CN1086622C - 封闭式搅拌装置 - Google Patents

Abstract

一种封闭式搅拌装置，该封闭式搅拌装置能够在各种搅拌条件下均匀搅拌和粉碎搅拌物，不需要维修第一和第二转子的转子转动机构工序，同时搅拌物装置的吞吐量没有损失，避免了搅拌物温度的过度增长。在该装置中，当第一和第二转子在腔室内转动时，通过搅拌物在腔室内壁和第一和第二转子之间的顶端间隙的流动获得所需搅拌状态的搅拌物，并通过所施加的剪切力粉碎搅拌物。相对应第一和第二转子装有三个具有多个顶部的螺旋形长叶片，并沿着轴向形成了三个顶端间隙。

Description

封闭式搅拌装置

本发明涉及一种封闭式搅拌装置，通过在腔室内转动转子搅拌如橡胶、塑料等材料。

分批式封闭搅拌装置，加工一批搅拌物要通过一系列的操作过程，如橡胶、塑料等搅拌材料通过浮动锤压入腔室、通过腔室内一对转子的搅拌获得所需状态的搅拌物、以及搅拌物通过卸料门放出。

以上的搅拌操作是通过转子的转动力在搅拌物上起剪切力的作用完成的。众所周知，在转子和腔室内壁之间的间隙剪切力最大(参考下文涉及的顶端间隙)，并且随着顶端间隙的减小其最大剪切力增大。因此，很显然，减小顶端间隙促进搅拌由大剪切力而引起的粉碎作用的结果。然而，如果顶端间隙减小，大剪切力局部地施加给搅拌物，而使搅拌物的温度升高。

因此，就加工具有较低的可允许温度的搅拌物所而言，尽管生产率降低也要采用这样的步骤，即，增大顶端间隙，降低转子速度，为使温度的升高控制在允许的温度范围内，应减少材料加入量，使搅拌效率降低。就加工具有较高的可允许温度的搅拌物所而言，当认为搅拌效率很重要时，为了获得大剪切力，应尽量减小顶端间隙，提高转子速度。

然而，按上述的惯用结构，这样的顶端间隙仅适用于特定的搅拌条件。除非当搅拌物类型改变使搅拌条件发生变化时，替换转子以便提供适应于搅拌条件的顶端间隙，提供过大或过小的顶端间隙，加剧了搅拌和粉碎不充分的问题，使搅拌物温度的升高超过了允许的温度。然而，替换转子以适应搅拌条件的办法是不切实际的。当搅拌物温度的升高超过了允许的温度时，在损失了搅拌装置的吞吐量时，搅拌物的质量得到了保证，如通过降低转子速度和减少进料量。

日本特许厅公布的专利号为No.63-47106专利中，当仅仅提高冷却效率时，可以将封闭式搅拌装置打开，其中有两个沿轴向延伸的圆周方向的螺旋形长叶片，刮片用于清理叶片的背面，并通过刮片刮去附在腔室内壁表面的搅拌物层，这样，通过腔室使冷却效率提高。然而，在上面的封闭式搅拌装置，仅仅长叶片提供了特定的顶端间隙和完成的剪切功能，刮片的剪切作用的技术思想也没有说明，所以对于该装置顶端间隙变化的了解是不够的。

另外，封闭式搅拌装置在叶片转子能够移动这一方面得到了发展，这样使顶端间隙为适应搅拌条件能够任意变化，而不是不切实际的转子的替换。然而，在轴每次移动后，转子转动轴的移动机构需检查和维修，检查维修周期增加，检查操作变得更加复杂。

本发明的目的是提供一种封闭式搅拌装置，该封闭式搅拌装置能够在各种搅拌条件下均匀搅拌和粉碎搅拌物，不需要检查和维修工序，同时搅拌装置的固有吞吐量没有损失，并防止了搅拌物温度的过度增长。

为了达到上述目的，本发明第一方面，所提供的封闭式搅拌装置由腔室、带叶片的转子，叶片与腔室内壁至少沿轴向形成了多个不同的顶端间隙，以便转子在腔室内转动时，通过搅拌物在顶端间隙的流动获得所需搅拌状态的搅拌物，同时通过所提供的剪切力粉碎搅拌物。

