CN110773018A - 一种在线式粉液混合泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及粉液混合设备，具体说是一种在线式粉液混合泵，包括机架、设置在机架上的电机和设置在泵腔内的定转子结构，所述电机驱动定转子结构中的转子旋转，所述泵腔上设有进粉口、进液口和出料口，所述转子相对定转子结构中的定子旋转产生的真空使泵腔内形成负压以将粉料、溶剂分别从所述进粉口、进液口吸进泵腔内混合分散，混合分散后的浆料从所述出料口排出。本发明是针对在线式粉液混合分散开发的一款新型设备，从电机到转子定子，都可以根据不同的物料特性，有针对性地进行选择搭配，以达到最好的效果。同时，设备上的防堵料装置，可使泵发生堵料后能及时进行疏通，以提高生产效率。

Description

一种在线式粉液混合泵

技术领域

本发明涉及粉液混合设备，具体说是在线式粉液混合泵。

背景技术

在化工材料制造行业中，粉液混合工艺主要使用的设备是机械搅拌机，预先在搅拌罐内按比例投入粉体、溶剂，然后采用搅拌装置使粉液充分混合。随着设备制造技术的发展，逐渐出现了可以做粉液混合分散的混合泵，粉液混合泵是一种能在线做粉液混合的设备。现有的粉液混合的设备有以下缺点：

1、工作效率低：传统机械式搅拌设备工作方式主要是间断式，当混合一段时间后需停机查看混合效果，难以应用于连续化生产线；

2、占地面积大、维修不方便；

3、混合时间长：在搅拌动作开始时，由于大量的粉末一开始就跟溶剂接触，一部分粉体会与空气、溶剂混合，形成团块。增加了搅拌混合的难度，为了保证混合好的浆料均一、稳定，通常需要更长的时间去混合；

4、市面上的粉液混合泵制造精度参差不齐，同轴度差，设备运行不稳定；5、市面上的粉液混合泵容易发生堵料;

6、投料混合时容易产生扬尘，对人或者环境造成污染或伤害。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种可适应不同物料、可防止堵料的在线式粉液混合泵。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种在线式粉液混合泵，包括机架、设置在机架上的电机和设置在泵腔内的定转子结构，所述电机驱动定转子结构中的转子旋转，所述泵腔上设有进粉口、进液口和出料口，所述转子相对定转子结构中的定子旋转产生的真空使泵腔内形成负压以将粉料、溶剂分别从所述进粉口、进液口吸进泵腔内混合分散，混合分散后的浆料从所述出料口排出。

作为优选，所述机架上设有防堵料装置，该防堵料装置包括与所述进粉口和泵腔分别连通的管件，该管件内设置有刮塞组件，该刮塞组件通过设置在所述管件上的驱动机构驱动运动。

作为优选，所述刮塞组件包括设置在所述管件内的活塞头和与该活塞头密封连接的活塞体，所述驱动机构驱动活塞体带动所述活塞头沿管件轴向移动。

作为优选，所述驱动机构为丝杆螺母机构、气缸、液压缸或电动推杆，该丝杆螺母机构、气缸、液压缸或电动推杆的驱动杆与所述活塞体连接。

作为优选，所述刮塞组件包括设置在所述管件内的螺旋送料杆，该螺旋送料杆通过所述驱动机构带动旋转。

作为优选，所述定转子结构包括所述转子和锁紧在泵腔端盖上的所述定子，所述转子包括与所述电机连接的安装体和绕该安装体圆周成型的数个混合齿，所述定子包括与所述端盖固定连接的安装座和沿该安装座圆周成型的薄壁圆环，所述数个混合齿伸入薄壁圆环的内环，薄壁圆环与混合齿之间形成有间隙。

作为优选，所述安装体为圆盘，圆盘中间开设有安装所述主轴的孔与键槽，圆盘上设有所述数个混合齿；所述数个混合齿为以沿所述圆盘的圆心周向分布的数个斜隔板或同心的数层直齿。

作为优选，所述安装体为圆柱体，该圆柱体中心设有安装所述主轴的孔与键槽，每一所述混合齿为设置在该圆柱体周壁的直螺旋叶片或斜螺旋叶片。

作为优选，所述进粉口和进液口通过一根输送管的共轨方式与所述泵腔连通或通过两根输送管的双轨方式分别与所述泵腔连通。

作为优选，所述电机的主轴通过机械密封与所述转子密封连接，或通过所述电机的主轴通过延长套筒泵轴与所述转子连接。

从以上技术方案可知，本发明是针对在线式粉液混合分散开发的一款新型设备，从电机到转子定子，都可以根据不同的物料特性，有针对性地进行选择搭配，以达到最好的效果。同时，设备上的防堵料装置，可使泵发生堵料后能及时进行疏通，以提高生产效率。

