CN116966774A - 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、驱动轴和第一转子，定子设有环形腔；驱动轴与环形腔同轴设置在环形腔内；第一转子连接在驱动轴上，第一转子的中心轴线与驱动轴的中心轴线平行且间隔设置；其中，第一转子的外周面与环形腔内壁间隔形成第一物料通道，环绕驱动轴的中心轴线，第一物料通道包括相互连通的第一分散区域和第一混合区域，在第一分散区域，第一转子与环形腔内壁之间的距离为预设距离L1，在第一混合区域，第一转子与环形腔内壁之间的距离大于预设距离L1。本申请中的分散机构不仅能够提高对物料的剪切效果，还能够降低物料积留的几率。

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，当分散机构的剪切效果比较好时，则剪切通道内容易积留物料，而为了解决容易积留物料的问题时，往往又容易导致分散机构的剪切效果变差，提高剪切效果和降低积留物料成为分散机构的主要矛盾点。

发明内容

本申请的实施例提供一种分散机构及制浆设备，以解决分散机构剪切效果好与物料积留相互矛盾的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种分散机构，包括定子、驱动轴和第一转子，所述定子设有环形腔；所述驱动轴与所述环形腔同轴设置在所述环形腔内；所述第一转子连接在所述驱动轴上，所述第一转子的中心轴线与所述驱动轴的中心轴线平行且间隔设置；其中，所述第一转子的外周面与所述环形腔内壁间隔形成第一物料通道，环绕所述驱动轴的中心轴线，所述第一物料通道包括相互连通的第一分散区域和第一混合区域，在所述第一分散区域，所述第一转子与所述环形腔内壁之间的距离为预设距离L1，在所述第一混合区域，所述第一转子与所述环形腔内壁之间的距离大于所述预设距离L1。

本实施例中，第一转子与所述环形腔内壁之间的距离为预设距离L1的区域为第一分散区域，物料在第一分散区域内，第一转子与所述环形腔内壁之间的距离较小，第一转子在转动时，能够对第一分散区域内的物料进行有效的剪切分散，第一转子与所述环形腔内壁之间的距离大于预设距离L1的区域为第一混合区域，物料在第一混合区域时，因为第一转子与所述环形腔内壁之间的距离较大，具有充分的空间混合搅动，从而在第一转子转动时，第一混合区域内的物料则被充分搅动混合，能够提高物料的均匀度。由于第一转子相对环形腔是转动的，从而第一混合区域和第一分散区域是动态变化的，随着第一转子的转动，同一位置可以在第一分散区域和第一混合区域交替变化，从而环形腔与第一转子之间的内各位置处的物料均能够经过多次的剪切分散和混合，第一分散区域的物料在剪切后能够充分混合，在第一混合区域的物料在混合后又能充分剪切，从而有效提高分散机构对物料的剪切均匀性。此外，由于环形腔与第一转子之间的各位置处的物料受到的剪切力及摩擦力均会随着第一转子的转动发生动态变化，从而使得物料不易于积留在环形腔内壁上或第一转子外壁上。

在一些实施例中，所述预设距离L1为1mm-5mm。本实施例中，在第一分散区域，第一转子的外周面与环形腔的内壁之间的距离在1mm-5mm内，此时位于第一分散区域内的物料能够被有效的剪切分散。而在第一混合区域，第一转子的外周面与环形腔的内壁之间的距离大于5mm，此时物料在第一混合区域内具有充分的活动空间以便于被第一转子转动时搅动，从而位于第一混合区域内的物料可以有效混合，提高混合均匀性。

在一些实施例中，所述环形腔呈圆柱形腔体，所述第一转子呈圆柱状，所述第一转子上距离所述驱动轴的中心轴线最远的点为参考点一，所述参考点一与所述驱动轴的中心轴线之间的距离为R，所述第一转子的中心轴线与所述驱动轴的中心轴线之间的距离为L2，其中，5％＜L2/R＜20％。本实施例中，在该范围内，第一转子不仅对物料具有较高的剪切分散效果，还能够对物料有效混合，能够提高物料的剪切均匀性。

在一些实施例中，所述环形腔的内径为D1，所述第一转子的外径为D2，其中，1.3＜D1/D2＜2。本实施例中，当1.3＜D1/D2＜2时，可以保证第一混合区域内的物料能够得到充分的混合，以提高物料的剪切均匀性。

在一些实施例中，第一转子的外周面的部分为第一周面，第一转子的外周面的部分为第二周面，第一周面和第二周面环绕第一转子的中心轴线排布，第一周面与环形腔内壁间隔形成的区域为第一分散区域，第二周面与环形腔的内壁间隔形成的区域为第一混合区域，第一周面上设有用于剪切物料的剪切部，第二周面上设有用于混合物料的混合部。本实施例中，通过在第一周面上设剪切部，可以增加对第一分散区域内物料的剪切能力，以提高物料的剪切效率。通过在第二周面上设混合部，能够提高对第一混合区域内的物料的缓和效果。

在一些实施例中，剪切部包括开设在第一周面的多个第一条形槽，多个第一条形槽环绕第一转子的中心轴线均匀间隔排布，第一条形槽沿第一转子的轴向贯穿第一转子，第一条形槽的内壁在第一转子的径向上的截面呈弧线。