本发明第二方面，按照本发明第一方面所提供的封闭式搅拌装置，其中叶片由长叶片和短叶片组成，并且多个不同的顶端间隙至少是沿着长叶片形成的。

本发明第三方面，按照本发明第二方面所提供的封闭式搅拌装置，其中在所述转子的圆周方向上形成至少两个长叶片和短叶片，至少在两个长叶片和短叶片上提供多个不同的顶端间隙。

本发明第四方面，按照本发明第一方面所提供的封闭式搅拌装置，其中所形成多个不同的顶端间隙之一，允许其叶片的顶部紧靠在腔室的内壁上，以便刮去附在腔室内壁表面上的搅拌物，并且施加很强的剪切力粉碎搅拌物。

本发明第五方面，按照本发明第一方面所提供的封闭式搅拌装置，其中多个不同的顶端间隙至少包括两个小顶端间隙、中顶端间隙和大顶端间隙，小顶端间隙与腔室内径的比率在0.0025-0.0250范围内，中顶端间隙与腔室内径的比率在0.0100-0.0500范围内，大顶端间隙与腔室内径的比率在0.0250-0.1000范围内。

本发明第六方面，按照本发明第五方面所提供的封闭式搅拌装置，其中小顶端间隙与腔室内径的比率在0.00625-0.0125范围内，中顶端间隙与腔室内径的比率在0.0125-0.0250范围内，大顶端间隙与腔室内径的比率在0.0250-0.075范围内。

本发明第七面，按照本发明第一方面所提供的封闭式搅拌装置，其中叶片包括一个有上述形状的多级顶端间隙。

本发明第八面，按照本发明第七方面所提供的封闭式搅拌装置，其中至少一个多级顶端间隙是锥形的。

本发明第九面，按照本发明第一方面或第四方面所提供的封闭式搅拌装置，其中叶片包括一个有上述形状的多个锥形顶端间隙。

本发明第十面，按照本发明第一方面或第四方面所提供的封闭式搅拌装置，其中转子的叶片是由分离元件构成的。

附图的简要说明

图1按照本发明封闭式搅拌装置内的转子的前视图；

图2转子的展开图；

图3搅拌搅拌物时的状态说明图；

图4A和4B搅拌物的流动状态说明图，其中，图4A显示按照本发明的封闭式搅拌装置的搅拌物流动状态图，图4B显示惯用的封闭式搅拌装置的搅拌物流动状态图；

图5A和5B转子长叶片和短叶片的状态图，图5A是转子展开图，图5B是转子轴的横向剖视图；

图6转子展开图；

图7转子展开图；

图8转子展开图；

图9转子展开图；

图10转子展开图；

图11A至11E一个叶片的多个顶端间隙的外观图；

图12用于实验的转子展开图；

图13当转子转速为60转/分时，本发明转子及比较例的特性曲线图；

图14当转子转速为90转/分时，本发明转子及比较例的特性曲线图；

图15分离元件型转子的透视图。

下面参考图1至10对本发明实施例进行说明。

按照本发明的封闭式搅拌装置，包括一对转子即第一转子1和第二转子2，用于支撑转子1和转子2转动的箱体3。冷却管(图中未画出)与箱体3的外壁相连接，以便冷却搅拌物。用于容纳搅拌物的腔室4由箱体3的内部形成。如图3所示，搅拌腔室4的垂直横断面是两个相交圆的形状，并由一对第一搅拌腔室4a和第二搅拌腔室4b构成，其内径都为D，相交部分4c在搅拌腔室4a和4b之间用于连接二者。

浮动锤5用于将橡胶、塑料等搅拌材料压入腔室4，其位置在箱体3的上部中间，以便于上下往复移动。另一方面，卸料门6在底部中间用于放出搅拌物。其结构是这样的，浮动锤5和卸料门6与箱体3紧密相连接构成了腔室4内壁的一部分。

