制浆设备的制作方法

1.本发明涉及制浆技术领域，尤其涉及一种制浆设备。


背景技术：

2.制浆设备主要是将两种及两种以上不同形态的物料进行混合，制得浆料，在食品工程，机械工程等领域有较为广泛的应用。物料分散的一致性以及混合效果是评价制浆设备的主要指标，也是约束制浆设备发展的主要难题。
3.现有制浆设备的液体分散装置，物料剪切不够充分，会有大量的浆料未形成足够的剪切便从液体分散装置外周流出，使得该制浆设备的混合效率低，混合效果差。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种制浆设备，旨在提高剪切物料的效果，保证分散的一致性，以提高物料的混合效果。
5.为实现上述目的，本发明提出一种制浆设备，包括：
6.壳体，设有空腔；
7.驱动轴，设于所述空腔内；以及
8.分散盘组件，设于所述空腔内，所述分散盘组件设有中心轴套和套设于所述中心轴套外的多层分散盘，多层所述分散盘沿所述中心轴套的轴向两两间隔设置，所述分散盘组件通过所述中心轴套套装于所述驱动轴，并适于由所述驱动轴驱动旋转；
9.多层所述分散盘的周壁与所述壳体的内壁之间留有间隙，所述间隙形成剪切通道，相邻的两个所述分散盘之间的空间形成混合通道。
10.可选地，每一所述分散盘的外周壁设置为凹凸相间的连续曲面，所述连续曲面的延伸方向沿所述分散盘的轴线方向。
11.可选地，所述连续曲面的凸起的横截面呈正弦波曲面、半圆形曲面、半椭圆形曲面、齿式曲面、棱形曲面和不规则曲面中的一种或多种的组合。
12.可选地，所述壳体与所述分散盘组件的外壁相对的内壁设置为与所述连续曲面相对应的曲面内壁。
13.可选地，所述曲面内壁的凸起的横截面呈正弦波曲面、半圆形曲面、半椭圆曲面、齿式曲面、棱形曲面和不规则曲面中的一种或多种的组合。
14.可选地，所述剪切通道的宽度在2～5mm。
15.可选地，所述混合通道的宽度在2～20mm。
16.可选地，所述分散盘的外周壁设置为环形面。
17.可选地，多层所述分散盘沿所述中心轴套的轴向间隔均匀分布。
18.可选地，所述壳体的内壁上设有液体进料口。
19.本发明通过将该制浆设备的壳体设置空腔，驱动轴设于空腔内，将分散盘组件设于空腔内，分散盘组件设有中心轴套和套设于中心轴套外的多层分散盘，再将多层分散盘
沿中心轴套的轴向两两间隔设置，分散盘组件通过中心轴套套装于驱动轴，并适于由驱动轴驱动旋转，并使多层分散盘的周壁与壳体的内壁之间留有间隙，间隙形成剪切通道，相邻的两个分散盘之间的空间形成混合通道，从而使得在制浆过程中液体物料在流经剪切通道时在离心力的作用下被分散盘外周壁不断地剪切，进入剪切通道中的物料快速被剪切分散，同时液体物料在上升过程中会进入至每一层混合通道中进一步地进行混合，混合后的物料再由剪切通道剪切分散，延长了液体流通路径，混合充分，分散时间更长，剪切更充分，提高了剪切物料的效果，保证了分散的一致性，从而提高了物料例如粉体与液体的混合效果。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
21.图1为本发明制浆设备第一实施例的剖视图；
22.图2为本发明制浆设备第二实施例的剖视图；
23.图3为本发明制浆设备第一实施例中分散盘组件的结构示意图；
24.图4为本发明制浆设备第一实施例中分散盘组件的主视图；
25.图5为本发明制浆设备第二实施例中分散盘组件的结构示意图；
26.图6为本发明制浆设备第二实施例中分散盘组件的主视图；
27.图7为本发明制浆设备第一实施例中壳体的结构示意图；
28.图8为本发明制浆设备第二实施例中壳体的结构示意图。
29.附图标号说明：
30.10、壳体；21、驱动轴；22、粉体打散机构；23、混合叶轮；24、分散盘组件；241、中心轴套；242、分散盘；10f、剪切通道；242a、混合通道；2421、连续曲面；10e、空腔；1101、曲面内壁；20、混合组件；101、粉体打散区；102、粉液混合区；103、液体分散区；1011、粉体打散腔体；1021、粉液混合腔体；1031、液体分散腔体；10a、粉体进料口；10b、混合物料出口；10c、液体进料口；25、混合挡板；26、导向转子；27、分隔挡板；10d、冷却通道。
