CN104474954A - 一种固液混合装置及固液混合方法 - Google Patents

Abstract

该发明涉及固液混合技术领域，公开一种固液混合装置及固液混合方法，固液混合装置包括：釜体；位于釜体内的搅拌器；安装于釜体以驱动搅拌器的驱动装置；真空抽气管，真空抽气管的一端与釜体顶部设置的抽气口连通；液体加料管，液体加料管的一端与釜体内部空间连通；粉体管道，粉体管道的一端与釜体底部设置的粉体进料口连通，另一端具有粉体入口和气体入口。上述固液混合装置，在粉体通过气体被送入釜体中的液体内时，粉体是以均匀的形式直接投放入液体内部，且此时釜体内的液体已经处于搅动状态，进而能够降低粉体进入液体时聚团的可能性。所以，上述固液混合装置能够提高固液混合后分体育液体混合的均匀性，提高混合效率。

Description

一种固液混合装置及固液混合方法

技术领域

本发明涉及固液混合技术领域，特别涉及一种固液混合装置及固液混合方法。

背景技术

在固液混合技术领域，粉体的分散是基础研究领域及工业生产部门广泛遇到的课题之一，粉体与高粘度涂料液体浆料的混合分散是一个重要的工艺步骤，良好的分散技术不仅能够提高复合产品的性能及质量，同时也对提高工艺效率起到举足轻重的作用。

传统的固液混合方法中，粉体一般通过粉体加料管从釜体顶部加入后散落在釜体内的高粘度液体表面，最后通过釜体内的搅拌桨的搅拌作用完成粉体与高粘度液体的多相混合。

但是，由于粉体的堆密度相对较低，故粉体容易聚团漂浮在液面上，液面上团聚得到的粉体团难以再次均匀分散至液体内，从而引起粉体分散不均匀；同时，相较于搅拌桨附近液体，液面处液体湍动较小，加上粉体在高粘度液体中的分散速度远低于其在水或低粘度液体内的分散速度，更不利于粉体与高粘度液体的分散。

因此，现有技术中采用的固液混合方法多数会导致聚团的粉体与液体混合不均匀、混合效率低等缺陷。

发明内容

本发明提供了一种固液混合装置及固液混合方法，以提高固液混合后分体育液体混合的均匀性，提高混合效率。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种固液混合装置，包括：

釜体；

位于釜体内的搅拌器；

安装于所述釜体以驱动所述搅拌器的驱动装置；

真空抽气管，所述真空抽气管的一端与所述釜体顶部设置的抽气口连通；

液体加料管，所述液体加料管的一端与所述釜体内部空间连通；

粉体管道，所述粉体管道的一端与所述釜体底部设置的粉体进料口连通，另一端具有粉体入口和气体入口。

上述固液混合装置使用过程中，可以驱动装置启动搅拌器对通过液体加料管向釜体内添加的液体进行搅拌，通过真空抽气管对釜体内部环境进行抽真空以保证釜体内的真空度；然后通过粉体管道的气体入口向粉体管道内通入气体，通过粉体管道的粉体入口向粉体管道内加入粉体，然后加入粉体管道的粉体在粉体管道内的气体带动下自釜体底部设置的粉体进料口进入釜体、并直接进入釜体内的液体中，由于粉体进入粉体管道后在粉体管道内气体中的分布比较均匀，因此，在粉体通过气体被送入釜体中的液体内时，粉体是以均匀的形式直接投放入液体内部，且此时釜体内的液体已经处于搅动状态，进而能够降低粉体进入液体时聚团的可能性。

所以，上述固液混合装置能够提高固液混合后分体育液体混合的均匀性，提高混合效率。

优选地，所述搅拌器包括盘式带锯齿搅拌器和锚式搅拌器。

优选地，还包括用于检测所述釜体内液体液面高度的液位计。

优选地，所述液位计为雷达液位计。

本发明还提供了一种基于上述任意一种固液混合装置的固液混合方法，包括：

向釜体内充入液体；

开启搅拌器，对釜体内的液体进行搅拌；

对釜体内进行抽真空，使釜体内的真空度保持在设定范围内；

通过气体将粉体输送至釜体中的液体内。

采用上述方法进行固液混合时，由于在向釜体内通入粉体之前已经开启了固液混合装置的搅拌器，由于粉体进入粉体管道后在粉体管道内气体中的分布比较均匀，因此，在粉体通过气体被送入釜体中的液体内时，粉体是以均匀的形式直接投放入液体内部，且此时釜体内的液体已经处于搅动状态，进而能够降低粉体进入液体时聚团的可能性。