第一转子1和第二转子2分别通过第一搅拌腔室4a和第二搅拌腔室4b插入，如图1所示。转子1和转子2的轴线相互平行，并通过驱动机构使其相互反方向转动。另外，具有长叶片7和短叶片8的转子1和转子2制成了相同的形状，后面将说明。

各自的转子1和转子2的都制成了在腔室4内的转子搅拌部分1a和2a，并具有转子支撑部分1b、1b和2b、2b，它们被支撑在箱体3上可以转动。各自的转子搅拌部分1a和2a有三个长叶片7和短叶片8，并在圆周上按120度等距离排列，并沿轴向延伸，如图2所示。各自的长叶片7是螺旋形的进料叶片，从腔室壁面的一端延伸至腔室另一壁面的中间。另外，各自的短叶片8是反向螺旋形的出料叶片，从长叶片7的一端至腔室壁4另一表面，以便在长叶片7的另一侧定位。

每一个长叶片7的顶端分成了高端部分7a、中端部分7b和低端部分7c，三个顶端部分在轴向上有不同的高度。也可以说，三个顶端部分在长叶片7的圆周方向上有不同的高度。各自的顶端部分7a、7b和7c的间隙大小是按着小顶端间隙、中顶端间隙、大顶端间隙的顺序增加。所以间隙是指顶端部分与腔室4内壁之间的距离。

也就是说结构是这样的，高端部分7a紧靠着腔室4的内壁，以形成小的顶端间隙，当转子1和转子2转动时，高端部分7a对搅拌物施加大的剪切力，以提高搅拌效率和粉碎效率，并刮去附在腔室4内壁的搅拌物以提高冷却效率。进一步说，高端部分7a允许大部分进入的搅拌物沿轴向流动，同时加速搅拌物的流动，加速搅拌物在第一搅拌腔室4a和第二搅拌腔室4b之间流动。

另一方面，低端部分7c与腔室4的内壁充分分开，以形成大的顶端间隙。使当转子1和转子2转动时，低端部分7c增加了通过顶端间隙搅拌物数量，同时加速搅拌物的流动，加速搅拌物在第一搅拌腔室4a和第二搅拌腔室4b之间流动，防止了从局部对搅拌物施加大剪切力，避免了搅拌物温度的过度升高。

中端部分7b形成了介于高端部分7a顶端间隙和低端部分7c顶端间隙之间居中的顶端间隙，以便控制剪切力及高端部分7a和低端部分7c搅拌物的流动。

顶端间隙可以是下列顺序排列之一：中，小和大顶端间隙；大，中和小顶端间隙；小，大和中顶端间隙。

相对应在长叶片7另一侧形成了具有高端部分8a、中端部分8b和低端部分8c的短叶片8，如图2所示。高端部分8a紧靠着腔室4的内壁，以形成小顶端间隙，与长叶片7高端部分7a相似，对搅拌物施加大剪切力，刮去附在腔室4内壁的搅拌物，并加速搅拌物的流动，加速搅拌物在搅拌腔室4a和4b之间沿轴向流动。

低端部分8c与腔室4内壁充分分开，以形成大顶端间隙。与长叶片7低端部分7c相似，增加了通过顶端间隙的搅拌物数量，加速搅拌物在搅拌腔室4a和4b之间的流动，避免了从局部对搅拌物施加大剪切力。

中端部分8b形成了介于高端部分8a顶端间隙和低端部分8c顶端间隙之间居中的顶端间隙，与长叶片7低端部分7b相似，以便控制剪切力及高端部分8a和低端部分8c搅拌物的流动。

下面对具有上述结构的本发明的封闭式搅拌装置的操作进行说明。

首先，如图3所示，浮动锤5与箱体3分离，卸料门6与箱体3紧密相接，打开腔室4顶部。在从打开状态加入如橡胶、塑料、装填材料等材料装入腔室4后，浮动锤5与箱体3接触并压入腔室4的相交断面4c内。另外，几乎同步，冷却水或类似的物体流入与箱体3的外壁相连接的冷却管，用于通过箱体3冷却腔室4内的搅拌物。依赖于搅拌材料的类型和结构，如热水、蒸汽等为了加热搅拌材料能够在冷却管内流动的热介质。

