CN107551848B - 高粘度组合式工作头 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高粘度组合工作头，其包括转子固定座、总转子和多组定转子，所述总转子安装在所述转子固定座上，所述多组定转子依次套叠，并安装至所述总转子内，与转子固定座连接。本发明高粘度组合式工作头可以轻松地完成高粘度和含固量高的悬浮液的分散和高效溶解。比如对于液体与液体，油、水、剂的乳化，细胞组织的破碎。再比如对于气体、液体和固体，吸收、溶解、萃取的混合、分散，本发明高粘度组合工作头具有一定的高位输送能力。

Description

高粘度组合式工作头

技术领域

本发明涉及高剪切分散乳化机领域，特别涉及一种高粘度组合式工作头，适用于石化、颜料、染料、涂料、制药、油水乳化、精细化工、食品饮料等行业。

背景技术

图1为现有技术中用于高剪切分散乳化机的定转子组合的结构示意图。图2为图1中定子的主视图。图3为图2中沿A-A线剖开的剖视图。图4为图1中转子的主视图。图5为图4中沿B-B线剖开的剖视图。

如图1至图5所示，目前国内用于液液混合和固液混合的高剪切分散乳化机的定转子组合，通常采用爪式结构。其中，定子10和转子20由两层或多层齿组成，第一层与第二层齿槽宽相等、齿槽深相等。第一层齿与第二层齿间距相同，齿间距根据转子的齿数确定。

这种结构形式，在工作时工作头的最高转速不大于3000转，定子10的开孔面积与转子20的排量成一定的比例关系，物料通过定转子的间隙时被破碎，容易导致耗功较大，且不适合高粘度及含固量高的场合使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中高粘度和含固量高的悬浮液的分散和高效溶解的缺陷，提供一种高粘度组合式工作头。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种高粘度组合工作头，其特点在于，所述高粘度组合工作头包括转子固定座、总转子和多组定转子，所述总转子安装在所述转子固定座上，所述多组定转子依次套叠，并安装至所述总转子内，与转子固定座连接。

根据本发明的一个实施例，所述多组定转子包括第一组定转子、第二组定转子和第三组定转子。

根据本发明的一个实施例，所述第一组定转子包括第一定子和第一转子，所述第一定子的一端面上设有一圈圆孔，所述第一转子的一端面上设有刀片，所述圆孔与所述刀片面对面安装连接。

根据本发明的一个实施例，所述第一转子的底座边缘到中心处呈30°～75°的倾斜角度，形成一锥面。

根据本发明的一个实施例，所述刀片设置在所述锥面上，所述刀片包括三至六片，所述刀片呈流线型弧形凸起。

根据本发明的一个实施例，所述第二组定转子包括第二定子和第二转子，所述第二定子为第二圆孔定子，所述第二转子为第二齿形转子，所述第二圆孔定子与所述第二齿形转子面对面安装连接。

根据本发明的一个实施例，所述第二齿形转子的齿槽为深2-8mm，宽2-8mm的正方体，所述正方体沿所述第二齿形转子的圆周上15至45等分地均匀分布；

所述第二圆孔定子为分布2至6排相互错开的圆孔形式，所述圆孔的直径为2-8mm，所述圆孔沿所述第二圆孔定子的圆周上20至60等分地均匀分布。

根据本发明的一个实施例，所述齿槽上距离齿端面2/3处向中心切除掉一部分齿面。

根据本发明的一个实施例，所述第三组定转子包括第三定子和第三转子，所述第三定子为第三圆孔定子，所述第三转子为第三齿形转子，所述第三圆孔定子和所述第三齿形转子面对面安装连接。

根据本发明的一个实施例，所述第三齿形转子的齿槽为深6-12mm，宽2-5mm的长方体，所述长方体沿所述第三齿形转子的圆周上20-60等分地均匀分布；

所述第三圆孔定子为分布3至5排相互错开的圆孔形式，所述圆孔的直径为1-4mm，所述圆孔沿所述第三圆孔定子的圆周上75-120等分地均匀分布。

本发明的积极进步效果在于：

本发明高粘度组合式工作头可以轻松地完成高粘度和含固量高的悬浮液的分散和高效溶解。比如对于液体与液体，油、水、剂的乳化，细胞组织的破碎。再比如对于气体、液体和固体，吸收、溶解、萃取的混合、分散，本发明高粘度组合工作头具有一定的高位输送能力。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为现有技术中用于高剪切分散乳化机的定转子组合的结构示意图。

