專利名稱：納米材料高速分散勻質(zhì)機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高速分散機，尤其是涉及一種納米材料高速分散勻質(zhì)機。
背景技術(shù)：
分散機廣泛應(yīng)用于涂料、染料、顏料、油墨、膠結(jié)劑、涂層、化妝品、食品、電池材料等行業(yè)，是一種將固體粉末與液體濕法分散、攪拌、勻質(zhì)的加工設(shè)備。由于納米技術(shù)不斷興起，對上述的行業(yè)帶來了巨大的變化。納米粉體用于醫(yī)藥行業(yè)促進了藥品的療效。用于化妝品保護了婦女的皮膚，使她們年青美貌。用于油漆行業(yè)大大改良了油漆的附著力、光澤度和美觀度。用于電池行業(yè)，提高了鋰離子電池材料的電化學(xué)性能等等。但是納米粉體與液體混合時，納米粉體因范德華爾力的作用易產(chǎn)生團聚現(xiàn)象。若只靠傳統(tǒng)的分散高設(shè)備技術(shù)無法將納米級的粉體分散開來，阻礙了傳統(tǒng)工業(yè)納米化。
中國專利公開了一種雙盤這高速分散機(公開號CN102350251A)及另一個中國專利公開了一種分散機的分散盤(公開號CN202161949. I)。他們的發(fā)明都米用了單齒分散盤，由變頻電機帶動高速旋轉(zhuǎn)。分散盤的線速度達(dá)25m/s，其分散細(xì)度達(dá)5-10微米。但上述二種專利都有不足之處。由于其分散結(jié)構(gòu)中無法產(chǎn)生強有力的剪切力，無法將團聚的納米粉體分子間的范德華爾力分開，此類單分散盤的分散機只能實現(xiàn)微米級的粉體材料分散而不能實現(xiàn)納米級粉體材料的分散。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是提供一種納米材料高速分散勻質(zhì)機，其主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的分散機無法將團聚的納米粉體分子間的范德華爾力分開，只能實現(xiàn)微米級的粉體材料分散而不能實現(xiàn)納米級粉體材料的分散等的技術(shù)問題。本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的
本發(fā)明的納米材料高速分散勻質(zhì)機，包括物料缸，物料缸上設(shè)有上蓋板，上蓋板、物料缸上分別設(shè)有進液口、出液口，所述的物料缸內(nèi)通過有轉(zhuǎn)子軸，轉(zhuǎn)子軸連接驅(qū)動裝置，轉(zhuǎn)子軸上固定有轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子外設(shè)有定子，定子固定在定子固定架上；轉(zhuǎn)子為一個杯形輪，轉(zhuǎn)子內(nèi)設(shè)有多個空腔，轉(zhuǎn)子的外圓開有偶數(shù)組的直齒齒形槽，每組直齒齒形槽為2條以上；定子為空心圓柱體，其壁上均勻分布有2條以上的斜齒齒形槽。本發(fā)明的分散頭由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子是一個空心圓柱體，其一端頭部開設(shè)與軸線成15°角，而且均勻分散著寬4 5mm、高2(T25mm的斜齒齒形槽。另一端用結(jié)構(gòu)將其與上蓋板固定。轉(zhuǎn)子的形狀是一個杯形輪，杯底開孔，杯形圓柱體的頭端可根據(jù)納米材料的物性不同在其圓柱體上開設(shè)對稱布置的2組、4組、6組的直齒齒形槽的轉(zhuǎn)子。每組齒槽6條，槽寬5_、高2(T25mm。當(dāng)該轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生強勁的離心力。將物料從徑向甩入到定子與轉(zhuǎn)子間狹窄精密的間隙中。物料受到離心擠壓、液層間摩擦、液力撞擊等作用力，將團聚的物料分散。分散勻質(zhì)機內(nèi)物料不斷地從徑向高速射出。