附图说明

图1是本发明的粉液双轨式结构示意图。

图2是本发明的粉液共轨式结构示意图。

图3是本发明的活塞推进式结构示意图。

图4是本发明的活塞推进式另一种结构示意图。

图5是本发明的螺旋输送式结构示意图。

图6是本发明的第一种转子的结构示意图。

图7是本发明的第二种转子的结构示意图。

图8是本发明的第三种转子的结构示意图。

图9是本发明的第四种转子的结构示意图。

图10是本发明的第五种转子的结构示意图。

图11是本发明的第一种定子的结构示意图。

图12是本发明的第二种定子的结构示意图。

图13是本发明的第三种定子的结构示意图。

图14是本发明的第四种定子的结构示意图。

图15是本发明的电机主轴直联式结构示意图。

图16是本发明的电机主轴套筒加长式结构示意图。

具体实施方式

下面将结合图1-16详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明提供一种在线式粉液混合泵，其包括机架100、设置在机架上的电机101和设置在泵腔2内的定转子结构，所述电机驱动定转子结构中的转子旋转，所述泵腔上设有进粉口1、进液口102和出料口103，所述转子相对定转子结构中的定子旋转产生的真空使泵腔内形成负压以将粉料、溶剂分别从所述进粉口、进液口吸进泵腔内混合分散，混合分散后的浆料从所述出料口排出。在实施过程中，电机带动转子旋转产生真空，泵腔形成负压把粉料、溶剂一同吸进泵腔内，在转子高速剪切作用下，粉体和溶剂得到充分混合，形成均匀一致的浆料，再经出料口排出。浆料排出的同时，泵腔泵内持续产生负压，完成持续吸料、混料、分散的工序，实现在线式加工。

本发明根据物料特性，粉液输入方式可分为粉液双轨式和粉液共轨式。其中粉液双轨式，如图1，即进粉口1和进液口102通过两根输送管分别与所述泵腔2连通，其适用于流动性较差的物料。如图2，本发明还提供一种粉液共轨式混合泵，即进粉口1和进液口102通过一根输送管与所述泵腔连通，如文丘里效应进料管等，具体是出料口103焊接在泵腔2上，在泵盖外端接有快接三通105和变径大小头106，变径大小头的进口端为进液口102，液体浆料从大小头进，快接三通上端为进粉口1，粉体从快接三通上端进，两者通过快接三通输送至泵腔2，然后在泵腔内混合分散，最终从出料口103排出，该方式适用于流动性好的物料。

如图1，本发明的机架上设有防堵料装置104，该防堵料装置包括与所述进粉口1和泵腔2分别连通的管件3，该管件内设置有刮塞组件4，该刮塞组件通过设置在所述管件上的驱动机构5驱动运动。粉液混合泵启动时，溶剂和粉体分别从进液口、进粉口吸入泵中，通过泵内转子高速旋转，使得粉液在泵腔内得到充分混合、分散。在运行一段时间后，随着浆液浓度上升，粘度增加，管道容易发生堵料。发生堵料时，通过驱动机构带动的刮塞组件运动，从而达到疏通管道的效果。

本发明根据不同的工况采用了活塞推进式、螺旋输送式两种。如图3，活塞推进式具体结构是：所述刮塞组件4包括设置在所述管件内的活塞头41和与该活塞头密封连接的活塞体42，所述驱动机构驱动活塞体带动活塞头沿管件轴向移动，其中所述驱动机构为丝杆螺母机构，螺母51固定在所述管件的内腔，丝杆52穿过该螺母与所述活塞体连接，所述丝杆通过设置在管件外的手轮53带动旋转。在实施过程中，手轮通过螺栓和键与丝杆连接固定，丝杆穿过螺母与活塞体相连。转动手轮时，手轮带动丝杆旋转并沿轴向移动，同时驱动活塞体带动活塞头轴向移动，使活塞头将进料口和管件内的堵塞物推入泵腔，实现管道的疏通。本发明的管件上径向设有限位销31，该限位销可限制丝杆轴向移动，在摇动手轮使活塞头做往复运动过程中，限位销通过丝杆可对活塞头定位，避免活塞头伸入泵腔破坏转子。本发明提供的该种手轮丝杆式结构是采用丝杆推动刮塞组件，结构紧凑，推力大，不需要使用电源或气源，应用范围广。