图2为图1中定子的主视图。

图3为图2中沿A-A线剖开的剖视图。

图4为图1中转子的主视图。

图5为图4中沿B-B线剖开的剖视图。

图6为本发明高粘度组合工作头的分解示意图。

图7为本发明高粘度组合工作头中第一组定转子的组合示意图。

图8为本发明高粘度组合工作头中第一组定转子的第一转子主视图。

图9为本发明高粘度组合工作头中第一组定转子的第一转子侧视图。

图10为本发明高粘度组合工作头中第一组定转子的第一定子主视图。

图11为图10中沿D-D线剖开的剖视图。

图12为本发明高粘度组合工作头中第二组定转子的组合示意图。

图13为本发明高粘度组合工作头中第二组定转子的第二转子主视图。

图14为图13中沿E-E线剖开的剖视图。

图15为本发明高粘度组合工作头中第二组定转子的第二定子主视图。

图16为图16中沿F-F线剖开的剖视图。

图17为本发明高粘度组合工作头中第三组定转子的组合示意图。

图18为本发明高粘度组合工作头中第三组定转子的第三转子主视图。

图19为图18中沿G-G线剖开的剖视图。

图20为本发明高粘度组合工作头中第三组定转子的第三定子主视图。

图21为图20中沿H-H线剖开的剖视图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。

此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。

此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

图6为本发明高粘度组合工作头的分解示意图。图7为本发明高粘度组合工作头中第一组定转子的组合示意图。图8为本发明高粘度组合工作头中第一组定转子的第一转子主视图。图9为本发明高粘度组合工作头中第一组定转子的第一转子侧视图。图10为本发明高粘度组合工作头中第一组定转子的第一定子主视图。图11为图10中沿D-D线剖开的剖视图。

如图6所示，本发明公开了一种高粘度组合工作头30，其包括转子固定座31、总转子32和多组定转子。其中，总转子32安装在转子固定座31上，所述多组定转子依次套叠，并安装至总转子32内，与转子固定座31连接。

优选地，多组定转子包括第一组定转子33、第二组定转子34和第三组定转子35。

如图7至图11所示，第一组定转子33包括第一定子331和第一转子332，第一定子331的一端面上设有一圈圆孔333，第一转子332的一端面上设有刀片334，将齿333与刀片334面对面安装连接。

第一转子332的底座边缘到中心处呈30°～75°的倾斜角度，形成一锥面。刀片334设置在所述锥面上，刀片334包括三至六片，刀片334呈流线型弧形凸起。起于所述锥面的小圆0度中心线上，终止于20°～42°角度上，以弧状形式凸起，并在圆周均布3～6条。

第一转子332是高粘度组合式工作头HVQ-43的核心部分，主轴高速旋转对物料产生极其强大的吸力，把物料迅速带入到工作头的中心，利用离心力使物料朝向工作头的外围喷出。物料在转子刀刃的尾部与定子内面之间产生研磨作用效应，物料因受到强烈液压剪切的力量。在较高周转速率下，通过定片中的穿孔并进入第二组定转子34，其中叶片起到主要作用。叶轮在装配前要通过动平衡实验，叶轮上的内外表面要求光滑，以减少过流物料的摩擦损失。

图12为本发明高粘度组合工作头中第二组定转子的组合示意图。图13为本发明高粘度组合工作头中第二组定转子的第二转子主视图。图14为图13中沿E-E线剖开的剖视图。图15为本发明高粘度组合工作头中第二组定转子的第二定子主视图。图16为图16中沿F-F线剖开的剖视图。

如图12至图16所示，第二组定转子34包括第二定子341和第二转子342，第二定子341为第二圆孔定子，第二转子342为第二齿形转子，所述第二圆孔定子与所述第二齿形转子面对面安装连接。

所述第二齿形转子的齿槽343为深2-8mm，宽2-8mm的正方体，所述正方体沿所述第二齿形转子的圆周上15至45等分地均匀分布。所述第二圆孔定子为分布2至6排相互错开的圆孔形式，所述圆孔的直径为2-8mm，所述圆孔沿所述第二圆孔定子的圆周上20至60等分地均匀分布。齿槽343上距离齿端面2/3处向中心切除掉一部分齿面，但不切除到底。

物料被第一组定转子33的强大离心力破碎并甩出后，迅速被带入第二组带斜面齿形的转子，由于斜面作用使粘度大的物料快速的进行混合、剪切，且进一步改小物料的粒径后被甩出。

