CN102327757A - 用于粘稠物料高效混合的剪切分散系统及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于粘稠物料高效混合的剪切分散系统及其应用。所述剪切分散系统包括搅拌装置、高速超剪切分散装置和配套的自动控制箱，搅拌装置用于对粘稠物料进行宏观混合，搅拌装置底部的出料口通过管路与高速超剪切分散装置的进料口相连；所述高速超剪切分散装置用于对粘稠物料进行微观混合，高速超剪切分散装置的出料口与输送泵进口连接，输送泵出口通过管路与一个三通管连接，三通管的一个出口经回料阀连接至搅拌装置的回料口，三通管的一个出口经出料阀连接至成品储料装置。所述剪切分散系统用于锂离子电池浆料的高效混合。用于本发明结构巧妙、运行稳定，对物料混合效果好，能够大大缩短混合时间，提高物料的均一性及稳定性。

Description

用于粘稠物料高效混合的剪切分散系统及其应用
技术领域
本发明属于物料混合技术领域，具体是涉及一种用于粘稠物料高效混合的剪切分散系统及其应用。
背景技术
在许多行业的生产过程中都存在粘稠物料，粘稠物料需要进行高效混合的，达到一定的均一性及稳定性，以保证产品的质量。例如在电池行业中，随着动力锂离子电池的广泛应用，锂离子电池行业对电池浆料的均一性、稳定性及生产效率等提出了更高的要求。电池浆料的均一性、稳定性直接影响其后道的涂布质量，因此，电池浆料的高效混合分散是众多企业所关注的热点。
传统的分散工艺制取的锂离子电池浆料的均匀性通常不够理想，放置一段时间后容易出现分层；而且使用普通的搅拌机或双行星搅拌机对电池浆料的各种组分进行混合，其混合时间很长，单批次混料时间至少需要8小时之久，效率比较低，完全不能适应以后大规模的生产趋势。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，提供一种用于粘稠物料高效混合的剪切分散系统及其应用，其结构巧妙、运行稳定，对物料混合效果好，能够大大缩短混合时间，提高物料的均一性及稳定性。
按照本发明提供的技术方案：一种用于粘稠物料高效混合的剪切分散系统，其特征在于：包括搅拌装置、高速超剪切分散装置和配套的自动控制箱，所述搅拌装置用于对粘稠物料进行宏观混合，搅拌装置底部的出料口通过管路与高速超剪切分散装置的进料口相连；所述高速超剪切分散装置用于对粘稠物料进行微观混合，高速超剪切分散装置的出料口与输送泵进口连接，输送泵出口通过管路与一个三通管连接，三通管的一个出口经回料阀连接至搅拌装置的回料口，三通管的一个出口经出料阀连接至成品储料装置。
作为本发明的进一步改进，所述搅拌装置采用普通搅拌机或双行星搅拌机。
作为本发明的进一步改进，所述剪切分散系统还包括有抽真空装置和冷却装置，所述搅拌装置的罐体上设有抽真空接口，抽真空接口与抽真空装置连接；搅拌装置的罐体外周壁上焊接有米勒板，冷却装置的冷却介质通入米勒板与罐体外周壁之间。
作为本发明的进一步改进，所述高速超剪切分散装置包括定子、转子、进料管、粉碎室、机壳和转轴，转轴通过轴承安装在机壳内，粉碎室设置在机壳前端，所述转轴前端伸入粉碎室内并安装转子；所述粉碎室上安装有进料管，粉碎室内固定安装有与进料管管口相对的定子；所述定子和转子上沿圆周方向均布有数圈粉碎齿条，形成定子粉碎齿圈和转子粉碎齿圈，定子粉碎齿圈与转子粉碎齿圈上的粉碎齿条交错设置；所述粉碎室上安装有出料管，物料经进料管进入，通过定子粉碎齿圈和转子粉碎齿圈粉碎后从出料管输出。