其次，当剪切和粉碎搅拌材料时，为了获得所需混合状态的搅拌物，第一转子1和第二转子2沿反方向转动。长叶片7的高端部分7a和短叶片8的高端部分8a提供了小间隙，当第一和第二转子转动时，如果将片装的橡胶块类的搅拌材料加入连接部分4c，这些材料通过剪切力被送入第一和第二搅拌腔室4a和4b，如图3所示。由上所知，在搅拌开始后，甚至搅拌材料具有较大的尺寸和各种搅拌形状时，搅拌材料总能在短时间内被粉碎于腔室4的整个空间。

当搅拌在腔室4内上述所需的搅拌材料时，每一个长叶片7的顶端部分7a、7b和7c，每一个短叶片8的顶端部分8a、8b和8c，作用于由搅拌材料和搅拌物所组成的流动的搅拌物上。

图4A和4B表述了本发明封闭式搅拌装置和相应的惯用的封闭式搅拌装置的搅拌物的流动状态。在图中，阴影部分表示搅拌物的添加数量，矢量表示搅拌物流动的速度和方向，箭头表示搅拌物在连接部分4c的流动的速度和方向。

参考图4A，由于在上面所描述的长叶片7的高端部分7a和短叶片8的高端部分8a所提供的小顶端间隙，少量的搅拌物由顶端间隙通过。为此，搅拌物在高端部分7a和8a进料侧沿轴向大量流动，根据这一点，大部分搅拌物移向与长叶片7的高端部分7a相邻的短叶片8的中端部分8b的进料侧，一部分搅拌物通过顶端间隙。由小顶端间隙产生的大剪切力作用于部分搅拌物使其粉碎。另外对于粉碎来说，被剪切的搅拌物的温度突然增加。然而，由于大部分搅拌物沿轴向流动，避免了搅拌物整体温度的升高。由此，搅拌物能够被大剪切力连续粉碎，甚至允许搅拌物温度很低。

另外，长叶片7的高端部分7a和短叶片8的高端部分8a位于紧靠腔室4的内壁的位置，以便刮去附在腔室4内壁的搅拌物。使附在腔室4内壁的搅拌物层变薄，使通过腔室4的冷却管的冷却效率提高，进一步避免了搅拌物温度的升高。当长叶片7的高端部分7a和短叶片8的高端部分8a移动至连接部分4c时，搅拌物被很大的压力从第一和第二搅拌腔室4a和4b压入另外的第一和第二搅拌腔室4a和4b，从而加速了搅拌物在第一和第二搅拌腔室间的流动。

在长叶片7的低端部分7c和短叶片8的低端部分8c形成了大顶端间隙，以便于搅拌物大量通过顶端间隙。为此，搅拌物在低端部分7c和8c进料侧沿圆周方向大量流动，根据这一点，大部分搅拌物移向与长叶片7的中端部分7b相邻的短叶片8的中端部分8b圆周方向的进料侧，一部分搅拌物沿轴向流动。另外，压出搅拌物的压力很小，当低端部分7c和低端部分8c移至连接部分4c时，避免了搅拌物流动至另外的第一和第二搅拌腔室。同时加速了搅拌物在相同的一对搅拌腔室4a和4b的流动，由大顶端间隙产生的剪切力作用于搅拌物，避免了搅拌物温度的过度升高。

长叶片7的中端部分7b和短叶片8的中端部分8b形成了介于高端部分7a顶端间隙和低端部分7c顶端间隙之间居中的顶端间隙，以便控制剪切力及搅拌物的流动。

当搅拌物按上述方法被搅拌时，第一搅拌空间10a允许搅拌物在圆周方向上大量流动，第二搅拌空间10b用于通过剪切力粉碎少量搅拌物，并允许搅拌物沿轴向大量流动，第三搅拌空间10c允许通过施加连续的介于中间的轴向和圆周方向剪切力使搅拌物沿轴向和圆周方向流动。通过与图4B所示的惯用的封闭式搅拌装置的对比，其中长叶片7和短叶片8都具有中间顶端部分7b和8b，相应的，第一和第三搅拌空间内的搅拌物被均匀粉碎并快速流动。这样，不用改变顶端间隙来适应搅拌物的搅拌条件，也不用牺牲搅拌装置的吞吐量，例如不改变转子速度、进料量等，便总能获得具有良好搅拌状态的搅拌物。

