CN110548429A - 制备超细浆料的固液混合设备及其混合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制备超细浆料的固液混合设备及其混合方法，该混合设备包括分散筒、转轴、研磨机构和固定套筒，所述分散筒包括上盖、下盖、以及位于所述上盖和下盖之间的侧壁，所述分散筒上设有液体进料口、固体进料口和出料口；所述转轴上固设有螺旋绞龙和分散盘，该螺旋绞龙位于固定套筒内，所述分散盘位于固定套筒的上方；所述研磨机构包括动磨盘以及位于动磨盘下方的静磨盘，所述动磨盘和静磨盘相互摩擦而对物料进行研磨。本发明的固液混合设备结构简单设计合理、使用操作简单维护方便，能够对物料进行充分研磨和细化，能够快速制备超细浆料。
Description
技术领域
本发明涉及混合设备，具体涉及一种制备超细浆料的固液混合设备及其混合方法。
背景技术
在化工生产中，经常需要将固体颗粒与液体充分混合再进行使用。在水性色浆、水煤浆等固体颗粒与液体混合形成的浆料生产过程中，一般是将粉体与液体混合形成的预混合浆料，再经研磨等超细化加工得到超细浆料，在预混合浆料中，固体颗粒过大会对预混合浆料的稳定性、密度、后期加工性能等产生较大影响，如何通过混合形成具有较小粒径分布的预混合浆料，是固液混合设备中一个值得重视的问题。然而，现有的混合设备大多只具有一种混合功能，不能对物料进行研磨细化，需要将物料在混合设备中充分混合后再使用研磨设备对其进行细化，这样需要购买两种设备，且工序较长。
例如公开号为CN108940032的专利公开了一种分散设备设置有分散装置，同时螺旋提升绞龙上设置有分散凸起，但是此种分散设备对物料分散起到了作用，无法对固体颗粒精细研磨细化；公开号为CN107313276的专利公开了一种分散设备，虽然具有研磨装置，但是套筒和螺旋绞龙从底部到顶部的直径一致，圆盘呈水平状态，这些结构不利于物料的快速流动减弱了分散效果，磨盘也呈水平状态物料很容易漏掉不能进行长时间的研磨；公开号为US7618181的美国专利公开了一种将颜料在水性或者油性体系中进行分散的装置，该装置通过真空泵和管道，将初步混合、分散的含颜料和树脂的浆料打入另一个混合、分散装置进行再次分散，虽然能够得到分散效果较好、粒径分布较小的浆料，但生产工艺和设备过于复杂。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供一种制备超细浆料的固液混合设备，该混合设备中设有研磨机构，因此在混合的同时对物料进行研磨，从而制备出超细浆料。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种制备超细浆料的固液混合设备，包括分散筒、转轴、研磨机构和固定套筒，所述分散筒包括上盖、下盖、以及位于所述上盖和下盖之间的侧壁，所述分散筒上设有液体进料口、固体进料口和出料口；
其中，所述转轴位于分散筒内且其上端伸出分散筒与驱动机构连接，所述固定套筒位于分散筒内，该固定套筒的底部与分散筒底部固定连接，所述固定套筒底部附近设有若干个进料通孔，其顶部设有若干个溢流口，所述转轴上固设有螺旋绞龙和分散盘，该螺旋绞龙位于固定套筒内，所述分散盘位于固定套筒的上方；
所述研磨机构包括动磨盘以及位于动磨盘下方的静磨盘，所述动磨盘通过若干固定杆固定连接于分散盘的下方，且动磨盘的一端与固定套筒外侧之间存在一定间隙形成第一狭缝，所述静磨盘一端固定连接于固定套筒外侧，另一端与分散筒侧壁之间存在一定间隙形成第二狭缝，所述动磨盘和静磨盘相互摩擦而对物料进行研磨。
优选地，所述分散盘中心固定连接于转轴上，其边缘与分散筒侧壁之间存在一定间隙，该分散盘整体呈倾斜布置，且其中心的水平面高于边缘的水平面。
优选地，所述固定套筒呈圆筒状结构，且其直径由底部到顶部逐渐减小，所述螺旋绞龙呈螺旋状结构，且其直径由底部到顶部逐渐减小。
优选地，所述动磨盘与水平面之间的夹角为锐角，所述静磨盘与动磨盘呈平行设置。
优选地，所述动磨盘与水平面之间的夹角≤30°，所述动磨盘的下表面设有若干第一研磨凸起，所述静磨盘的上表面设有若干第二研磨凸起，且第一研磨凸起和第二研磨凸起交错设置。
优选地，所述液体进料口和固体进料口设在分散筒的侧壁，且液体进料口位于固体进料口的上方。
优选地，所述液体进料口位于分散盘边缘上方的分散筒侧壁上，所述固体进料口位于分散盘边缘与动磨盘之间的分散筒侧壁上。
优选地，所述出料口位于分散筒的底部，所述出料口上设有阀门。
优选地，所述分散筒的上盖上设有压力表、抽气口和观察口。