所以，采用上述固液混合方法对粉体和液体进行混合能够提高固液混合后分体育液体混合的均匀性，提高混合效率。

优选地，所述向釜体内充入液体时，所述液体的粘度为100mPas-3000mPas。

优选地，当所述搅拌器包括盘式带锯齿搅拌器和锚式搅拌器时，所述开启搅拌器，对釜体内的液体进行搅拌，具体包括：

开启盘式带锯齿搅拌器，且盘式带锯齿搅拌器的转速在400r/min-900r/min；

开启锚式搅拌器，所述锚式搅拌器的转速为30r/min-80r/min。

优选地，所述通过气体将粉体输送至釜体中的液体内，具体包括：

通过气体将粉体输送至釜体内盘式带锯齿搅拌器的下方。

优选地，所述通过气体将粉体输送至釜体内盘式带锯齿搅拌器的下方，具体包括：

通过气体将粉体输送至釜体内盘式带锯齿搅拌器下方3cm-15cm范围内，且粉体到达该范围内后的竖向速度<0.5m/s。

优选地，所述通过气体将粉体输送至釜体内盘式带锯齿搅拌器下方3cm-15cm范围内，且粉体到达该范围内后的竖向速度<0.5m/s，具体包括：

根据釜体内液体的密度、粘度以及液面高度在设定的压力阈值范围内确定气体压力；

开启粉体管道气力输送介质阀门，粉体管道开始通气；

按照设定的粉体与气体的比例向粉体管道内添加粉体；

打开粉体管道的进料阀门，粉体通过气力输送至釜体内盘式带锯齿搅拌器下方3cm-15cm范围内，且粉体到达该范围内后的竖向速度<0.5m/s。

优选地，所述粉体管道内通入的气体为惰性气体或空气。

优选地，所述设定的压力阈值范围为10kPaG-600kPaG。

优选地，对釜体内进行抽真空，使釜体内的真空度保持在设定范围内，具体包括：

开启抽真空管对釜体内进行抽真空，其中，釜体内的真空度大于等于-100kPaG且小于等于-10kPaG。

附图说明

图1为本发明实施例提供的固液混合装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的固液混合方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明实施例提供的固液混合装置的结构示意图。

上文中已经提到的以及下文中即将提到的“顶部”、“底部”等词语仅仅是针对图1所述方位而言，并无特指含义。

如图1所示，本发明提供的一种固液混合装置，包括：

釜体1；

位于釜体1内的搅拌器2，优选地，搅拌器2包括盘式带锯齿搅拌器21和锚式搅拌器22；

安装于釜体1以驱动搅拌器2的驱动装置23；

真空抽气管6，真空抽气管6的一端与釜体1顶部设置的抽气口连通；

液体加料管5，液体加料管5的一端与釜体1内部空间连通；

粉体管道4，粉体管道4的一端与釜体1底部设置的粉体进料口3连通，另一端具有粉体入口41和气体入口42。

上述固液混合装置使用过程中，可以驱动装置23启动搅拌器2对通过液体加料管5向釜体1内添加的液体进行搅拌，通过真空抽气管6对釜体1内部环境进行抽真空以保证釜体1内的真空度，并可以通过釜体1设有的压力表7监察釜体内的真空度；然后开启进料阀门31，通过粉体管道4的气体入口42向粉体管道4内通入气体，通过粉体入口41向粉体管道4内加入粉体，然后加入粉体管道4的粉体在粉体管道4内的气体带动下自釜体1底部设置的粉体进料口3进入釜体、并直接进入釜体1内的液体中，由于粉体进入粉体管道4后在粉体管道4内气体中的分布比较均匀，因此，在粉体通过气体被送入釜体1中的液体内时，粉体是以均匀的形式直接投放入液体内部，且此时釜体1内的液体已经处于搅动状态，进而能够降低粉体进入液体时聚团的可能性。