本实施例中，由于第一条形槽沿所述第一转子的轴向贯穿所述第一转子，从而在转子的轴向上，物料可以顺畅流动，不易于积留在第一条形槽内。由于第一条形槽的内壁为弧形，从而第一条形槽的内壁具有导流的作用，具有自清洁能力，物料会沿着第一条形槽的内壁流动，从而有效降低本实施例中的第一周面上积料的可能性。此外，由于第一周面上开设有第一条形槽，从而可以增强与物料之间的摩擦力，从而可以提高分散效果。

在一些实施例中，所述弧线上与所述第一转子的中心轴线之间的最小距离的点为参考点二，所述参考点二与所述第一转子的中心轴线之间的距离为L3,其中，4％＜(1/2D2-L3)1/2D2＜20％。本实施例中，在4％＜(1/2D2-L3)1/2D2＜20％时，第一条形槽具有更好的自清洁能力，且能够有效提高对物料的剪切效果。而当(1/2D2-L3)1/2D2小于4％时，会导致对物料的剪切效果提升不明显，而当(1/2D2-L3)1/2D2大于20％时，第一条形槽内的物料积留的几率则会增大。

在一些实施例中，所述弧线包括第一子线段和第二子线段，所述第一子线段和所述第二子线段的交点为所述弧线上与所述第一转子的中心轴线距离最近的点，所述第一子线段的长度小于所述第二子线段的长度，所述第一子线段上的任一点的切线与该点环绕所述驱动轴旋转的线速度方向之间的夹角为第一夹角a，所述第二子线段上的任一点的切线与该点环绕所述驱动轴旋转的线速度方向之间的夹角为第二夹角b，其中，所述第一子线段上的点与所述第二子线段上的点与所述驱动轴的中心轴线距离相同时，所述第二夹角b小于第一夹角a，且第一夹角小于90°。

本实施例中，第二子线段相较于第一子线段更为平缓，当第一转子的旋转方向为自第二子线段朝向第一子线段转动时，位于第一条形槽内的物料在第一子线段的阻挡下，会自第二子线段的延伸方向被挤压至第一分散区域，位于该第一分散区域内的物料在第一子线段的遮挡下，能够增大与第一周面之间的摩擦力，进而能够有效提高分散机构的剪切效果。此外，由于第二子线段更为平滑，从而物料易于在第二子线段的引导下自第一条形槽内流出，从而可以降低物料在第一条形槽内积留的几率。此外，由于第一条形槽的设置，在第二子线段的引导下，物料会在第一条形槽的出口处发生紊流，从而可以提高对物料的剪切效果。

在一些实施例中，所述混合部为开设在所述第二周面的多个所述第一条形槽，多个所述第一条形槽环绕所述第一转子的中心轴线均匀间隔排布。通过第一条形槽的内壁对物料的推动，可以提高对第一混合区域内的物料的混合能力。

在一些实施例中，所述剪切部为设在所述第一周面的多个沿所述第一转子的中心轴线方向延伸的长条状的凸棱，所述混合部为设在所述第二周面上的多个用于搅拌的凸起。第一周面上设有凸棱，通过凸棱可增加对物料的摩擦力，进而可以提高度对第一分散区域内的物料的剪切能力。通过第二周面上的凸起，则可以起到对物料的搅拌作用，从而可以提高对第一混合区域内的物料的混合能力。

在一些实施例中，所述分散机构还包括可转动地设于所述环形腔内的第二转子，所述第二转子与所述第一转子沿所述驱动轴的轴向排布，所述第二转子连接在所述驱动轴上，所述第二转子的中心轴线与所述驱动轴的中心轴线平行且间隔设置，所述第一转子和所述第二转子构成的整体的质心位于所述驱动轴的中心轴线上。本实施例中，由于所述第一转子和所述第二转子构成的整体的质心位于所述驱动轴的中心轴线上，从而第一转子和第二转子能够起到相互平衡的作用，可避免在第一转子和第二转子在转动时发生振动。

在一些实施例中，所述第一转子呈圆柱状，所述第二转子呈圆柱状，所述第一转子的中心轴线、所述第二转子的中心轴线以及所述驱动轴的中心轴线位于同一平面上，所述第一转子的外径为D2，所述第二转子的外径为D3，所述第一转子的中心轴线与所述驱动轴的中心轴线之间的距离为L2，所述第二转子的中心轴线与所述驱动轴的中心轴线之间的距离为L4，其中，D3＝D2，L2＝L4。本实施例中，第一转子和第二转子的外径相同，第一转子的中心轴线和第二转子的中心轴线到驱动轴的中心轴线的距离相同，从而在设计时更易于使第一转子和所述第二转子构成的整体的质心位于所述驱动轴的中心轴线上，降低了制造难度。

在一些实施例中，所述第一转子包括沿其轴向相对平行的第一端面和第二端面，所述第二转子包括沿其轴向相对平行的第三端面和第四端面，所述第二端面的部分抵接在所述第三端面上，所述第三端面未被所述第二端面抵持的部分为阻挡面，所述阻挡面位于所述第一物料通道中的第一混合区域的出口处。本实施例中，基于阻挡面位于所述第一物料通道中的第一混合区域的出口处，通过阻挡面可以提高第一物料通道内的物料的填充占比，从而提高对物料的摩擦力，以提高对物料的剪切能力。可以防止第一混合区域的物料未被充分剪切分散，便流出第一物料通道而导致剪切不到位。

