CN112370980A - 一种高性能气液混合装置及其工作方法 - Google Patents

一种高性能气液混合装置及其工作方法 Download PDF

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CN112370980A CN202011300858.1A CN202011300858A CN112370980A CN 112370980 A CN112370980 A CN 112370980A CN 202011300858 A CN202011300858 A CN 202011300858A CN 112370980 A CN112370980 A CN 112370980A
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袁天刚
许红伍
刘友琴
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Abstract

一种高性能气液混合装置，包括：机架和气液混合机构，顶部进料腔设于分流筒的上方，侧料进料腔设于分流筒外侧，并通过螺钉与顶部进料腔连接，螺旋送料块设于顶部进料腔和分流筒内部，并与主轴连接，转子、垫高块和叶轮均设于主轴上，出料腔设于侧料进料腔下方，定子与出料腔内槽通过间隙配合定位，侧料进料腔与出料腔外侧通过间隙配合，通过螺钉将定子及侧料进料腔紧固在出料腔上，分流筒与侧料进料腔、定子与顶部进料腔在侧面接触处均采用间隙配合定位，出料腔通过螺钉设于机架上。本发明提高了混合，效果交错叶轮设置提升其混合效果，定、转子分散剪切，分散乳化物料，进一步乳化物料，并给物料增加离心力，方便物料从出料腔的出料口排出。

Description

一种高性能气液混合装置及其工作方法
技术领域
本发明属于先进制造技术领域，特别涉及一种高性能气液混合装置及其工作方法。
背景技术
气液混合机是一种高科技、多功能的先进设备，具有快速高效、混合均匀、连续生产、操作方便、易于清洗、并且占地小、投资少、效益高的特点，广泛用于高分子材料成型加工以及制药、染料、塑料、造纸等行业。
传统生产过程中，气体易于挥发，难以分散，这是气体工艺流程中的大的难点。本申请提供一种高性能气液混合装置，在生产中能连续快速均匀地混合气、液物料。
发明内容
发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种高性能气液混合装置，其结构简单，设计合理，气状物料从顶部进料腔进入，经螺旋送料块输送，均匀分散在腔内；液态物料从进料腔侧面进料腔的4个侧面进料口进入。液态物料在压力作用下经分流筒的周向孔向腔内喷射，与气态物料充分接触，3个交错叶轮设置对接触后的气液物料进行混合，混合效果均匀；定子和转子对均匀混合好了的物料进行剪切、分散、乳化，乳化效果好，转子的下面叶片对物料的输出起到了很好的效果。
技术方案：为了实现上述目的，本发明提供了一种高性能气液混合装置，包括：机架和气液混合机构，其中，所述气液混合机构包括顶部进料腔、分流筒、侧料进料腔、螺旋送料块、一组叶轮、定子、垫高块、转子和出料腔，所述顶部进料腔设于分流筒的上方，所述侧料进料腔设于分流筒的外侧，并通过螺钉与顶部进料腔连接，且所述顶部进料腔和分流筒压紧于侧料进料腔上，所述螺旋送料块设于顶部进料腔和分流筒的内部，并与主轴连接，所述转子、垫高块和叶轮均设于主轴上，且依次层叠于机封组件上，所述出料腔设于侧料进料腔的下方，所述定子与出料腔的内槽通过间隙配合定位，所述侧料进料腔与出料腔的外侧通过间隙配合，通过螺钉将定子及侧料进料腔紧固在出料腔上，所述分流筒与侧料进料腔、定子与顶部进料腔在侧面接触处均采用间隙配合定位，所述出料腔通过螺钉设于机架上，且两者的连接处设有密封圈。
本发明中所述叶轮中设有第一叶轮、第二叶轮和第三叶轮，所述第一叶轮、第二叶轮和第三叶轮均为交错叶轮。
本发明中所述第一叶轮、第二叶轮和第三叶轮均设有叶轮本体，所述叶轮本体的四周设有一组叶片，所述叶片为交错式设置。
本发明中所述叶片的交错角度为60°。
本发明中所述螺旋送料块包括驱动杆和螺旋叶片，所述螺旋叶片设于驱动杆上，且所述驱动杆的一端设有螺纹，与主轴螺纹连接。
