CN112546942A - 一种粉体改性高速剪切分散混合机 - Google Patents

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温和
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Abstract

本发明公开了一种粉体改性高速剪切分散混合机，包括粉体搅拌混合与剪切分散混合两个系统。搅拌混合系统由圆柱桶、桶底的主轴联双层搅拌桨、联轴主电机和放料口构成。剪切分散混合系统由剪切分散器和电机构成。剪切分散器由定子、转子和旋转轴组成，旋转轴一端从桶内穿过桶壁与电机连接，另一端穿过定子与转子连接。定子由圆孔方板和同心圆排列的数根方柱定刀构成。转子由方孔圆板和同心圆排列的数根方柱动刀构成。转子同心嵌入定子内并固定在旋转轴端。在电机高速驱动下，通过转子与定子的相对剪切运动对桶底旋转喂入的粉体同时实现高效分布式混合与高剪切分散性混合。调节定刀与动刀之间的间隙，可调节粉体剪切分散的粒度。

Description

一种粉体改性高速剪切分散混合机
技术领域
本发明涉及一种粉体改性高速剪切分散混合机，属于材料加工技术领域。
背景技术
粉体改性高速剪切分散混合机是一种在材料加工成型前对粉体预先改性然后与其它原料进行混配的重要设备，常见于生产塑料制品和制备粉体的加工厂中，是通过挤出造粒生产填充母粒、改性母粒、功能母粒、改性塑料原料等工厂必不可少的设备。目前现有的高速混合机主要有两种，一种是粉体原料与改性剂或再与其它原料一起在混合机底部搅拌桨的推动下沿圆筒壁高速旋转，经折流板翻落下来，达到改性混合的目的。这种高速混合机具有快速高效混合的特点，分布式混合效果好，但分散性混合效果差，因此，用于粉体改性的效果差。另一种是在前一种高速混合机的基础上，在筒体侧壁内水平方向垂直侧壁加装一个电机驱动的单层或多层旋转刀，通过高速旋转的刀片撞击粉体微粒，使粒径较大的颗粒粉碎，粒径变小，显著提高分散混合效果，大大改进了粉体改性的效果。但由于旋转刀片的转速不是很高，又缺少剪切分散作用，对粒径虽小但团聚较多的微纳米粉体或纳米粉体的改性效果较差，不能满足当前生产的需求。随着粉体制备技术的不断进步，高性能材料对微纳米或纳米粉体改性的要求越来越高，急需一种具有高分散性混合功能的高速混合机。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种粉体改性高速剪切分散混合机，能够对粉体尤其是微纳米或纳米粉体在快速高效完成分布式混合的同时，实现高剪切分散性混合，显著降低粉体的粒径，提高粉体改性的质量，从而提高改性材料的应用性能。广泛用于粉体改性，或粉体改性后与其它原料的高速混合。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种粉体改性高速剪切分散混合机，包括粉体搅拌混合与粉体剪切分散混合两个系统。粉体搅拌混合系统由顶部加盖的圆柱形桶体、安装在桶底的主轴和双层搅拌桨、及与主轴连接的主电机和放料口构成。搅拌桨在主电机的驱动下高速旋转，推动粉体沿桶壁高速旋转，经桶壁上的折流茎和剪切分散器的折流作用翻落下来，实现高效的分布式混合。粉体剪切分散混合系统由剪切分散器和电机构成。剪切分散器由定子、转子和旋转轴组成，旋转轴的一端从桶内穿过桶壁与电机连接，另一端穿过定子与转子连接。定子由带圆孔的矩形方板(简称圆孔方板)和数根截面为正方形的棱柱状定刀构成，定刀沿圆孔同心圆分布，并通过螺栓垂直固定在厚方板上。圆孔方板的圆孔同心垂直穿过旋转轴后固定在桶壁上。转子由带同心方孔的圆板(简称方孔圆板)和数根截面为正方形的棱柱状动刀构成。动刀沿方孔圆板双层同心圆分布，内层与外层动刀错位排列，并通过螺栓垂直固定在方孔圆板上。转子同心嵌入定子内并固定在旋转轴端。在电机的高速驱动下，通过转子与定子的相对剪切运动对旋转喂入的粉体同时实现高效分布式混合和高分散性混合。特别适合微纳米或纳米粉体改性。调整棱柱状定刀和动刀的角度可调节转子外层动刀与定子定刀之间的间隙，最小间隙可趋于零，从而调整粉体剪切分散的粒度。
在本发明一个较佳实施例中，所述剪切分散器的开口端与桶壁折流茎相接。
在本发明一个较佳实施例中，所述剪切分散器的旋转轴与转速大于2800rpm的高速电机连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述剪切分散器的旋转轴与转速大于5000rpm的高速电机连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述剪切分散器的旋转轴与圆桶壁水平切线垂直，一端从桶内水平穿过桶壁与高速电机连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述剪切分散器的旋转轴与圆桶壁水平切线成小于90°夹角，一端从桶内水平穿过桶壁与高速电机连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述剪切分散器的旋转轴与圆桶壁水平切线平行，一端从桶内水平穿过桶壁与高速电机连接。
