CN116943474B - 分散机构及制浆设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种分散机构及制浆设备，分散机构包括定子、转子以及挡料组件，定子设有环形腔，转子同轴且可转动地设于环形腔内转子的外周面设有多个呈弧形的凹面和多个呈弧形的凸面，多个凹面与多个凸面依次相间连接，转子的外周面设有多个环绕转子的轴线的凹槽，凹槽沿转子的轴向的两端分别贯穿转子，凹槽的内壁为凹面；转子的外周面与环形腔的内壁间隔形成第一剪切通道，挡料组件设于第一剪切通道的出口处。本申请中的分散机构既能够提高分散机构的剪切效果以的同时降低物料积留在转子表面的几率。

Description

分散机构及制浆设备

技术领域

本申请涉及浆料制造的技术领域，尤其涉及一种分散机构及制浆设备。

背景技术

相关技术中的分散机构由转子和定子组成，转子和定子之间的间隙为剪切通道，通过转子和定子相对转动，将剪切通道内的物料剪切分散，然而当转子和定子之间的间隙太窄时，则会导致转子表面积留物料，而转子和定子之间的间隙太大时，则又会导致分散机构的剪切效果太差。

因此，亟需一种剪切效果好且不会积留物料在转子表面的分散机构。

发明内容

本申请的实施例提供一种分散机构及制浆设备，以期既能够提高分散机构的剪切效果以的同时降低物料积留在转子表面的几率。

第一方面，本申请实施例提供一种分散机构，包括定子、转子以及挡料组件，所述定子设有环形腔，所述转子同轴且可转动地设于所述环形腔内所述转子的外周面设有多个呈弧形的凹面和多个呈弧形的凸面，多个所述凹面与多个所述凸面依次相间连接，所述转子的外周面设有多个环绕所述转子的轴线的凹槽，所述凹槽沿所述转子的轴向的两端分别贯穿所述转子，所述凹槽的内壁为所述凹面；所述转子的外周面与所述环形腔的内壁间隔形成第一剪切通道，所述挡料组件设于所述第一剪切通道的出口处。

本实施例中，凹槽沿所述转子的轴向贯穿所述转子，从而在转子的轴向上，物料可以顺畅流动，不易于积留在凹槽内，其次，组成凹槽的凹面和凸面均为弧形，从而凹面和凸面均具有导流的作用，具有自清洁能力，在凹面和凸面的作用下，物料会沿着凹面和凸面流动，从而有效降低本实施例中的转子的外周面上积料的可能性。此外，由于转子的外周面为由凸面和凹面组成的波纹面，从而可以增强转子的外周面与物料之间的摩擦力，物料在转子的圆周方向能够形成更大的速度差，从而可以提高分散效果，而且，通过挡料组件设于所述第一剪切通道的出口处以遮挡所述第一剪切通道的出口，能够使所述第一剪切通道内的物料填充率增高，从而能够提高剪切时物料与转子外周面之间的摩擦力，提高剪切效果。

一些实施例中，所述凹面的曲率大于所述凸面的曲率。本实施例中，由于所述凹面的曲率大于所述凸面的曲率，对于曲率较大的凸面，能够对物料产生更大的摩擦力，起到更好的剪切效果，而对于曲率较小的凹面，则更不易于积留物料，从而使得本实施例中的转子表面既不容易积留物料，又能够有效提高对物料的剪切效果。

一些实施例中，所述凸面在参考面上的垂直投影为第一圆弧线段，所述凹面在所述参考面上的垂直投影为第二圆弧线段，所述参考面垂直于所述转子的轴线，所述第一圆弧线段与所述转子的轴线的最大距离为L1，所述第二圆弧线段与所述转子的轴线的最小距离为L2，所述环形腔的半径为R，其中，1mm＜R-L1＜3mm，40％＜(R-L1)/(R-L2)＜80％。

本实施例中，在该范围内，分散机构的有效剪切面积的占比以及高强度有效剪切面积的占比均处于比较大的一个范围内，在此范围内，分散机构的剪切效果更佳。

一些实施例中，相邻两个第二圆弧线段中，所述两个第二圆弧线段与所述转子的轴线的最近点分别为第一点和第二点，所述第一点与所述转子的轴线的连线为线段一，所述第二点与所述转子的轴线的连线为线段二，所述线段一和所述线段二形成夹角a，所述夹角a为5°-45°。

一些实施例中，第一圆弧线段的半径与第二圆弧线段的半径相等，所述第一圆弧线段与所述第二圆弧线段连接点的相切角b为10°-30°。

一些实施例中，所述转子包括内轴、与所述内轴同轴且间隔的外轴以及连接所述内轴与所述外轴的连接部，所述内轴、所述外轴以及所述连接部围合形成环形槽，所述转子的外周面上开设有多个第一通孔，所述第一通孔连通所述环形槽。