所以，上述固液混合装置能够提高固液混合后分体育液体混合的均匀性，提高混合效率。

上述固液混合装置适用于粘度为100mPas-3000mPa的液体，如液体的粘度可以为100mPas、300mPas、500mPas、800mPas、1000mPas、1500mPas、2000mPas、2200mPas、2500mPas、2800mPas、3000mPas等。

一种优选实施方式中，为了便于对釜体1内液体的液面高度进行实时检测，上述固液混合装置还包括用于检测釜体1内液体液面高度的液位计8。优选地，上述液位计8为雷达液位计。雷达液位计能够在不接触液体的情况下对液体的液面高度进行检测，防止液体对雷达液位计的损害，进而雷达液位计的使用寿命较长。

另一种实施例中，如图2所示，本发明还提供了一种基于上述实施例中提供的任意一种固液混合装置的固液混合方法，该固液混合方法包括：

步骤S201，向釜体内充入液体；

步骤S202，开启搅拌器，对釜体内的液体进行搅拌，以使通过步骤S201充入釜体内的液体处于搅动状态；

步骤S203，对釜体内进行抽真空，使釜体内的真空度保持在设定范围内；

步骤S204，通过气体将粉体输送至釜体中的液体内，以使粉体在进入釜体之前在粉体管道内均匀分布。

采用上述方法进行固液混合时，由于在步骤S204之前已经进行了步骤S202，并且步骤S204中，粉体进入粉体管道后在粉体管道内气体中的分布比较均匀，因此，在粉体通过气体被送入釜体中的液体内时，粉体是以均匀的形式直接投放入液体内部，且此时釜体内的液体已经处于搅动状态，进而能够降低粉体进入液体时聚团的可能性。

所以，采用上述固液混合方法对粉体和液体进行混合能够提高固液混合后分体育液体混合的均匀性，提高混合效率。

优选地，步骤S201中向釜体内充入的液体中，液体的粘度为100mPas-3000mPas。

一种优选实施方式中，当搅拌器包括盘式带锯齿搅拌器和锚式搅拌器时，步骤S202可以具体包括：

开启盘式带锯齿搅拌器，且盘式带锯齿搅拌器的转速在400r/min-900r/min，如400r/min、450r/min、500r/min、600r/min、800r/min、850r/min、900r/min；

同时，开启锚式搅拌器，锚式搅拌器的转速为30r/min-80r/min，如30r/min、40r/min、45r/min、50r/min、60r/min、75r/min、80r/min。同时开启盘式带锯齿搅拌器和锚式搅拌器，能够时釜体内的液体在进行步骤S204之间尽快处于搅动状态，缩短工艺时间，提高混合效率。

一种优选实施方式中，上述步骤S204中，通过气体将粉体输送至釜体中的液体内时，可以直接通过气体将粉体输送至釜体内盘式带锯齿搅拌器的下方，避免了粉体位于液面上时受到搅拌器的液体湍动过小的缺点，增加了粉体在高粘度液体中的分散性，能够使粉体更快地与液体混合均匀。

更优选地，当步骤S204中通过气体将粉体输送至釜体内盘式带锯齿搅拌器的下方时，具体地，步骤S204中可以通过气体将粉体输送至釜体内盘式带锯齿搅拌器下方3cm-15cm范围内，且粉体到达该范围内后的竖向速度<0.5m/s。

进一步地，当步骤S204中通过气体将粉体输送至釜体内盘式带锯齿搅拌器下方3cm-15cm范围内，且粉体到达该范围内后的竖向速度<0.5m/s时，步骤S204可以具体包括：

根据釜体内液体的密度、粘度以及液面高度在设定的压力阈值范围内确定气体压力；

开启粉体管道气力输送介质阀门，粉体管道开始通气；

按照设定的粉体与气体的比例向粉体管道内添加粉体；

打开粉体管道的进料阀门，粉体通过气力输送至釜体内盘式带锯齿搅拌器下方3cm-15cm范围内，且粉体到达该范围内后的竖向速度<0.5m/s。

具体地，粉体管道内通入的气体可以为惰性气体，如氮气，还可以为空气。

且，上述步骤S204中设定的压力阈值范围可以为10kPaG-600kPaG。即，步骤S204中，粉体管道内通入的气体的压力可以为10kPaG、20kPaG、50kPaG、100kPaG、150kPaG、200kPaG、300kPaG、500kPaG、600kPaG。