31.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，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的一部分实施例，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作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。
33.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
34.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等
的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
35.本发明提出一种制浆设备，可适用于粉体与液体混合生成高粘度或高浓度液体的设备，当然，也可适用于浓度高的液体与浓度低的液体混合，形成浓度适中的液体的设备。例如，混合粉体与液体以制造新能源电池浆料的固液混合设备，此处不限。
36.参照图1至图6，在本发明一实施例中，该制浆设备包括壳体10、驱动轴21和分散盘组件24；壳体10设有空腔10e；驱动轴21安装于空腔10e内；分散盘组件24设于空腔10e内，分散盘组件24设有中心轴套241和套设于中心轴套241外的多层分散盘242，多层分散盘242沿中心轴套241的轴向两两间隔设置，分散盘组件24通过中心轴套241套装于驱动轴21上，并适于由驱动轴21驱动旋转；多层分散盘242的周壁与壳体10的内壁之间留有间隙，间隙形成剪切通道10f，相邻的两个分散盘242之间的空间形成混合通道242a。
37.可以理解的是，分散盘242的外周壁与壳体10的内壁之间形成的间隙为环形间隙，形成的剪切通道10f和混合通道242a也是环形的，物料在环形的剪切通道10f中能够充分旋转混合，而且，分散盘242在高速旋转时，其外周壁的线速度是最大的，因此能够以最大的剪切速度剪切物料，使得物料快速分散，分散效率高。在制浆过程中，液体物料在流经剪切通道10f时在离心力的作用下被分散盘242外周壁不断地剪切，进入剪切通道10f中的物料快速被剪切分散，同时液体物料在上升过程中会进入至每一层混合通道242a中进一步地进行混合，混合后的物料再由剪切通道10f剪切分散，延长了液体流通路径，混合充分，分散时间更长，剪切更充分，提高了剪切物料的效果，保证了分散的一致性，从而提高了物料例如粉体与液体的混合效果。
38.本实施例中，如图1所示，壳体10可形成有粉体打散区101、粉液混合区102和液体分散区103，上述空腔10e处于液体分散区103，粉体打散区101设有粉体进料口10a，粉液混合区102设有混合物料出口10b，液体分散区103设有液体进料口10c，液体进料口10c可由设置于壳体10的底部侧壁上的进液管道形成，本实施例的制浆设备为液体下进料，粉体上进料，从中部出料。
39.在分散过程中，液体物料先经壳体10底部的液体进料口10c进入至液体分散区103中，同时自粉体进料口10a进入的粉体等高粘度或固体物料在自身重力的作用下以及从下向上进入粉液混合区102的液体物料流动作用下带动进入至剪切通道10f，并与其内高速旋转的液体物料混合在一起，然后液体物料与粉体物料在高速旋转的分散盘242的作用下不断剪切、分散，使得粉体物料与液体物料混合更均匀。
40.对于整个制浆设备而言，其物料流向为：粉体先从粉体进料口10a进入粉体打散区101，经过高速旋转的粉体打散机构22对团聚的粉体进行打散，初步打散后的粉体进入粉液混合区102，其中部分粉体以及粉体与液体的混合物料进入液体分散区103；与从液体进料口10c进入液体分散区103的液体物料混合，在剪切通道10f中边剪切边分散，经过高速旋转的分散盘242对液体及粉体进行剪切、分散，分散后的物料由下向上进入混合叶轮23所在区
