一種適用于粘稠液體的混勻方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于粘稠液體的混勻方法，首先將封裝了多種粘稠溶液的容器垂直于水平面放置；將所述容器進(jìn)行20次以上以容器口為基準(zhǔn)的從180°至-180°以內(nèi)的往復(fù)翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)粘稠溶液的初步混合；將翻轉(zhuǎn)后的容器逆時針轉(zhuǎn)動90°，使其呈水平放置，并進(jìn)行多次周期性的高速水平往復(fù)運動，使所述容器內(nèi)的多種粘稠液體充分混勻；將水平往復(fù)運動后的容器順時針轉(zhuǎn)動90°，使其恢復(fù)垂直放置。該混勻方法及裝置能夠在不破壞溶液性質(zhì)的前提下，提高多種粘稠液體的混合均勻性。
【專利說明】一種適用于粘稠液體的混勻方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及粘稠溶液與其它液體的自動混勻領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于粘稠液體的混勻方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在采油、煉油、化工、制藥等檢測領(lǐng)域中，時常出現(xiàn)兩種或兩種以上不同液體的在實驗室內(nèi)部進(jìn)行均勻混合的問題，將不同液體在試管內(nèi)部或其他容器內(nèi)進(jìn)行混勻，實現(xiàn)其相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)或物理作用。而粘稠溶液與其它液體在試管內(nèi)部的混勻，尤其是稠油破乳時與破乳劑的混合，目前是靠人力實施。稠油破乳實驗在試管中混合稠油及破乳劑實現(xiàn)稠油中的油水分離，需要進(jìn)行大量的稠油樣品與破乳劑試劑的混合實驗，非常費人力成本，且混合過程不規(guī)范。不同液體的在試管內(nèi)部混合的自動混勻裝置，尤其是稠油等粘稠液體與其它試劑的自動混勻方法對于工業(yè)現(xiàn)場是非常需要的。
[0003]液體混勻自動控制裝置，尤其是稠油破乳的自動混勻裝置，能夠提高混勻效率，降低了人力成本，有益于后續(xù)的檢測及處理?，F(xiàn)有的混勻器一類是利用電機帶動偏心旋轉(zhuǎn)而達(dá)到回轉(zhuǎn)振蕩，且只能用于試管、比色管、中小三角瓶的容有的少量液體的混勻?qū)嶒?，適用于低粘度液體的混勻。而稠油的粘度大，此類偏心旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)振蕩的混勻器不能實現(xiàn)粘稠液體(如稠油)與其它液體的混勻。
[0004]另一類液體混勻器，由電機、傳動機構(gòu)、轉(zhuǎn)動裝置構(gòu)成，傳動機構(gòu)為齒輪傳動機構(gòu)，主動齒輪與電機軸相聯(lián)，從動齒輪模數(shù)、齒數(shù)相等，轉(zhuǎn)動裝置由支承在支架上且相互平行的滾柱構(gòu)成，各滾柱直徑相等，其轉(zhuǎn)動軸線與幾何軸線同一角度相交成。此類溶液混勻方法及裝置的傳動控制精度低、可控性差、運動模式單一，經(jīng)常會導(dǎo)致液體混合不充分，尤其是對于粘稠溶液，由于液體密度大，更加不易均勻混合。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種適用于粘稠液體的混勻方法及裝置，能夠在不破壞溶液性質(zhì)的前提下，提高多種粘稠液體的混合均勻性，尤其能夠?qū)崿F(xiàn)稠油與其它液體在試管內(nèi)部的均勻混合。
[0006]一種適用于粘稠液體的混勻方法，所述方法包括:
[0007]將封裝了多種粘稠溶液的容器垂直于水平面放置；
[0008]將所述容器進(jìn)行20次以容器口為基準(zhǔn)的上下往復(fù)翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)角度從180°至-180°，每次翻轉(zhuǎn)稍作停頓，以利于混合及排出容器內(nèi)部產(chǎn)生的氣體；
[0009]將所述容器逆時針轉(zhuǎn)動90°，使其呈水平放置，并進(jìn)行多次高速往復(fù)性水平運動，使所述容器內(nèi)的多種粘稠液體充分混勻；
[0010]將水平往復(fù)運動后的容器順時針轉(zhuǎn)動90°，使其恢復(fù)垂直放置。
[0011]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，該混勻方法及裝置能夠在不破壞溶液性質(zhì)的如提下，提聞多種粘桐液體的混合均勻性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。