一种优选实施方式中，在上述各实施方式的基础上，上述步骤S203可以具体包括：

开启抽真空管对釜体内进行抽真空，其中，釜体内的真空度大于等于-100kPaG且小于等于-10kPaG，如-100kPaG、-90kPaG、-70kPaG、-50kPaG、-40kPaG、-30kPaG、-15kPaG、-10kPaG。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种固液混合装置，其特征在于，包括：

釜体；

位于釜体内的搅拌器；

安装于所述釜体以驱动所述搅拌器的驱动装置；

真空抽气管，所述真空抽气管的一端与所述釜体顶部设置的抽气口连通；

液体加料管，所述液体加料管的一端与所述釜体内部空间连通；

粉体管道，所述粉体管道的一端与所述釜体底部设置的粉体进料口连通，另一端具有粉体入口和气体入口。

2.根据权利要求1所述的固液混合装置，其特征在于，所述搅拌器包括盘式带锯齿搅拌器和锚式搅拌器。

3.根据权利要求1所述的固液混合装置，其特征在于，还包括用于检测所述釜体内液体液面高度的液位计。

4.根据权利要求3所述的固液混合装置，其特征在于，所述液位计为雷达液位计。

5.一种基于如权利要求1～4任一项所述的固液混合装置的固液混合方法，其特征在于，包括：

向釜体内充入液体；

开启搅拌器，对釜体内的液体进行搅拌；

对釜体内进行抽真空，使釜体内的真空度保持在设定范围内；

通过气体将粉体输送至釜体中的液体内。

6.根据权利要求5所述的固液混合方法，其特征在于，所述向釜体内充入液体时，所述液体的粘度为100mPas-3000mPas。

7.根据权利要求5所述的固液混合方法，其特征在于，当所述搅拌器包括盘式带锯齿搅拌器和锚式搅拌器时，所述开启搅拌器，对釜体内的液体进行搅拌，具体包括：

开启盘式带锯齿搅拌器，且盘式带锯齿搅拌器的转速在400r/min-900r/min；

开启锚式搅拌器，所述锚式搅拌器的转速为30r/min-80r/min。

8.根据权利要求7所述的固液混合方法，其特征在于，所述通过气体将粉体输送至釜体中的液体内，具体包括：

通过气体将粉体输送至釜体内盘式带锯齿搅拌器的下方。

9.根据权利要求8所述的固液混合方法，其特征在于，所述通过气体将粉体输送至釜体内盘式带锯齿搅拌器的下方，具体包括：

通过气体将粉体输送至釜体内盘式带锯齿搅拌器下方3cm-15cm范围内，且粉体到达该范围内后的竖向速度<0.5m/s。

10.根据权利要求9所述的固液混合方法，其特征在于，所述通过气体将粉体输送至釜体内盘式带锯齿搅拌器下方3cm-15cm范围内，且粉体到达该范围内后的竖向速度<0.5m/s，具体包括：

根据釜体内液体的密度、粘度以及液面高度在设定的压力阈值范围内确定气体压力；

开启粉体管道气力输送介质阀门，粉体管道开始通气；

按照设定的粉体与气体的比例向粉体管道内添加粉体；

打开粉体管道的进料阀门，粉体通过气力输送至釜体内盘式带锯齿搅拌器下方3cm-15cm范围内，且粉体到达该范围内后的竖向速度<0.5m/s。

11.根据权利要求10所述的固液混合方法，其特征在于，所述粉体管道内通入的气体为惰性气体或空气。

12.根据权利要求10所述的固液混合方法，其特征在于，所述设定的压力阈值范围为10kPaG-600kPaG。

13.根据权利要求5～12任一项所述的固液混合方法，其特征在于，对釜体内进行抽真空，使釜体内的真空度保持在设定范围内，具体包括：

开启抽真空管对釜体内进行抽真空，其中，釜体内的真空度大于等于-100kPaG且小于等于-10kPaG。