本发明的有益效果是：本发明的粉体改性高速剪切分散混合机，由高速电机驱动转子对定子作相对剪切运动，在实现粉体高效分布式混合的同时，对桶底旋转喂入的粉体进行高剪切分散性混合，显著降低粉体粒径，提高粉体改性的质量与效率，从而提高改性材料的应用性能。特别适合微纳米或纳米粉体的改性。调整定刀和动刀的角度可调节转子外层动刀与定子定刀之间的间隙，从而调整粉体剪切分散的粒度，具有快速高效环保节能的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图，其中：
图1是本发明粉体改性高速剪切分散混合机的一个较佳实施例的俯视结构示意图；
图2是本发明粉体改性高速剪切分散混合机的同一个较佳实施例的正视结构示意图；
附图中的标记为：1桶体、2主轴、3双层搅拌桨、4主电机、5放料口、6折流茎、7定子、8转子、9旋转轴、10电机、71圆孔方板、72定刀、81方孔圆板、82动刀
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2所示，本发明实施例包括：
一种粉体改性高速剪切分散混合机，包括粉体搅拌混合与粉体剪切分散混合两个系统。粉体搅拌混合系统由顶部加盖的圆柱形桶体1、安装在桶底的主轴2和双层搅拌桨3、及与主轴2连接的主电机4和放料口5构成。搅拌桨3在主电机4的驱动下高速旋转，推动粉体沿桶壁高速旋转，经桶壁上的折流茎6和剪切分散器的折流作用翻落下来，实现高效的分布式混合。粉体剪切分散混合系统由剪切分散器和电机10构成。剪切分散器由定子7、转子8和旋转轴9组成，旋转轴9的一端从桶内穿过桶壁与电机10连接，另一端穿过定子7与转子8连接。定子7由带圆孔的矩形板(简称圆孔方板)71和数根截面为正方形的棱柱状定刀72构成，定刀72沿圆孔同心圆分布，并通过螺栓垂直固定在圆孔方板71上。圆孔方板71的圆孔同心垂直穿过旋转轴9后固定在桶壁上。转子8由带同心方孔的圆形板(简称方孔圆板)81和数根截面为正方形的棱柱状动刀82构成。动刀82沿方孔板双层同心圆分布，内层与外层动刀82错位排列，并通过螺栓垂直固定在方孔圆板81上。转子8同心嵌入定子7内并固定在旋转轴9端。在电机10的高速驱动下，通过转子8与定子7的相对剪切运动对桶底旋转喂入的粉体实现高剪切分散性混合。调整定刀72和动刀82的角度可调节转子外层动刀82与定刀72之间的间隙，最小间隙可趋于零，从而调节粉体剪切分散的粒度。
上述中，所述剪切分散器的开口端与桶壁折茎6相接。
进一步的，所述的剪切分散器的旋转轴9与桶壁水平切线成小于90°夹角，一端从桶内水平穿过桶壁与电机10连接。
在本实施例中优选的，所述剪切分散器的旋转轴9与桶壁水平切线平行，一端从桶内水平穿过桶壁与电机10连接。
更进一步的，所述的电机10为转速大于2800rpm的高速电机。
在本实施例中，所述电机10固定在桶体1外侧壁，通过电机10直接驱动旋转轴9带动转子8高速旋转。
综上所述，本发明的粉体改性高速剪切分散混合机，由高速电机驱动转子对定子作相对剪切运动，在实现粉体高效分布式混合的同时，对桶底旋转喂入的粉体进行高剪切分散性混合，显著降低粉体粒径，提高粉体改性的质量与效率，从而提高改性材料的应用性能。特别适合微纳米或纳米粉体的改性。调整定刀与动刀的角度可调节转子外层动刀与定刀之间的间隙，从而调节粉体剪切分散的粒度，具有快速高效环保节能的特点
以上述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书的内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种粉体改性高速剪切分散混合机，其特征在于，包括粉体搅拌混合与剪切分散混合两个系统。所述搅拌混合系统由带盖圆柱桶、桶底主轴联双层搅拌桨、联轴主电机和放料口构成。所述剪切分散混合系统由剪切分散器和电机构成。剪切分散器由定子、转子和旋转轴组成，旋转轴一端从桶内穿过桶壁与电机连接，另一端穿过定子与转子连接。
2.根据权利要求1所述的一种粉体改性高速剪切分散混合机，其特征在于，所述剪切分散器的旋转轴与桶体水平切线垂直、水平穿过桶壁与电机连接。
3.根据权利要求1所述的一种粉体改性高速剪切分散混合机，其特征在于，所述剪切分散器的旋转轴与桶体水平切线成小于90°的夹角、水平穿过桶壁与电机连接。
4.根据权利要求1所述的一种粉体改性高速剪切分散混合机，其特征在于，所述剪切分散器的旋转轴与桶体水平切线平行、水平穿过桶壁与电机连接。
5.根据权利要求1、3、4所述的一种粉体改性高速剪切分散混合机，其特征在于，所述剪切分散器的开口端与桶体壁折茎相接。
6.根据权利要求1所述的一种粉体改性高速剪切分散混合机，其特征在于，所述剪切分散器的定子由带圆孔的方板与数根方柱状定刀组成，定刀沿圆孔同心圆排列并用螺栓垂直固定在方板上，方板圆孔同心垂直穿过旋转轴后固定在桶壁上。
7.根据权利要求1所述的一种粉体改性高速剪切分散混合机，其特征在于，所述剪切分散器的转子由带方孔的圆板与数根方柱状动刀组成，动刀沿方孔双层同心圆排列并用螺栓垂直固定在圆板上，内层与外层动刀错位排列。转子同心嵌入定子内并固定在旋转轴端。
8.根据权利要求1所述的一种粉体改性高速剪切分散混合机，其特征在于，所述电机为高速电机，在电机高速驱动下，通过转子与定子的相对剪切运动对桶底旋转喂入的粉体同时实现高效分布式混合与高剪切分散性混合。调节定刀与动刀之间的间隙，最小间隙可接近零，从而调整粉体剪切分散的粒度。
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