如上所述，本实施例的封闭式搅拌装置，通过搅拌物在第一、第二转子在腔室4内转动时在腔室4内壁之间的顶端间隙的流动，并通过施加的剪切力粉碎搅拌物，获得所需状态的搅拌物，如图1所示。第一和第二转子各自具有长叶片7和短叶片8，其等距离位于圆周方向的三个位置上，以便于在轴向和圆周方向形成三个不同的多个顶端间隙。

按照对结构的说明，在由长叶片7和短叶片8形成的三个顶端间隙中的最小顶端间隙中，大部分顶端间隙进料侧的搅拌物沿轴向流动，一部分搅拌物通过间隙，受支配的搅拌物被剪切力粉碎。另一方面，在大顶端间隙内，进料侧的大部分搅拌物通过，以加速沿圆周方向的流动，并通过小剪切力阻止温度升高。当大或小的不同顶端间隙在轴向和圆周方向起作用时，搅拌物在整个腔室4内快速流动时被大剪切力粉碎，并在粉碎期间避免了搅拌物温度的升高。因此，在各种搅拌条件总能得到所需要的搅拌状态的搅拌物，而不需要对转子转动机构进行维修和牺牲装置的吞吐量的操作，所有这些在惯用的封闭搅拌装置中是所必需的。

转子的数量可以是一个、三个或更多。另外，在本实施例中，通过等距离地位于圆周方向的三个位置上的长叶片7的高端到低端部分7a到7c和短叶片8的高端到低端部分8a到8c，形成了三个不同的顶端间隙。然而，短叶片8构造，长叶片7和短叶片8的数量和螺旋角度、结构，形成了叶片的顶端间隙后，叶片的轴向长度可以任意选定，在该长度上至少在轴向上形成两级或多级的顶端间隙。

更准确地说，转子可以只装一个长叶片7，或者可以在圆周方向上等距离位于两个位置上的长叶片7和短叶片8，如图5A和5B所示。另外，长叶片7的端部可以与短叶片8的端部一致，如图6和7所示，高端部分7a到低端部分7c提供的三级顶端间隙，在长叶片7上可以制成四个分开的部分，如图8所示。进一步如图9所示，长叶片7只有高端部分7a，长叶片7只有中端部分7b，长叶片7只有低端部分7c可以等距离位于圆周方向上，以便形成的顶端间隙在轴向上互相相等，在圆周方向上分为三级。在长叶片7和短叶片8上的顶端间隙分段数量最好在十个以上，以使叶片容易加工。

更进一步，如图10所示，长叶片7和短叶片8可以制成大螺旋角度。螺旋角度最好设置在10度至60度范围之间。因为小螺旋角度减少了搅拌物的轴向流动，使通过顶端间隙的搅拌物数量增加，因此加速了粉碎操作；大螺旋角度加大了搅拌物的轴向流动，因此加速了在腔室4内的混合，螺旋角度在10度至60度范围内能够同时具有以上两个特征。

在所形成的大、中、和小顶端间隙中，未限制多个顶端间隙是直线形式台阶。例如：当从转子展开图2中的叶片表面垂直方向看长叶片7时，长叶片有三个图形，即第一长叶片，第二长叶片，和第三长叶片，如图11A所示。第一长叶片形成多个顶端间隙，就一个叶片而言，按大、中、和小顶端间隙顺序。第二长叶片形成多个顶端间隙，就一个叶片而言，按小、大、和中顶端间隙顺序。第三长叶片形成多个顶端间隙，就一个叶片而言，按中、小、和大顶端间隙顺序。