在一些实施例中，所述第二转子的外周面与所述环形腔的内壁间隔形成第二物料通道，环绕所述驱动轴的中心轴线，所述第二物料通道包括相互连通的第二分散区域和第二混合区域，所述第一分散区域在所述驱动轴的轴向上与所述第二混合区域正对并连通，所述第一混合区域在所述驱动轴的轴向上与所述第二分散区域正对并连通。本实施例中，由于所述第一分散区域在所述驱动轴的轴向上与所述第二混合区域正对并连通，所述第一混合区域在所述驱动轴的轴向上与所述第二分散区域正对并连通。从而从第一分散区域流出的物料会进入与第一分散区域正对的第二混合区域，而第二混合区域在径向上相对第一分散区域更宽，不易于向前流动，从而可以提高第二转子对第二物料通道内的物料的剪切时间，以提高对第二物料通道内的物料的剪切效果。从第一混合区域流出的物料会进入与第一混合区域正对的第二分散区域，而第二分散区域在径向上相对第一混合区域更窄，从而只有部分物料自第一混合区域进入第二分散区域，其余部分则继续通过第一分散区域进行分散，从而可以提高物料在第一物料通道内的停留时间，从而提高第一转子对物料的剪切效果。本实施方式中，不仅可以通过第二转子本身提高对环形腔内物料的剪切效果，而且，由于第二转子的设置，还能够增加物料在第一物料通道内停留时间，以及增加物料在第一物料通道内的填充率，从而有效提高了第一转子对物料的剪切效果。

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，所述分散机构连接于所述挤出机构，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A处的局部放大示意图；

图4为图2中的分散机构的截面示意图；

图5为图4中的B处的局部放大示意图；

图6为图2中的分散机构中的第一转子和第二转子的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的分散机构中的另一种第一转子的结构示意图；

图8为图7中的第一转子的另一视角的结构示意图；

图9为L2/R处于不同比值时，分散机构的有效剪切效果折线图和高强度有效剪切效果折线图。

附图说明：

X、第一方向；F1、驱动轴的中心轴线；F2、第一转子的中心轴线；F3、第二转子的中心轴线；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、第一物料通道；302、第一分散区域；303、第一混合区域；304、第二物料通道；305、第二分散区域；306、第二混合区域；310、定子；311、环形腔；312、螺旋水道；313、外壳体；314、内壳体；315、端盖；3151、入料口；320、第一转子；321、第一安装孔；322、参考点一；323、第一条形槽；324、弧线；3241、第一子线段；3242、第二子线段；3243、参考点二；325、第一端面；326、第二端面；327、第一周面；328、第二周面；330、驱动轴；340、电机；350、连接件；360、第二转子；361、第二安装孔；362、第三端面；3621、阻挡面；363、第四端面；364、第二条形槽；371、固定件；372、限位件；380、环形挡板；410、剪切部；411、凸棱；420、混合部；421、凸起。

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；图3为图2中A处的局部放大示意图。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和图3，分散机构300包括定子310、第一转子320以及驱动轴330。第一转子320连接在驱动轴330上，驱动轴330能够驱动第一转子320相对定子310转动，以对物料进行剪切分散。

定子310设有环形腔311，一些实施方式中，环形腔311呈圆柱形。在其它一些实施方式中，环形腔311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311的形状均为大致上所呈现的形状，比如环形腔311大致呈圆柱形。以下实施例以环形腔311呈圆柱形为例进行说明。一些实施方式中，定子310包括外壳体313和内壳体314，外壳体313和内壳体314可拆卸式连接，内壳体314围合形成环形腔311，外壳体313包围环绕内壳体314，外壳体313和内壳体314之间形成有螺旋水道312，通过螺旋水道312能够使水冷液体流经螺旋水道312以对内壳体314实现有效充分的散热。

一些实施方式中，定子310还包括端盖315，端盖315与内壳体314可拆卸式连接，端盖315将环形腔311的轴线方向的一端封盖，端盖315上开设有入料口3151，通过入料口3151可以向环形腔311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)，然后通过第一转子320和定子310之间的相对转动，将环形腔311内的物料剪切分散。

当然，在其它一些实施方式中，端盖315与内壳体314也可以是一体成型设置。

为了便于描述，设定驱动轴330的轴向方向为第一方向X，一些实施方式中，入料口3151位于端盖315的中心处，且与驱动轴330在第一方向X上对应。可以理解的是，在其它一些实施方式中，也可以将入料口3151设置在端盖315的其它位置处。

可以理解的是，一些实施方式中，外壳体313和内壳体314也可以是一体成型设置。螺旋水道312也可以通过直线型水道或其它形状的水道替换。

一些实施方式中，分散机构300还包括电机340，电机340用于驱动驱动轴330转动。可以理解的是，一些实施方式中，驱动轴330为电机340的输出轴。另一些实施方式中，驱动轴330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350，连接件350与定子310可拆卸式连接，连接件350与端盖315连接在定子310的轴线方向上相对的两端上，从而将环形腔311在轴向上的两端封盖。