本实施例中，基于所述内轴、所述外轴以及所述连接部围合形成环形槽，所述转子的外周面上开设有多个第一通孔，所述第一通孔连通所述环形槽，从而在第一剪切通道出料不及时的时候，通过第一通孔能够使第一剪切通道内的物料进入环形槽，可以防止堵塞，其次，通过在外周面上开设第一通孔，在第一通孔的断面位置剪切力能够提高，从而可以有效提高对物料的剪切效果。另外，环形腔可以对物料进行混合，以提高物料的均匀性。

一些实施例中，所述第一通孔开设在所述凹面上。

本实施例中，由于物料是开设在凹面上，从而物料，从而可以提高凹面对物料的剪切力，在离心力的作用下，环形腔内的物料在通过第一通孔被甩出时，能够同时作用凹面上的物料，从而进一步降低在凹面上积料的几率。

一些实施例中，所述挡料组件包括环形挡板，所述环形挡板固定于所述定子上，所述环形挡板与所述转子轴向的一端面间隔形成第二剪切通道，所述第二剪切通道与所述第一剪切通道的出口连通，所述环形挡板围合形成第二通孔，所述第二剪切通道与所述第二通孔连通。

本实施例中，通过环形挡板设置在第一剪切通道的出口处，而且环形挡板与所述转子轴向的一端面间隔形成第二剪切通道，从而物料在自第一剪切通道向第二剪切通道流动时，需要拐一个直角，在第一剪切通道内的物料未充满时，环形挡板能够对第一剪切通道流出的物料起到阻挡作用，从而使第一剪切通道内填满物料。在使第一剪切通道内填满物料时，又可以通过第二剪切通道流出。

一些实施例中，所述环形挡板的内径小于所述外轴的内径。

本实施例中，由于环形挡板的内径小于所述外轴的内径，从而形成的第二剪切通道在转子径向方向上行的长度可以最大化，以提高分散机构的整体剪切面积，提高剪切能力。还可以通过调节外轴在内径大小，以调节环形挡板对第一剪切通道的阻挡效果，进而改变第一剪切通道对物料的剪切效果。

一些实施例中，所述分散机构还包括驱动主轴、固定件以及螺纹连接所述驱动主轴与所述固定件的调节螺杆，所述转子形成有连接通孔，所述连接通孔同轴套设在所述驱动主轴上，且所述转子能够相对所述驱动主轴沿所述驱动主轴的轴向移动，所述固定件与所述转子连接，所述固定件在所述驱动主轴的轴向上与所述驱动主轴间隔设置。

本实施例中，通过调节螺杆将固定件与驱动主轴连接在一起，由于所述转子能够相对所述驱动主轴沿所述驱动主轴的轴向移动，而固定件与所述转子连接，固定件在所述驱动主轴的轴向上与所述驱动主轴间隔设置，从而固定件与所述驱动主轴之间具有可调节空间，在调节螺杆转动时，就可以带动固定件向驱动主轴靠近或远离，从而可以调节转子与驱动主轴在驱动主轴的轴向上的相对位置，从而可以调节环形挡板与所述转子之间形成的第二剪切通道的宽度，以改变第二剪切通道的剪切能力，以及改变环形挡板的阻挡能力，从而以适应不同粘度的物料的生产。

一些实施例中，所述定子开设有与所述环形腔连通的入料口，所述入料口在所述驱动主轴的轴向上正对所述固定件，所述固定件包括导流面，所述导流面用于将入料口的物料引导至所述第一剪切通道的入口处。

本实施例中，通过在固定件上开设导流面，不仅可以有效提高固定件的使用用途，还能够方便通过入料口调节调节螺杆，提高了可操作性。

第二方面，本申请实施例提供一种制浆设备，包括挤出机构和如上第一方面中任一项所述的分散机构，所述分散机构的外壳连接于所述挤出机构的外壳，所述分散机构用于分散所述挤出机构排出的物料。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请实施例提供的一种制浆设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种分散机构的截面示意图；

图3为图2中的分散机构中的转子的结构示意图；

图4为图3中的分散机构的截面示意图；

图5为图2中的转子在凹面和凸面的尺寸数据不同时的有效剪切面积的占比折线图以及高强度有效剪切面积的占比折线图；

图6为图2中的转子在夹角a数据不同时的有效剪切面积的占比折线图以及高强度有效剪切面积的占比折线图；

图7为图2中的转子在相切角b数据不同时的有效剪切面积的占比折线图以及高强度有效剪切面积的占比折线图。

附图说明：

X、第一方向；S、参考面；1000、制浆设备；100、机台；200、挤出机构；210、主驱动电机；220、齿轮箱；230、筒体；300、分散机构；301、第一剪切通道；302、第二剪切通道；310、定子；311、外壳体；312、内壳体；3121、环形腔；3122、螺旋水道；313、端盖；3131、入料口；320、转子；321、连接通孔；322、凹槽；323、环形槽；324、第一通孔；10、凹面；11、第二圆弧线段；12、第一点；13、第二点；14、线段一；15、线段二；20、凸面；21、第一圆弧线段；31、内轴；32、外轴；33、连接部；330、挡料组件；331、环形挡板；3311、第二通孔；340、电机；350、驱动主轴；360、连接件；371、固定件；3712、导流面；372、调节螺杆；373、第一弹簧；374、限位件；375、第二弹簧。