本发明中所述转子的上下表面设有一组螺旋叶片，所述螺旋叶片平面设置，且所述螺旋叶片与定子形成剪切刃口。分散乳化物料，下面的叶片进一步乳化物料，并给物料增加离心力，方便物料从出料腔的出料口排出。
本发明中所述螺旋叶片的轮廓曲线由3段相切圆弧构成。
本发明中所述侧料进料腔的周向分布一组入口，且所述入口为快卡法兰口。
本发明中所述料筒为圆环型料筒，其周向均布有一组小孔。所述小孔的设置，起到很好的分流作用。
本发明中所述的高性能气液混合装置的工作方法，具体的工作方法如下：
1）：启动电机，电机通过调速机构带动主轴转动，通过喂气系统，气状物料从顶部进料腔口部进入，经过螺旋送料块旋转输送，气状物料会均匀分散在腔内；
2）：液态物料从侧面进料腔的上的进料口进入，液态物料在压力作用下经分流筒的周向小孔向腔内喷射，与气状物料充分接触；
3）：充分接触后的气状物料和液态物料，继续下流，在交错叶轮组合中的第一叶轮、第二叶轮和第三叶轮的带动下，进一步混合均匀；
4）：当气状物料和液状物料添加完毕后，装置密封，气状物料不能挥发，混合物料在定子和转子之间进一步剪切、分散、乳化；
5）：当物料混合均匀达到要求后，开启出料腔的出口，在转子的带动下，受离心力作用，混合好的物料从出料腔的出料口涌出即可。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：
1、本发明中所述的一种高性能气液混合装置，其结构简单，设计合理，气状物料从顶部进料腔进入，经螺旋送料块输送，均匀分散在腔内；液态物料从进料腔侧面进料腔的4个侧面进料口进入。液态物料在压力作用下经分流筒的周向孔向腔内喷射，与气态物料充分接触，3个交错叶轮设置对接触后的气液物料进行混合，混合效果均匀；定子和转子对均匀混合好了的物料进行剪切、分散、乳化，乳化效果好，转子的下面叶片对物料的输出起到了很好的效果，从而有效的提升整个混合装置的性能，提高其生产效率。
2、本发明中螺旋送料块的设置能够有效的控制送料速度，并提升其送料的稳定性，且其中设置了三组叶轮，且三组叶轮呈交错式设置，提高混合均匀性。
3、本发明中定、转子分散剪切，分散乳化物料，下面的叶片进一步乳化物料，并给物料增加离心力，方便物料从出料腔的出料口排出。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中气液混合机构的结构示意图；
图3为本发明中螺旋送料块的结构示意图；
图4为本发明中机封组件的局部示意图；
图5为本发明中转子的结构示意图；
图6为本发明中侧料进料腔的结构示意图；
图7为本发明中叶轮的结构示意图；
图8为本发明中料筒的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例1
如图所示的一种高性能气液混合装置，包括：机架1和气液混合机构2，其中，所述气液混合机构2包括顶部进料腔21、分流筒22、侧料进料腔23、螺旋送料块24、一组叶轮25、定子26、垫高块27、转子28和出料腔29，所述顶部进料腔21设于分流筒22的上方，所述侧料进料腔23设于分流筒22的外侧，并通过螺钉与顶部进料腔21连接，且所述顶部进料腔21和分流筒22压紧于侧料进料腔23上，所述螺旋送料块24设于顶部进料腔21和分流筒22的内部，并与主轴3连接，所述转子28、垫高块27和叶轮25均设于主轴3上，且依次层叠于机封组件4上，所述出料腔29设于侧料进料腔23的下方，所述定子26与出料腔29的内槽通过间隙配合定位，所述侧料进料腔23与出料腔29的外侧通过间隙配合，通过螺钉将定子26及侧料进料腔23紧固在出料腔29上，所述分流筒22与侧料进料腔23、定子26与顶部进料腔21在侧面接触处均采用间隙配合定位，所述出料腔29通过螺钉设于机架1上，且两者的连接处设有密封圈。
本实施例中所述叶轮25中设有第一叶轮251、第二叶轮252和第三叶轮253，所述第一叶轮251、第二叶轮252和第三叶轮253均为交错叶轮。
本实施例中所述第一叶轮251、第二叶轮252和第三叶轮253均设有叶轮本体，所述叶轮本体的四周设有一组叶片，所述叶片为交错式设置。
本实施例中所述叶片的交错角度为60°。
本实施例中所述螺旋送料块24包括驱动杆241和螺旋叶片242，所述螺旋叶片242设于驱动杆241上，且所述驱动杆241的一端设有螺纹，与主轴3螺纹连接。
本实施例中所述转子28的上下表面设有一组螺旋叶片281，所述螺旋叶片281平面设置，且所述螺旋叶片281与定子26形成剪切刃口。分散乳化物料，下面的叶片进一步乳化物料，并给物料增加离心力，方便物料从件11出料腔的出料口排出。