如图4，作为活塞推进式的另一种方式，所述驱动机构可采用气缸54、液压缸或电动推杆（图示为气缸），该气缸、液压缸或电动推杆的驱动杆与所述活塞体连接，从而直接驱动活塞体带动活塞头在管件内往复运动，实现管道的疏通。在实施过程中，气缸、液压缸或电动推杆上可设置磁性开关，对气缸、液压缸或电动推杆缸进行限位，避免驱动活塞头与转子有碰撞。本发明提供的该种活塞推进式结构是采用气缸等带动刮塞组件，其结构简单，重量轻，气密性好，可以通过连接电磁阀实现自动化控制，适用于比重轻的粉体。另外，可以根据整体工艺系统要求采用电动推杆，液压杆等带动活塞组件。

如图5，本发明的螺旋输送式的结构是：所述刮塞组件包括设置在所述管件内的螺旋送料杆43，该螺旋送料杆通过所述驱动机构带动旋转，所述驱动机构为气动马达或电动马达55（图示为电动马达），该气动马达或电动马达的输出轴与所述螺旋送料杆连接。设备通电后，气动马达或电动马达带动螺旋送料杆转动，利用螺旋结构对物料进行输送。由于螺旋送料杆的螺旋给料具有强制性送料效果，对管道可实现永久畅通。本发明提供的该种螺旋输送式是采用螺旋输送杆送料，可以实现强制给料，能持续保证管道通畅，该结构一般随混合泵启动一起启动，适用于不容易粘结的粉体。螺旋输送式给料结构可以用减速电机、变频电机、气动马达带动。

本发明的驱动机构通过卡箍6固定在所述管件上，其安装方便快捷。所述活塞头与活塞体采用U 型密封件7进行密封，在确保往复运动的密封时，也可对管道进行刮壁，避免粉料粘壁，形成结块。由上可知，本发明采用活塞推进式、螺旋输送式进行疏通。其中活塞推进方式可采用手摇丝杆推进方式、气动活塞推进方式、电动推杆活塞推进方式、液压缸活塞推进方式等，且活塞头具有不同的材质，根据接触物料的特性，可选择SUS304、PTFE等。本发明还提供一种螺旋输送式，采用驱动机构驱动螺旋杆旋转送料，其中驱动机构可采用电动马达驱动、气动马达驱动等，螺旋杆的结构具有带轴式和无轴式两种结构。

本发明的转子包括有电机驱动的安装体80和绕该安装体圆周成型的有数个混合齿，所述定子包括与所述端盖固定连接的中空的安装座90和沿该安装座圆周成型的薄壁圆环，所述数个混合齿伸入薄壁圆环内环，薄壁圆环与混合齿之间形成有间隙。在实施过程中，转子由电机驱动旋转，安装体和混合齿随着旋转，薄壁圆环随安装座固定在端盖上，由此薄壁圆环与混合齿之间的相对运动会对物料产生剪切力，从而可对吸入的物料进行高速剪切，达到混合、分散的目的。

本发明提供第一种转子的结构，即隔板型转子，如图6，其安装体80为一个圆盘81，圆盘中间开设有安装所述主轴的孔82与键槽，圆盘上设有所述数个混合齿，所述数个混合齿为以沿所述圆盘的圆心周向分布的数个斜隔板83，其可用于大颗粒物料的打散混合。作为第二种转子的结构，即细齿型转子，如图7，其数个混合齿为沿所述圆盘的圆心周向分布的同心的数层直齿84，可用于超细物料的分散混合，增强乳化均质效果。作为第三种转子的结构，即集装式转子，如图8，其安装体为相互拼合的内、外转盘，内转盘85上设有安装所述主轴的孔与键槽，外转盘86上设有所述数个混合齿，该混合齿为沿所述外转盘圆周均布的倾斜设置的数个离心状叶片861，这种内、外转盘集装式结构针对性强、结构灵活。

本发明还提供第四种转子的结构，如图9，即直螺旋式转子，其安装体为圆柱体，该圆柱体中心设有安装所述主轴的孔与键槽，每一所述混合齿为设置在该圆柱体周壁的直螺旋叶片87。作为第五种转子的结构，本发明在第四种转子结构的基础上，将直螺旋叶片改为斜螺旋叶片88，如图10，即斜螺旋式转子，这两种转子可用于流动性强的浆料。

本发明提供的第一种定子结构，如图11，即斜齿定子，其薄壁圆环呈斜齿状91，具有高剪切、分散作用；作为第二种定子结构，如图12，即乳化头定子，其在所述薄壁圆环上沿径向开设有轴向排列的上下两排斜孔92，该两排斜孔的倾斜方向相反，具有乳化分散作用，适合于高粘度，难分散的物料；作为第三种定子结构，如图13，即圆孔筛状定子，其在所述薄壁圆环上沿径向开设有数个圆孔93，适用于较细物料的混合分散；作为第四种定子结构，如图14，即横槽筛状定子，其在所述薄壁圆环上沿径向开设有数个横槽孔94，适用于中等细度的物料混合分散。

