CN104193563B - 一种机械敏感火***无桨混合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械敏感火***无桨混合装置，解决了具有机械敏感性长纤维火***材料的均匀混合问题。本发明包括混合釜(1)、釜盖(2)、隔离釜(3)、气体分布器(4)、喷射管(5)、喷嘴(6)。本发明具有元件可调、剧烈度可控、振动小、维护方便、无机械剪切、可引入气体保护的特点，适用于机械敏感火***的混合，特别适用于含有易于被机械剪切破坏的长纤维材料的火***的混合。

Description

一种机械敏感火***无桨混合装置

技术领域

本发明属于火***混合工艺技术领域，涉及一种机械敏感火***无桨混合装置，具体涉及一种能够适应于混合含长纤维材料的火***的装置。

背景技术

混合工艺是火***领域将两种或多种物料相互分散而达到一定均匀程度的不可或缺的重要工艺技术，是影响火***产品性能的重要因素。常见的混合方式有搅拌混合、捏合混合、转筒混合、滤网混合、超声混合等。其中超声混合和滤网混合在火***行业鲜有应用。火***领域应用最为广泛的就是搅拌混合、捏合混合和转筒混合，转筒混合通过转筒带动内部物料翻滚实现相互分散，多用于固固混合；捏合混合用于大量固体和少量液体组成的粘弹体的混合；搅拌混合用于固液混合、液液混合和气液混合。其中捏合混合和搅拌混合的基本原理是利用桨叶对物料的机械剪切、拉伸等作用进行混合。

在火***领域，某些复合材料为了实现一定的功能要求，在配方中加入适量的长纤维材料，这些材料的几何形状、尺寸是经过多次配方实验确定的最佳形状尺寸参数，决定着复合材料的性能。但这些纤维材料容易受力产生形变或者断裂，影响其在复合材料中所起的作用。因此，如何保证长纤维材料物理状态不发生变化的均一化分散成为复合材料加工的关键技术所在。在传统混合方式中，捏合混合是实现长纤维在复合材料中均匀分散较为理想的手段，但其强的剪切和拉伸作用会使长纤维材料的形状和尺寸被大量破坏，从而影响其固有性能。在复合材料加工的第一个阶段，先使长纤维材料在液相配方中均匀分散，是降低其结构破坏的有利方法。但用于火***领域固液混合的搅拌混合方式会对长纤维材料产生撞击和剪切，使其断裂，并且长纤维材料极容易缠结在搅拌桨和搅拌轴上，难以实现均匀分散目的。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有技术之不足而提供一种混合装置元件可调、混合剧烈度可控、振动小、维护方便、无机械剪切、可引入气体保护的适用于机械敏感火***无桨混合装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种机械敏感火***无桨混合装置，该装置包括混合釜、釜盖、隔离釜、气体分布器、喷射管、喷嘴；混合釜底部设有混合釜出料口，釜盖设有进料口、进气管口和排气管口，隔离釜设有喷嘴安装孔和隔离釜出料口，气体分布器设有进气管口，喷射管上设有喷嘴安装孔和放空口，喷嘴设有气孔。

混合釜的公称直径不大于700mm，混合釜高径比为1～1.5∶1，装料系数为0.6～0.8，混合釜下端面采用标准椭圆形封头，上端敞口并设置外法兰，混合釜出料口设在下封头正中位置，直径30～50mm。

隔离釜外形与混合釜完全一致，直径和高度均小于混合釜，其中外径为混合釜内径与喷射管直径之差，且顶部为敞口，隔离釜壁面及下封头开有安装孔，釜底开有隔离釜出料口，隔离釜出料口直径与混合釜出料口直径大小相同，为30～50mm。

喷射管在结构上由两部分构成，一部分为贴混合釜内壁和隔离釜外壁的喷射支管，另一部分为与混合釜同轴的环形管，喷射支管在与混合釜直圆筒母线平行的部分相距间隔为50～200mm，最终所有喷射支管相交于环形管，环形管中径为100～200mm。在装料液面以下，喷射管设置喷嘴安装孔，间隔为50～100mm，孔口斜向下45°，在弧形段顶端布置喷嘴安装孔，孔口方向垂直指向混合釜中轴线，在环形管上布置喷嘴安装孔，孔口方向朝上并平行混合釜中轴线。在与环形管同圆心，直径为1.5～3倍环形管中径圆环位置处布置喷嘴安装孔，孔口方向朝上平行混合釜中轴线。环形管最底端对称分布2个放空口，直径为2～5mm，喷射支管部分顶端处理成内凹槽形式。

