CN111420573A - 转定子组件及应用该组件的多相自吸式均质乳化泵 - Google Patents

Abstract

本发明属于粉液混合物料乳化分散技术领域，具体涉及一种转定子组件及应用该组件的多相自吸式均质乳化泵。转定子组件包括定子端盖以及转子，定子端盖包括端板以及护筒；转子包括内板，内板的内侧板面处布置有自吸叶轮，所述内板板面盖覆于护筒的筒沿和/或内板板缘与护筒筒壁间构成插接配合；转子还包括环板，环板内侧板面凸设有外叶轮，内板外侧板面同轴固定于环板处的外叶轮上；外叶轮与自吸叶轮彼此旋向相同，且外叶轮的叶片沿护筒外壁向端板方向延伸形成分散翼。本转定子组件能始终维持泵腔内的针对粉料的负压作业环境。本发明还提供一种多相自吸式均质乳化泵，从而保证物料的均质乳化分散效率。

Description

转定子组件及应用该组件的多相自吸式均质乳化泵

技术领域

本发明属于粉液混合物料乳化分散技术领域，具体涉及一种转定子组件及应用该组件的多相自吸式均质乳化泵。

背景技术

目前行业内，粉液物料的混合分散多通过均质乳化泵来完成。实际工作时，粉液预混后的物料经由均质乳化泵的侧壁或端部进入泵腔；由于均质乳化泵泵腔内装有的1到3组对偶咬合的多层定、转子，转子高速旋转所产生的高切线速度和高频机械效应带来的强劲动能，会使被吸入的预混物料在定、转子狭窄的间隙中受到强烈的机械及液力剪切、离心挤压、液层摩擦、撞击撕裂和湍流等综合作用，从而使不相溶的固相及液相在相应熟工艺和适量添加剂的共同作用下，瞬间均匀精细的分散乳化，分散乳化后的物料经由泵体侧壁的排料孔泵出。上述现有结构的操作缺陷在于：由于粉料比重较小，在与液料混合时常会产生挂壁、结球、凝块等现象，这也是为何粉料和液料在进入均质乳化泵之前必须先预混再进入的原因之一。但是，粉料在外部预混时，容易出现粉尘逸散等问题，这显然无法满足现有的企业环保需求。人们也曾考虑将粉料与液料直接泵入或负压吸入均质乳化泵内，从而在满足环保要求的前提下，一次性的完成粉液混合及乳化分散流程，以进一步缩减加工工序及提升加工效率。然而，一方面，比重小的粉尘，如何在进入液流的瞬间即与液流均匀分散混合，而不会因液料打湿粉料而出现粉料挂壁、结球、凝块甚至是堵塞粉料进口管出料端的状况，该问题始终悬而未决。另一方面，自吸式的泵体的想法很美好；但是，粉料进料时是可能伴随有空气的，而自吸环境的形成则必须要求负压环境不能被破坏。传统的自吸式泵体结构，一旦带有空气的粉料进入，使得负压环境被破坏，导致自吸效果弱化甚至短时消失，随之出现粉料断流状况，这会极大影响物料出料的均匀性及物料在乳化分散时的均一性，随之或造成产能降低，或造成混合产品的质量出现问题，从而给企业的正常高效运作带来诸多困扰。

发明内容

本发明的其中一个目的是克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理而使用可靠便捷的转定子组件，本转定子组件能始终维持泵腔内的针对粉料的负压作业环境，从而满足粉料与液料的直接吸入式进料及高效的在线乳化分散需求；本发明的另一个目的在于提供应用所述转定子组件的多相自吸式均质乳化泵，从而能保证物料的均质乳化分散效率，为保障甚至提升企业的实际产能作出有利影响。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种转定子组件，包括定子端盖以及用于配合定子端盖的转子，定子端盖包括端板以及由端板一侧板面同轴凸设的护筒，端板处贯穿布置有粉料进口从而连通护筒筒腔，且护筒筒壁处贯穿设置有可供粉料外泄的排料孔；所述转子包括可同轴固接于泵轴上的内板，以内板的朝向端板的一侧为内侧，内板的内侧板面处布置有自吸叶轮，所述内板板面盖覆于护筒的筒沿和/或内板板缘与护筒筒壁间构成插接配合，从而使得内板内侧板面、护筒筒壁及端板共同围合形成可供粉料吸入及暂存的粉料自吸腔；所述转子还包括环板，以环板的朝向端板的一侧为内侧，环板内侧板面凸设有外叶轮，内板外侧板面同轴固定于环板处的外叶轮上，且内板外侧板面与环板内侧板面之间存有可供液料行进的配合间隙；所述外叶轮与自吸叶轮彼此旋向相同，且外叶轮的叶片沿护筒外壁向端板方向延伸，从而形成用于分散物料的分散翼。