驱动轴330可转动地固定于连接件350上，且驱动轴330与连接件350连接的位置密封设置，驱动轴330与连接件350连接的位置设于轴承，以便于驱动轴330相对连接件350转动。一些实施方式中，分散机构300还包括第二转子360，第二转子360与第一转子320邻接，第二转子360也连接于驱动轴330上，驱动轴330转动能够驱动第二转子360转动以实现对物料的剪切分散。

可以理解的是，在其它一些实施方式中，也可以是仅设置第一转子320，而不设置第二转子360。或者在其它一些实施方式中，还可以是在第一转子320和第二转子360的基础上再增设第三转子或其它转子。

一些实施方式中，分散机构300还包括固定件371和限位件372，固定件371和限位件372用于将第一转子320以及第二转子360固定于驱动轴330上，以限制第一转子320和第二转子360相对驱动轴330在第一方向X上移动。

一些实施方式中，在第一方向X上，限位件372抵接在连接件350与第二转子360之间，从而可以通过限位件372限制第一转子320和第二转子360在第一方向X上向连接件350的方向移动，固定件371固定于驱动轴330的自由端，并抵接在第一转子320上，通过固定件371又能够限制第一转子320和第二转子360在第一方向X上向端盖315的方向移动。

图4为图2中的分散机构300的截面示意图；图5为图4中的B处的局部放大示意图；图6为图2中的分散机构300中的第一转子320和第二转子360的结构示意图。

一并参阅图3-图6，驱动轴330与环形腔311同轴设置，即环形腔311的中心轴线与驱动轴330的中心轴线F1是相互重合的，可以理解的是，即使是因为制造公差造成的驱动轴330的中心轴线F1与环形腔311的中心轴线出现较小偏差而未重合，但也属于本实施例中的保护范围内。

第一转子320与驱动轴330偏心设置。具体而言，一些实施方式中，第一转子320的中心轴线F2与驱动轴330的中心轴线F1平行且间隔设置。其中，第一转子320的外周面与环形腔311内壁间隔形成第一物料通道301，环绕驱动轴330的中心轴线F1，第一物料通道301包括相互连通的第一分散区域302和第一混合区域303，在第一分散区域302，第一转子320与环形腔311内壁之间的距离为预设距离L1，在第一混合区域303，第一转子320与环形腔311内壁之间的距离大于预设距离L1。

第一转子320与环形腔311内壁之间的距离为预设距离L1的区域为第一分散区域302，物料在第一分散区域302内，第一转子320与环形腔311内壁之间的距离较小，第一转子320在转动时，能够对第一分散区域302内的物料进行有效的剪切分散，第一转子320与环形腔311内壁之间的距离大于预设距离L1的区域为第一混合区域303，物料在第一混合区域303时，因为第一转子320与环形腔311内壁之间的距离较大，具有充分的空间混合搅动，从而在第一转子320转动时，第一混合区域303内的物料则被充分搅动混合，能够提高物料的均匀度。

由于第一转子320相对环形腔311是转动的，从而第一混合区域303和第一分散区域302是动态变化的，随着第一转子320的转动，环形腔311内的同一位置可以在第一分散区域302和第一混合区域303之间交替变化，从而环形腔311与第一转子320之间的内各位置处的物料均能够经过多次的剪切分散和混合，第一分散区域302的物料在剪切后能够充分混合，在第一混合区域303的物料在混合后又能充分剪切，从而有效提高分散机构300对物料的剪切均匀性。

此外，由于环形腔311与第一转子320之间的各位置处的物料受到的剪切力及摩擦力均会随着第一转子320的转动发生动态变化，从而使得物料不易于积留在环形腔311内壁上或第一转子320外壁上。

可以理解的是，本实施例中的预设距离L1可以指代单一数值，也可以是指代范围值。

一些实施方式中，预设距离L1为1mm-5mm。也就是说，第一转子320的外周面与环形腔311内壁之间的间距在1mm-5mm内的区域均为第一分散区域302，而第一转子320的外周面与环形腔311内壁之间的距离大于5mm的区域则为第一混合区域303。本实施方式中，在第一分散区域302，第一转子320的外周面与环形腔311的内壁之间的距离在1mm-5mm内，此时位于第一分散区域302内的物料能够被有效的剪切分散。而在第一混合区域303，第一转子320的外周面与环形腔311的内壁之间的距离大于5mm，此时物料在第一混合区域303内具有充分的活动空间以便于被第一转子320转动时搅动，从而位于第一混合区域303内的物料可以有效混合，提高混合均匀性。

可以理解的是，该预设距离L1也可以是根据需求改变，比如可以为1mm、2mm、3m、4mm、5m等。比如一些实施方式中，对于粘度较低的物料通过分散机构300进行分散时，则可以将预设距离L1调节至1mm-3mm。此时，第一转子320的外周面与环形腔311内壁之间的间距在1mm-3mm内的区域均为第一分散区域302，而第一转子320的外周面与环形腔311内壁之间的距离大于3mm的区域则为第一混合区域303。

可以理解的是，在其它一些实施方式中，在需要分散的物料的粒度比较大时，预设距离L1也可以为比较大的范围，比如预设距离为1mm-nmm，其中n的值可根据物料的粒度大小可调，比如n可以为10、20、40或其它数字。

一些实施方式中第一转子320上开设有第一安装孔321(如图3)，第一转子320通过第一安装孔321装配在驱动轴330上，第一安装孔321的中心轴线与驱动轴330的中心轴线F1重合。