作为本发明的进一步改进，所述高速超剪切分散装置为下出料形式。
作为本发明的进一步改进，所述输送泵采用隔膜泵。
作为本发明的进一步改进，所述剪切分散系统还包括有冷却装置，所述粉碎室上设有冷却腔，冷却装置的冷却介质通入冷却腔内。
作为本发明的进一步改进，所述抽真空装置采用抽真空泵，所述冷却装置采用水冷却器。
作为本发明的进一步改进，所述成品储料装置是带有搅拌器的储料罐。
所述剪切分散系统用于锂离子电池浆料的高效混合。
本发明与现有技术相比，优点在于：本发明结构巧妙、运行稳定，粘稠物料先通过搅拌装置宏观混合，再通过高速超剪切分散装置微观混合，提高了物料的混合效果，能够大大缩短混合时间，提高物料的均一性及稳定性。
附图说明
图1为本发明的剪切混合分散系统结构示意图。
图2为图1中的高速超剪切分散机结构图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图所示，所述剪切分散系统主要由冷却装置2、抽真空装置3、搅拌装置4、高速超剪切分散装置5、输送泵6、回料阀7、三通管8、出料阀9、成品储料装置10和配套的自动控制箱1等组成。
将所述剪切分散系统用于锂离子电池浆料的高效混合，具体如下：
如图1所示，所述搅拌装置4用于对电池浆料进行宏观混合，搅拌装置4可采用普通搅拌机或双行星搅拌机。搅拌装置4底部的出料口通过管路与高速超剪切分散装置5的进料口相连；另外，所述搅拌装置4的罐体上还设有抽真空接口，抽真空接口与抽真空装置3连接，抽真空装置3在宏观混合过程中完成对电池浆料的抽真空处理；搅拌装置4的罐体外周壁上焊接有米勒板，冷却装置2的冷却介质通入米勒板与罐体外周壁之间，冷却装置2可以有效控制电池浆料在剪切混合过程中的温升。
如图1所示，所述高速超剪切分散装置5用于对电池浆料进行微观混合，高速超剪切分散装置5的出料口与输送泵6进口连接，输送泵6出口通过管路与一个三通管8连接，三通管8的一个出口经回料阀7连接至搅拌装置4的回料口，三通管8的一个出口经出料阀9连接至成品储料装置10。
所述高速超剪切分散装置5可以有上出料和下出料两种出料形式。图2所示的高速超剪切分散装置5是下出料形式，其主要由定子51、转子52、进料管53、粉碎室54、机壳56和转轴57组成，转轴57通过轴承安装在机壳56内，粉碎室54设置在机壳56前端，所述转轴57前端伸入粉碎室54内并安装转子52；所述粉碎室54上安装有进料管53，粉碎室54内固定安装有与进料管53管口相对的定子51；所述定子51和转子52上沿圆周方向均布有数圈粉碎齿条，形成定子粉碎齿圈51a和转子粉碎齿圈52a，定子粉碎齿圈51a与转子粉碎齿圈52a上的粉碎齿条交错设置；所述粉碎室54上安装有出料管58，物料经进料管53进入，通过定子粉碎齿圈51a和转子粉碎齿圈52a粉碎后从出料管58输出。
如果采用上出料形式的高速超剪切分散装置5，转轴57上就需要安装机械密封，以防止由于粉碎室54内压力过大而产生轴向泄漏。但是机械密封存在发热大的问题，需要匹配冷却装置2，如此，冷却装置2冷却介质就可能进入粉碎室54内，对锂离子电池浆料产生影响。
所以，本发明中的高速超剪切分散装置5优选采用下出料形式，同时在其后设置输送泵6，输送泵6运行时会产生吸力，使高速超剪切分散装置5的粉碎室54内产生负压，减小了高速超剪切分散装置5粉碎室54内部的电池浆料压力。此时，转轴57上无需安装机械密封，也就无需匹配冷却装置2，彻底避免了因机械密封的冷却介质渗入粉碎室54内而影响电池浆料的风险。所述的输送泵6可以采用隔膜泵。
