CN104096507A - 固液混合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固液混合装置，包括料仓、工作腔、分散盘、第一电动机、离心泵、搅拌釜、搅拌桨和第二电动机，分散盘设置于工作腔内；料仓的出料口上设有第一管路连通至工作腔的进料口，工作腔的出料口设有第二管路连通至离心泵的进料口；离心泵的进料口设有第三管路连通搅拌釜的出料口，离心泵的出料口设有第四管路连通至搅拌釜的进料口；搅拌桨设置于搅拌釜内。该固液混合装置利用离心泵高速旋转产生的真空将料仓中的粉体吸入工作腔内打碎，再进入离心泵，与搅拌釜内回流的预混合浆料进行混合并重新进入搅拌釜，利用真空赋予粉状或颗粒状固体较高的冲击速度进入预混合浆料中，增加其分散效率，具有结构简单、易操作、分散效率高等优点。

Description

固液混合装置

技术领域

本发明属于机械设备领域，具体的说是涉及一种固液混合装置，适用于将粉末或颗粒状颜料高效率地分散在水和润湿剂、分散剂等原料组成的混合液体中。

背景技术

在水性色浆、水煤浆、印花浆等产品的制造过程中，将粉状或者颗粒状固体分散在液体中是一项重要工艺。当固体颗粒或粉末进入液体后，只有在液体润湿固体颗粒或粉末表面，并将固体颗粒或粉末分散成较小的颗粒后，才有可能形成较为稳定的细小颗粒的悬浮液。但是，粉状或颗粒状固体大多是由初级粒子形成的聚集体以及由聚集体之间或者聚集体与初级粒子之间通过边、角之间的粘结形成的附聚物组成，初级粒子、聚集体和附聚物间相互作用力大，且其表面往往吸附着空气、电解质等多种物质，导致液体润湿颗粒或者粉末内部的初级粒子、聚集体和附聚物表面的难度较大，往往需要添加润湿剂来增加润湿速度，而润湿过程中，由于液体润湿固体表面导致液体表面积的增加进而导致液体表面自由能增大、需要破坏颗粒内部初级粒子、聚集体和附聚物间的相互作用力等原因，外部机械力量的作用效果对固体颗粒或粉末在液体中的分散效率是一个极为重要影响因素。

工业上常用的投料方式是直接将粉体或者颗粒状固体直接投入液体中，以拉缸和分散机组成一套分散设备，在敞开式的投料区域内，利用分散机上的分散盘对液体产生较大的剪切力，再将固体颗粒或粉末投入该液体中进行分散。这种直接投料方式，不仅存在搬运投料劳动强度大、粉尘飞扬造成环境污染并伤害操作人员的呼吸系统等问题，投料后的分散效率也极低，往往会有大量固体颗粒或粉末飘在液体表面而无法在短时间内被润湿和分散，由于分散设备中剪切力较低，分散后液体中的固体颗粒粒径较大且易沉降。

水性色浆中，颜料含量一般在35％-45％之间，部分无机颜料水性色浆中颜料含量甚至在60％左右，在水性色浆等固体颗粒的水性分散体制备过程中，需要将颜料等粉末或颗粒状固体先分散在含有分散剂、润湿剂和增稠剂等助剂的水性体系中，形成预混合浆料，随后再通过卧式研磨机等设备对预混合浆料进行超细化研磨。在预混合过程中，粉末或颗粒状颜料往往因为比重低、颗粒小而易于漂浮在液体表面，同时，随着颜料含量的增加，预混合浆料的粘度迅速增加，预混合浆料润湿颜料颗粒表面的能力显著下降，导致后期投入的颜料更加难以被润湿。在水性色浆的预混合过程中，在投料后期，颜料往往直接漂浮在液体表面，难以被迅速分散在预混合浆料中，为了完全润湿和分散颜料，不得不延长分散时间，严重影响生产效率，并且造成粉尘飞扬，严重污染生产车间的环境。同时，传统的分散设备，由于分散设备中剪切力较低，分散后液体中的固体颗粒粒径较大且易沉降，需要在预混合之后迅速进行研磨，降低颗粒粒径以防止沉降。

为了高效率的将粉状或颗粒状固体分散在液体中，避免粉尘污染和提升分散效率，工业生产上，开发了多种高效率的分散设备。例如，公开号为US4955723的美国专利公开了一种干粉制备浆料的混合装置，该装置使用两个混合装置串联对浆料进行混合，先将粉料在第一个混合装置中进行初步混合，再通过真空泵将浆料从第一个混合装置底部吸出，从顶部进入第二个混合装置进行混合，整个过程为全密闭装置，有效避免了粉尘污染；公开号为US7618181的美国专利则公开了一种将颜料在水性或者油性体系中进行分散的装置，该装置通过真空泵和管道，将初步混合、分散的含颜料和树脂的浆料打入另一个混合、分散装置进行再次分散。但这些分散设备，始终无法解决预混合浆料粘度增高后固体颗粒或者粉末难以迅速进入预混合浆料中，进行分散、混合的难题。