一些实施方式中，环形腔311呈圆柱形腔体，也就是说环形腔311的内壁的任意位置在垂直于驱动轴330的中心轴线F1的方向的截面均呈大小相同的圆环，第一转子320呈圆柱状，也就是说第一转子320的外周面的任意位置在第一转子320的径向截面均呈大小相同的圆环，需要说明的是，本实施方式中的第一转子320的外周面在垂直于第一方向X的截面呈圆环指的是大概轮廓是圆环状，不是完全意义上标准的圆环，比如在第一转子320的外周面上开设一些长条槽，只要是长条槽在第一转子320径向上的深度远小于第一转子320的外径，则该开设有长条槽的第一转子320依旧属于本实施方式中所认为的外周面呈圆环状。

如图4，设定第一转子320上距离驱动轴330的中心轴线F1最远的点为参考点一322，该参考点一322随着第一转子320转动时的旋转半径是第一转子320的最大旋转半径，参考点一322与驱动轴330的中心轴线F1之间的距离为R，第一转子320的中心轴线F2与驱动轴330的中心轴线F1之间的距离为L2，其中，5％＜L2/R＜20％。可以理解的是，对于呈圆柱状的第一转子320，具有多个参考点一322，多个参考点一322的连线平行于第一方向X。

本实施方式中，当5％＜L2/R＜20％时，第一转子320不仅对物料具有较高的剪切分散效果，还能够对物料有效混合，能够提高物料的剪切均匀性。

图9为L2/R处于不同比值时，分散机构300的有效剪切效果折线图和高强度有效剪切效果折线图。

如图4和图9所示，本申请提供一个实验以验证在5％＜L2/R＜20％时，第一转子320对物料具有较高的剪切分散效果，设定对比案例，在对比案例中，第一转子320与驱动轴330同轴设置，即第一转子320的中心轴线F2与驱动轴330的中心轴线F1重合，且第一转子320和环形腔311均为圆柱状结构，第一转子320的外周面的各位置与环形腔311内壁之间的间距均为2mm，对比案例中的分散机构300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％。需要说明的是，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。

本实施例中，设定预设距离L1为1mm-4mm，设定M1＝L2/R，设定M2＝S2/S1，设定M3＝S3/S1。

经过实验得到如下表1的数据。

M1	M2	M3
			2％	30％	15％
5％	60％	30％
			8％	68％	35％
11％	70％	46％
			14％	80％	45％
17％	75％	40％
			20％	60％	35％
23％	52％	26％
			26％	49％	25％
29％	35％	16％
			32％	25％	15％
35％	23％	10％
			38％	20％	12％
41％	19％	8％
			44％	18％	6％
47％	15％	6％
			50％	13％	2％

表1

通过图9中的折线图和如上表1实验数据，可以证明在M1(L2/R)的值为5％-20％时，M2的值可以维持在60％以上，但是M3的值则均超过30％，高于对比案例中高强度有效剪切面积的25％，本实施例中的分散机构300，在损失一定有效剪切面积的前提下，有效提高了高强度有效剪切面积的占比，而高强度有效剪切面积的占比提高，对物料的剪切效果提升更明显，从而本实施例中的分散机构300，在M1(L2/R)的值为5％-20％时，能够提高对物料的剪切分散效果。

此外，通过图9中的折线图和如上表1实验数据可知，在L2/R的值为11％-17％时，剪切效果最佳。

本实施方式中的分散机构300不仅没有降低对物料的剪切效果，还能够有效提高对物料的剪切效果，更为主要的是，还能够有效提高对物料的剪切均匀度，还能够解决物料积留的问题。从而可有效提高用户的使用体验。

在其它一些实验中，将预设距离L1分别设定为1mm-3mm、2mm-5mm以及2mm-4mm时，所得到的结果与预设距离L1取1mm-4mm时基本相同，也是在L2/R的值为5％-20％时表现的剪切效果最佳。

一并参阅图2-图6，一些实施方式中，环形腔311的内径为D1，第一转子320的外径为D2，其中，1.3＜D1/D2＜2。本实施方式中，当1.3＜D1/D2＜2时，可以保证第一混合区域303内的物料能够得到充分的混合，以提高物料的剪切均匀性。

可以理解的是，一些实施方式中，1.5＜D1/D2＜2。还可以是1.4＜D1/D2＜1.8。

如图3-图6，在一些实施例中，第一转子320的外周面的部分为第一周面327，第一转子320的外周面的部分为第二周面328，第一周面327和第二周面328环绕第一转子320的中心轴线F2排布，第一周面327与环形腔311内壁间隔形成的区域为第一分散区域302，第二周面328与环形腔311的内壁间隔形成的区域为第一混合区域303，第一周面327上设有用于剪切物料的剪切部410，第二周面328上设有用于混合物料的混合部420。本实施例中，通过在第一周面327上设剪切部410，可以增加对第一分散区域302内物料的剪切能力，以提高物料的剪切效率。通过在第二周面328上设混合部420，能够提高对第一混合区域303内的物料的缓和效果。