 为了调节控制高速超剪切分散装置5粉碎室54内的电池浆料温度，所述粉碎室54上还设有冷却腔55，冷却装置2的冷却介质通入冷却腔55内。
本发明中的自动控制箱1可根据实际控制要求按照常规设计方法进行制造或定制或外购；冷却装置2可采用循环式的水冷却器；抽真空装置3可采用抽真空泵；成品储料装置10优选采用带有搅拌器的储料罐。

Claims (10)

1.一种用于粘稠物料高效混合的剪切分散系统，其特征在于：包括搅拌装置（4）、高速超剪切分散装置（5）和配套的自动控制箱（1），所述搅拌装置（4）用于对粘稠物料进行宏观混合，搅拌装置（4）底部的出料口通过管路与高速超剪切分散装置（5）的进料口相连；所述高速超剪切分散装置（5）用于对粘稠物料进行微观混合，高速超剪切分散装置（5）的出料口与输送泵（6）进口连接，输送泵（6）出口通过管路与一个三通管（8）连接，三通管（8）的一个出口经回料阀（7）连接至搅拌装置（4）的回料口，三通管（8）的一个出口经出料阀（9）连接至成品储料装置（10）。
2.如权利要求1所述的用于粘稠物料高效混合的剪切分散系统，其特征在于：所述搅拌装置（4）采用普通搅拌机或双行星搅拌机。
3.如权利要求1所述的用于粘稠物料高效混合的剪切分散系统，其特征在于：所述剪切分散系统还包括有抽真空装置（3）和冷却装置（2），所述搅拌装置（4）的罐体上设有抽真空接口，抽真空接口与抽真空装置（3）连接；搅拌装置（4）的罐体外周壁上焊接有米勒板，冷却装置（2）的冷却介质通入米勒板与罐体外周壁之间。
4.如权利要求1所述的用于粘稠物料高效混合的剪切分散系统，其特征在于：所述高速超剪切分散装置（5）包括定子（51）、转子（52）、进料管（53）、粉碎室（54）、机壳（56）和转轴（57），转轴（57）通过轴承安装在机壳（56）内，粉碎室（54）设置在机壳（56）前端，所述转轴（57）前端伸入粉碎室（54）内并安装转子（52）；所述粉碎室（54）上安装有进料管（53），粉碎室（54）内固定安装有与进料管（53）管口相对的定子（51）；所述定子（51）和转子（52）上沿圆周方向均布有数圈粉碎齿条，形成定子粉碎齿圈（51a）和转子粉碎齿圈（52a），定子粉碎齿圈（51a）与转子粉碎齿圈（52a）上的粉碎齿条交错设置；所述粉碎室（54）上安装有出料管（58），物料经进料管（53）进入，通过定子粉碎齿圈（51a）和转子粉碎齿圈（52a）粉碎后从出料管（58）输出。
5.如权利要求1所述的用于粘稠物料高效混合的剪切分散系统，其特征在于：所述高速超剪切分散装置（5）为下出料形式。
6.如权利要求1所述的用于粘稠物料高效混合的剪切分散系统，其特征在于：所述输送泵（6）采用隔膜泵。
7.如权利要求4所述的用于粘稠物料高效混合的剪切分散系统，其特征在于：所述剪切分散系统还包括有冷却装置（2），所述粉碎室（54）上设有冷却腔（55），冷却装置（2）的冷却介质通入冷却腔（55）内。
8.如权利要求3或7所述的用于粘稠物料高效混合的剪切分散系统，其特征在于：所述抽真空装置（3）采用抽真空泵，所述冷却装置（2）采用水冷却器。
9.如权利要求1所述的用于粘稠物料高效混合的剪切分散系统，其特征在于：所述成品储料装置（10）是带有搅拌器的储料罐。
10.如权利要求1~9任一项所述的用于粘稠物料高效混合的剪切分散系统的应用，其特征在于：所述剪切分散系统用于锂离子电池浆料的高效混合。
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