與此同時在轉(zhuǎn)子區(qū)產(chǎn)生負(fù)壓，轉(zhuǎn)子軸向上部和下部都產(chǎn)生抽吸力，物料被吸入并形成上下兩股強烈的翻動紊流，物料經(jīng)過多次循環(huán)后完成分散過程。分散頭中的轉(zhuǎn)子(即分散盤)在高速旋轉(zhuǎn)工作時會在分散盤邊緣2-5mm處形成湍流區(qū)。物料及粒子受到強烈的剪切及沖擊，在狹窄的間隙中會產(chǎn)生液層間磨擦導(dǎo)致發(fā)熱，使?jié){料溫度升高。為防止?jié){料溫度過高改變物料的性質(zhì)，則需要控制通過轉(zhuǎn)子齒槽的流量。因杯形轉(zhuǎn)子上的齒槽數(shù)量有多種，根據(jù)不同的物料的物性及漿料的粘度來選擇。若物料質(zhì)硬、漿料粘度高、團聚的粒子多應(yīng)選用二組對稱的齒槽結(jié)構(gòu)。若物料質(zhì)軟、粘度低可選用六組對稱齒槽結(jié)構(gòu)。作為優(yōu)選，所述的轉(zhuǎn)子內(nèi)部設(shè)有液流分配器，液流分配器為圓盤形，其壁上開有成螺旋形分布的螺旋槽。分散勻質(zhì)機工作時，杯形的轉(zhuǎn)子(分散盤)上部的漿料受到上部漿料的重力及抽吸力的作用，而轉(zhuǎn)子下部的漿料僅受到抽吸力作用，所以轉(zhuǎn)子上部的漿料受力大于下部，促使上部漿料流入轉(zhuǎn)子內(nèi)腔的漿料流量大于下部。為了調(diào)節(jié)進入轉(zhuǎn)子內(nèi)腔的流量，在分散頭中部設(shè)計一個液流分配器以控制進入分散的流量。作為優(yōu)選，所述的轉(zhuǎn)子軸下端通過套管連接有帶帽螺母，帶帽螺母固定有刮底刮刀，刮底刮刀位于物料缸的內(nèi)底部。為了防止分散后的漿料沉淀于物料缸的底部，設(shè)計一種刮底結(jié)構(gòu)裝于轉(zhuǎn)子、定子下方，其結(jié)構(gòu)是在一個帶帽螺母上垂直于螺母軸線打一軸孔。第一，在該孔中裝一根小軸，軸二面伸出相等并焊牢。第二，在此小軸上各裝一套用聚四氟乙烯塑料做的刮底刮刀，每個刮底刮刀可在小軸上擺動，刮底刮刀的總成制成后，將此裝置上的帶帽螺母擰在分散盤軸末端的螺紋上。此裝置工作時，刮底刮刀靠自重下垂及漿料對刮底刮刀的壓力，使該刮底刮刀緊貼缸底部將沉淀的漿料刮起再去分散。作為優(yōu)選，所述的物料缸外部套有水套。為保證漿料的溫度不超過60°C，還要在物料缸外部加一個冷卻水套，通入5 15°C的冷卻水來保證物料缸內(nèi)漿料的溫度小于60°C。這類裝置適用于一般的納米材料的分散，對于納米級的物料和粘度高的漿料，冷卻裝置要改為機外冷卻系統(tǒng)降溫。作為優(yōu)選，所述的驅(qū)動裝置包括有與轉(zhuǎn)子軸連接有皮帶傳動輪，皮帶傳動輪設(shè)在上底座上，皮帶傳動輪連接電機。皮帶傳動使得整臺機器運行時噪音較小。驅(qū)動裝置也可以是其它能使轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動的裝置。作為優(yōu)選，所述的上底座連接有液壓升降器。通過液壓升降器，可以提升上蓋板及轉(zhuǎn)子軸等裝置，使分散機構(gòu)與物料缸脫離，這樣既可將物料缸推出分散勻質(zhì)機進行清洗或者更換，較為方便。作為優(yōu)選，所述的水套上設(shè)有拉桿，物料缸的底部連接有滾輪。通過拉桿、滾輪可以將物料缸推動，便于其移位。因此，本發(fā)明通過轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生強勁的離心力，將物料從徑向甩入到定子與轉(zhuǎn)子間狹窄精密的間隙中，物料受到離心擠壓、液層間摩擦、液力撞擊等作用力，可以將團聚的物料分散，物料經(jīng)過多次循環(huán)后完成分散過程，結(jié)構(gòu)簡單、合理。