在一些实施例中，剪切部410包括开设在第一周面327的多个第一条形槽323，多个第一条形槽323环绕第一转子320的中心轴线F2均匀间隔排布，第一条形槽323沿第一转子320的轴向贯穿第一转子320，第一条形槽323的内壁在第一转子320的径向上的截面呈弧线324。本实施例中，由于第一条形槽323沿第一转子320的轴向贯穿第一转子320，从而在转子的轴向上，物料可以顺畅流动，不易于积留在第一条形槽323内。由于第一条形槽323的内壁为弧形，从而第一条形槽323的内壁具有导流的作用，具有自清洁能力，物料会沿着第一条形槽323的内壁流动，从而有效降低本实施例中的第一周面327上积料的可能性。此外，由于第一周面327上开设有第一条形槽323，从而可以增强与物料之间的摩擦力，从而可以提高分散效果。

在其它一些实施方式中，多个第一条形槽323也可以是不均匀间隔设置。

一些实施方式中，弧线324包括第一子线段3241和第二子线段3242，第一子线段3241和第二子线段3242的交点为参考点二3243，参考点二3243为弧线324上与第一转子320的中心轴线F2距离最近的点。

第一子线段3241的长度小于第二子线段3242的长度，第一子线段3241上的任一点的切线与该点环绕驱动轴330旋转的线速度方向之间的夹角为第一夹角a，第二子线段3242上的任一点的切线与该点环绕驱动轴330旋转的线速度方向之间的夹角为第二夹角b，其中，第一子线段3241上的点与第二子线段3242上的点与驱动轴的中心轴线距离相同时，第二夹角b小于第一夹角a，且第一夹角小于90°。基于以上设置，第二子线段3242相较于第一子线段3241更为平缓，当第一转子320的旋转方向为自第二子线段3242朝向第一子线段3241转动时，位于第一条形槽323内的物料在第一子线段3241的阻挡下，会自第二子线段3242的延伸方向被挤压至第一分散区域302，位于该第一分散区域302内的物料在第一子线段3241的遮挡下，能够增大与第一转子320的第一周面之间的摩擦力，进而能够有效提高分散机构300的剪切效果。此外，由于第二子线段3242更为平滑，从而物料易于在第二子线段3242的引导下自第一条形槽323内流出，从而可以降低物料在第一条形槽323内积留的几率。此外，由于第一条形槽323的设置，在第二子线段3242的引导下，物料会在第一条形槽323的出口处发生紊流，从而可以提高对物料的剪切效果。

一些实施方式中，自参考点起向第二子线段3242的另一端点，第二子线段3242上各点位的对应的曲率逐渐变小，从而物料在第二子线段3242上不同位置处所对应的摩擦力是不同的，物料在相对第二子线段3242移动的过程中，摩擦力是动态变化的，从而可以降低物料积留在第一条形槽323内的几率。

一些实施方式中，弧线324上与第一转子320的中心轴线F2之间的最小距离的点为前文实施方式中的参考点二3243，参考点二3243与第一转子320的中心轴线F2之间的距离为L3,其中，4％＜(1/2D2-L3)1/2D2＜20％。在4％＜(1/2D2-L3)1/2D2＜20％时，第一条形槽323具有更好的自清洁能力，且能够有效提高对物料的剪切效果。而当(1/2D2-L3)1/2D2小于4％时，会导致对物料的剪切效果提升不明显，而当(1/2D2-L3)1/2D2大于20％时，第一条形槽323内的物料积留的几率则会增大。

在一些实施例中，混合部420为开设在第二周面328的多个第一条形槽323，多个第一条形槽323环绕第一转子320的中心轴线F2均匀间隔排布。通过第一条形槽323的内壁对物料的推动，可以提高对第一混合区域303内的物料的混合能力。需要说明的是，本实施例中的第二周面328上的第一条形槽323与第一周面327上的第一条形槽323是相同的，故而在此不做赘述。

图7为本申请实施例提供的分散机构300中的另一种第一转子320的结构示意图；图8为图7中的第一转子320的另一视角的结构示意图。相较于图2-图6中的实施例中的第一转子320，本实施例中的第一转子320的主要区别在于剪切部410和混合部420的结构不同。

参阅图7和图8，在一些实施例中，剪切部410为设在第一周面327的多个沿第一转子320的中心轴线F2方向延伸的长条状的凸棱411，混合部420为设在第二周面328上的多个用于搅拌的凸起421。第一周面327上设有凸棱411，通过凸棱411可增加对物料的摩擦力，进而可以提高度对第一分散区域302内的物料的剪切能力。通过第二周面328上的凸起421，则可以起到对物料的搅拌作用，从而可以提高对第一混合区域303内的物料的混合能力。

一并参阅图2-图6，一些实施方式中，第二转子360与第一转子320沿驱动轴330的轴向排布。

第二转子360连接在驱动轴330上，具体而言，第二转子360上开设有第二安装孔361，第二转子360通过第二安装孔361装配在驱动轴330上。

一些实施方式中，第一转子320和第二转子360一体成型设置，其它一些实施方式中，第一转子320和第二转子360分别独立设置。

一些实施方式中，第二转子360的中心轴线F3与驱动轴330的中心轴线F1平行且间隔设置，第一转子320和第二转子360构成的整体的质心位于驱动轴330的中心轴线F1上。由于第一转子320和第二转子360构成的整体的质心位于驱动轴330的中心轴线F1上，从而第一转子320和第二转子360能够起到相互平衡的作用，可避免在第一转子320和第二转子360在转动时发生振动。