本实施例中所述螺旋叶片281的轮廓曲线由3段相切圆弧构成。
本实施例中所述侧料进料腔23的周向分布一组入口231，且所述入口231为快卡法兰口。
本实施例中所述料筒22为圆环型料筒，其周向均布有一组小孔221。
实施例2
如图所示的一种高性能气液混合装置，包括：机架1和气液混合机构2，其中，所述气液混合机构2包括顶部进料腔21、分流筒22、侧料进料腔23、螺旋送料块24、一组叶轮25、定子26、垫高块27、转子28和出料腔29，所述顶部进料腔21设于分流筒22的上方，所述侧料进料腔23设于分流筒22的外侧，并通过螺钉与顶部进料腔21连接，且所述顶部进料腔21和分流筒22压紧于侧料进料腔23上，所述螺旋送料块24设于顶部进料腔21和分流筒22的内部，并与主轴3连接，所述转子28、垫高块27和叶轮25均设于主轴3上，且依次层叠于机封组件4上，所述出料腔29设于侧料进料腔23的下方，所述定子26与出料腔29的内槽通过间隙配合定位，所述侧料进料腔23与出料腔29的外侧通过间隙配合，通过螺钉将定子26及侧料进料腔23紧固在出料腔29上，所述分流筒22与侧料进料腔23、定子26与顶部进料腔21在侧面接触处均采用间隙配合定位，所述出料腔29通过螺钉设于机架1上，且两者的连接处设有密封圈。
本实施例中所述叶轮25中设有第一叶轮251、第二叶轮252和第三叶轮253，所述第一叶轮251、第二叶轮252和第三叶轮253均为交错叶轮，且所述第一叶轮251、第二叶轮252和第三叶轮253交错式设置。
本实施例中所述第一叶轮251、第二叶轮252和第三叶轮253均设有叶轮本体2511，所述叶轮本体2511的四周设有一组叶片2512，所述叶片为交错式设置。
本实施例中所述叶片的交错角度为60°。
本实施例中所述螺旋送料块24包括驱动杆241和螺旋叶片242，所述螺旋叶片242设于驱动杆241上，且所述驱动杆241的一端设有螺纹，与主轴3螺纹连接。
本实施例中所述转子28的上下表面设有一组螺旋叶片281，所述螺旋叶片281平面设置，且所述螺旋叶片281与定子26形成剪切刃口。
分散乳化物料，下面的叶片进一步乳化物料，并给物料增加离心力，方便物料从件11出料腔的出料口排出
本实施例中所述螺旋叶片281的轮廓曲线由3段相切圆弧构成。
本实施例中所述侧料进料腔23的周向分布一组入口231，且所述入口231为快卡法兰口。
本实施例中所述料筒22为圆环型料筒，其周向均布有一组小孔221。所述小孔的设置，起到很好的分流作用。
本实施例在红所述的高性能气液混合装置的工作方法，具体的工作方法如下：
1）：启动电机，电机通过调速机构带动主轴3转动，通过喂气系统，气状物料从顶部进料腔21口部进入，经过螺旋送料块24旋转输送，气状物料会均匀分散在腔内；
2）：液态物料从侧面进料腔23的上的进料口进入，液态物料在压力作用下经分流筒22的周向小孔221向腔内喷射，与气状物料充分接触；
3）：充分接触后的气状物料和液态物料，继续下流，在交错叶轮组合中的第一叶轮251、第二叶轮252和第三叶轮253的带动下，进一步混合均匀；
4）：当气状物料和液状物料添加完毕后，装置密封，气状物料不能挥发，混合物料在定子26和转子28之间进一步剪切、分散、乳化；
5）：当物料混合均匀达到要求后，开启出料腔29的出口，在转子28的带动下，受离心力作用，混合好的物料从出料腔29的出料口涌出即可。
上述工作过程中工艺参数如下：
进液量L/h 喂气量Kg/h 功率Kw
100 50 2.2
700 500 5.5
2500 1300 15
本实施例中所述机架1包括轴承支座11、支撑腔体12、第一轴承13和第二轴承14，所述支撑腔体12设于轴承支座11上，并通过固定件15连接，所述主轴3通过第一轴承13和第二轴承14分别与轴承支座11和支撑腔体12连接，且位于第二轴承14的上方设有轴承盖16。
