CN103446916B - 蜗轮分散器及含有该蜗轮分散器的蜗轮分散机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中低粘度液-液混合或液-固混合的新型蜗轮分散器及含有该蜗轮分散器的蜗轮分散机。该蜗轮分散器包括转轴和安装在转轴上的1-4个蜗轮分散桨，所述的蜗轮分散桨包括蜗轮和两个分散盘片，所述的两个分散盘片分别固定连接在蜗轮上下两端，所述的蜗轮分散桨通过蜗轮安装在转轴上。该蜗轮分散机包括有上述蜗轮分散器。蜗轮分散器使物料在混合过程中形成强制的径向、周向和轴向三维混合流动，其中蜗轮在高速运转使物料产生强劲的径向喷流，被高速运转的分散盘片做周向强烈剪切而达到高效分散效果。含有该蜗轮分散器的蜗轮分散机具有混合效率高，能有效预防物料在使用过程中出现粉团的现象，设备稳定性好，成本低的优点。

Description

蜗轮分散器及含有该蜗轮分散器的蜗轮分散机

技术领域

本发明涉及一种分散器及分散混合设备，特别涉及一种中低粘度（50000cps以下）液-液混合或液-固混合的新型蜗轮分散器及含有该蜗轮分散器的蜗轮分散机。

背景技术

广泛应用于电池浆料、胶类、涂料、食品、制药等化工行业的混合机，主要是由搅拌桨、分散器或蜗轮分散部件组成。其中行星搅拌机和行星分散搅拌机对物料混合的搅拌时间长（一般6～8小时搅拌完一桶物料），并且由于只是搅拌和分散的作用，使物料放置较长时间就会出现分层、沉积现象，影响后续工序的使用效果。而后出现的行星真空乳化设备，原理上是可以解决上述问题，但是现有行星真空乳化设备中采用的乳化部件，其转子一般采用离心式转子结构，其定子是上、下端均开口，侧面开有物料出口的结构（参见图13-图14），混合过程中，物料从定子的上、下端进入，通过转子的离心作用从定子的侧面喷出来，由于结构的局限性，该均质器混合效果较差，在中粘度浆料的混合过程中，达不到理想的效果，且混合时间也比较长。现有混合机的具体优缺点分述如下。

1、行星分散真空混合机能实现各种特性物料的快速混合，由于分散和搅拌都是绕釜中心作自转和公转，使物料能充分混合而不存在混合死角，但混合后的物料没有经过研磨或是乳化作用，闲置时间稍长即会出现固液分离的沉积现象，因此物料在混合完后到使用的过程中还要增加一套周转用的搅拌装备,以防物料沉积分离，大大增大了生产成本，另外由于科研的进步，对浆料中的固体颗粒要求越来越细微化，对于纳米级的固液混合，只靠单纯的分散搅拌很难使其均匀的混合于溶液中。

2、研磨分散混合机除具有研磨和分散功能外，同时对粉体物料有破坏作用，使其更进一步细微化，混合后的物料由于经过研磨组件的研磨作用，闲置较长时间也不会出现固相物料沉积分离的现象，但研磨分散混合机的混合效果没有乳化分散混合机好，另由于研磨分散混合机的研磨组件是安装在设备的中间，是以中心轴为中心，其在绕自轴自转的同时也是在绕中心轴公转，搅拌桶中很多空间研磨组件无法到达进行研磨作用，故其混合效率较低，生产周期较长，还有可能出现混合死角致使部分物料得不到充分的混合。

3、多功能乳化分散混合机制造成本较低，同时具有乳化和分散功能，混合后的物料由于经过乳化组件的乳化作用，闲置较长时间也不会出现固相物料沉积分离的现象，但乳化组件不能对原料进一步细化，另由于多功能乳化分散混合机的乳化组件和分散组件仅是绕自轴自转，不能绕中心轴公转，故其混合效率较低，生产周期较长，同样存在混合死角致使部分物料得不到充分的混合的问题。

4、行星研磨乳化混合机解决了上述的技术困扰，但又有新的问题出现：由于搅拌桨和研磨乳化部件的公转和自转，决定了研磨乳化组件的尺寸，在狭小的空间下，由于径向尺寸受限制，导致在提高线速度的要求下，转速要大大提高，严重影响轴承的使用寿命，也由于空间的限制，使定子连接架的强度也受影响，容易产生变形。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种蜗轮分散器及含有该蜗轮分散器的蜗轮分散机，该蜗轮分散器具有高效分散效果；含有该蜗轮分散器的蜗轮分散机具有混合效率高，能有效预防物料在使用过程中出现粉团的现象，设备稳定性好，成本低的优点。

