時且齒形搓球盤202作較高速旋轉(zhuǎn)時，齒形搓球盤202上圓弧面202-1、聯(lián)動搓球頭(包括上聯(lián)動搓球柱203、下聯(lián)動搓球柱204)上的圓柱面形成相對于物料的搓球運動，混合后的物料被搓成球形顆粒。

本實施例中安裝在可回轉(zhuǎn)箱體上的回轉(zhuǎn)刮板做成l形的回轉(zhuǎn)刮板。

上聯(lián)動搓球柱、下聯(lián)動搓球柱與齒形搓球盤的連接，可以是采用孔軸過盈配合，也可采用螺紋連接。

本實施例中的上聯(lián)動搓球柱、下聯(lián)動搓球柱的形狀為圓柱形。作為改進，上聯(lián)動搓球柱、下聯(lián)動搓球柱的形狀也可以設計成特定形狀的。例如，為了使得搓球的方向有所變化，聯(lián)動搓球柱、下聯(lián)動搓球柱可設計成圓錐棒形狀或其他特殊形狀的。

為了降低成球顆粒表面粗糙度，還可以將聯(lián)動搓球頭(包括上聯(lián)動搓球柱203、下聯(lián)動搓球柱204)設計成可以相對于自身軸線自由回轉(zhuǎn)式樣的。圖13即為一種可自由回轉(zhuǎn)式的上聯(lián)動搓球柱的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，上聯(lián)動搓球柱203通過滾動軸承209安裝在齒形搓球盤202的孔中，并用擋圈205軸向固定，同時用下封板206、上封板207、密封圈208將滾動軸承209封住。由于上聯(lián)動搓球柱203是可回轉(zhuǎn)的，因而減少了搓球運動時上聯(lián)動搓球柱相對于物料的摩擦阻力，形成滾動擠壓效應，從而降低了成球顆粒的粗糙度。同樣，下聯(lián)動搓球柱204也可設計成通過滾動軸承209自由回轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。

另外需要指出的是，對于有特殊需求的場合，例如要求成球顆粒表面比較粗糙的情況，可以將齒形搓球盤的齒的圓弧面及聯(lián)動搓球頭的圓柱面制作成粗糙的毛面。

上述造粒機的工作步驟如下：

步驟1：將待混合物料通過進料斗114加入到筒體中；

步驟2：造粒機在plc控制器113的控制下，上電機高速運轉(zhuǎn)、下電機中速運轉(zhuǎn)，混合物料在筒體內(nèi)被充分攪拌；

步驟3：到達預先設定的混合時間后，上電機低速運轉(zhuǎn)、下電機高速運轉(zhuǎn)，混合后的物料搓成球形。成球顆粒的大小控制通過預先設定上電機、下電機的轉(zhuǎn)速及成球時間來控制。

步驟5：根據(jù)需要開啟加熱器112進行加熱，成球顆粒被烘干，加熱器關(guān)閉。

步驟6：氣缸117動作，門組件116打開，成球顆粒進入進料斗115中。

上述步驟中，還可根據(jù)需要在步驟2與步驟3之間向筒體內(nèi)加入適量的粘結(jié)劑。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。