气体分布器由一个母槽和一系列分布支管组成，分布支管一端连接母槽，一端处理成外凹槽形式，分布支管数量和管径与喷射支管一致，母槽上端设有进气孔。

喷嘴一端和喷射管相连，另一端设置平封头，平封头上开气孔，气孔大小为0.5～2mm,气孔所占平封头面积比例不小于0.5，气孔大小和密度根据混合液体的粘度改变。

混合过程所用气体可以根据物料特性选择压缩空气、压缩氮气或其他惰性气体。

与现有技术相比，本发明的特点是：混合装置元件可调、混合剧烈度可控、振动小、维护方便、无机械剪切、可引入气体保护。本混合装置可以实现含长纤维材料火***的均匀混合，与传统混合方式相比，混合过程对长纤维材料形状和尺寸的破坏率降低40％。本混合装置可以根据混合对象的物理属性及相互比例灵活的更换喷嘴。本混合装置可以防止长纤维材料在混合釜内的旋转或者附件机构上产生缠绕。

附图说明

图1为本发明的一种机械敏感火***无桨混合装置的结构示意图。

图2为本发明的气体分布器结构示意图。

图3为本发明的喷射管结构示意图。

图4为本发明的喷嘴端面示意图。

1混合釜，2釜盖，3隔离釜，4气体分布器，5喷射管，6喷嘴，7安装孔，8隔离釜出料口，9混合釜出料口，10进料口，11排气孔，12釜盖进气孔，13分布器进气孔，14母槽，15分布支管，16外凹槽，17内凹槽，18喷嘴安装孔，19环形管，20喷射支管，21放空口，22平封头，23气孔。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步说明。

如图1至图4所示，本发明的一种机械敏感火***无桨混合装置包括混合釜1、釜盖2、隔离釜3、气体分布器4、喷射管5、喷嘴6。气体分布器4的具体结构见图2，喷射管5的具体结构见图3，喷嘴6的端面结构见图4。

所述混合釜1的公称直径不大于700mm，混合釜1高径比为1～1.5∶1，装料系数为0.6～0.8，混合釜1下端面采用标准椭圆形封头，上端敞口并设置外法兰，法兰和釜盖2通过螺栓连接，混合釜1的混合釜出料口9设在下封头正中位置，直径为30-50mm。混合釜1为一种机械敏感火***无桨混合装置的承压部分。

所述釜盖2上开三个孔，分别为进料口10、排气口11、进气口12，进料口10和定量加料设备连接，相关管路上设置背压阀；排气口11与引风机相连，进气口12与压缩气体罐相连，用于压缩气体进入气体分布器4。

所述隔离釜3外形与混合釜1完全一致，直径及高度小于混合釜1，其中外径为混合釜1内径与喷射管5外径之差，且顶部为敞口，在安装气体分布器4和喷射管5后能够紧贴气体分布器4和喷射管5，隔离釜3开有安装孔7，隔离釜3底部正中开有隔离釜出料口8，隔离釜出料口8直径与混合釜出料口9直径大小相同，为30-50mm。隔离釜3主要用于固定喷射管5、安装喷嘴6、防止混合物料中的长纤维在喷射管5的缝隙中堵塞或缠绕。

如图1和图2所示，所述的气体分布器4由一个母槽14和一系列分布支管15组成，分布支管15一端连接母槽14，一端处理成外凹槽16，气体分布器4顶端开有进气口13，该进气口13与釜盖2上的进气口12大小一致，均有内螺纹，和进气管连接。分布支管15的数量和管径与喷射支管20一致。

如图1和图3所示，所述的喷射管5在喷嘴6安装位置处开有喷嘴安装孔18，喷射支管20进口处处理成内凹槽17，此内凹槽17与气体分布器4的外凹槽16进行装配，中间衬有塑料或橡胶垫片。喷射管5最上侧喷嘴安装孔18应当低于混合釜1内装料液面，且喷嘴安装孔18方向为垂直向上或者斜向下45°。喷射管5环形管19部分中径为100-200mm，且在环形管19位置对称开两个放空口21，用于停机以后喷射管5内的液体物料放空。喷射管5可以根据具体物料的工艺需求灵活更换。

如图1和图4所示，所述喷嘴6一端通过隔离釜3和喷射管5相连。喷嘴6一端设置平封头22，平封头22上开气孔23，气孔23大小为0.5-2mm，气孔23大小和密度根据混合物料的粘度改变，气孔23所占封头22面积比例不小于0.5。喷嘴6可以根据不同物料灵活更换。