解决上述技术问题的技术方案是：一种蜗轮分散器，包括转轴和安装在转轴上的1-4个蜗轮分散桨，所述的蜗轮分散桨包括蜗轮和两个分散盘片，所述的两个分散盘片分别固定连接在蜗轮上下两端，所述的蜗轮分散桨通过蜗轮安装在转轴上。

所述的分散盘片是周边间隔设置有向上齿片和向下齿片的圆环盘状结构。

所述的分散盘片是周边仅设置有向上齿片的圆环盘状结构，两个分散盘片之间还连接有2-20个分散刃，所述的分散刃是边缘为平直状或齿状的平板结构。

所述的分散盘片是周边为圆弧的圆环盘状结构，两个分散盘片周边连接有2-20个分散刃，所述的分散刃是边缘为平直状或齿状的平板结构。

所述的蜗轮的叶片是渐开线叶片或弧形叶片。

所述的蜗轮具有2-4个叶片。

本发明的另一技术方案是：一种蜗轮分散机，该蜗轮分散机设置有蜗轮分散器，所述的蜗轮分散器包括转轴和安装在转轴上的1-4个蜗轮分散桨，所述的蜗轮分散桨包括蜗轮和两个分散盘片，所述的两个分散盘片分别固定连接在蜗轮上下两端，所述的蜗轮分散桨通过蜗轮安装在转轴上；所述的分散盘片或是周边间隔设置有向上齿片和向下齿片的圆环盘状结构；所述的分散盘片或是周边仅设置有向上齿片的圆环盘状结构，两个分散盘片之间还连接有2-20个分散刃；所述的分散盘片或是周边为圆弧的圆环盘状结构，两个分散盘片周边连接有2-20个分散刃；所述的分散刃是边缘为平直状或齿状的平板结构。

所述的蜗轮是渐开线叶片或弧形叶片，所述的蜗轮具有2-4个叶片。

本发明的进一步技术方案是：该蜗轮分散机还包括有横梁Ⅰ、固定在横梁Ⅰ上的电机、连接在横梁Ⅰ下方的升降油缸和与升降油缸连接的油站系统，所述的蜗轮分散器的转轴通过轴承座和轴承安装在横梁Ⅰ上，转轴通过皮带轮和皮带与电机连接。

本发明的另一进一步技术方案是：该蜗轮分散机还包括有横梁Ⅱ、固定在横梁Ⅱ上的高速动力部件、由高速动力部件带动的高速轴、固定在横梁Ⅱ上的低速动力部件、由低速动力部件带动的中空的低速轴、安装在低速轴上的行星箱和与横梁Ⅱ连接的搅拌釜，所述的高速轴置于中空的低速轴内，所述的蜗轮分散器的转轴通过轴承安装在行星箱上，蜗轮分散器的转轴与高速轴通过皮带轮和皮带连接，所述的行星箱上还安装有低速搅拌组件，所述的低速搅拌组件通过齿轮与低速轴连接。

本发明之蜗轮分散器使物料在混合过程中形成强制的径向、周向和轴向三维混合流动，其中蜗轮在高速运转使物料产生强劲的径向喷流，被高速运转的分散盘片做周向强烈剪切而达到高效分散效果。特别适合中低粘度（50000cps以下）液-液混合或液-固混合。

本发明之蜗轮分散机，具有以下有益效果：

1．混合效率高，能有效预防物料在使用过程中出现粉团的现象。

本发明蜗轮分散机含有蜗轮分散器，所述的蜗轮分散器的分散盘片固定在蜗轮的上下两端，分散盘片与蜗轮一起自转，这样在工作过程中从蜗轮周边高速喷射出来的物料被分散盘片进行周向高速剪切，能起到强制分散的混合效果，不存在混合死角，对纳米级物料的均匀混合效率高、成本低、能有效预防物料在混合过程中出现粉体分散不完全的现象。

2．本发明之蜗轮分散机综合了行星分散真空混合机、研磨分散混合机、多功能乳化分散混合机和行星研磨乳化混合机在物料混合过程中的优点，大幅提高设备的稳定性，增强混合效果。