优选的，所述自吸叶轮及外叶轮的叶片均沿内板周向依序均布，从而形成涡卷状轮叶结构。

优选的，各排料孔沿护筒周向依序均布；排料孔为长方孔且孔型长度方向平行内板轴线方向，且端板至内板之间距离大于或等于排料孔的孔长。

一种应用所述转定子组件的多相自吸式均质乳化泵，包括动力电机、与动力电机的动力轴同轴固接的泵轴、用于同轴套设在转定子组件上的泵壳以及用于过渡连接泵壳与动力电机相应端的连接架；所述泵壳的内筒端抵紧密封于连接架的外端面处，从而使得连接架的外端面、泵壳的筒壁及环板外侧板面共同形成可供液料进入的液料暂存腔，泵壳的位于所述液料暂存腔处的一段壳壁上贯穿布置液料进口；泵壳的外筒端抵紧密封于端板板面处，从而使端板、泵壳的筒壁、护筒外壁及环板内侧板面共同围合形成可供搅拌液料及粉料的分散腔；所述分散腔所在的泵壳外壁处贯穿布置有用于出料的物料出口。

优选的，所述端板向内板方向同轴凸设有圆形底座，所述护筒同轴布置于圆形底座上；所述圆形底座的外缘、外叶轮的外缘以及环板的外缘均彼此平齐；所述泵壳的筒径等于圆形底座直径。

优选的，所述连接架上铰接设置有拉紧丝杆，所述端板处径向凹设有可供拉紧丝杆卡入并将端板及泵壳轴向压紧于连接架上的配合槽。

本发明的有益效果在于：

1)、抛弃了传统的单叶轮式转定子剪切搅拌配合结构，转而另辟蹊径的采用了内外双层叶轮构造：一方面，以内叶轮来形成自吸叶轮，并配合护筒、端板及内板从而形成粉料自吸腔，以实现对粉料的独立的自吸式入料效果。另一方面，以外叶轮来兼具实现液料吸入和粉液混合两种功能，粉液在经由环板处环腔流入配合间隙后，会在分散翼所在区域与排料孔处甩出的粉料彼此均匀混合并分散搅拌，从而同步的满足了粉料与液料的直接吸入式进料和高效的物料在线乳化分散需求。

显然的，通过上述结构可以看出，本发明的粉料自吸腔与液料的进料路径被人为隔离，且液料的行进路径包覆在护筒或者说粉料自吸腔之外，从而形成“粉外有液”的包容式工作目的。这样，液流始终在护筒之外流动而不会侵入护筒内的粉料空间，好处在于：其一，液流始终环绕粉料自吸腔，实现了粉料自吸腔的自动液封效果，保证了粉料自吸腔内的真空负压环境的形成，并确保了粉料的持续性自吸入料效果。其二，即使粉料内存在部分空气，并被夹裹带入粉料自吸腔内；由于外叶轮的同向自吸布局，其始终对粉料自吸腔同步产生负压吸力，因此，外叶轮会第一时间的吸掉粉料自吸腔内的残余空气，从而避免粉料自吸腔因失压而导致的诸如液流反灌打湿粉料等诸多问题，确保了自吸叶轮所在的粉料自吸腔始终处于干燥的负压自吸环境下。

综上，本发明的上述“外液内粉”的工作结构，使得本发明能始终维持泵腔内的针对粉料的负压作业环境，从而能保证本发明所应用的泵体内物料的均质乳化分散效率，为保障甚至提升企业的实际产能作出有利影响。

2)、自吸叶轮及外叶轮的具体叶片布局，可参照现有的常规自吸桨叶结构来进行设计即可。本发明优选使用涡卷状布局，以便于整体设计。排料孔的功能，在于实现粉料自吸入料后的均匀扩散，从而与“包裹”在粉料自吸腔外周的液料间均匀接触并均匀乳化分散，以保证了物料分散的均一性需求。