锥形顶端间隙也可制成如图11B至11E的形式。通过完整的直圆锥形第一长叶片所形成的图11B的顶端间隙。第二和第三长叶片形成了相同的圆锥形与阶梯型的组合。在图11C中，大顶端间隙保留了直线，顶端间隙的其余部分可以是锥形。在图11C中，中或小顶端间隙保留了直线，顶端间隙的其余部分可以是锥形。在图11C中，锥形顶端间隙是组合而成的，以便于形成转弯点而不是阶梯部分。在图11E中，大、中或小顶端间隙由很小的台阶和锥形部分形成。这些锥形顶端间隙可以适用于所有的叶片，或特定叶片，或多个特定叶片顶端间隙的一部分。另外，可以是具有圆滑弯曲的锥形。

从避免断裂和克服表面缺陷的观点来看，阶梯部分的弯曲点和拐角最好是斜切的，或具有倒圆。

转子可以通过整体铸造或切削进行加工。然而，可以采用所称的分离元件系统，即所有的叶片或长叶片被分成多个元件。既然是这样，通过变换分离元件的相位，如图15所示，搅拌物的流动发生了很大的变化，因此，搅拌物的搅拌程度更进一步得到提高。

各个分离元件的宽度可以被制成相等或不相等的，叶片旋转的角度可以是固定或变化的。可以自由设计而不脱离本发明的技术思想。

下面将说明通过实验小型封闭式搅拌装置获得了搅拌物测试结果。一个搅拌腔室具有4升可用容量。转子叶片的结构，图12展开图所示的完全用于本发明的大、中、小顶端间隙的结构。大顶端间隙L＝6mm(大间隙L与腔室内径128.6mm的比率是0.0467)，中顶端间隙M＝3mm(中间隙M与腔室内径128.6mm的比率是0.0233)，小顶端间隙S＝1mm(小间隙S与腔室内径128.6mm的比率是0.0078)。完全用于比较例的叶片结构与本发明的结构相同，但所有的顶端间隙是3mm。

在本发明和比较例中，混合物包括100份天然橡胶(CV60)和50份碳黑(SAF)用于搅拌试验。另外，加入搅拌腔室的混合物的比率为70％，注入压力为5kg/cm²，本发明和比较例中流入箱体和转子的冷却水的温度都为30℃。

将测量搅拌物的温度(℃)随时间的变化，施加于搅拌物的机械能(KWH/kg)随时间的变化及搅拌物的门尼粘度。当转子转速为60转/分时，它们随时间的变化如图13所示，当转子转速为90转/分时，它们随时间的变化如图14所示。在这些图中，Y表示本发明的转子，X表示比较例的转子。

按照图13和图14，本发明的转子Y和比较例的转子X之间在特性方面存在下列不同。

1)施加于本发明的转子Y的搅拌物的机械能与比较例的转子X相比较大。

2)本发明的转子Y的搅拌物的温度与比较例的转子X相比较高，但它们实际上是相等的。

3)本发明的转子Y的搅拌物的门尼粘度与比较例的转子X相比较低。另外，如图14所示，随着时间的推移，比较例的转子X的门尼减小粘度稍有变化；同时，本发明的转子Y的门尼粘度减小实际上与经过的时间成比例。

上述的不同在特性1)至3)说明了本发明的转子Y的冷却能力比比较例的转子X较高，并能施加于搅拌物较大的机械能。另外，施加于搅拌物较大的机械能，搅拌物的粘度更趋向于减小，与比较例的转子X相比，本发明的转子Y能够提供在加工性能方面非常理想的搅拌物。

在发明的一种形式中，所提供的封闭式搅拌装置，用于当转子在腔室转动时，通过搅拌物在顶端间隙即腔室内壁与转子之间流动，获得所需搅拌状态的搅拌物，同时，通过施加的剪切力粉碎搅拌物；其中，提供了带叶片的转子，用于至少在轴向上形成多个顶端间隙。在发明的另一种形式中，所提供的封闭式搅拌装置，其中，叶片由长叶片和短叶片组成，至少沿着长叶片形成多个不同的顶端间隙。在发明的另一种形式中，所提供的封闭式搅拌装置，其中，在所述转子的圆周方向上至少形成两个长叶片和短叶片，至少在两个长叶片和短叶片形成多个不同的顶端间隙。