可以理解的是，本实施方式中的第二转子360的主要作用是平衡第一转子320，因此无论第二转子360是什么形状，只要能够平衡第一转子320，与第一转子320构成的整体的质心位于驱动轴330的中心轴线F1上即可。因此本实施方式中对第二转子360的形状不做具体限定。

一些实施方式中，第二转子360与第一转子320结构及形状大小基本相同，以方便对第一转子320进行平衡。在第一转子320和第二转子360相同时，为了使第一转子320和第二转子360的整体的质心在驱动轴330的中心轴线F1上，因此，第一转子320和第二转子360构成的整体关于中心对称。因此第二转子360的外周面与环形腔311的内壁间隔形成第二物料通道304，环绕驱动轴330的中心轴线F1，第二物料通道304包括相互连通的第二分散区域305和第二混合区域306，第一分散区域302在第一方向X上与第二混合区域306正对并连通，第一混合区域303在第一方向X上与第二分散区域305正对并连通。

本实施方式中，由于第一分散区域302在驱动轴330的轴向上与第二混合区域306正对并连通，第一混合区域303在驱动轴330的轴向上与第二分散区域305正对并连通。从而从第一分散区域302流出的物料会进入与第一分散区域302正对的第二混合区域306，而第二混合区域306在径向上相对第一分散区域302更宽，第二混合区域306内的物料不易于充满或填充至一定比例以推动物料前进，因此可以提高第二转子360对第二物料通道304内的物料的剪切时间，以提高对第二物料通道304内的物料的剪切效果。从第一混合区域303流出的物料会进入与第一混合区域303正对的第二分散区域305，而第二分散区域305在径向上相对第一混合区域303更窄，从而只有部分物料自第一混合区域303进入第二分散区域305，其余部分则继续通过第一分散区域302进行分散，从而可以提高物料在第一物料通道301内的停留时间，从而提高第一转子320对物料的剪切效果。本实施方式中，不仅可以通过第二转子360本身提高对环形腔311内物料的剪切效果，而且，由于第二转子360的设置，还能够增加物料在第一物料通道301内停留时间，以及增加物料在第一物料通道301内的填充率，从而有效提高了第一转子320对物料的剪切效果。

一并参阅图3-图6，一些实施方式中，第一转子320包括沿其轴向相对平行的第一端面325和第二端面326，第二转子360包括沿其轴向相对平行的第三端面362和第四端面363，第二端面326的部分抵接在第三端面362上，第三端面362未被第二端面326抵持的部分为阻挡面3621，阻挡面3621位于第一物料通道301中的第一混合区域303的出口处。基于阻挡面3621位于第一物料通道301中的第一混合区域303的出口处，通过阻挡面3621可以提高第一物料通道301内的物料的填充占比，从而提高对物料的摩擦力，以提高对物料的剪切能力。可以防止第一混合区域303的物料未被充分剪切分散，便流出第一物料通道301而导致剪切不到位。

一并参阅图3-图6，一些实施方式中，定子310还包括环形挡板380，环形挡板380设置在第二物料通道304的出口处，用于遮挡第二物料通道304的出口，以使第二物料通道304内的物料的填充率能够提高，在第二物料通道304内的物料达到至一定比例时，物料方能够自第二物料通道304内流出。而且提高物料在第二物料通道304内的停留时间。

一并参阅图3-图6，一些实施方式中，第一转子320和第二转子360均呈圆柱状，具体而言，第一转子320的外周面的各位置在第一转子320的径向截面均呈大小相同的圆环，第二转子360的外周面的各位置在第二转子360的径向截面均呈大小相同的圆环，第一转子320的中心轴线F2、第二转子360的中心轴线F3以及驱动轴330的中心轴线F1位于同一平面上。

一些实施方式中，第二转子360的外径为D3，其中，D3＝D2。第二转子360的中心轴线F3与驱动轴330的中心轴线F1之间的距离为L4，其中，L2＝L4。本实施方式中，第一转子320和第二转子360的外径相同，第一转子320的中心轴线F2和第二转子360的中心轴线F3到驱动轴330的中心轴线F1的距离相同，从而在设计时更易于使第一转子320和第二转子360构成的整体的质心位于驱动轴330的中心轴线F1上，降低了制造难度。

参阅图6，一些实施方式中，第二转子360的外周面上形成有第二条形槽364，其中第二条形槽364在第一方向X上贯穿第二转子360。通过第二条形槽364能够起到第一条形槽323一样的作用，在此不做赘述。

一些实施方式中，第二条形槽364与前文中的第一转子320上的第一条形槽323的形状相同，从而第二条形槽364能够获得与第一条形槽323一样的作用，具体可参照前文中第一条形槽323，在此不做赘述。

在其它一些实施例中，也可以不设置第二转子360，第一转子320的形状也不做变化，通过改变第一转子320各位置的密度值，以使第一转子320的质心位于驱动轴330的中心轴线F1上。

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 (15)

1.一种分散机构，其特征在于，包括:

定子,所述定子设有环形腔；

驱动轴,所述驱动轴与所述环形腔同轴设置在所述环形腔内；

第一转子，所述第一转子连接在所述驱动轴上，所述第一转子的中心轴线与所述驱动轴的中心轴线平行且间隔设置；

其中，所述第一转子的外周面与所述环形腔内壁间隔形成第一物料通道，环绕所述驱动轴的中心轴线，所述第一物料通道包括相互连通的第一分散区域和第一混合区域，在所述第一分散区域，所述第一转子与所述环形腔内壁之间的距离为预设距离L1，在所述第一混合区域，所述第一转子与所述环形腔内壁之间的距离大于所述预设距离L1。