3．成本低。

本发明之蜗轮分散机只需要原来行星分散混合机上把分散盘更换成蜗轮分散器即可，成本与原有机型相当，但混合效率要比行星分散混合机提高50%以上，原行星分散混合机要混合6~8小时，蜗轮分散机只需要3小时左右，结构比行星研磨乳化机更加简单可靠。

下面，结合附图和实施例对本发明之蜗轮分散器及含有该蜗轮分散器的蜗轮分散机的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：本发明实施例一之蜗轮分散器结构示意图。

图2：图1的A-A剖视图。

图3：本发明实施例二之蜗轮分散器结构示意图。

图4：图3的B-B剖视图。

图5：本发明实施例三之蜗轮分散器结构示意图。

图6：图5的C-C剖视图。

图7：本发明之具有2个叶片的蜗轮结构示意图。

图8：本发明之具有4个叶片的蜗轮结构示意图。

图9：边缘为平直状的分散刃结构示意图。

图10：边缘为齿状的分散刃结构示意图。

图11：本发明实施例四之蜗轮分散机结构示意图。

图12：本发明实施例五之蜗轮分散机结构示意图。

图13：现有均质器结构示意图。

图14：现有均质器之转子结构示意图。

图中：1-蜗轮分散器，11-转轴，12-分散盘片，13-蜗轮，14-分散刃。

21-轴承座，22-横梁Ⅰ，23-升降油缸，24-电机，25-油站系统。

31-搅拌釜，32-行星箱，33-高速轴，34-低速轴，35-横梁Ⅱ，36-高速动力部件，37-皮带轮，38-低速搅拌组件。

41-定子，42-定子连接架，43-转轴，44-转子。

图中箭头表示物料的流动方向。

具体实施方式

实施例一：如图1-图2所示，一种蜗轮分散器，包括转轴11和安装在转轴上的1-2个蜗轮分散桨，所述的蜗轮分散桨包括蜗轮13和两个分散盘片12，所述的分散盘片12是周边间隔设置有向上齿片121和向下齿片122的圆环盘状结构，所述的两个分散盘片分别固定连接在蜗轮上下两端，所述的蜗轮分散桨通过蜗轮安装在转轴上，即蜗轮通过螺栓安装在转轴上。所述的蜗轮是渐开线叶片，所述的蜗轮具有3个叶片。

本实施例所述的分散盘片的结构与现有主要用于涂料、颜料、染料、油漆、油墨、食品、胶粘剂、医药、日化等液体、乳液及液—固等物料混合的分散机中使用的分散盘结构相同。

实施例二：如图3-图4所示，一种蜗轮分散器，包括转轴11和安装在转轴上的1-2个蜗轮分散桨，所述的蜗轮分散桨包括蜗轮13和两个分散盘片12，所述的分散盘片12是周边仅设置有向上齿片121的圆环盘状结构，所述的两个分散盘片分别固定连接在蜗轮上下两端，两个分散盘片之间还连接有10个分散刃14，所述的分散刃是边缘为平直状或齿状的薄的平板结构（参见图9-图10）。所述的蜗轮分散桨通过蜗轮安装在转轴上。所述的蜗轮是渐开线叶片，所述的蜗轮具有3个叶片。

本实施例所述的分散盘片的结构与现有分散盘的不同点在于：该分散盘片周边的齿片均为向上齿片，没有向下齿片。

实施例三：如图5-图6所示，一种蜗轮分散器，包括转轴11和安装在转轴上的1-2个蜗轮分散桨，所述的蜗轮分散桨包括蜗轮13和两个分散盘片12，所述的分散盘片12是周边为圆弧的圆环盘状结构，分散盘片周边不设置齿片。所述的两个分散盘片分别固定连接在蜗轮上下两端，两个分散盘片之间还连接有10个分散刃14，所述的分散刃是边缘为平直状或齿状的薄的平板结构（参见图9-图10）。所述的蜗轮分散桨通过蜗轮安装在转轴上。所述的蜗轮是渐开线叶片，所述的蜗轮具有3个叶片。

作为本发明实施例一～实施例三的一种变换，所述的转轴上还可以根据实际需要增加或减少蜗轮分散桨的数量，一般一根转轴上可以设置1-4个蜗轮分散桨。所述的蜗轮还可以采用2个叶片或4个叶片或是更多叶片的蜗轮，所述的蜗轮的叶片还可以采用弧形叶片。