具体实施方式

以下首先对本申请实施例涉及的部分术语进行解释说明。

本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本说明书中，“垂直”、“平行”、“多个”等术语的解释。

垂直：本申请所定义的垂直不限定为绝对的垂直相交(夹角为90度)的关系，允许在组装公差、设计公差、结构平面度的影响等因素所带来的不是绝对的垂直相交的关系，允许存在小角度范围的误差，例如80度至100度的范围的组装误差范围内，都可以被理解为是垂直的关系。

平行：本申请所定义的平行不限定为绝对平行，此平行的定义可以理解为基本平行，允许在组装公差、设计公差、结构平面度的影响等因素所带来的不是绝对平行的情况，这些情况会导到滑动配合部和第一门板之间不是绝对的平行，但是本申请也定义为这种情况是平行的。

多个:本申请所定义的多个指的是两个及两个以上，是包括两个的。

本申请实施例提供一种制浆设备和一种分散机构，本实施例中的制浆设备可以应用于新能源领域(比如电池浆料制造)、造纸行业、纺织行业(比如纺织限位原料的制造)、建筑行业、环保行业(比如处理废弃纸质物)等。本实施例中的分散机构应用于制浆设备中，用于剪切分散物料。

图1为本申请实施例提供的一种制浆设备1000的结构示意图。

参阅图1，制浆设备1000包括机台100、挤出机构200和分散机构300。

挤出机构200包括主驱动电机210、连接在主驱动电机210的输出端上的齿轮箱220、连接在齿轮箱220的输出端的螺杆挤出组件(图中未示出)以及套设在螺杆挤出组件外周的筒体230，其中，主驱动电机210、齿轮箱220以及筒体230均固定于机台100上。主驱动电机210通过齿轮箱220驱动螺杆挤出组件在筒体230内运动，螺杆挤出组件在运动时会对物料挤压、混合、初步剪切以及推动物料在筒体230内前进。

一些实施方式中，螺杆挤出组件可以为单螺杆挤出元件。一些实施方式中，螺杆挤出元件也可以为双螺杆挤出元件。

分散机构300用于分散剪切挤出机构200排出的物料。

一些实施方式中，分散机构300的外壳连接于挤出机构200的外壳，进而使得本实施例中的制浆设备1000的分散机构300和挤出机构200一体式设计，可以有效降低制浆设备1000的占地面积。而且本实施方式中的制浆设备1000由于在挤出机构200排出的物料可直接排至分散机构300内，并通过分散机构300加工，中间无需额外的配送以及缓存，从而可以实现连续的制浆工艺，如此设置，与现有技术中直接在挤出机构200末端设置稀释段的方式相比，不仅提高了浆料分散效率，而且不需要设置相当长的稀释段用于浆料的分散，可以缩短挤出机构200中的螺杆挤出组件的长度，缩小螺杆挤出组件在使用过程中的形变量，从而延长螺杆挤出组件及其上功能元件的使用寿命。与现有技术中在挤出机构200的出料端外接多个搅拌罐的方式相比，由于搅拌罐需要较长的一端时间才可以将浆料剪切分散成成品浆料，单一搅拌罐无法实现成品浆料的连续输出，而多搅拌罐占地面积大、管道结构复杂、复杂的管道结构又带来金属污染、维护难度大等问题。本申请的制浆设备1000具有整个设备简单易控，占地面积小，没有传统的管道阀门切换系统，维护简单，经济实惠，可以实现浆料连续化生产的优点。

可以理解的是，本实施例中的挤出机构200的外壳即为套设螺杆挤出组件的筒体230。

图2为本申请实施例提供的一种分散机构300的截面示意图。本实施例中的分散机构300可以应用于上文实施例中的制浆设备1000。

参阅图2，分散机构300包括定子310、转子320以及挡料组件330，转子320相对定子310转动，定子310与转子320之间间隔形成有第一剪切通道301，挡料组件330位于第一剪切通道301的出口处以遮挡第一剪切通道301的出口。本实施例中，定子310和转子320相对转动时能够对第一剪切通道301内的物料进行剪切作用，挡料组件330能够对第一剪切通道301内的物料起到一定的遮挡作用，从而能够提高第一剪切通道301内的物料填充率，在第一剪切通道301内的物料填充率提高的情况下，可以增大第一剪切通道301内的物料与转子320之间的摩擦力，从而能够提高剪切效果。

