CN117205806A - 粉液混合组件与管线制浆设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种粉液混合组件与管线制浆设备，其中粉液混合组件通过在同一根旋转主轴上连接下粉叶轮和捏合叶轮，使得下粉叶轮和捏合叶轮以相同的转速运动。而且每层打散叶片中至少存在一个打散叶片与相邻层的打散叶片以螺旋环绕的方式连接至所述第一轴套，保证粉料在轴向上传输效率的同时提高对粉料的剪切效果。此外，通过将第一轴套设置为包含等径段和变径段，这使得粉料在沿下粉叶轮轴向传输过程中，周向上的线速度发生变化，增大粉料的切割变数，进一步提高对粉料的打散效果。

Description

粉液混合组件与管线制浆设备

技术领域

本申请涉及制浆设备技术领域，特别是涉及一种粉液混合组件与管线制浆设备。

背景技术

在工业领域，很多液体原材料是由粉料和液体混合制成的，特别是超细粉料如纳米级的粉料在少量液体中的混合分散、或者混合分散为高粘度的混合液，比如应用于锂离子电池正负极领域的浆料。

关于高粘度的混合液的混合过程，包括粉料打散，浸润和分散三个阶段。在粉料打散阶段，现有技术中利用高速旋转的打散叶轮将粉料中的团块打散，有利于后续液料对粉料的快速浸润，一般的打散叶轮包括轴套及沿轴向分布于轴套上的若干打散叶片。间隔式的打散叶片增强了对粉料的切割效果，然而会造成粉料的下落速度加快，部分粉料可能未经过打散叶片的切割就穿过下粉叶轮，导致部分团块进入捏合叶轮，打散效果差。

发明内容

基于此，有必要针对传统的间隔式的打散叶片会造成粉料的下落速度加快，部分粉料可能未经过打散叶片的切割就穿过下粉叶轮，导致部分团块进入捏合叶轮，打散效果差的问题，提供一种粉液混合组件与管线制浆设备。

本申请提供一种粉液混合组件，包括：

旋转主轴，被定义为可绕中心轴线转动；

下粉叶轮，用于对粉体进行打散，所述下粉叶轮包括第一轴套和若干打散叶片，所述第一轴套止转连接至所述旋转主轴，在轴向设置有多层打散叶片，且每层中的打散叶片在周向上间隔设置；

在一个垂直于所述中心轴线的投影平面上，每个打散叶片在投影平面上的投影轮廓与轴向上相邻的至少一个打散叶片在投影平面上的投影轮廓至少部分重合。

本申请还提供一种管线制浆设备，包括：

如前述内容所述的粉液混合组件；

搅拌壳体，下粉叶轮位于所述搅拌壳体中；

粉料供给装置，固定连接至所述进料壳体，用于向打散室中定量输送粉料。

本申请涉及一种粉液混合组件与管线制浆设备，其中粉液混合组件通过将下粉叶轮设置为在一个垂直于所述中心轴线的投影平面上，每个打散叶片在投影平面上的投影轮廓与轴向上相邻的至少一个打散叶片在投影平面上的投影轮廓至少部分重合。使得粉料在经过各层打散叶片时均能收到切割作用，避免粉料连续通过粉料通道，从而保证粉料被充分打散。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本申请一实施例提供的粉液混合组件的结构示意图。

图2为本申请一实施例提供的粉液混合组件中下粉叶轮的立体图。

图3为本申请一实施例提供的粉液混合组件中下粉叶轮的正视图。

图4为本申请一实施例提供的粉液混合组件中下粉叶轮的俯视图。

图5为本申请一实施例提供的粉液混合组件中捏合叶轮的立体图。

图6为本申请一实施例提供的粉液混合组件中捏合叶轮的正视图。

图7为本申请一实施例提供的粉液混合组件中捏合叶轮的俯视图。

图8为本申请一实施例提供的管线制浆设备的结构示意图。

图9为图8所提供的管线制浆设备的一部分结构的结构示意图。

图10为图8所提供的管线制浆设备中描述粉液混合组件和捏合定子相对关系的立体图。

附图标记：

100、粉液混合组件；110、旋转主轴；120、下粉叶轮；121、第一轴套；

121a、等径段；121b、变径段；122、打散叶片；123、粉料通道；

130、捏合叶轮；131、第二轴套；132、捏合叶片；140、流动叶轮；

150、分流锥；10、管线制浆设备；210、搅拌壳体；211、打散室；

212、浸润室；213、分散室；214、进液口；215、挡板；216、出液口；

217、环形流道；220、进料壳体；221、进料通道；230、粉料供给装置；

240、捏合定子；241、扰流环；242、过流孔。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供一种粉液混合组件100。