[0013]圖1為本發(fā)明實施例所提供適用于粘稠液體的混勻方法流程示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明實施例所提供上下翻轉(zhuǎn)運動初始狀態(tài)示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明實施例所提供上下翻轉(zhuǎn)運動以原點為中心順時針運動的狀態(tài)示意圖；
[0016]圖4為本發(fā)明實施例所提供上下翻轉(zhuǎn)運動傾斜倒置狀態(tài)示意圖；
[0017]圖5為本發(fā)明實施例所提供上下翻轉(zhuǎn)運動以原點為中心逆時針運動的狀態(tài)示意圖；
[0018]圖6為本發(fā)明實施例所提供上下翻轉(zhuǎn)運動傾斜正置狀態(tài)示意圖；
[0019]圖7為本發(fā)明實施例所提供水平往復(fù)運動初始狀態(tài)下向右加速運動的示意圖；
[0020]圖8為本發(fā)明實施例所提供水平往復(fù)運動反向加速的示意圖；
[0021]圖9為本發(fā)明實施例所提供適用于粘稠液體的混勻裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0023]本發(fā)明實施例所提供的方法及裝置可人工調(diào)控設(shè)置運動速度和周期，控制精度高，能夠在不破壞溶液性質(zhì)的前提下，提高多種粘稠液體的混合均勻性，適合工業(yè)生產(chǎn)的需要。下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，如圖1所示為本發(fā)明實施例所提供適用于粘稠液體的混勻方法流程示意圖，所述方法包括:
[0024]步驟11:將封裝了多種粘稠溶液的容器垂直于水平面放置；
[0025]步驟12:將所述容器進(jìn)行20次以容器口為基準(zhǔn)的上下往復(fù)翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)角度從180°至-180° ,實現(xiàn)粘稠溶液的初步混合；
[0026]在該步驟中，上下往復(fù)翻轉(zhuǎn)運動的具體過程如圖2-6所示，圖2為初始狀態(tài)；圖3為以原點為中心順時針運動的狀態(tài)；圖4為傾斜倒置狀態(tài)；圖5為以原點為中心逆時針運動的狀態(tài)；圖6為傾斜正置狀態(tài),結(jié)合上述圖2-6:
[0027]首先將所述容器順時針轉(zhuǎn)動180°，靜置到所有溶液向下流動I秒鐘，再逆時針轉(zhuǎn)動180°回到初始狀態(tài),并靜置到所有溶液向下流動I秒鐘；
[0028]上述翻轉(zhuǎn)過程為一個周期，重復(fù)翻轉(zhuǎn)過程20個周期以上，且停止?fàn)顟B(tài)為所述容器翻轉(zhuǎn)前的初始狀態(tài)。
[0029]在具體實現(xiàn)中，每次翻轉(zhuǎn)時可稍作停頓，以利于混合及排出容器內(nèi)部產(chǎn)生的氣體。
[0030]步驟13:將翻轉(zhuǎn)后的容器逆時針轉(zhuǎn)動90°，使其呈水平放置，并進(jìn)行多次周期性的高速水平往復(fù)運動，使所述容器內(nèi)的多種粘稠液體充分混勻；
[0031]在該步驟中，高速水平往復(fù)運動的具體過程如圖7和8所示，圖7為水平初始狀態(tài)下向右加速運動的不意圖；圖8為反向加速的不意圖，結(jié)合圖7和8:
[0032]將所述容器進(jìn)行行程為200_的高速水平往復(fù)運動，水平往復(fù)周期為3秒；
[0033]將該過程重復(fù)進(jìn)行200次以上，且停止?fàn)顟B(tài)為所述容器水平運動前的初始狀態(tài)。
[0034]步驟14:將水平往復(fù)運動后的容器順時針轉(zhuǎn)動90°，使其恢復(fù)垂直放置。
[0035]通過上述混勻方法，就可以在不破壞溶液性質(zhì)的前提下，提高多種粘稠液體的混合均勻性。
[0036]基于上述的混勻方法，本發(fā)明實施例還提供了一種適用于粘稠液體的混勻裝置，如圖9所示為本發(fā)明實施例所提供適用于粘稠液體的混勻裝置結(jié)構(gòu)示意圖，所述裝置包括容器承載結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)運動的機械結(jié)構(gòu)，以及驅(qū)動機械結(jié)構(gòu)運動的控制系統(tǒng)，其中:
[0037]所述容器承載結(jié)構(gòu)用于承載封裝了多種粘稠溶液的容器，使所述容器初始時垂直于水平面放置；具體包括旋轉(zhuǎn)軸、底部托架、側(cè)擋板、上部卡圈及頂部鎖緊機構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)軸固定在所述側(cè)擋板上，與直流電機通過聯(lián)軸器連接；
[0038]所述實現(xiàn)運動的機械結(jié)構(gòu)用于實現(xiàn)所述容器的往復(fù)翻轉(zhuǎn)運動和高速水平往復(fù)運動；具體包括翻轉(zhuǎn)運動機構(gòu)、水平往復(fù)運動機構(gòu)和安裝底座；
[0039]所述驅(qū)動機械結(jié)構(gòu)運動的控制系統(tǒng)具體包括翻轉(zhuǎn)運動控制模塊、水平往復(fù)運動控制模塊和驅(qū)動電源模塊，其中:
[0040]所述驅(qū)動電源模塊為所述翻轉(zhuǎn)運動控制模塊和所述水平往復(fù)運動控制模塊提供電源；
[0041]所述翻轉(zhuǎn)運動控制模塊用于控制所述翻轉(zhuǎn)運動機構(gòu)實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)操作；
[0042]所述水平往復(fù)運動控制模塊用于控制所述水平往復(fù)運動機構(gòu)實現(xiàn)水平往復(fù)運動。
[0043]在具體實現(xiàn)中，所述翻轉(zhuǎn)運動機構(gòu)具體包括直流電機、電機安裝座、位置反饋機構(gòu)及連接機構(gòu)，其中:
[0044]所述直流電機通過聯(lián)軸器與所述旋轉(zhuǎn)軸連接，實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)運動的傳遞，并通過所述位置反饋機構(gòu)輸出位置信號，實現(xiàn)所述直流電機的正反轉(zhuǎn)運動。
[0045]所述水平往復(fù)運動機構(gòu)包括交流電機、電機安裝座、鏈傳動機構(gòu)、運動導(dǎo)向滑桿及輸出滑塊，其中:
[0046]所述交流電機通過所述鏈傳動機構(gòu)帶動所述輸出滑塊，并在所述運動導(dǎo)向滑桿的作用下，使所述輸出滑塊做水平往復(fù)運動。
[0047]所述安裝底座做為整個混勻裝置的支撐和固定基座。
[0048]值得注意的是，上述翻轉(zhuǎn)運動使用的是直流電機，水平往復(fù)運動使用的交流電機。下面對翻轉(zhuǎn)運動控制模塊控制所述翻轉(zhuǎn)運動機構(gòu)實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)操作的具體過程進(jìn)行說明:
[0049]首先在上電后，驅(qū)動電源模塊輸入的24V經(jīng)由電源板連接插座輸入，由電源轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換成電路板所需工作電壓以及直流電機工作電壓；
[0050]直流電機聯(lián)動裝置上安裝的旋轉(zhuǎn)電位器連接至安裝板連接插座，經(jīng)過12位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將電機當(dāng)前位置轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字信號，按下上電復(fù)位按鈕后，控制板上單片機實時采集電機軸的位置，判斷試管是否在水平中立位，如果在則保持，如果不在則輸出電機控制信號到電機驅(qū)動板，經(jīng)直流電機驅(qū)動芯片對信號進(jìn)行放大，經(jīng)由安裝板上電機驅(qū)動連接插座驅(qū)動直流電機的運動。
[0051]當(dāng)上電復(fù)位完成后，按下啟動按鈕，計數(shù)波段開關(guān)以及速度波段開關(guān)經(jīng)安裝板上的插座連接至控制板上的可編程邏輯電路芯片；當(dāng)控制板上單片機接收到可編程邏輯芯片傳來的計數(shù)次數(shù)后，根據(jù)次數(shù)進(jìn)行直流電機的驅(qū)動，次數(shù)到后則停止直流電機的驅(qū)動。同時，該單片機根據(jù)接受到的速度信號，輸出8位PWM信號，進(jìn)行直流電機的PWM調(diào)速輸出；翻轉(zhuǎn)運動速度波段開關(guān)每一檔位對應(yīng)可編程占空比控制直流電機的轉(zhuǎn)速，再次扳動計數(shù)波段開關(guān)，單片機重新開始計數(shù)，直到完成該次翻轉(zhuǎn)操作。
[0052]進(jìn)一步的，對水平往復(fù)運動控制模塊控制所述水平往復(fù)運動機構(gòu)實現(xiàn)水平往復(fù)運動的過程進(jìn)行說明:
[0053]首先在翻轉(zhuǎn)運動機構(gòu)停止翻轉(zhuǎn)操作后，控制板上的單片機輸出數(shù)字控制信號控制連接至水平往復(fù)運動電機的繼電器；
[0054]交流電機控制器通過時間和速度控制按鈕設(shè)定所述交流電機的運動時間和速度，控制所述交流電機按設(shè)定的速度和時間進(jìn)行水平往復(fù)運動，且在達(dá)到時間后所述交流電機運動停止。
[0055]在具體實現(xiàn)過程中，上述實現(xiàn)復(fù)合運動模式的運動控制軟件可以包括C8051F340初始化、電機中立位判斷、電機正反轉(zhuǎn)判斷和電機水平運動控制等內(nèi)容。
[0056]綜上所述，采用本發(fā)明實施例所提供的混勻方法及裝置可以對粘稠溶液進(jìn)行充分混勻，在不破壞溶液性質(zhì)的前提下，提高多種粘稠液體的混合均勻性。