定子310设有环形腔3121，一些实施方式中，环形腔3121呈圆柱形。在其它一些实施方式中，环形腔3121也可以呈棱柱形腔或其它具有一个中心轴线的规则腔室。可以理解的是，基于制造精度，上述实施方式中，环形腔3121的形状均为大致上所呈现的形状，比如环形腔3121大致呈圆柱形。

一些实施方式中，定子310包括外壳体311和内壳体312，外壳体311和内壳体312可拆卸式连接，内壳体312围合形成环形腔3121，外壳体311包围环绕内壳体312，外壳体311和内壳体312之间形成有螺旋水道3122，通过螺旋水道3122能够使水冷液体流经螺旋水道3122以对内壳体312实现有效充分的散热。

一些实施方式中，定子310还包括端盖313，端盖313与内壳体312可拆卸式连接，端盖313将环形腔3121的轴线方向的一端封盖，端盖313上开设有入料口3131，通过入料口3131可以向环形腔3121内输入物料(比如输入前文实施例中的挤出机构200挤出的物料)，环形腔3121内的物料进入第一剪切通道301，然后在第一剪切通道301内被剪切分散。当然，在其它一些实施方式中，端盖313与内壳体312也可以是一体成型设置。

一些实施方式中，入料口3131位于端盖313的中心处。可以理解的是，在其它一些实施方式中，也可以将入料口3131设置在端盖313的其它位置处。

可以理解的是，在一些实施方式中，外壳体311和内壳体312也可以是一体成型设置。螺旋水道3122也可以通过直线型水道或其它形状的水道替换。

转子320与环形腔3121同轴设置，即转子320转动的中心轴线与环形腔3121的中心轴线是重合的。转子320可转动地设于环形腔3121内。转子320在环形腔3121内可转动，转子320的外周面与物料之间产生摩擦力，从而可以对物料进行剪切。

一些实施方式中，分散机构300还包括电机340以及驱动主轴350，转子320装配在驱动主轴350上，转子320与驱动主轴350同轴设置，电机340用于驱动驱动主轴350转动。可以理解的是，一些实施方式中，驱动主轴350为电机340的输出轴。另一些实施方式中，驱动主轴350则独立于电机340，并与电机340的输出轴通过联轴器连接。

一些实施方式中，分散机构300还包括连接定子310与电机340的连接件360，连接件360与定子310可拆卸式连接，连接件360与端盖313连接在定子310的轴线方向上相对的两端上，从而将环形腔3121在轴向上的两端封盖。

一些实施方式中，挡料组件330包括环形挡板331，环形挡板331固定于定子310上，环形挡板331与转子320轴向的一端面间隔形成第二剪切通道302，第二剪切通道302与第一剪切通道301的出口连通，环形挡板331围合形成第二通孔3311，第二剪切通道302与第二通孔3311连通。基于环形挡板331与转子320轴向的一端面间隔形成第二剪切通道302，从而第一剪切通道301的延伸方向为转子320的轴向方向，第二剪切通道302的延伸方向为转子320的径向方向，从而物料在自第一剪切通道301向第二剪切通道302流动时，需要拐一个直角，在第一剪切通道301内的物料未充满时，环形挡板331能够对第一剪切通道301流出的物料起到阻挡作用，从而使第一剪切通道301内填满物料。在使第一剪切通道301内填满物料时，又可以通过第二剪切通道302流出。

一些实施方式中，环形挡板331被连接件360与定子310夹持固定。可以理解的是，在其它一些实施方式中，环形挡板331也可以是直接焊接在定子310上，或者与定子310一体成型。

为了适应不同粘度的物料的生产加工，在一些实施方式中，第二剪切通道302在转子320的轴向方向上的宽度可调，即环形挡板331与转子320的轴向端面之间的间距可以调节，为了方便描述，设定环形挡板331与转子320的轴向端面之间的间距为L。通过调节L的大小以改变环形挡板331对第一剪切通道301内的物料的阻挡作用，从而以适应不同粘度的物料的生产加工，比如对于粘度较小的物料，可以将环形挡板331与转子320的轴向端面之间的间距L调小，而对于粘度较大的物料，则可以将环形挡板331与转子320的轴向端面之间的间距L调大。