图17为本发明高粘度组合工作头中第三组定转子的组合示意图。图18为本发明高粘度组合工作头中第三组定转子的第三转子主视图。图19为图18中沿G-G线剖开的剖视图。图20为本发明高粘度组合工作头中第三组定转子的第三定子主视图。图21为图20中沿H-H线剖开的剖视图。

如图17至图21所示，第三组定转子35包括第三定子351和第三转子352，第三定子351为第三圆孔定子，第三转子352为第三齿形转子，所述第三圆孔定子和所述第三齿形转子面对面安装连接。

所述第三齿形转子的齿槽353为深6-12mm，宽2-5mm的长方体，所述长方体沿所述第三齿形转子的圆周上20-60等分地均匀分布，距离齿端面1/2处向中心切除掉部分齿面，但不切除到底。所述第三圆孔定子为分布3至5排相互错开的圆孔形式，所述圆孔的直径为1-4mm，所述圆孔沿所述第三圆孔定子的圆周上75-120等分地均匀分布。

物料被第二组定转子34的强大离心力破碎并甩出后，迅速被带入第三组带斜面齿形的转子，由于斜面作用使粘度大的物料快速的进行混合、剪切。在进一步改小物料的粒径后被甩出，迅速进入总转子32，由于总转子32的间隙较小，孔径最小，再次产生更细的破碎，从而达到均质的目的。

根据上述结构描述，本发明高粘度组合工作头采用三层定子对四层转子，转子转速范围可达0～20000rpm，转子如此高的线速度，使得物料快速地被吸入工作腔体，高速旋转的转子与精密的定子工作腔配合，依靠高线速度，产生强劲的液力剪切、离心挤压、高速切割及碰撞，使物料充分分散、乳化、均质、粉碎、混合。

综上所述，本发明高粘度组合式工作头可以轻松地完成高粘度和含固量高的悬浮液的分散和高效溶解。比如对于液体与液体，油、水、剂的乳化，细胞组织的破碎。再比如对于气体、液体和固体，吸收、溶解、萃取的混合、分散，本发明高粘度组合工作头具有一定的高位输送能力。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高粘度组合工作头，其特征在于，所述高粘度组合工作头包括转子固定座、总转子和多组定转子，所述总转子安装在所述转子固定座上，所述多组定转子依次套叠，并安装至所述总转子内，与转子固定座连接；

所述多组定转子包括第一组定转子、第二组定转子和第三组定转子；

所述第一组定转子包括第一定子和第一转子，所述第一定子的一端面上设有一圈圆孔，所述第一转子的一端面上设有刀片，所述圆孔与所述刀片面对面安装连接；

所述第二组定转子包括第二定子和第二转子，所述第二定子为第二圆孔定子，所述第二转子为第二齿形转子，所述第二圆孔定子与所述第二齿形转子面对面安装连接；

所述第三组定转子包括第三定子和第三转子，所述第三定子为第三圆孔定子，所述第三转子为第三齿形转子，所述第三圆孔定子和所述第三齿形转子面对面安装连接。

2.如权利要求1所述的高粘度组合工作头，其特征在于，所述第一转子的底座边缘到中心处呈30°～75°的倾斜角度，形成一锥面。

3.如权利要求2所述的高粘度组合工作头，其特征在于，所述刀片设置在所述锥面上，所述刀片包括三至六片，所述刀片呈流线型弧形凸起。

4.如权利要求1所述的高粘度组合工作头，其特征在于，所述第二齿形转子的齿槽为深2-8mm，宽2-8mm的正方体，所述正方体沿所述第二齿形转子的圆周上15至45等分地均匀分布；

所述第二圆孔定子为分布2至6排相互错开的圆孔形式，所述圆孔的直径为2-8mm，所述圆孔沿所述第二圆孔定子的圆周上20至60等分地均匀分布。

5.如权利要求4所述的高粘度组合工作头，其特征在于，所述齿槽上距离齿端面2/3处向中心切除掉一部分齿面。

6.如权利要求1所述的高粘度组合工作头，其特征在于，所述第三齿形转子的齿槽为深6-12mm，宽2-5mm的长方体，所述长方体沿所述第三齿形转子的圆周上20-60等分地均匀分布；

所述第三圆孔定子为分布3至5排相互错开的圆孔形式，所述圆孔的直径为1-4mm，所述圆孔沿所述第三圆孔定子的圆周上75-120等分地均匀分布。

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