本发明还提供一种固液混合设备的混合方法，步骤如下：
S1：启动驱动机构带动转轴转动，液体从液体进料口进入分散筒内落到分散盘上，分散盘随着转轴的转动带动液体进行旋转形成水帘并具有一定的速度；
S2：固体颗粒从固体进料口进入分散筒内，并与下落的液体进行预混合，由于液体在分散盘上形成的水帘，阻挡了固体颗粒悬浮到分散筒的上方；
S3：固体颗粒和液体形成的物料落到动磨盘上，在重力作用下沿第一狭缝流到静磨盘上；
S4：在第一研磨凸起和第二研磨凸起作用下对物料进行研磨，随着压力的增大物料从第二狭缝流出落到分散筒的底部，通过进料通孔进入固定套筒内部；
S5：螺旋绞龙将物料向上提升，随着固定套筒和螺旋绞龙的直径逐渐减小，物料流动速度增大并从固定套筒的溢流口向外喷出；
S6：物料喷溅到动磨盘上，通过第一狭缝流到静磨盘上，在第一研磨凸起和第二研磨凸起作用下对物料进行研磨，由于动磨盘和静磨盘的倾斜设置增加了物料的研磨时间，颗粒较大的固体由于重力作用在静磨盘的下端能够进行长时间的研磨得到细化，然后从第二狭缝流到分散筒底部，通过进料通孔流到固定套筒内部，被螺旋绞龙提升再次进行分散和研磨，重复本步骤；
S7：待物料粒径达到预设值后，关闭驱动机构，转轴停止转动，打开阀门，将物料从出料口排出。
本发明的有益效果是：本发明中设有研磨机构，因此在混合的同时能够对物料进行研磨，从而得到超细浆料；本发明中固定套筒和螺旋绞龙的直径从底部到顶部逐渐减小，物料流动速度增大增加了混合效果；分散盘设置成中心高边缘底，一方面在液体进料时对液体进行旋转分散加快了液体流动速度，同时形成水帘避免固体颗粒的飞扬，另一方面避免了从固定套筒喷口的物料向上喷出；将研磨机构倾斜设置，增加了物料的研磨时间使物料进行充分研磨。本发明的固液混合设备结构简单设计合理、使用操作简单维护方便，能够对物料进行充分研磨和细化，能够快速制备超细浆料。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A处的放大图；
图3为本发明中固定套筒的截面图；
图中：10-分散筒，11-液体进料口，12-固体进料口，13-出料口，14-阀门，15-上盖，16-压力表，17-抽气口，18-观察口，20-转轴，21-螺旋绞龙，22-驱动机构，30-分散盘，31-固定杆，40-研磨机构，41-动磨盘，42-静磨盘，43-第一研磨凸起，44-第二研磨凸起，45-第一狭缝，46-第二狭缝，50-固定套筒，51-溢流口，52-进料通孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”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，以使这里描述的本申请的实施方式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、***、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。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
实施例：如图1-3所示，一种制备超细浆料的固液混合设备，包括分散筒10、转轴20、研磨机构40和固定套筒50，所述分散筒10包括上盖15、下盖、以及位于所述上盖和下盖之间的侧壁，所述分散筒10上设有液体进料口11、固体进料口12和出料口13；
其中，所述转轴20位于分散筒内且其上端伸出分散筒与驱动机构22连接，在本实施例中驱动机构为电机，所述固定套筒50位于分散筒内，该固定套筒的底部与分散筒10底部固定连接，所述固定套筒50底部附近设有若干个进料通孔52，便于物料进入固定套筒内部，其顶部设有若干个溢流口51，便于物料从固定套筒喷溅到动磨盘上，所述转轴20上固设有螺旋绞龙21和分散盘30，该螺旋绞龙位于固定套筒50内，螺旋绞龙两侧与固定套筒的间距为1-5mm，所述分散盘30位于固定套筒50的上方，在本实施例中固定套筒50底部附近设有8个进料通孔52，其顶部设有4个溢流口51；转轴与电机相连接，电机带动转轴转动，转动带动分散盘、动磨盘和旋转绞龙转动；