2.根据权利要求1所述的分散机构，其特征在于，所述预设距离L1为1mm-5mm。

3.根据权利要求2所述的分散机构，其特征在于，所述环形腔呈圆柱形腔体，所述第一转子呈圆柱状，所述第一转子上距离所述驱动轴的中心轴线最远的点为参考点一，所述参考点一与所述驱动轴的中心轴线之间的距离为R，所述第一转子的中心轴线与所述驱动轴的中心轴线之间的距离为L2，其中，5％＜L2/R＜20％。

4.根据权利要求3所述的分散机构，其特征在于，所述环形腔的内径为D1，所述第一转子的外径为D2，其中，1.3＜D1/D2＜2。

5.根据权利要求4所述的分散机构，其特征在于，所述第一转子的外周面的部分为第一周面，所述第一转子的外周面的部分为第二周面，所述第一周面和所述第二周面环绕所述第一转子的中心轴线排布，所述第一周面与所述环形腔内壁间隔形成的区域为所述第一分散区域，所述第二周面与所述环形腔的内壁间隔形成的区域为所述第一混合区域，所述第一周面上设有用于剪切物料的剪切部，所述第二周面上设有用于混合物料的混合部。

6.根据权利要求5所述的分散机构，其特征在于，所述剪切部包括开设在所述第一周面的多个第一条形槽，多个所述第一条形槽环绕所述第一转子的中心轴线均匀间隔排布，所述第一条形槽沿所述第一转子的轴向贯穿所述第一转子，所述第一条形槽的内壁在所述第一转子的径向上的截面呈弧线。

7.根据权利要求6所述的分散机构，其特征在于，所述弧线上与所述第一转子的中心轴线之间的最小距离的点为参考点二，所述参考点二与所述第一转子的中心轴线之间的距离为L3,其中，4％＜(1/2D2-L3)1/2D2＜20％。

8.根据权利要求7所述的分散机构，其特征在于，所述弧线包括第一子线段和第二子线段，所述第一子线段和所述第二子线段的交点为所述弧线上与所述第一转子的中心轴线距离最近的点，所述第一子线段的长度小于所述第二子线段的长度，所述第一子线段上的任一点的切线与该点环绕所述驱动轴旋转的线速度方向之间的夹角为第一夹角a，所述第二子线段上的任一点的切线与该点环绕所述驱动轴旋转的线速度方向之间的夹角为第二夹角b，其中，所述第一子线段上的点与所述第二子线段上的点与所述驱动轴的中心轴线距离相同时，所述第二夹角b小于第一夹角a，且第一夹角小于90°。

9.根据权利要求6所述的分散机构，其特征在于，所述混合部为开设在所述第二周面的多个所述第一条形槽，多个所述第一条形槽环绕所述第一转子的中心轴线均匀间隔排布。

10.根据权利要求5所述的分散机构，其特征在于，所述剪切部为设在所述第一周面的多个沿所述第一转子的中心轴线方向延伸的长条状的凸棱，所述混合部为设在所述第二周面上的多个用于搅拌的凸起。

11.根据权利要求1-10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可转动地设于所述环形腔内的第二转子，所述第二转子与所述第一转子沿所述驱动轴的轴向排布，所述第二转子连接在所述驱动轴上，所述第二转子的中心轴线与所述驱动轴的中心轴线平行且间隔设置，所述第一转子和所述第二转子构成的整体的质心位于所述驱动轴的中心轴线上。

12.根据权利要求11所述的分散机构，其特征在于，所述第一转子呈圆柱状，所述第二转子呈圆柱状，所述第一转子的中心轴线、所述第二转子的中心轴线以及所述驱动轴的中心轴线位于同一平面上，所述第一转子的外径为D2，所述第二转子的外径为D3，所述第一转子的中心轴线与所述驱动轴的中心轴线之间的距离为L2，所述第二转子的中心轴线与所述驱动轴的中心轴线之间的距离为L4，其中，D3＝D2，L2＝L4。

13.根据权利要求11所述的分散机构，其特征在于，所述第一转子包括沿其轴向相对平行的第一端面和第二端面，所述第二转子包括沿其轴向相对平行的第三端面和第四端面，所述第二端面的部分抵接在所述第三端面上，所述第三端面未被所述第二端面抵持的部分为阻挡面，所述阻挡面位于所述第一物料通道中的第一混合区域的出口处。

14.根据权利要求11所述的分散机构，其特征在于，所述第二转子的外周面与所述环形腔的内壁间隔形成第二物料通道，环绕所述驱动轴的中心轴线，所述第二物料通道包括相互连通的第二分散区域和第二混合区域，所述第一分散区域在所述驱动轴的轴向上与所述第二混合区域正对并连通，所述第一混合区域在所述驱动轴的轴向上与所述第二分散区域正对并连通。

15.一种制浆设备，其特征在于，包括挤出机构和如上权利要求1-14中任一项所述的分散机构，所述分散机构连接于所述挤出机构，所述分散机构用于分散所述挤出机构排出的物料。