附圖I是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意 附圖2是本發(fā)明轉(zhuǎn)子的一種結(jié)構(gòu)示意 附圖3是本發(fā)明圖2的俯視結(jié)構(gòu)示意 附圖4是本發(fā)明定子的一種結(jié)構(gòu)示意 附圖5是圖4的俯視結(jié)構(gòu)意圖；·附圖6是液流分配器的一種結(jié)構(gòu)示意 附圖7是圖6的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中零部件、部位及編號物料缸I、上蓋板2、進液口 3、進液口 4、轉(zhuǎn)子軸5、轉(zhuǎn)子
6、定子7、定子固定架8、空腔9、直齒齒形槽10、斜齒齒形槽11、液流分配器12、螺旋槽13、套管14、帶帽螺母15、刮底刮刀16、水套17、皮帶傳動輪18、上底座19、電機20、液壓升降器21、拉桿22、滾輪23。
具體實施例方式下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。實施例本例的納米材料高速分散勻質(zhì)機，如圖1，有一個物料缸1，物料缸外部套有水套17。水套上設(shè)有拉桿22，物料缸的底部連接有滾輪23。物料缸上設(shè)有上蓋板2，上蓋板、物料缸上分別設(shè)有進液口 3、出液口 4，物料缸內(nèi)通過有轉(zhuǎn)子軸5，轉(zhuǎn)子軸連接驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置包括有與轉(zhuǎn)子軸連接有皮帶傳動輪18，皮帶傳動輪設(shè)在上底座19上，皮帶傳動輪連接電機20。上底座連接有液壓升降器21。轉(zhuǎn)子軸上固定有轉(zhuǎn)子6，轉(zhuǎn)子外設(shè)有定子7，定子、轉(zhuǎn)子狹窄的間隙為1mm，定子固定在定子固定架8上；如圖2、圖3，轉(zhuǎn)子為一個杯形輪，轉(zhuǎn)子外徑為Φ 90mm，轉(zhuǎn)子內(nèi)設(shè)有多個空腔9，轉(zhuǎn)子的外圓開有2組直齒齒形槽10，轉(zhuǎn)子上的齒槽只有在第一象限、第三象限內(nèi)有齒，第二、第四象限無齒。每象限中有6個直齒齒形槽，齒寬5mm齒高20mm ;定子為空心圓柱體,定子的外徑Φ 105mm,其壁上均勻分布有斜齒齒形槽11，斜齒齒形槽為26齒，齒槽寬4. 5mm，槽高20mm。轉(zhuǎn)子內(nèi)部設(shè)有液流分配器12，液流分配器為圓盤形，其壁上開有成螺旋形分布的螺旋槽13。轉(zhuǎn)子軸下端通過套管14連接有帶帽螺母15，帶帽螺母固定有刮底刮刀16，刮底刮刀位于物料缸I的內(nèi)底部。使用時，由變頻電機20通過皮帶傳動輪18，將動力傳輸給分散頭上的轉(zhuǎn)子6，使轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，物料受到離心擠壓、液層間摩擦、液力撞擊等作用力，將團聚的物料分散。分散勻質(zhì)機內(nèi)物料不斷地從徑向高速射出。與此同時在轉(zhuǎn)子區(qū)產(chǎn)生負(fù)壓，轉(zhuǎn)子軸向上部和下部都產(chǎn)生抽吸力，物料被吸入并形成上下兩股強烈的翻動紊流，物料經(jīng)過多次循環(huán)后完成分散過程。轉(zhuǎn)子軸5轉(zhuǎn)動時刮底刮刀16受漿料的推動，將刮底刮刀16緊貼在物料缸的底部，這樣會將沉于底部的團聚的漿料刮起并又會流入缸中的繼續(xù)進行分散，使整體漿料的分散均勻度大大提高。物料(漿料)被分散后，用分散勻質(zhì)機上的液壓升降器21將轉(zhuǎn)子、定子等部件升高到物料缸上方?？蓪⒎稚⒑玫奈锪贤度氲较聜€工序。如電池行業(yè)的涂布工序。備用的物料缸推到分散機上，將分散頭下降，缸蓋蓋好又可以進行另外一缸的物料分散工作。由于物料在分散過程中會發(fā)熱使?jié){料溫度超過60°C，故需要通入5_15°C的冷卻水。冷卻水通入物料缸外的水套17中，對缸內(nèi)分散的物料進行冷卻。分散不同產(chǎn)量的物料，其分散勻質(zhì)機的參數(shù)推薦如下
權(quán)利要求