如图1，图2和图4所示，在本申请的一实施例中，所述粉液混合组件100包括旋转主轴110和下粉叶轮120。

具体而言，旋转主轴110被定义为可绕中心轴线M1转动，本申请的轴向、径向以及周向均是以中心轴线作为参考的相对位置。下粉叶轮120用于对粉体进行打散，所述下粉叶轮120包括第一轴套121和打散叶片122。

所述第一轴套121止转连接至所述旋转主轴110，在第一轴套121的轴向上设置有多层打散叶片122，且每层中的打散叶片122在周向上间隔设置，使得第一轴套121上的打散叶片122呈多层均匀分布，方便下粉叶轮的加工。每层打散叶片122中至少存在一个打散叶片122与相邻层的打散叶片122以螺旋环绕的方式连接至所述第一轴套121，使得下粉叶轮形成有沿轴向上延伸的螺旋状的粉料通道123，保证粉料在沿周向的传输效率。且粉料在粉料通道中通过的过程中，由各层的打散叶轮进行剪切。

如图4所示，在本申请的一实施例中，在一个垂直于所述中心轴线的投影平面上，每个打散叶片122在投影平面上的投影轮廓与轴向上相邻的至少一个打散叶片122在投影平面上的投影轮廓至少部分重合。

在本实施例中，而且每层打散叶片122中至少存在一个打散叶片122与相邻层的打散叶片122以螺旋环绕的方式连接至所述第一轴套121，保证粉料在轴向上传输效率的同时提高对粉料的剪切效果。通过各层打散叶片122布置方式的改进，使得粉料在经过各层打散叶片122时均能收到切割作用，避免粉料连续通过粉料通道，从而保证粉料被充分打散。

如图4所示，在本申请的一实施例中，在一个垂直于所述中心轴线的投影平面上，每个打散叶片122在投影平面上的投影轮廓与轴向上相邻的至少一个打散叶片122在投影平面上的投影轮廓具有第一切角α。

更具体的，所述第一切角α的取值在大于等于20°至小于等于45°的范围内。可选的，第一切角α的取值为30°。

在本实施例中，通过设置第一切角，使得粉料在形成第一切角的断开部位得到一次碰撞，增加剪切力，从而提高对粉料的切割效果。

如图1，图5和图6所示，所述粉液混合组件还包括捏合叶轮130，捏合叶轮130用于将粉料与液料进行预混合，所述捏合叶轮130包括第二轴套131和捏合叶片132。

所述第二轴套131止转连接至所述旋转主轴110，通过在同一根旋转主轴110上连接下粉叶轮120和捏合叶轮130，使得下粉叶轮120和捏合叶轮130以相同的转速运动。所述捏合叶片132与中心轴线倾斜相交，以在转动时对粉料和液料的混合物同时施加沿所述中心轴线的轴向和离心方向的作用力。其中轴向的作用力将一部分粉料和液料的混合物沿轴向输送，

离心方向的作用力将另一部分的混合物沿径向推动，使得混合物具有多种流动方式，提高浸润效果。

如图5和图6所示，在本申请的一实施例中，在轴向设置有多层捏合叶片132，且每层中的捏合叶片132在周向上间隔设置。每层捏合叶片132中至少存在一个捏合叶片132与相邻层的捏合叶片132以螺旋环绕的方式连接至所述第二轴套131。

由于捏合叶轮130采用间隔式设置的捏合叶片132，增强对粉料和液料的混合物的搅动效果，然而会造成混合物的下落速度加快，部分混合物可能未经过捏合叶片132的作用就穿过捏合叶轮130，降低浸润效果。