作为本发明实施例二～实施例三的一种变换，所述的分散刃的数量可以根据需要增减，一般为2-20个。

实施例四：如图11所示，一种蜗轮分散机，包括蜗轮分散器1、横梁Ⅰ22、固定在横梁Ⅰ上的电机24、连接在横梁Ⅰ下方的升降油缸23和与升降油缸连接的油站系统25，所述的蜗轮分散器是如实施例一、实施例二或实施例三所述的蜗轮分散器，所述的蜗轮分散器1的转轴通过轴承座21和轴承安装在横梁Ⅰ上，转轴通过皮带轮和皮带与电机连接。工作过程中，分散盘片与蜗轮一起自转。

本实施例中，横梁Ⅰ、升降油缸等部件及相关的连接方式与现有技术相同，此处不再赘述。

实施例五：如图12所示，一种蜗轮分散机，包括蜗轮分散器1、横梁Ⅱ35、固定在横梁Ⅱ上的高速动力部件36、由高速动力部件带动的高速轴33、固定在横梁Ⅱ上的低速动力部件、由低速动力部件带动的中空的低速轴34、安装在低速轴上的行星箱32和与横梁Ⅱ连接的搅拌釜31，所述的高速轴置于中空的低速轴内，所述的蜗轮分散器是如实施例一、实施例二或实施例三所述的蜗轮分散器，所述的蜗轮分散器1的转轴通过轴承安装在行星箱上，蜗轮分散器的转轴与高速轴通过皮带轮37和皮带连接，所述的行星箱上还安装有低速搅拌组件38，所述的低速搅拌组件通过齿轮与低速轴连接。工作过程中，分散盘片与蜗轮一起自转，同时蜗轮分散桨在行星箱的带动下公转。

本实施例中，横梁Ⅱ、高速轴、低速轴、低速搅拌组件和行星箱等部件及相关的连接方式与现有技术相同，此处不再赘述。

作为本实施例的一种变换，可以根据需要在行星箱上设置高速搅拌组件、刮壁组件等部件。

Claims (4)

1.一种蜗轮分散器，其特征在于：包括转轴（11）和安装在转轴上的1-4个蜗轮分散桨，所述的蜗轮分散桨包括蜗轮（13）和两个分散盘片（12），所述的两个分散盘片分别固定连接在蜗轮上下两端，所述的蜗轮分散桨通过蜗轮安装在转轴上；所述的分散盘片（12）是周边间隔设置有向上齿片（121）和向下齿片（122）的圆环盘状结构，所述的蜗轮的叶片是渐开线叶片或弧形叶片；所述的蜗轮具有2-4个叶片。

2.一种蜗轮分散机，其特征在于：该蜗轮分散机设置有蜗轮分散器（1），所述的蜗轮分散器包括转轴和安装在转轴上的1-4个蜗轮分散桨，所述的蜗轮分散桨包括蜗轮和两个分散盘片，所述的两个分散盘片分别固定连接在蜗轮上下两端，所述的蜗轮分散桨通过蜗轮安装在转轴上；所述的分散盘片是周边间隔设置有向上齿片和向下齿片的圆环盘状结构，所述的蜗轮是渐开线叶片或弧形叶片，所述的蜗轮具有2-4个叶片。

3.根据权利要求2所述的蜗轮分散机，其特征在于：该蜗轮分散机还包括有横梁Ⅰ（22）、固定在横梁Ⅰ上的电机（24）、连接在横梁Ⅰ下方的升降油缸（23）和与升降油缸连接的油站系统（25），所述的蜗轮分散器1的转轴通过轴承座（21）和轴承安装在横梁Ⅰ上，转轴通过皮带轮和皮带与电机连接。

4.根据权利要求2或3所述的蜗轮分散机，其特征在于：该蜗轮分散机还包括有横梁Ⅱ（35）、固定在横梁Ⅱ上的高速动力部件（36）、由高速动力部件带动的高速轴（33）、固定在横梁Ⅱ上的低速动力部件、由低速动力部件带动的中空的低速轴（34）、安装在低速轴上的行星箱（32）和与横梁Ⅱ连接的搅拌釜（31），所述的高速轴置于中空的低速轴内，所述的蜗轮分散器（1）的转轴通过轴承安装在行星箱上，蜗轮分散器的转轴与高速轴通过皮带轮和皮带连接，所述的行星箱上还安装有低速搅拌组件（38），所述的低速搅拌组件通过齿轮与低速轴连接。