1.一種納米材料高速分散勻質(zhì)機，包括物料缸(I )，物料缸上設(shè)有上蓋板(2)，上蓋板、物料缸上分別設(shè)有進液口(3)、出液口(4)，其特征在于所述的物料缸(I)內(nèi)通過有轉(zhuǎn)子軸(5),轉(zhuǎn)子軸連接驅(qū)動裝置,轉(zhuǎn)子軸上固定有轉(zhuǎn)子(6),轉(zhuǎn)子外設(shè)有定子(7),定子固定在定子固定架(8)上；轉(zhuǎn)子為一個杯形輪，轉(zhuǎn)子內(nèi)設(shè)有多個空腔(9)，轉(zhuǎn)子的外圓開有偶數(shù)組的直齒齒形槽(10)，每組直齒齒形槽為2條以上；定子為空心圓柱體，其壁上均勻分布有2條以上的斜齒齒形槽(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的納米材料高速分散勻質(zhì)機，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子(6)內(nèi)部設(shè)有液流分配器(12)，液流分配器為圓盤形，其壁上開有成螺旋形分布的螺旋槽(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的納米材料高速分散勻質(zhì)機，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子軸(5)下端通過套管(14)連接有帶帽螺母(15)，帶帽螺母固定有刮底刮刀(16)，刮底刮刀位于物料缸(I)的內(nèi)底部。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的納米材料高速分散勻質(zhì)機，其特征在于所述的物料缸(I)外部套有水套(17)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的納米材料高速分散勻質(zhì)機，其特征在于所述的驅(qū)動裝置包括有與轉(zhuǎn)子軸(5)連接有皮帶傳動輪(18)，皮帶傳動輪設(shè)在上底座(19)上，皮帶傳動輪連接電機(20)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的納米材料高速分散勻質(zhì)機，其特征在于所述的上底座(19)連接有液壓升降器(21)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的納米材料高速分散勻質(zhì)機，其特征在于所述的水套(17)上設(shè)有拉桿(22 )，物料缸(I)的底部連接有滾輪(23 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高速分散機，尤其是涉及一種納米材料高速分散勻質(zhì)機。其主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的分散機無法將團聚的納米粉體分子間的范德華爾力分開，只能實現(xiàn)微米級的粉體材料分散而不能實現(xiàn)納米級粉體材料的分散等的技術(shù)問題。本發(fā)明包括物料缸，物料缸上設(shè)有上蓋板，上蓋板、物料缸上分別設(shè)有進液口、出液口，物料缸內(nèi)通過有轉(zhuǎn)子軸，轉(zhuǎn)子軸連接驅(qū)動裝置，轉(zhuǎn)子軸上固定有轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子外設(shè)有定子，定子固定在定子固定架上；轉(zhuǎn)子為一個杯形輪，轉(zhuǎn)子內(nèi)設(shè)有多個空腔，轉(zhuǎn)子的外圓開有偶數(shù)組的直齒齒形槽，每組直齒齒形槽為2條以上；定子為空心圓柱體，其壁上均勻分布有2條以上的斜齒齒形槽。
文檔編號B01F15/00GK102908927SQ201210370760
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者張國華, 王葉滔, 王佳怡, 朱少言 申請人:杭州金馬能源科技有限公司