在一个垂直于所述中心轴线的投影平面上，每个捏合叶片132在投影平面上的投影轮廓与轴向上相邻的至少一个捏合叶片132在投影平面上的投影轮廓至少部分重合。

采用这样的方案，通过各层捏合叶片132布置方式的改进，使得粉料在经过各层捏合叶片132时均能被充分翻动，避免粉料和液料的混合物连续通过捏合叶片132，从而保证粉料被充分浸润。

如图7所示，在本申请的一实施例中，在一个垂直于所述中心轴线的投影平面上，每个捏合叶片132在投影平面上的投影轮廓与轴向上相邻的至少一个捏合叶片132在投影平面上的投影轮廓具有第二切角β。

更具体的，所述第二切角β的取值在大于等于20°至小于等于45°的范围内。可选的，第二切角β的取值为31.4°。

在本实施例中，在本实施例中，通过设置第二切角，使得粉料在形成第二切角的断开部位得到一次碰撞，增加剪切力，从而提高对粉料的浸润效果。

如图2和图3所示，在本申请的一实施例中，所述第一轴套121包含等径段121a和变径段121b，所述等径段121a和变径段121b分别设置有至少一层打散叶片122。所述变径段121b位于所述等径段121a和捏合叶轮130之间。更具体的，所述变径段121b的外径向远离等径段121a方向逐渐增大。

此外，通过将第一轴套121设置为包含等径段121a和变径段121b，这使得粉料在沿下粉叶轮轴向传输过程中，在周向上的线速度发生变化，增大粉料的切割变数，进而增大剪切力，进一步提高对粉料的打散效果。

如图1至图3所示，在本申请的一实施例中，所述变径段121b的最小外径等于所述等径段121a的外径，所述变径段121b的最大外径等于所述第二轴套131的外径，使得下粉叶轮和捏合叶轮130之间平滑过渡。

在本实施例中，变径段121b的最大外径等于所述第二轴套131的外径，保证由变径段121b向捏合叶轮130处输入的粉料的速度与混合物由捏合叶轮130输出的速度大致相当，避免粉料输入过快在捏合叶轮130处造成堆积。

如图1所示，在本申请的一实施例中，所述粉液混合组件100还包括流动叶轮140。

具体而言，流动叶轮140用于对所述捏合叶轮130预混合后获得的混合物进行分散，所述流动叶轮140止转连接至所述旋转主轴110。在所述中心轴线的轴向上，所述捏合叶轮130位于所述流动叶轮140和下粉叶轮120之间。

在本实施例中，通过将流动叶轮140止转连接至旋转主轴110，使得流动叶轮140和捏合叶轮130以相等的角速度同步转动，而通过捏合叶轮130结构的设计使得两者具有不同的线速度增加混合效果，避免两者出现转速误差而造成混合物的堆积。

如图1所示，在本申请的一实施例中，所述粉液混合组件100还包括分流锥150，分流锥150固定连接至旋转主轴110的一端，引导粉料在周向上均匀且流畅地流向下粉叶轮，增加粉料的流动性。

本申请还提供一种管线制浆设备10。

如图8和图9所示，在本申请的一实施例中，所述管线制浆设备10包括如前述内容所述的粉液混合组件100，搅拌壳体210，进料壳体220及粉料供给装置230。

具体而言，搅拌壳体210设置有依次连通的打散室211、浸润室212及分散室213，所述下粉叶轮位于所述打散室211中，所述捏合叶轮130位于所述浸润室212中，所述分散叶轮位于所述分散室213中。所述搅拌壳体210还设置有进液口214，所述进液口214直接或间接与浸润室212连接通，以向浸润室212中输入液料。

进料壳体220设置有进料通道221。粉料供给装置230固定连接至所述进料壳体220，且位于下粉叶轮的顶部，用于将进料通道221中的粉料向打散室211中定量输送。更具体的，所述粉料供给装置230为旋转给料阀。

如图9和图10所示，在本申请的一实施例中，所述管线制浆设备10还包括捏合定子240。捏合定子240固定连接至搅拌壳体210，且捏合定子240设置在两层所述捏合叶片132之间，以使在浸润室212中流动的粉料和液料的混合物在捏合定子240处被分流。