所述研磨机构40包括动磨盘41以及位于动磨盘下方的静磨盘42，所述动磨盘41通过若干固定杆31固定连接于分散盘的下方，且动磨盘的一端与固定套筒外侧之间存在一定间隙形成第一狭缝45，具体为固定杆31设为4个，所述静磨盘42一端固定连接于固定套筒50外侧，另一端与分散筒侧壁之间存在一定间隙形成第二狭缝46，第一狭缝、第二狭缝以及动磨盘与分散筒之间的间隙可为1-10mm，所述动磨盘41和静磨盘42相互摩擦而对物料进行研磨，在本实施例中，动磨盘41的一端固定套筒外侧之间的第一狭缝45为5mm，动磨盘另一端与分散筒10之间的间距为3mm，所示静磨盘42另一端与分散筒之间的第二狭缝46为5mm。
所述分散盘30中心固定连接于转轴20上，其边缘与分散筒侧壁之间存在一定间隙，该分散盘30整体呈倾斜布置，且其中心的水平面高于边缘的水平面，亦即分散盘的中心高、边缘低，一方面在液体进料时对液体进行旋转分散加快了液体流动速度，同时形成水帘避免固体颗粒的飞扬，另一方面避免了从固定套筒喷口的物料向上喷出，分散盘的边缘和分散筒内壁存在一定的间距，便于液体进入，具体地可以设置为1-10mm。所述固定套筒50呈圆筒状结构，且其直径由底部到顶部逐渐减小，所述螺旋绞龙21呈螺旋状结构，且其直径由底部到顶部逐渐减小，使得物料的流动速度逐渐增加强化了混合效果。
如图2所示，所述动磨盘41与水平面之间的夹角为锐角，所述静磨盘42与动磨盘41呈平行设置，更佳地，所述动磨盘41与水平面之间的夹角≤30°，在本实施例中动磨盘41与水平面的夹角为15°，所述动磨盘41的下表面设有若干第一研磨凸起43，所述静磨盘的上表面设有若干第二研磨凸起44，且第一研磨凸起43和第二研磨凸起44交错设置。
所述液体进料口11和固体进料口12设有分散筒的侧壁，且液体进料口11位于固体进料口12的上方，具体地，所述液体进料口11位于分散盘边缘上方的分散筒侧壁上，所述固体进料口12位于分散盘边缘与动磨盘之间的分散筒侧壁上，所述液体进料口上可以设置过滤装置，便于液体进入分散筒前先进行过滤除杂，所述固体进料口12可以连接有具有粉碎装置的螺旋输送装置，可以对固体颗粒进行初步粉碎，所述出料口13位于分散筒的底部，所述出料口上设有阀门14，便于物料粒径达到要求、固液混合均匀时排出。所述分散筒的上盖15上设有压力表16、抽气口17和观察口18，压力表能够监测分散筒内部的压力，当压力较大可以将气体从抽气口处抽出。观察口便于监控分散筒内部的分散情况、设备运行状态等。
本发明的混合方法：步骤如下：
S1：启动电机带动转轴20转动，液体从液体进料口11进入分散筒10内落到分散盘30上，分散盘30随着转轴20的转动带动液体进行旋转形成水帘并具有一定的速度；
S2：固体颗粒从固体进料口12进入分散筒10内，并与下落的液体进行预混合，由于液体在分散盘上形成的水帘，阻挡了固体颗粒悬浮到分散筒10的上方；
S3：固体颗粒和液体形成的物料落到动磨盘41上，在重力作用下沿第一狭缝45流到静磨盘42上；
S4：在第一研磨凸起43和第二研磨凸起44作用下对物料进行研磨，随着压力的增大物料从第二狭缝46流出落到分散筒10的底部，通过进料通孔52进入固定套筒50内部；
S5：螺旋绞龙21将物料向上提升，随着固定套筒50和螺旋绞龙21的直径逐渐减小，物料流动速度增大并从固定套筒50的溢流口51向外喷出；
S6：物料喷溅到动磨盘41上，通过第一狭缝45流到静磨盘42上，在第一研磨凸起43和第二研磨凸起44作用下对物料进行研磨，由于动磨盘41和静磨盘42的倾斜设置增加了物料的研磨时间，颗粒较大的固体由于重力作用在静磨盘42的下端能够进行长时间的研磨得到细化，然后从第二狭缝46流到分散筒10底部，通过进料通孔52流到固定套筒50内部，被螺旋绞龙21提升再次进行分散和研磨，重复本步骤；
S7：待物料粒径达到预设值后，关闭电机，转轴停止转动，打开阀门14，将物料从出料口13排出；设备工作期间，上盖15上的压力表16监测分散筒10内部的压力，当压力超过预定值时从抽气口17抽出空气；通过观察口18可以监控分散筒10内部的分散情况、设备运行状态等。
应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种制备超细浆料的固液混合设备，其特征在于：包括分散筒(10)、转轴(20)、研磨机构(40)和固定套筒(50)，所述分散筒(10)包括上盖(15)、下盖、以及位于所述上盖和下盖之间的侧壁，所述分散筒(10)上设有液体进料口(11)、固体进料口(12)和出料口(13)；
其中，所述转轴(20)位于分散筒内且其上端伸出分散筒与驱动机构(22)连接，所述固定套筒(50)位于分散筒内，该固定套筒的底部与分散筒(10)底部固定连接，所述固定套筒(50)底部附近设有若干个进料通孔(52)，其顶部设有若干个溢流口(51)，所述转轴(20)上固设有螺旋绞龙(21)和分散盘(30)，该螺旋绞龙位于固定套筒(50)内，所述分散盘(30)位于固定套筒(50)的上方；