一些实施方式中，分散机构300还包括固定件371以及螺纹连接驱动主轴350与固定件371的调节螺杆372，转子320形成有连接通孔321，连接通孔321同轴套设在驱动主轴350上，且转子320能够相对驱动主轴350沿驱动主轴350的轴向移动，固定件371与转子320连接，固定件371在驱动主轴350的轴向上与驱动主轴350间隔设置。通过调节螺杆372将固定件371与驱动主轴350连接在一起，由于转子320能够相对驱动主轴350沿驱动主轴350的轴向移动，而固定件371与转子320连接，固定件371在驱动主轴350的轴向上与驱动主轴350间隔设置，从而固定件371与驱动主轴350之间具有可调节空间，在调节螺杆372转动时，就可以带动固定件371向驱动主轴350靠近或远离，从而可以调节转子320与驱动主轴350在驱动主轴350的轴向上的相对位置，从而可以调节环形挡板331与转子320之间形成的第二剪切通道302在转子320的轴向方向上的宽度，以改变第二剪切通道302的剪切能力，以及改变环形挡板331的阻挡能力，从而以适应不同粘度的物料的生产。

为了提高调节螺杆372与驱动主轴350之间的固定稳定性，一些实施方式中，固定件371与驱动主轴350之间设有第一弹簧373，且第一弹簧373处于被压缩的状态，从而通过第一弹簧373对固定件371在驱动主轴350的轴向方向上的弹力的作用下，可以防止调节螺杆372在转子320转动时发生松动。

在另一些实施方式中，固定件371与转子320的轴向端面抵接，且未固定连接，分散机构300还包括限位件374，限位件374套设在驱动主轴350上，限位件374相对驱动主轴350在轴向方向上不可移动，转子320未与固定件371抵接的一端的轴向端面与限位件374之间设有第二弹簧375，且第二弹簧375处于压缩状态。当调节螺杆372转动时，固定件371与驱动主轴350之间的间隙变小，固定件371驱动转子320向限位件374的方向移动，在移动的过程中，转子320继续压缩第二弹簧375，如此，可将第二剪切通道302在驱动主轴350的轴向方向上的间距变小，即环形挡板331与转子320的轴向端面之间的间距L变小。在调节螺杆372调节完成后，在第二弹簧375以及固定件371的作用下，又可以限制转子320在驱动主轴350向的轴向方向上相对驱动主轴350移动。

一些实施方式中，入料口3131在驱动主轴350的轴向上正对固定件371，固定件371包括导流面3712，导流面3712用于将入料口3131的物料引导至第一剪切通道301的入口处。通过在固定件371上开设导流面3712，使得固定件371不仅可以用于固定和调节转子320，还能够起到对物料的导流作用，而且，由于入料口3131在驱动主轴350的轴向上正对固定件371，从而还能够方便通过入料口3131调节调节螺杆372，提高了可操作性。

在一些实施方式中，挡料组件330还可以是弹性挡板，弹性挡板可活动地设置在第一剪切通道301的出口处，第一剪切通道301内的物料对弹性挡板施加的力达到预设值时，则弹性挡板移动，物料则可以从第一剪切通道301内流出。当第一剪切通道301内的物料未填充至一定比例时，第一剪切通道301内的物料则因此对弹性挡板的推力太小，则无法驱动弹性挡板移动，因此，通过弹性挡板可以有效的提高第一剪切通道301内的物料填充率，从而能够提高剪切时物料与转子320外周面之间的摩擦力，提高剪切效果。

图3为图2中的分散机构300中的转子320的结构示意图；图4为图3中的分散机构300的截面示意图。

一并参阅图3和图4，转子320大致呈圆柱状，转子320的外周面包括多个呈弧形的凹面10和多个呈弧形的凸面20，多个凹面10与多个凸面20依次相间连接，转子320的外周面设有多个环绕转子320的轴线的凹槽322，凹槽322沿转子320的轴向的两端分别贯穿转子，凹槽322的内壁为凹面10。第一剪切通道301由转子320的外周面与环形腔3121的内壁间隔形成。本实施例中，凹槽322沿转子320的轴向贯穿转子320。从而在转子320的轴向上，物料可以顺畅流动，不易于积留在凹槽322内，其次，组成凹槽322的凹面10和凸面20均为弧形，从而凹面10和凸面20均具有导流的作用，具有自清洁能力，在凹面10和凸面20的作用下，物料会沿着凹面10和凸面20流动，从而有效降低本实施例中的转子320的外周面上积料的可能性。此外，由于转子320的外周面为由凸面20和凹面10组成的波纹面，从而可以增强转子320的外周面与物料之间的摩擦力，物料在转子320的圆周方向能够形成更大的速度差，从而可以提高分散效果。

具体而言，对于粘度较大的物料，既需要在第一剪切通道301内停留足够的时间以对第一剪切通道301内的物料进行足够长的时间的剪切，而且，也需要挡料组件330对第一剪切通道301适当的遮挡，以提高物料在第一剪切通道301内的填充率，以增大摩擦力，提高剪切力。然而，当物料在第一剪切通道301内的填充率太高以及停留时间太长时，则会导致物料容易粘附积留在转子320的外周面上。本实施例中，由于凹面10和凸面20均为弧形，且凹面10和凸面20相间连接在一起，从而可以增加物料与转子320的外周面之间的气隙，物料包含的液体分子不易于在转子320的外周面扩展，从而可以降低湿润性，以降低物料粘附在转子320的外周面上的几率。而且，由于凹面10和凸面20相间连接在一起的转子320在转动时也会带动物料沿着弧面延伸的方向进行流动，这种流动对于将物料从转子320的外周面上卸下具有较好的效果，使得转子320的外周面具有自清洁性，从而有效解决物料粘度较大时易于粘附在转子320表面的问题，同时还能够提高剪切效果。

