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一种全混流高剪切混合器


技术摘要:
本发明公开了一种全混流高剪切混合器,包括电机1和主转动轴4,主转动轴4贯穿固定盘2和连接盘5设置,使固定盘2位于主转动轴4的上端,使连接盘5位于主转动轴4的下部;主转动轴4的下端部连接有转子7,固定盘2通过固定杆3与连接盘5连接;连接盘5与法兰8连接,法兰8通过支撑  全部
背景技术:
高剪切混合器作为一种新型的过程强化设备,其核心部件高剪切混合头由可高速 旋转的  转子(100-25000rpm)和固定不动的定子构成。转子较高的末端线速度(10-50m/s) 和定转子  之间剪狭窄的剪切间隙(0.1-2mm)决定了其具有较强的剪切速率和较大的局部 能量耗散率,  这能有效的促进能量和质量传递,因此被广泛的用于强化混合、溶解、乳化、 均质、解聚和 反应过程。 混合、分散与溶解操作广泛的存在于工业生产过程中,其效率和效果往往对工艺 的设计  和操作成本、产品的质量和整体的效益具有重要影响。对于在混合釜内进行的典型 的外力做  功式混合、分散与溶解操作,其效果和效率取决于多个方面:1)不同物料在混合 设备的作用  下具有较强的运动能力,在混合釜内不存在流动的死区;2)流体物料具有较大 的湍动程度, 以保证流体内部存在一定的剪切应力和湍动能耗散率;3)固体颗粒存在良好 的分散状态,不  存在堆积情况。4)混合设备对固体物料具有一定的破碎能力。全混流高剪 切混合器不但具有  转子末端线速度高,对流体的推动力强,局部剪切速率和湍动能耗散率 强的优点;而且通过  特殊的定转子构型设计使其工作时能形成可控的较强的多向射流,进 而消除混合釜内流体流  动的死区,这使其更适合于强化传统的溶解、分散与混合操作。 在已公开的专利中,已有多种混合器用于混合、溶解与分散操作。专利 CN209034175U  公开了一种高剪切乳化机,该乳化机将普通搅拌桨与高剪切同轴组合以改 善物料的循环和分  散状态。专利CN202366705U公开了一种具有三叶推进式转子的捷流式 分散混合机,该混合  机通过三叶推进式转子和侧面开有圆孔和长方形斜孔的定子配合以 增强物料的循环、分散能  力,提高混合效果。专利CN205760694U公开了一种高剪切分散乳 化机,该乳化机配有长方  形开孔的定子和多种形式的转子。专利CN202398316U公开了一种 具有四刀片的捷流式高效  分散混合机,该混合机与同轴反转叶轮配合增强粉液物料的的 分散效果。 上述专利技术用于混合、分散和溶解操作时能起到较好的强化效果,但是上述专 利中的  高剪切混合器转子为平直叶片或直立叶片,定子侧壁上开孔孔道不具有倾角;因 此,物料经  转子推动从定子底壁开孔或者侧壁开孔以射流形式排出,两股射流方向垂直, 这就使得两股  射流之间区域的流体缺乏足够的推动力,流动能力较弱,容易形成滞留区, 使得混合与分散 效果不尽理想。另一方面,还有部分专利采用高剪切混合器与搅拌桨同轴 组合的形式,这样  虽然能适当的增强物料流动的推动力,提高物料的循环能力;但缺少了 流体与定子底壁的剪  切,且同时存在低转速导致的定子外部侧面上下流动死区,不能发挥 高剪切对物料的剪切、  破碎、混合能力,只能提高转子转速来强化剪切、破碎、混合,导致了 功耗过高。 因此,综上考虑以上两个方面,为了即要提高对物料的流动推动力,增强物料循环 3 CN 111589320 A 说 明 书 2/3 页 能力;  又要保证定转子相互作用的高剪切效果,提高对物料的剪切、破碎能力;还要调整优 化流体  流动的流形结构,消除流体流动形成的滞留区或死区,迫切的需要设计一种满足上 述要求的  全混流高剪切混合器。
技术实现要素:
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种用于增强混合、分散和溶解速率 的全混 流高剪切混合器。 本发明的技术方案如下: 一种全混流高剪切混合器,包括电机1和主转动轴4,主转动轴4贯穿固定盘2和连 接  盘5设置,使固定盘2位于主转动轴4的上端,使连接盘5位于主转动轴4的下部;主转动  轴4的下端部连接有转子7,固定盘2通过固定杆3与连接盘5连接;连接盘5与法兰8连  接,法 兰8通过支撑杆9与定子6连接,所述定子包括上、下端部呈喇叭口状的筒状侧壁11  和底壁 10,侧壁设置有调节喷射流动方向的孔列,所述底壁为1-3层网板。 调节喷射流动方向的孔列为竖直排列的n个和m个孔交替排列,所述n=3~21中的 奇数  个,所述m=n-1个;具有n个孔的孔列中的居中的孔为水平直孔,水平直孔以上、下的 孔  呈镜面对称设置,所述水平直孔以上的孔的中心线与侧壁内表面的夹角为β角,所述β角 为  15-85°;具有m个孔的孔列中上、下半部的孔呈镜面对称设置,下半部的孔的中心线与侧 壁 内表面的夹角为β角,所述β角为15-85°,所述孔为圆孔、方孔或菱形孔。 转子7优选为折叶桨式,叶片个数为2-4个,叶片的叶面呈圆弧形,叶片与轴向夹角 为θ  角,所述θ角为15-75°。 本发明的优点: 本发明的全混流高剪切混合器用于混合、溶解和分散操作,通过调节喷射流动方 向的孔  列,可以有效地消除现有高剪切混合器在定子侧壁上下边轴线上的径向流动迟滞 区;通过定  子底壁增加网板,与折叶桨配合,增加了流体的混合及对固体的破碎作用,更有 利在低转速  下实现更快的混合、分散与溶解;具有效果好、效率高、节能、工艺投资费用低 和易于操作 的优点,可降低生产成本、提高产品质量、满足节能减排和绿色生产的要求。 附图说明 图1为全混流高剪切混合器结构示意图。 图2为定子结构示意图。 图3为筒状侧壁剖面示意图,其中(a)为过n个孔的孔列处剖面示意图;(b)为过m个 孔的 孔列处剖面示意图。 图4为定子底壁单层网板结构示意图。 图5为转子结构示意图。
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