如何高效率的将颜料等颗粒或者粉末状固体分散在水性体系中形成预混合浆料，增加其分散效率、防止预混合浆料中出现未被良好分散的大颗粒是工业生产中亟需解决的一项重要技术难题。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种固液混合装置，不仅结构简单、易操作、分散效率高，而且粉尘无污染，更加环保。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种固液混合装置，包括料仓、工作腔、分散盘、第一电动机、离心泵、搅拌釜、搅拌桨和第二电动机，所述分散盘设置于该工作腔内，所述第一电动机能够带动该分散盘在该工作腔内旋转；所述料仓的出料口上设有第一管路连通至所述工作腔的进料口，该工作腔的出料口设有第二管路连通至所述离心泵的进料口；所述搅拌釜的底部分别设有进料口和出料口，所述离心泵的进料口设有第三管路连通该搅拌釜的出料口，该离心泵的出料口设有第四管路连通至所述搅拌釜的进料口；所述搅拌桨设置于所述搅拌釜内，所述第二电动机能够带动搅拌桨在该搅拌釜内旋转。

作为本发明的进一步改进，在所述第二管路和第三管路连接所述离心泵进料口的端口上分别设有带喷射口的喷嘴。

作为本发明的进一步改进，所述搅拌桨为带双层桨叶的搅拌桨，所述第二电动机设置于所述搅拌釜顶部。

作为本发明的进一步改进，在所述第四管路上设有一分支管路，该分支管路末端形成总出料口，该分支管路上设有第四球阀。

作为本发明的进一步改进，在所述第一管路靠近料仓出料口的一端上设有第一球阀，在所述第三管路上设有第二球阀，在所述第四管路上设有第三球阀。

作为本发明的进一步改进，在所述料仓顶部设有可移动有机玻璃顶。

作为本发明的进一步改进，所述第一管路和所述工作腔的进料口通过第一法兰固定连接，所述工作腔的出料口和所述第二管路通过第二法兰固定连接。

本发明的有益效果是：该固液混合装置利用离心泵高速旋转产生的真空将料仓中的粉状或颗粒状固体吸入工作腔内，利用分散盘的剪切力进行打碎、分散，打碎和分散后的固体颗粒被离心泵高速旋转产生的真空进一步吸入离心泵中，与搅拌釜内回流的预混合浆料进行混合，并通过真空泵叶轮的作用从侧面重新进入搅拌釜。利用真空赋予打碎和分散后的固体颗粒较高的冲击速度，以及在高剪切力下进入离心泵内的预混合浆料粘度显著降低的特点，增加其分散效率，同时，回流的预混合浆料和打碎、分散后的固体颗粒进入离心泵时，带有喷射口的喷嘴能够产生足够的剪切速度造成其更低的粘度和更高的冲击速度，进一步提升其分散效率。在搅拌釜内回流的预混合浆料经过管路和离心泵的过程中，较高的剪切力，还可以有效提升预混合浆料中粉状或颗粒状固体的分散效率。在实际操作时，可以预留少量预混合浆料中用于分散的液体，在粉状或颗粒状固体投料结束后，用于清洗料仓、工作腔和管路内残留的固体；也可以关闭连接料仓和侧面进入搅拌釜的管路上的球阀，并开启搅拌釜底部相连的管路上的球阀、离心泵与搅拌釜的侧面相连的管路出料口上的球阀，通过离心泵迅速将混合后的浆料取出。该设备具有结构简单、易操作、分散效率高等优点，克服了现有设备分散效率低、粉尘污染严重等缺陷。

附图说明

图1为本发明剖面结构示意图；

图2为本发明所述工作腔纵向剖面结构示意图；

图3为本发明所述离心泵及其相连管路结构示意图。

结合附图，作以下说明：

1——可移动有机玻璃顶       2——料仓

3——粉状或颗粒状固体       4——第一球阀

5——第一管路               6——第一电动机

7——离心泵                 8——第四管路

9——搅拌釜                 10——搅拌桨

11——第二电动机            12——第二球阀

13——第三球阀            14——第三管路

15——第一法兰            16——第二法兰

17——工作腔              18——第二管路

19——分散盘              20——第四球阀

21——分支管路            22——总出料口

23——喷嘴

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的一个较佳实施例作详细说明。但本发明的保护范围不限于下述实施例，即但凡以本发明申请专利范围及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖范围之内。

如图1-3所述，一种固液混合装置，包括料仓2、工作腔17、分散盘19、第一电动机6、离心泵7、搅拌釜9、搅拌桨10和第二电动机11，分散盘19设置于该工作腔17内，第一电动机6能够带动该分散盘19在该工作腔17内旋转；料仓2的出料口上设有第一管路5连通至工作腔17的进料口，该工作腔17的出料口设有第二管路18连通至离心泵7的进料口；搅拌釜的底部分别设有进料口和出料口，离心泵的进料口设有第三管路14连通该搅拌釜的出料口，该离心泵的出料口设有第四管路8连通至搅拌釜9的进料口；搅拌桨10设置于搅拌釜9内，第二电动机11能够带动搅拌桨10在该搅拌釜9内旋转。