3)、实际使用时，转定子组件最终需应用于多相自吸式均质乳化泵内，以实现其均质乳化功能。本发明采用端部进粉、侧部进液以及侧部出料的方式，从而实现粉料的自吸式工作需求。由于粉料直接自吸进料，无需外部预混，不仅满足了实际环保需求，同时工序上也得以简洁化，生产成本显然更低，工作效率却进一步提升，一举多得。

4)、圆形底座的布置，不仅使泵壳能止口式的准确配合在端板上，同时外凸的圆形底座也进一步优化了与泵壳的密封性能，提升了泵壳与端板之间的密封效果。必要时，甚至还可在圆形底座的外缘处凹设环形沉槽，从而通过添加密封圈来进一步的提升实际密封效果。拉紧丝杆的设置，则确保了整个泵体的拆装性能；装配、维护及检修时只需通过拆装拉紧丝杆即可实现快速拆装，无需费时费力的进行诸如固定螺钉等的多次频繁拆解，装配、维护及检修效率可得到显著提升。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为图1所示结构的剖视示意图；

图3为图1所示结构的立体结构爆炸图；

图4-5为转定子组件的立体结构示意图；

图6为转定子组件的立体结构爆炸图；

图7为转子的立体结构示意图。

本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：

a-粉料进口 b-液料进口 c-物料出口

10-定子端盖

11-端板 11a-配合槽 12-护筒 12a-排料孔 13-圆形底座

20-转子

21-内板 22-自吸叶轮 23-环板 24-外叶轮 24a-分散翼

30-动力电机 40-泵轴 50-泵壳

60-连接架 61-拉紧丝杆

具体实施方式

为便于理解，此处以整个多相自吸式均质乳化泵为例，结合图1-7，对本发明的具体结构及工作方式作以下进一步描述：

本发明的多相自吸式均质乳化泵的具体结构如图1-3所示，以图中方向为准，包括由右至左轴向依序布置的动力电机30、连接架60、泵壳50及转定子组件。其中，动力电机30的动力轴通过联轴器而同轴固接泵轴40，泵轴40贯穿连接架60时需通过机械密封组件加以密封，以免液料沿泵轴40与连接架60的配合缝隙产生内渗状况。

实际工作时，连接架60上布置拉紧丝杆61，拉紧丝杆61的一端如图3所示的铰接在连接架60的外壁处，另一端则横跨泵壳50后，与转定子组件的端板11处预设的配合槽11a间构成卡接配合关系，从而在轴向上拉紧各构件，以实现便捷拆装目的。

对于转定子组件的具体构造，为本发明的重点部分。转定子组件的外形参照图4-7所示，由定子端盖10及转子20构成，其中：

定子端盖10外形如图6所示，包括圆板状的端板11以及由端板11一侧板面处同轴凸设的圆形底座13，圆形底座13处再同轴凸设带有排料孔12a的护筒12。上述配合槽11a则周向的均布于端板11的外缘处。定子端盖10构造以图6-7所示为例，由带有外叶轮24的环板23及带有自吸叶轮22的内板21组合构成。环板23的内侧板面也即左侧板面处布置有涡卷状的外叶轮24，外叶轮24上再同轴叠加有内板21，内板21的内侧板面也即左侧板面处再布置涡卷状的自吸叶轮22。值得注意的是，此时自吸叶轮22与外叶轮24旋向同向，且外叶轮24在外径大于自吸叶轮22外径的同时，外叶轮24的叶片还轴向向端板11方向延伸出延伸结构，从而形成如图7所示的分散翼24a。

当转子20与定子端盖10如图4-6所示的彼此同轴装配时，配合如图3所示的泵壳50及连接架60，此时：内板21直接插入护筒12内，使得内板21、护筒12及端板11间共同围合形成可供粉料吸入和暂存的粉料自吸腔。装配在连接架60上的泵壳50直接套在环板23外缘上，使得连接架60的左端面、泵壳50的筒壁及环板23外侧板面也即右侧板面共同形成可供液料进入的液料暂存腔。端板11、泵壳50的筒壁、护筒12外壁及环板23内侧板面也即左侧板面共同围合形成可供搅拌液料及粉料的分散腔。实际进料时，粉料由粉料进口a进入粉料自吸腔，液料由液料进口b进入液料暂存腔，并最终两者在搅拌腔处汇流并被分散翼高速分散搅拌，均质分散后的混合物料经由物料出口c排出泵体。