本发明安装顺序为在混合釜1内安装喷射管5，然后安装隔离釜3，然后安装喷嘴6，然后安装气体分布器4，然后安装釜盖2，然后安装其它辅助设置及其附件。拆解顺序与安装顺序相反，拆解前需要经过充分水洗并在浸水环境下拆除喷嘴6。本发明混合过程所用喷射气体根据所混材料性能特点使用压缩空气、压缩氮气或其他惰性气体。

Claims (7)

1.一种机械敏感火***无桨混合装置，由混合釜(1)、釜盖(2)、隔离釜(3)、气体分布器(4)、喷射管(5)、喷嘴(6)组成，其特征在于，所述喷射管(5)放置入混合釜(1)中，隔离釜(3)放入混合釜(1)中，混合釜(1)、喷射管(5)、隔离釜(3)同轴，喷射管(5)夹在混合釜(1)和隔离釜(3)中间；喷嘴(6)通过安装孔(7)和喷嘴安装孔(18)安装于喷射管(5)上；气体分布器(4)安装于混合釜(1)中，气体分布器(4)上的外凹槽(16)与喷射管(5)上的内凹槽(17)对接；釜盖(2)安装于混合釜(1)上方，并用螺钉连接；所述混合釜(1)底部设有混合釜出料口(9)；所述釜盖(2)设有进料口(10)、进气口(12)和排气口(11)；所述隔离釜(3)外形与混合釜(1)一致，设有安装孔(7)和隔离釜出料口(8)；所述喷射管(5)由环形管(19)和喷射支管(20)组成，设有喷嘴安装孔(18)和物料放空口(21)；所述气体分布器(4)由母槽(14)和分布支管(15)组成，设有进气口(13)，分布支管(15)顶端设有外凹槽(16)；所述喷嘴(6)为平封头(22)上开有气孔(23)。

2.根据权利要求1所述的一种机械敏感火***无桨混合装置，其特征在于，所述的混合釜(1)的公称直径不大于700mm，混合釜(1)高径比为1～1.5∶1，装料系数为0.6～0.8，混合釜(1)下端面采用标准椭圆形封头，上端敞口并设置外法兰，混合釜(1)的混合釜出料口(9)设在下封头正中位置，直径30～50mm。

3.根据权利要求1所述的一种机械敏感火***无桨混合装置，其特征在于，所述的隔离釜(3)外形与混合釜(1)一致，直径和高度均小于混合釜(1)，其中外径为混合釜(1)内径与喷射管(5)直径之差，且顶部为敞口，隔离釜(3)壁面及下封头开有安装孔(7)，釜底开有隔离釜出料口(8)，隔离釜出料口(8)直径与混合釜出料口(9)直径大小相同，为30～50mm。

4.根据权利要求1所述的一种机械敏感火***无桨混合装置，其特征在于，所述的喷射管(5)在结构上由两部分构成，一部分为贴混合釜(1)内壁和隔离釜(3)外壁的喷射支管(20)，另一部分为与混合釜(1)同轴的环形管(19)，喷射支管(20)在与混合釜(1)直圆筒母线平行的部分相距间隔为50～200mm，所有喷射支管(20)相交于环形管(19)，环形管(19)中径为100～200mm；在装料液面以下，喷射管(5)设置喷嘴安装孔(18)，间隔为50～100mm，孔口斜向下45°，在弧形段顶端布置喷嘴安装孔(18)，孔口方向垂直指向混合釜(1)中轴线，在环形管(19)上布置喷嘴安装孔(18)，孔口方向朝上并平行混合釜(1)中轴线；在与环形管(19)同圆心，直径为1.5～3倍环形管(19)中径圆环位置处布置喷嘴安装孔(18)，孔口方向朝上并平行混合釜(1)中轴线；环形管(19)最底端对称分布2个放空口(21)，直径为2～5mm，喷射支管(20)顶端处理成内凹槽(17)形式。

5.根据权利要求1所述的一种机械敏感火***无桨混合装置，其特征在于，所述的气体分布器(4)由一个母槽(14)和一系分布支管(15)组成，分布支管(15)一端连接母槽(14)，一端处理成外凹槽(16)形式，分布支管(15)数量和管径与喷射支管(20)一致，母槽(14)上端设有进气孔(13)。

6.根据权利要求1所述的一种机械敏感火***无桨混合装置，其特征在于，所述的喷嘴(6)一端和喷射管(5)相连，一端设置平封头(22)，平封头(22)上开气孔(23)，气孔(23)大小为0.5～2mm,气孔(23)所占平封头(22)面积比例不小于0.5。

7.根据权利要求1所述的一种机械敏感火***无桨混合装置，其特征在于，所述的喷射气体根据物料特性可以选择压缩空气、压缩氮气或其他惰性气体。