另外，在所述第二管路18和第三管路14连接离心泵7进料口的端口上分别设有带喷射口的喷嘴23；所述搅拌桨10为带双层桨叶的搅拌桨，所述第二电动机11设置于所述搅拌釜9顶部；在所述第四管路上设有一分支管路21，该分支管路末端形成总出料口22，该分支管路上设有第四球阀20；在所述第一管路5靠近料仓出料口的一端上设有第一球阀4，在所述第三管路14上设有第二球阀12，在所述第四管路8上设有第三球阀13；在所述料仓2顶部设有可移动有机玻璃顶1；所述第一管路5和所述工作腔17的进料口通过第一法兰15固定连接，所述工作腔17的出料口和所述第二管路18通过第二法兰16固定连接。

上述固液混合装置在工作时，离心泵7高速旋转产生的真空将料仓2中的粉状或颗粒状固体3吸入工作腔17内进行打碎、分散，并被离心泵7高速旋转产生的真空进一步吸入离心泵7中，与搅拌釜9内回流的预混合浆料进行混合并重新进入搅拌釜9，利用真空赋予打碎和分散后的固体颗粒较高的冲击速度，以及在高剪切力下进入离心泵7内的预混合浆料粘度显著降低的特点，增加其分散效率，同时，回流的预混合浆料和打碎、分散后的固体颗粒进入离心泵7时，带有喷射口的喷嘴能够产生足够的剪切速度造成其更低的粘度和更高的冲击速度，进一步提升其分散效率。在搅拌釜9内回流的预混合浆料经过第三管路14、离心泵7和第四管路8的过程中，较高的剪切力可以有效提升预混合浆料中粉状或颗粒状固体的分散效率。

在实际操作时，可以通过料仓2顶部的可移动有机玻璃顶1观察粉状或颗粒状固体3的投料情况。为方便清洗，可以预留少量预混合浆料中用于分散的水，在粉状或颗粒状固体投料结束后，加入料仓2中，利用离心泵7吸入这些水，用于清洗料仓2、工作腔17、第一管路5和第二管路18内残留的被分散物质。混合完毕后，可以关闭连接料仓2下面的第一管路5上的第一球阀4、进入搅拌釜9的第四管路8上的第三球阀13，并开启与搅拌釜9底部相连的第三管路14上的第二球阀12、离心泵7与搅拌釜9相连的第四管路8分支管路上的第四球阀20，通过离心泵7迅速将混合后的浆料取出。该设备具有结构简单、易操作、分散效率高等优点，克服了现有设备分散效率低、粉尘污染严重等缺陷。

Claims (7)

1.一种固液混合装置，其特征在于：包括料仓(2)、工作腔(17)、分散盘(19)、第一电动机(6)、离心泵(7)、搅拌釜(9)、搅拌桨(10)和第二电动机(11)，所述分散盘(19)设置于该工作腔(17)内，所述第一电动机(6)能够带动该分散盘(19)在该工作腔(17)内旋转；所述料仓(2)的出料口上设有第一管路(5)连通至所述工作腔(17)的进料口，该工作腔(17)的出料口设有第二管路(18)连通至所述离心泵(7)的进料口；所述搅拌釜的底部分别设有进料口和出料口，所述离心泵的进料口设有第三管路(14)连通该搅拌釜的出料口，该离心泵的出料口设有第四管路(8)连通至所述搅拌釜(9)的进料口；所述搅拌桨(10)设置于所述搅拌釜(9)内，所述第二电动机(11)能够带动搅拌桨(10)在该搅拌釜(9)内旋转。

2.根据权利要求1所述的固液混合装置，其特征在于：在所述第二管路(18)和第三管路(14)连接所述离心泵(7)进料口的端口上分别设有带喷射口的喷嘴(23)。

3.根据权利要求1或2所述的固液混合装置，其特征在于：所述搅拌桨(10)为带双层桨叶的搅拌桨，所述第二电动机(11)设置于所述搅拌釜(9)顶部。

4.根据权利要求1或2所述的固液混合装置，其特征在于：在所述第四管路上设有一分支管路(21)，该分支管路末端形成总出料口(22)，该分支管路上设有第四球阀(20)。

5.根据权利要求4所述的固液混合装置，其特征在于：在所述第一管路(5)靠近料仓出料口的一端上设有第一球阀(4)，在所述第三管路(14)上设有第二球阀(12)，在所述第四管路(8)上设有第三球阀(13)。

6.根据权利要求1或2所述的固液混合装置，其特征在于：在所述料仓(2)顶部设有可移动有机玻璃顶(1)。

7.根据权利要求1或2所述的固液混合装置，其特征在于：所述第一管路(5)和所述工作腔(17)的进料口通过第一法兰(15)固定连接，所述工作腔(17)的出料口和所述第二管路(18)通过第二法兰(16)固定连接。