一些实施例中，凹面10的曲率大于凸面20的曲率。本实施例中，由于凹面10的曲率大于凸面20的曲率，对于曲率较大的凸面20，能够对物料产生更大的摩擦力，起到更好的剪切效果，而对于曲率较小的凹面10，则更不易于积留物料，从而使得本实施例中的转子320表面既不容易积留物料，又能够有效提高对物料的剪切效果。

图5为图2中的转子320在凹面10和凸面20的尺寸数据不同时的有效剪切面积的占比折线图以及高强度有效剪切面积的占比折线图。图6为图2中的转子320在夹角a数据不同时的有效剪切面积的占比折线图以及高强度有效剪切面积的占比折线图。图7为图2中的转子320在相切角b数据不同时的有效剪切面积的占比折线图以及高强度有效剪切面积的占比折线图。

一并参阅图3-图4，一些实施方式中，环形腔3121的半径为R，环形腔3121的半径即为环形腔3121的内壁的半径。

为了便于描述，设定转子320的轴线方向为第一方向X，垂直于转子320的轴线方向的面为参考面S，参考面S也垂直于第一方向X。

凸面20在参考面S上的垂直投影为第一圆弧线段21，凹面10在参考面S上的垂直投影为第二圆弧线段11，第一圆弧线段21与转子320的轴线的最大距离为L1，其中第一圆弧线段21与转子320的轴线最大距离的点位于第一圆弧线段21的中点，第二圆弧线段11与转子320的轴线的最小距离为L2，其中第二圆弧线段11与转子320的轴线的最小距离的点为第二圆弧线段11的中点。

相邻两个第二圆弧线段11中，两个第二圆弧线段11与转子320的轴线的最近点分别为第一点12和第二点13，第一点12与转子320的轴线的连线为线段一14，第二点13与转子320的轴线的连线为线段二15，线段一14与线段二15形成夹角a。

一些实施方式中，1mm＜R-L1＜3mm，在该范围内，转子320与定子310相对转动时，转子320能够对物料有效剪切，具有较高的剪切强度。

基于惯常思维，通常通过降低转子320与定子310之间的距离，也就是使第一剪切通道301变窄，以增大剪切力，此外，会在转子320的外周面增加凸起以增加摩擦力，进而增大剪切力，本领域技术人员的惯常思维是，通过增加凸起的高度以增大摩擦力，高度越高，越不平滑，则摩擦力越大，剪切力越大。对应于本实施例中，设定M1＝(R-L1)/(R-L2)，惯常思维是，M1的值越大，则转子320的表面越平滑，剪切力越小，M1的值越小，则转子320的表面高低差越大，越不平滑，剪切力越大。然而，经过多次实验后，发现并非如惯常思维那样，M1的值越小则剪切效果越好。本实施例中的M1((R-L1)/(R-L2))的值为40％-80％。在此范围内，本实施例中的分散机构300的有效剪切面积和高强度有效剪切面积的占比均在一个比较大的范围，剪切效果更佳，分散效果更好。

如图4和图5所示，本申请提供一个实验，其中，设定夹角a为30°，为设定R-L1为2mm，设定当L1＝L2时，转子320的有效剪切面积为S1，其中高强度有效剪切面积的占比为25％，此时转子320的外周面为圆周面，也就是波峰为0的波纹面。设定当L1≠L2时转子320的有效剪切面积为S2，其中有效剪切面积指的是剪切速率超4000s-1的面积。设定当L1≠L2时转子320的高强度有效剪切面积为S3，其中高强度有效剪切面积指的是剪切速率超8000s-1的面积，设定M2＝S2/S1，设定M3＝S3/S1。经过实验得到如下表1的数据。

M1((R3-L1)/(R3-L2))	M2(S2/S1)	M3(S3/S1)
			20％	60％	20％
25％	72％	26％
			30％	80％	30％
35％	85％	39％
			40％	95％	55％
45％	99％	65％
			50％	108％	77％
55％	120％	85％
			60％	145％	99％
65％	139％	103％
			70％	131％	96％
75％	121％	85％
			80％	115％	70％
85％	112％	50％
			90％	109％	44％
95％	103％	37％
			100％	100％	30％

表1

通过图5和如上表1实验数据，可以证明在M1((R-L1)/(R-L2))的值为40％-80％时，M2和M3均在比较高的一个范围内，在M1的值为60％-70％时，M2和M3的值均比较大，剪切效果最佳。而当M1的值超过80％时，则会导致高强度有效剪切面积快速下降，剪切效果下降。