当然，以上为本发明的其中一种具体的实施例。实际操作时，对处转定子组件外的其他各配件作常规配件替换，或将护筒12处排料孔12a采用其他外形设计甚至采用齿状构造来代替孔状结构，或对自吸叶轮22及外叶轮24的叶片外形作常规性变化等等，这类在已知本发明构造基础上的常规结构改变，均应当作为等同或相似设计而落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种转定子组件，其特征在于：包括定子端盖(10)以及用于配合定子端盖(10)的转子(20)，定子端盖(10)包括端板(11)以及由端板(11)一侧板面同轴凸设的护筒(12)，端板(11)处贯穿布置有粉料进口(a)从而连通护筒(12)筒腔，且护筒(12)筒壁处贯穿设置有可供粉料外泄的排料孔(12a)；所述转子(20)包括可同轴固接于泵轴(40)上的内板(21)，以内板(21)的朝向端板(11)的一侧为内侧，内板(21)的内侧板面处布置有自吸叶轮(22)，所述内板(21)板面盖覆于护筒(12)的筒沿和/或内板(21)板缘与护筒(12)筒壁间构成插接配合，从而使得内板(21)内侧板面、护筒(12)筒壁及端板(11)共同围合形成可供粉料吸入及暂存的粉料自吸腔；所述转子(20)还包括环板(23)，以环板(23)的朝向端板(11)的一侧为内侧，环板(23)内侧板面凸设有外叶轮(24)，内板(21)外侧板面同轴固定于环板(23)处的外叶轮(24)上，且内板(21)外侧板面与环板(23)内侧板面之间存有可供液料行进的配合间隙；所述外叶轮(24)与自吸叶轮(22)彼此旋向相同，且外叶轮(24)的叶片沿护筒(12)外壁向端板(11)方向延伸，从而形成用于分散物料的分散翼(24a)。

2.根据权利要求1所述的一种转定子组件，其特征在于：所述自吸叶轮(22)及外叶轮(24)的叶片均沿内板(21)周向依序均布，从而形成涡卷状轮叶结构。

3.根据权利要求1所述的一种转定子组件，其特征在于：各排料孔(12a)沿护筒(12)周向依序均布；排料孔(12a)为长方孔且孔型长度方向平行内板(21)轴线方向，且端板(11)至内板(21)之间距离大于或等于排料孔(12a)的孔长。

4.一种应用如权利要求1或2或3所述转定子组件的多相自吸式均质乳化泵，其特征在于：包括动力电机(30)、与动力电机(30)的动力轴同轴固接的泵轴(40)、用于同轴套设在转定子组件上的泵壳(50)以及用于过渡连接泵壳(50)与动力电机(30)相应端的连接架(60)；所述泵壳(50)的内筒端抵紧密封于连接架(60)的外端面处，从而使得连接架(60)的外端面、泵壳(50)的筒壁及环板(23)外侧板面共同形成可供液料进入的液料暂存腔，泵壳(50)的位于所述液料暂存腔处的一段壳壁上贯穿布置液料进口(b)；泵壳(50)的外筒端抵紧密封于端板(11)板面处，从而使端板(11)、泵壳(50)的筒壁、护筒(12)外壁及环板(23)内侧板面共同围合形成可供搅拌液料及粉料的分散腔；所述分散腔所在的泵壳(50)外壁处贯穿布置有用于出料的物料出口(c)。

5.根据权利要求4所述的一种多相自吸式均质乳化泵，其特征在于：所述端板(11)向内板(21)方向同轴凸设有圆形底座(13)，所述护筒(12)同轴布置于圆形底座(13)上；所述圆形底座(13)的外缘、外叶轮(24)的外缘以及环板(23)的外缘均彼此平齐；所述泵壳(50)的筒径等于圆形底座(13)直径。

6.根据权利要求4所述的一种多相自吸式均质乳化泵，其特征在于：所述连接架(60)上铰接设置有拉紧丝杆(61)，所述端板(11)处径向凹设有可供拉紧丝杆(61)卡入并将端板(11)及泵壳(50)轴向压紧于连接架(60)上的配合槽(11a)。

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