本实施例中所述机封组件4中设有机封壳体41、机封本体42、动环座43、第一动环44、静环座45、第一静环46、第二静环47和第二动环48，所述机封本体42设于主轴3的外壁，所述动环座43通过固定件与机封本体42连接，且两者之间设有密封圈，所述第一动环44设于动环座43上，且两者之间设有密封圈，所述静环座45嵌设于机封壳体41中，所述第一静环46设于静环座45上，且所述第一静环46与第一动环44之间形成动配合面，所述第二静环47设于嵌设于机封壳体41中，两者之间设有密封圈，所述第二动环48设于嵌设于机封本体42内，两者之间设有密封圈，且第二动环48与第二静环47之间形成动配合面，所述机封壳体41与出料腔29连接。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高性能气液混合装置，其特征在于：包括：机架（1）和气液混合机构（2），其中，所述气液混合机构（2）包括顶部进料腔（21）、分流筒（22）、侧料进料腔（23）、螺旋送料块（24）、一组叶轮（25）、定子（26）、垫高块（27）、转子（28）和出料腔（29），所述顶部进料腔（21）设于分流筒（22）的上方，所述侧料进料腔（23）设于分流筒（22）的外侧，并通过螺钉与顶部进料腔（21）连接，且所述顶部进料腔（21）和分流筒（22）压紧于侧料进料腔（23）上，所述螺旋送料块（24）设于顶部进料腔（21）和分流筒（22）的内部，并与主轴（3）连接，所述转子（28）、垫高块（27）和叶轮（25）均设于主轴（3）上，且依次层叠于机封组件（4）上，所述出料腔（29）设于侧料进料腔（23）的下方，所述定子（26）与出料腔（29）的内槽通过间隙配合定位，所述侧料进料腔（23）与出料腔（29）的外侧通过间隙配合，通过螺钉将定子（26）及侧料进料腔（23）紧固在出料腔（29）上，所述分流筒（22）与侧料进料腔（23）、定子（26）与顶部进料腔（21）在侧面接触处均采用间隙配合定位，所述出料腔（29）通过螺钉设于机架（1）上，且两者的连接处设有密封圈。
2.根据权利要求1所述的高性能气液混合装置，其特征在于：所述叶轮（25）中设有第一叶轮（251）、第二叶轮（252）和第三叶轮（253），所述第一叶轮（251）、第二叶轮（252）和第三叶轮（253）均为交错叶轮。
3.根据权利要求1所述的高性能气液混合装置，其特征在于：所述第一叶轮（251）、第二叶轮（252）和第三叶轮（253）均设有叶轮本体，所述叶轮本体的四周设有一组叶片，所述叶片为交错式设置。
4.根据权利要求3所述的高性能气液混合装置，其特征在于：所述叶片的交错角度为60°。
5.根据权利要求1所述的高性能气液混合装置，其特征在于：所述螺旋送料块（24）包括驱动杆（241）和螺旋叶片（242），所述螺旋叶片（242）设于驱动杆（241）上，且所述驱动杆（241）的一端设有螺纹，与主轴（3）螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的高性能气液混合装置，其特征在于：所述转子（28）的上下表面设有一组螺旋叶片（281），所述螺旋叶片（281）平面设置，且所述螺旋叶片（281）与定子（26）形成剪切刃口。
7.根据权利要求1所述的高性能气液混合装置，其特征在于：所述螺旋叶片（281）的轮廓曲线由3段相切圆弧构成。
8.根据权利要求1所述的高性能气液混合装置，其特征在于：所述侧料进料腔（23）的周向分布一组入口（231），且所述入口（231）为快卡法兰口。
9.根据权利要求1所述的高性能气液混合装置，其特征在于：所述料筒（22）为圆环型料筒，其周向均布有一组小孔（221）。
10.根据权1至9任一项所述的高性能气液混合装置的工作方法，其特征在于：具体的工作方法如下：
1）：启动电机，电机通过调速机构带动主轴（3）转动，通过喂气系统，气状物料从顶部进料腔（21）口部进入，经过螺旋送料块（24）旋转输送，气状物料会均匀分散在腔内；
2）：液态物料从侧面进料腔（23）的上的进料口进入，液态物料在压力作用下经分流筒（22）的周向小孔（221）向腔内喷射，与气状物料充分接触；
3）：充分接触后的气状物料和液态物料，继续下流，在交错叶轮组合中的第一叶轮（251）、第二叶轮（252）和第三叶轮（253）的带动下，进一步混合均匀；
4）：当气状物料和液状物料添加完毕后，装置密封，气状物料不能挥发，混合物料在定子（26）和转子（28）之间进一步剪切、分散、乳化；
5）：当物料混合均匀达到要求后，开启出料腔（29）的出口，在转子（28）的带动下，受离心力作用，混合好的物料从出料腔（29）的出料口涌出即可。
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