在其它一些实验中，将R-L1的值取为1mm和3mm分别进行实验，其它数据不变，所得到的结果与R-L1的值取为2mm基本相同，也是在M1((R-L1)/(R-L2))的值为40％-80％表现的剪切效果最佳。

在其它一些实验中，将夹角a的值取为10°、15°、20°、45°分别进行实验，其它数据不变，所得到的结果与夹角a的值取为30°基本相同，也是在M1((R-L1)/(R-L2))的值为40％-80％表现的剪切效果最佳。

此外，惯常思维中，夹角a的值越小时，则摩擦力越大，剪切效果越好，实则不然。如图4和图6所示，本申请实施例中的夹角a的值为5°-45°，在此范围内，本实施例中的分散机构300的剪切效果较好。

设定R-L1为2mm，设定当L1＝L2时，转子320的有效剪切面积为S1，其中高强度有效剪切面积的占比为25％，此时转子320的外周面为圆周面，也就是波峰为0的波纹面。设定当L1≠L2，且(R-L1)/(R-L2)的值为65％时，转子320的有效剪切面积为S2，转子320的高强度有效剪切面积为S3，其中有效剪切面积指的是剪切速率超4000s-1的面积，高强度有效剪切面积指的是剪切速率超8000s-1的面积，设定M2＝S2/S1，设定M3＝S3/S1。经过实验得到如下表2的数据。

通过图6和如下表2的实验数据可得知，在夹角a为5°-45°时，M2始终维持在70％以上，M3也维持在较高的占比，尤其是当夹角a为10°-35°时，M2始终维持在100％以上，M3也维持在50％以上的占比，此时剪切效果最佳。而当夹角a低于5°或者高于45°时，M2的值出现明显下降，尤其是M3的值太小，导致剪切效果变差。

在其它一些实验中，将(R-L1)/(R-L2)的值取为45％、55％、60％、80％时分别进行实验，其它数据不变，所得到的结果与(R-L1)/(R-L2)的值取为65％基本相同，也是在夹角a的值为5°-45°时表现的剪切效果最佳。

夹角a	M2	M3
			2	10％	5％
5	72％	30％
			10	100％	60％
15	120％	70％
			20	130％	75％
25	120％	60％
			30	108％	55％
35	105％	50％
			40	92％	48％
45	84％	35％
			50	65％	25％
55	55％	20％
			60	40％	18％
65	25％	10％
			70	23％	5％
75	20％	3％
			80	18％	1％

表2

如图4和图7所示，设定第一圆弧线段21的半径与第二圆弧线段11的半径相等，第一圆弧线段21与第二圆弧线段11连接点的相切角b为10°-30°。在此范围内，本实施例中的分散机构300同样具有更好的剪切效果。

设定夹角a为30°，设定当L1＝L2时，转子320的有效剪切面积为S1，其中高强度有效剪切面积的占比为25％，此时转子320的外周面为圆周面，也就是波峰为0的波纹面。设定当L1≠L2时转子320的有效剪切面积为S2，转子320的高强度有效剪切面积为S3，其中有效剪切面积指的是剪切速率超4000s-1的面积，高强度有效剪切面积指的是剪切速率超8000s-1的面积，设定M2＝S2/S1，设定M3＝S3/S1。经过实验得到如下表3的数据。

相切角b	M2	M3
			2	30％	15％
5	72％	31％
			10	100％	60％
15	120％	70％
			20	130％	68％
25	120％	62％
			30	108％	60％
35	105％	35％
			40	100％	37％
45	90％	32％
			50	60％	30％
55	50％	25％
			60	40％	20％
65	35％	15％
			70	23％	5％
75	20％	3％
			80	18％	1％

表3

通过图7和上表3的实验数据可知，在相切角b的值为10°-45°时，有效剪切面积M2的值均比较大，但是在相切角大于30°以后，则高强度有效剪切面积M3的值则大幅降低至40％以下，综合有效剪切面积M2和高强度有效剪切面积M3的实验数据可知，在相切角的值为10°-30°时，本实施例中的分散机构300的剪切效果更佳。

一并参阅图2-图4，一些实施方式中，转子320包括内轴31、与内轴31同轴且间隔的外轴32以及连接内轴31与外轴32的连接部33，内轴31、外轴32以及连接部33围合形成环形槽323，转子320的外周面上开设有多个第一通孔324，具体为外轴32上开设有多个第一通孔324，第一通孔324连通环形槽323。基于内轴31、外轴32以及连接部33围合形成环形槽323，转子320的外周面上开设有多个第一通孔324，第一通孔324连通环形槽323，从而在第一剪切通道301出料不及时的时候，通过第一通孔324能够使第一剪切通道301内的物料进入环形槽323，可以防止堵塞，其次，通过在外周面上开设第一通孔324，在第一通孔324的断面位置剪切力能够提高，从而可以有效提高对物料的剪切效果。另外，环形腔3121可以对物料进行混合，以提高物料的均匀性。