本发明根据物料特性的不同，提供不同结构形式的转子，具体是：斜螺旋式转子、直螺旋式转子、细齿型转子、圆盘型转子、集装式转子；同时根据物料特性的不同，定子也有不同的结构形式，即：斜齿定子、乳化头定子、圆孔筛状定子、横槽筛状定子；且定子安装座上的孔可以为圆形、长条形、斜槽形等，孔的大小和开孔数量依据物料特性而定。其中齿型的定子和转子，可分为粗齿、中齿、细齿，齿的粗细决定了使用物料的性质，齿型越疏，可处理的物料粒径就越大；齿型越细，可处理的物料粒径就越小。在实施过程中，不同的转子与不同的定子可以根据物料特性进行搭配，转子与定子上的开孔形状与数量也可做相应的调整。

在实施过程中，本发明电机的主轴107通过机械密封108直接与转子密封连接，中间不使用联轴器、轴套等联接延长结构，即电机主轴直联式，如图15。该方式采用定制伺服电机、三相异步电机、变频电机或者防爆电机等各种电机类型，电机的主轴直接与转子连接，中间不使用联轴器、轴套等联接延长结构，设备精度高，运行稳定性好，噪音小，电机过载能力强。本发明也可采用电机主轴套筒加长式，如图16，其是采用电机的主轴107通过套筒泵轴109与转子连接。使用该结构通用性好，结构简单，维修方便。交流异步电机支持功率范围大，适用范围广。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种在线式粉液混合泵，包括机架、设置在机架上的电机和设置在泵腔内的定转子结构，所述电机驱动定转子结构中的转子旋转，所述泵腔上设有进粉口、进液口和出料口，其特征在于：所述转子相对定转子结构中的定子旋转产生的真空使泵腔内形成负压以将粉料、溶剂分别从所述进粉口、进液口吸进泵腔内混合分散，混合分散后的浆料从所述出料口排出。

2.根据权利要求1所述的在线式粉液混合泵，其特征在于：所述机架上设有防堵料装置，该防堵料装置包括与所述进粉口和泵腔分别连通的管件，该管件内设置有刮塞组件，该刮塞组件通过设置在所述管件上的驱动机构驱动运动。

3.根据权利要求2所述的在线式粉液混合泵，其特征在于：所述刮塞组件包括设置在所述管件内的活塞头和与该活塞头密封连接的活塞体，所述驱动机构驱动活塞体带动所述活塞头沿管件轴向移动。

4.根据权利要求3所述的在线式粉液混合泵，其特征在于：所述驱动机构为丝杆螺母机构、气缸、液压缸或电动推杆，该丝杆螺母机构、气缸、液压缸或电动推杆的驱动杆与所述活塞体连接。

5.根据权利要求2所述的在线式粉液混合泵，其特征在于：所述刮塞组件包括设置在所述管件内的螺旋送料杆，该螺旋送料杆通过所述驱动机构带动旋转。

6.根据权利要求1所述的在线式粉液混合泵，其特征在于：所述定转子结构包括所述转子和锁紧在泵腔端盖上的所述定子，所述转子包括与所述电机连接的安装体和绕该安装体圆周成型的数个混合齿，所述定子包括与所述端盖固定连接的安装座和沿该安装座圆周成型的薄壁圆环，所述数个混合齿伸入薄壁圆环的内环，薄壁圆环与混合齿之间形成有间隙。

7.根据权利要求6所述的在线式粉液混合泵，其特征在于：所述安装体为圆盘，圆盘中间开设有安装所述主轴的孔与键槽，圆盘上设有所述数个混合齿；所述数个混合齿为以沿所述圆盘的圆心周向分布的数个斜隔板或同心的数层直齿。

8.根据权利要求6所述的在线式粉液混合泵，其特征在于：所述安装体为圆柱体，该圆柱体中心设有安装所述主轴的孔与键槽，每一所述混合齿为设置在该圆柱体周壁的直螺旋叶片或斜螺旋叶片。

9.根据权利要求1所述的在线式粉液混合泵，其特征在于：所述进粉口和进液口通过一根输送管的共轨方式与所述泵腔连通，或通过两根输送管的双轨方式分别与所述泵腔连通。

10.根据权利要求1所述的在线式粉液混合泵，其特征在于：所述电机的主轴通过机械密封与所述转子密封连接；所述电机的主轴通过延长套筒泵轴与所述转子连接。

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