更具体的，捏合定子240设置有多个扰流环241，多个扰流环241在周向上间隔设置。扰流环241围设有过流孔242，以供混合物通过。且相邻两层的扰流环241位于相异的周向位置，使得相邻两层的扰流环241相错开。

采用以上方案，粉料和液料的混合物在捏合叶轮130的搅动下被多个扰流环241分流，使得混合物被充分翻动而使得液料充分与粉料混合，并且经过多组捏和叶轮与捏合定子240的连续搅拌，可完成大部分的浸润，浸润效率高。

如图9所示，在本申请的一实施例中，所述搅拌壳体210内还设置挡板215和出液口216，所述挡板215位于所述进液口214和出液口216之间，且围绕于中心轴线设置，以使进液口214和出液口216之间形成有环形流道217。更具体的，环形流道217呈倒U形上设置。

在本实施例中，通过设置挡板215，由进液口214进入的液料由于挡板215的阻挡，在沿环形流道217周向流动的同时向出液口216输送，进而增加液料的流速，使得液料以较高的流速进入浸润室212，提高对粉料的浸润效果。

如图9所示，在本申请的一实施例中，出液口216的截面积向靠近浸润室212的方向逐渐减小，进一步提高液料的流速。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，各方法步骤也并不做执行顺序的限制，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种粉液混合组件，其特征在于，包括：

旋转主轴，被定义为可绕中心轴线转动；

下粉叶轮，用于对粉体进行打散，所述下粉叶轮包括第一轴套和若干打散叶片，所述第一轴套止转连接至所述旋转主轴，在轴向设置有多层打散叶片，且每层中的打散叶片在周向上间隔设置；

在一个垂直于所述中心轴线的投影平面上，每个打散叶片在投影平面上的投影轮廓与轴向上相邻的至少一个打散叶片在投影平面上的投影轮廓至少部分重合。

2.根据权利要求1所述的粉液混合组件，其特征在于，在一个垂直于所述中心轴线的投影平面上，每个打散叶片在投影平面上的投影轮廓与轴向上相邻的至少一个打散叶片在投影平面上的投影轮廓具有第一切角。

3.根据权利要求1所述的粉液混合组件，其特征在于，所述第一切角α的取值在大于或等于20°至小于或等于45°的范围内。

4.根据权利要求1所述的粉液混合组件，其特征在于，所述粉液混合组件还包括：

捏合叶轮，用于将粉料与液料进行预混合，所述捏合叶轮包括第二轴套和若干捏合叶片，所述第二轴套止转连接至所述旋转主轴，所述捏合叶片与中心轴线倾斜相交；在轴向设置有多层捏合叶片，且每层中的捏合叶片在周向上间隔设置。

5.根据权利要求4所述的粉液混合组件，其特征在于，在一个垂直于所述中心轴线的投影平面上，每个捏合叶片在投影平面上的投影轮廓与轴向上相邻的至少一个捏合叶片在投影平面上的投影轮廓至少部分重合。

6.根据权利要求4所述的粉液混合组件，其特征在于，在一个垂直于所述中心轴线的投影平面上，每个捏合叶片在投影平面上的投影轮廓与轴向上相邻的至少一个捏合叶片在投影平面上的投影轮廓具有第二切角。

7.根据权利要求4所述的粉液混合组件，其特征在于，所述第一轴套包含等径段和变径段，所述等径段和变径段分别设置有至少一层打散叶片；所述变径段位于所述等径段和捏合叶轮之间。

8.根据权利要求7所述的粉液混合组件，其特征在于，所述变径段的最小外径等于所述等径段的外径，所述变径段的最大外径等于所述第二轴套的外径。

9.根据权利要求4所述的粉液混合组件，其特征在于，所述粉液混合组件还包括：

流动叶轮，用于对所述捏合叶轮预混合后获得的混合物进行分散，所述流动叶轮止转连接至所述旋转主轴；在所述中心轴线的轴向上，所述捏合叶轮位于所述流动叶轮和下粉叶轮之间。

10.一种管线制浆设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至9中任意一项所述的粉液混合组件；

搅拌壳体，下粉叶轮位于所述搅拌壳体中；

粉料供给装置，固定连接至所述进料壳体，用于向打散室中定量输送粉料。