所述研磨机构(40)包括动磨盘(41)以及位于动磨盘下方的静磨盘(42)，所述动磨盘(41)通过若干固定杆(31)固定连接于分散盘的下方，且动磨盘的一端与固定套筒外侧之间存在一定间隙形成第一狭缝(45)，所述静磨盘(42)一端固定连接于固定套筒(50)外侧，另一端与分散筒侧壁之间存在一定间隙形成第二狭缝(46)，所述动磨盘(41)和静磨盘(42)相互摩擦而对物料进行研磨。
2.根据权利要求1所述的制备超细浆料的固液混合设备，其特征在于：所述分散盘(30)中心固定连接于转轴(20)上，其边缘与分散筒侧壁之间存在一定间隙，该分散盘(30)整体呈倾斜布置，且其中心的水平面高于边缘的水平面。
3.根据权利要求1所述的制备超细浆料的固液混合设备，其特征在于：所述固定套筒(50)呈圆筒状结构，且其直径由底部到顶部逐渐减小，所述螺旋绞龙(21)呈螺旋状结构，且其直径由底部到顶部逐渐减小。
4.根据权利要求1所述的制备超细浆料的固液混合设备，其特征在于：所述动磨盘(41)与水平面之间的夹角为锐角，所述静磨盘(42)与动磨盘(41)呈平行设置。
5.根据权利要求4所述的制备超细浆料的固液混合设备，其特征在于：所述动磨盘(41)与水平面之间的夹角≤30°，所述动磨盘(41)的下表面设有若干第一研磨凸起(43)，所述静磨盘的上表面设有若干第二研磨凸起(44)，且第一研磨凸起(43)和第二研磨凸起(44)交错设置。
6.根据权利要求1所述的制备超细浆料的固液混合设备，其特征在于：所述液体进料口(11)和固体进料口(12)设在分散筒的侧壁，且液体进料口(11)位于固体进料口(12)的上方。
7.根据权利要求6所述的制备超细浆料的固液混合设备，其特征在于：所述液体进料口(11)位于分散盘边缘上方的分散筒侧壁上，所述固体进料口(12)位于分散盘边缘与动磨盘之间的分散筒侧壁上。
8.根据权利要求1所述的制备超细浆料的固液混合设备，其特征在于：所述出料口(13)位于分散筒的底部，所述出料口上设有阀门(14)。
9.根据权利要求1所述的制备超细浆料的固液混合设备，其特征在于：所述分散筒的上盖(15)上设有压力表(16)、抽气口(17)和观察口(18)。
10.一种利用权利要求1-9中任一项所述的固液混合设备的混合方法，其特征在于：步骤如下：
S1：启动驱动机构(22)带动转轴(20)转动，液体从液体进料口(11)进入分散筒(10)内落到分散盘(30)上，分散盘(30)随着转轴(20)的转动带动液体进行旋转形成水帘并具有一定的速度；
S2：固体颗粒从固体进料口(12)进入分散筒(10)内，并与下落的液体进行预混合；
S3：固体颗粒和液体形成的物料落到动磨盘(41)上，在重力作用下沿第一狭缝(45)流到静磨盘(42)上；
S4：在第一研磨凸起(43)和第二研磨凸起(44)作用下对物料进行研磨，随着压力的增大物料从第二狭缝(46)流出落到分散筒(10)的底部，通过进料通孔(52)进入固定套筒(50)内部；
S5：螺旋绞龙(21)将物料向上提升，随着固定套筒(50)和螺旋绞龙(21)的直径逐渐减小，物料流动速度增大并从固定套筒(50)的溢流口(51)向外喷出；
S6：物料喷溅到动磨盘(41)上，通过第一狭缝(45)流到静磨盘(42)上，在第一研磨凸起(43)和第二研磨凸起(44)作用下对物料进行研磨，然后从第二狭缝(46)流到分散筒(10)底部，通过进料通孔(52)流到固定套筒(50)内部，被螺旋绞龙(21)提升再次进行分散和研磨，重复本步骤；
S7：待物料粒径达到预设值后，关闭驱动机构(22)，转轴停止转动，打开阀门(14)，将物料从出料口(13)排出。
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|---|---|---|---|---|
| CN112426925A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-03-02 | 湖南省方圆磨料磨具有限公司 | 一种磨具生产用磨料拌和装置 |
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2019
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