一并参阅图2-图4，一些实施方式中，第一通孔324开设在凹面10上。由于物料是开设在凹面10上，从而物料，从而可以提高凹面10对物料的剪切力，在离心力的作用下，环形腔3121内的物料在通过第一通孔324被甩出时，能够同时作用凹面10上的物料，从而进一步降低在凹面10上积料的几率。

一并参阅图2-图4，一些实施方式中，环形挡板331的内径小于外轴32的内径。由于环形挡板331的内径小于外轴32的内径，从而形成的第二剪切通道302在转子320径向方向上行的长度可以最大化，以提高分散机构300的整体剪切面积，提高剪切能力。还可以通过调节外轴32在内径大小，以调节环形挡板331对第一剪切通道301的阻挡效果，进而改变第一剪切通道301对物料的剪切效果。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种分散机构，其特征在于，包括定子、转子以及挡料组件，所述定子设有环形腔，所述转子同轴且可转动地设于所述环形腔内；

所述转子的外周面设有多个呈弧形的凹面和多个呈弧形的凸面，多个所述凹面与多个所述凸面依次相间连接，所述转子的外周面设有多个环绕所述转子的轴线的凹槽，所述凹槽沿所述转子的轴向的两端分别贯穿所述转子，所述凹槽的内壁为所述凹面；

所述转子的外周面与所述环形腔的内壁间隔形成第一剪切通道，所述挡料组件设于所述第一剪切通道的出口处。

2.根据权利要求1所述的分散机构，其特征在于，所述凹面的曲率大于所述凸面的曲率。

3.根据权利要求1所述的分散机构，其特征在于，所述凸面在参考面上的垂直投影为第一圆弧线段，所述凹面在所述参考面上的垂直投影为第二圆弧线段，所述参考面垂直于所述转子的轴线，所述第一圆弧线段与所述转子的轴线的最大距离为L1，所述第二圆弧线段与所述转子的轴线的最小距离为L2，所述环形腔的半径为R，其中，1mm＜R-L1＜3mm，40％＜(R-L1)/(R-L2)＜80％。

4.根据权利要求3所述的分散机构，其特征在于，相邻两个所述第二圆弧线段中，所述两个第二圆弧线段与所述转子的轴线的最近点分别为第一点和第二点，所述第一点与所述转子的轴线的连线为线段一，所述第二点与所述转子的轴线的连线为线段二，所述线段一和所述线段二形成夹角a，所述夹角a为5°-45°。

5.根据权利要求3所述的分散机构，其特征在于，第一圆弧线段的半径与第二圆弧线段的半径相等，所述第一圆弧线段与所述第二圆弧线段连接点的相切角b为10°-30°。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的分散机构，其特征在于，所述转子包括内轴、与所述内轴同轴且间隔的外轴以及连接所述内轴与所述外轴的连接部，所述内轴、所述外轴以及所述连接部围合形成环形槽，所述转子的外周面上开设有多个第一通孔，所述第一通孔连通所述环形槽。

7.根据权利要求6所述的分散机构，其特征在于，所述第一通孔开设在所述凹面上。

8.根据权利要求6所述的分散机构，其特征在于，所述挡料组件包括环形挡板，所述环形挡板固定于所述定子上，所述环形挡板与所述转子轴向的一端面间隔形成第二剪切通道，所述第二剪切通道与所述第一剪切通道的出口连通，所述环形挡板围合形成第二通孔，所述第二剪切通道与所述第二通孔连通。

9.根据权利要求8所述的分散机构，其特征在于，所述环形挡板的内径小于所述外轴的内径。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的分散机构，其特征在于，所述分散机构还包括驱动主轴、固定件以及螺纹连接所述驱动主轴与所述固定件的调节螺杆，所述转子形成有连接通孔，所述连接通孔同轴套设在所述驱动主轴上，且所述转子能够相对所述驱动主轴沿所述驱动主轴的轴向移动，所述固定件与所述转子连接，所述固定件在所述驱动主轴的轴向上与所述驱动主轴间隔设置。

11.根据权利要求10所述的分散机构，其特征在于，所述定子开设有与所述环形腔连通的入料口，所述入料口在所述驱动主轴的轴向上正对所述固定件，所述固定件包括导流面，所述导流面用于将入料口的物料引导至所述第一剪切通道的入口处。

12.一种制浆设备，其特征在于，包括挤出机构和如上权利要求1-11中任一项所述的分散机构，所述分散机构的外壳连接于所述挤出机构的外壳，所述分散机构用于分散所述挤出机构排出的物料。