[0057]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于粘稠液體的混勻方法，其特征在于，所述方法包括: 將封裝了多種粘稠溶液的容器垂直于水平面放置； 將所述容器進(jìn)行20次以上以容器口為基準(zhǔn)的從180°至-180°以內(nèi)的往復(fù)翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)粘桐溶液的初步混合； 將翻轉(zhuǎn)后的容器逆時針轉(zhuǎn)動90°，使其呈水平放置，并進(jìn)行多次周期性的高速水平往復(fù)運動，使所述容器內(nèi)的多種粘稠液體充分混勻； 將水平往復(fù)運動后的容器順時針轉(zhuǎn)動90°，使其恢復(fù)垂直放置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述適用于粘稠液體的混勻方法，其特征在于，所述將所述容器進(jìn)行20次以上以容器口為基準(zhǔn)的從180°至-180°以內(nèi)的往復(fù)翻轉(zhuǎn)，具體包括: 將所述容器順時針轉(zhuǎn)動180°，靜置到所有溶液向下流動I秒鐘，再逆時針轉(zhuǎn)動180°回到初始狀態(tài)，并靜置到所有溶液向下流動I秒鐘； 重復(fù)翻轉(zhuǎn)過程20個周期以上，且停止?fàn)顟B(tài)為所述容器翻轉(zhuǎn)前的初始狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述適用于粘稠液體的混勻方法，其特征在于，所述進(jìn)行多次周期性的高速水平往復(fù)運動，具體包括: 將所述容器進(jìn)行行程為200_的高速水平往復(fù)運動，水平往復(fù)周期為3秒； 將該過程重復(fù)進(jìn)行200次以上，且停止?fàn)顟B(tài)為所述容器水平運動前的初始狀態(tài)。
4.一種適用于粘稠液體的混勻裝置，其特征在于，所述裝置包括容器承載結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)運動的機械結(jié)構(gòu)，以及驅(qū)動機械結(jié)構(gòu)運動的控制系統(tǒng)，其中: 所述容器承載結(jié)構(gòu)用于承載封裝了多種粘稠溶液的容器，使所述容器初始時垂直于水平面放置；具體包括旋轉(zhuǎn)軸、底部托架、側(cè)擋板、上部卡圈及頂部鎖緊機構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)軸固定在所述側(cè)擋板上，與直流電機通過聯(lián)軸器連接； 所述實現(xiàn)運動的機械結(jié)構(gòu)用于實現(xiàn)所述容器的往復(fù)翻轉(zhuǎn)運動和高速水平往復(fù)運動；具體包括翻轉(zhuǎn)運動機構(gòu)、水平往復(fù)運動機構(gòu)和安裝底座； 所述驅(qū)動機械結(jié)構(gòu)運動的控制系統(tǒng)具體包括翻轉(zhuǎn)運動控制模塊、水平往復(fù)運動控制模塊和驅(qū)動電源模塊，其中: 所述驅(qū)動電源模塊為所述翻轉(zhuǎn)運動控制模塊和所述水平往復(fù)運動控制模塊提供電源； 所述翻轉(zhuǎn)運動控制模塊用于控制所述翻轉(zhuǎn)運動機構(gòu)實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)操作； 所述水平往復(fù)運動控制模塊用于控制所述水平往復(fù)運動機構(gòu)實現(xiàn)水平往復(fù)運動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述適用于粘稠液體的混勻裝置，其特征在于，所述翻轉(zhuǎn)運動機構(gòu)具體包括直流電機、電機安裝座、位置反饋機構(gòu)及連接機構(gòu)，其中: 所述直流電機通過聯(lián)軸器與所述旋轉(zhuǎn)軸連接，實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)運動的傳遞，并通過所述位置反饋機構(gòu)輸出位置信號，實現(xiàn)所述直流電機的正反轉(zhuǎn)運動。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述適用于粘稠液體的混勻裝置，其特征在于，所述水平往復(fù)運動機構(gòu)包括交流電機、電機安裝座、鏈傳動機構(gòu)、運動導(dǎo)向滑桿及輸出滑塊，其中: 所述交流電機通過所述鏈傳動機構(gòu)帶動所述輸出滑塊，并在所述運動導(dǎo)向滑桿的作用下，使所述輸出滑塊做水平往復(fù)運動。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述適用于粘稠液體的混勻裝置，其特征在于， 所述安裝底座做為整個混勻裝置的支撐和固定基座。
【文檔編號】B01F3/10GK104258751SQ201410572897
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】張國英, 朱紅, 劉奎江, 劉虹, 郭宇, 劉廣銀 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)