本发明的这些特征带来了以下优点。由叶片形成的不同的顶端间隙可以相对地分为小顶端间隙和大顶端间隙。在小顶端间隙，大部分顶端间隙进料侧的搅拌物沿轴向流动，一部分搅拌物通过该间隙，在大剪切力的作用下被粉碎。另一方面，在大顶端间隙，大部分顶端间隙进料侧的搅拌物加速沿圆周方向流动，并避免了由小剪切力所引起的温度的升高。于是，当大和小不同顶端间隙至少在轴向上时，搅拌物在整个腔室内快速流动的同时在大剪切力的作用下被粉碎，并避免了在粉碎期间由大剪切力所引起的搅拌物温度的升高。因此，不用像在惯用搅拌装置上那样维修转子转动机构和一些牺牲搅拌装置的吞吐量的操作，各种所需状态搅拌物就能被制成。

在发明的更进一步的形式中，所提供的封闭式搅拌装置，其中通过叶片顶部紧靠在腔室内壁所形成多个顶端间隙之一，以便于刮去附在腔室内壁表面的搅拌物并给一部分搅拌物施加剪切力。本发明的这个特征带来了以下优点。叶片顶部紧靠在腔室内壁，随着转子的转动，周期地刮去附在腔室内壁表面的搅拌物，以使附在腔室内壁表面的搅拌物层变薄，使通过腔室冷却的搅拌物的冷却效果提高。

在发明的更进一步的形式中，所提供的封闭式搅拌装置，其中多个不同的顶端间隙至少包括两个小顶端间隙、中顶端间隙和大顶端间隙，小顶端间隙与腔室内径的比率在0.0025-0.0250范围内，中顶端间隙与腔室内径的比率在0.0100-0.0500范围内，大顶端间隙与腔室内径的比率在0.0250-0.1000范围内。本发明的这个特征带来了以下优点。小顶端间隙与腔室内径的比率在预定范围内，完成破裂包括在搅拌物中的添加物和骨料或凝胶体，并使其粉碎而进入搅拌物的功能。中顶端间隙和大顶端间隙与腔室内径的比率各自在预定范围内，同样的剪切操作能够施加于搅拌物上。

在发明的另一种的形式中，所提供的封闭式搅拌装置，其中小顶端间隙与腔室内径的比率在0.00625-0.01250范围内，中顶端间隙与腔室内径的比率在0.0125-0.0250范围内，大顶端间隙与腔室内径的比率在0.0250-0.0075范围内。本发明的这个特征带来了以下优点。骨料或凝胶体二者的粉碎物进入搅拌物中，并且同样施加于搅拌物上的剪切操作能够达到稳定。

在发明的更进一步的形式中，所提供的封闭式搅拌装置，其中至少一个多级顶端间隙是锥形的。在发明的更进一步的形式中，所提供的封闭式搅拌装置，其中叶片包括一个具有以上形状的多个锥形顶端间隙的叶片，本发明的这些特征带来了以下优点。锥形顶端间隙能够改变搅拌物的流动，并能够采纳有利于转子运转的形状。

在发明的更进一步的形式中，所提供的封闭式搅拌装置，其中转子由分离元件组成。本发明的这个特征带来了以下优点。叶片易于加工，叶片设计的自由度增加了。

Claims (20)

1.一种封闭式搅拌装置，包括：

一个腔室；和

一转子，所述转子设有叶片，用于至少在轴向上提供多个不同的介于所述腔室的内壁与所述转子之间的顶端间隙，并且提供不同的相邻分段顶端间隙；

所述叶片由长叶片和短叶片组成，至少两个所述长叶片和短叶片设置在所述转子的圆周方向上；和

至少一个在轴向上的所述不同的顶端间隙，其顶端间隙与腔室内径的比率是在0.0025-0.025，或0.0100-0.0500，或0.025-0.100的范围之内。

2.按照权利要求1所述的封闭式搅拌装置，其特征在于，所述多个不同的顶端间隙至少是沿着所述长叶片形成的。

3.按照权利要求2所述的封闭式搅拌装置，其特征在于，所述多个不同的顶端间隙至少在所述两个长叶片和短叶片上形成。

4.按照权利要求1所述的封闭式搅拌装置，其特征在于，通过所述叶片的顶部紧靠在所述腔室内壁上，形成所述多个不同的顶端间隙之一，以便刮去附在所述腔室内壁表面上的搅拌物，并对部分搅拌物施加很强的剪切力。

5.按照权利要求1所述的封闭式搅拌装置，其特征在于，多个不同的顶端间隙包括至少两个小顶端间隙、中顶端间隙和大顶端间隙，小顶端间隙与腔室内径的比率在0.0025-0.0250范围内，中顶端间隙与腔室内径的比率在0.0100-0.0500范围内，大顶端间隙与腔室内径的比率在0.0250-0.1000范围内。

6.按照权利要求5所述的封闭式搅拌装置，其特征在于，小顶端间隙与腔室内径的比率在0.00625-0.0125范围内，中顶端间隙与腔室内径的比率在0.0125-0.0250范围内，大顶端间隙与腔室内径的比率在0.0250-0.075范围内。

7.按照权利要求1或4所述的封闭式搅拌装置，其特征在于，叶片包括一个其上形成有多级分段的顶端间隙的叶片。

8.按照权利要求7所述的封闭式搅拌装置，其特征在于，至少一个所述多级分段顶端间隙是锥形的。

9.按照权利要求1或4所述的封闭式搅拌装置，其特征在于，所述叶片包括一个其上形成有多个锥形顶端间隙的叶片。

10.按照权利要求1或4所述的封闭式搅拌装置，其特征在于，所述转子的叶片是由分离元件构成的。

11.一种封闭式搅拌装置，包括：

一个腔室；和

一转子，所述转子设有叶片，用于在轴向和周向上提供多个不同的介于所述腔室的内壁与所述转子之间的顶端间隙，并且提供不同的相邻分段顶端间隙；

所述叶片由长叶片和短叶片组成，至少两个所述长叶片和短叶片设置在所述转子的圆周方向上；和

至少一个在周向上的所述不同的顶端间隙，其顶端间隙与腔室内径的比率是在0.0025-0.025，或0.0100-0.0500，或0.025-0.100的范围之内。

12.按照权利要求11所述的封闭式搅拌装置，其特征在于，所述多个不同的顶端间隙至少是沿着所述长叶片形成的。

13.按照权利要求12所述的封闭式搅拌装置，其特征在于，所述多个不同的顶端间隙至少在所述两个长叶片和短叶片上形成。

14.按照权利要求11所述的封闭式搅拌装置，其特征在于，通过所述叶片的顶部紧靠在所述腔室内壁上，形成所述多个不同的顶端间隙之一，以便刮去附在所述腔室内壁表面上的搅拌物，并对部分搅拌物施加很强的剪切力。

15.按照权利要求11所述的封闭式搅拌装置，其特征在于，多个不同的顶端间隙包括至少两个小顶端间隙、中顶端间隙和大顶端间隙，小顶端间隙与腔室内径的比率在0.0025-0.0250范围内，中顶端间隙与腔室内径的比率在0.0100-0.0500范围内，大顶端间隙与腔室内径的比率在0.0250-0.1000范围内。

16.按照权利要求15所述的封闭式搅拌装置，其特征在于，小顶端间隙与腔室内径的比率在0.00625-0.0125范围内，中顶端间隙与腔室内径的比率在0.0125-0.0250范围内，大顶端间隙与腔室内径的比率在0.0250-0.075范围内。

17.按照权利要求11或12所述的封闭式搅拌装置，其特征在于，叶片包括一个其上形成有多级分段的顶端间隙的叶片。

18.按照权利要求17所述的封闭式搅拌装置，其特征在于，至少一个所述多级分段顶端间隙是锥形的。

19.按照权利要求11或12所述的封闭式搅拌装置，其特征在于，所述叶片包括一个其上形成有多个锥形顶端间隙的叶片。

20.按照权利要求11或12所述的封闭式搅拌装置，其特征在于，所述转子的叶片是由分离元件构成的。

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