域进行再次混合、分散，混合均匀后的液体通过混合物料出口10b排出。
41.驱动轴21适于外接电缸、气缸或油缸等驱动装置，以实现高速旋转。参照图1及图2，该制浆设备还可包括混合组件20，混合组件20设置于壳体10内，混合组件20包括分别套设于驱动轴21上的粉体打散机构22、混合叶轮23。粉体打散机构22置于粉体打散区101，混合叶轮23置于粉液混合区102，分散盘组件24置于液体分散区103。
42.本实施例中，壳体10可由多个腔体组装而成，可包括粉体打散腔体1011、粉液混合腔体1021和液体分散腔体1031，以将壳体10的内腔自上而下分隔为粉体打散区101、粉液混合区102和液体分散区103，其中粉体打散腔体1011和液体分散腔体1031均可为圆筒形设置，粉液混合腔体1021可呈中空的圆台形设置，或粉液混合腔体1021的一段为圆筒形，另一段为中空的圆台形等，粉体打散区101的截面宽度可大于液体分散区103的截面宽度，以确保粉体能够进入至粉液混合区102，以与液体进行充分的混合。粉体进料口10a可设置于壳体10的顶壁上，混合物料出口10b可设置于壳体10的中部侧壁上，液体进料口10c可设置于壳体10的底部侧壁上，此处不限。
43.参照图1及图2，在一些实施例中，剪切通道10f的宽度可以设置为2～5mm，也即分散盘组件24的分散盘242的外周壁与空腔10e的腔壁之间的距离可设置为2～5mm，以达到较佳的剪切效果，进一步地提升分散的一致性，提高了混合效果。
44.需要说明，当剪切通道10f的宽度过小时，分散盘242的外周壁与空腔10e的腔壁之间的距离较小，液体物料的流量会较小，进而影响生产效率，甚至会造成剪切通道10f堵塞或驱动轴21卡死等情况发生。而当剪切通道10f的宽度过大时，分散盘242的外周壁与空腔10e的腔壁之间的距离较大，液体物料的流量会较大，分散盘242只能对部分流过的物料进行剪切，剪切不够充分，剪切效果会大大降低，分散一致性降低，从而导致该制浆设备的混合效果较差。
45.为尽可能确保分散的一致性，参照图4及图6，在一些实施例中，多层分散盘242可沿中心轴套241的轴向间隔均匀分布。
46.本实施例中，混合通道242a的宽度可设置为2～20mm，也即相邻的两个分散盘242之间的距离为2～20mm。如此，可以达到较佳的混合效果，进一步地提升分散的一致性。
47.值得注意的是，混合通道242a的宽度也不宜设置过小或过大，当混合通道242a的宽度过小时，相邻的两个分散盘242之间的距离较小，液体物料在此处的流量会较小，一方面会影响生产效率，另一方面当液体进料口10c的物料压力较大且混合通道242a的宽度太小时，流经的物料会对分散盘242产生较大的轴向压力，从而降低分散盘242的使用寿命，严重时还会造成混合通道242a堵塞或驱动轴21卡死等情况发生。而当混合通道242a的宽度过大时，相邻的两个分散盘242之间的距离较大，液体物料的流量较大，分散盘242只能混合部分流过的物料，混合不够充分，混合效果会大大降低，分散一致性会降低。
48.本实施例中，壳体10内可设有分隔挡板27，分隔挡板27位于分散盘组件24的顶部上方并与其形成流道，分隔挡板27将壳体10的内腔分隔为彼此连通的液体分散区103与粉液混合区102。
49.另外，分散盘组件24的底面与壳体10的底面之间的距离可根据物料的压力、流速等来设置，分散盘组件24的顶面与壳体10的空腔10e的顶面(即分隔挡板27)之间的距离也可根据物料的压力、流速等来设置，不限定此位置具体的流道大小。
50.本实施例中，中心轴套241与多层分散盘242可为一体成型结构，加工制造更方便，便于安装。当然，为降低加工难度，中心轴套241与多层分散盘242也可以是由多个部件组装而成的结构，可以通过焊接或卡接等方式装配在一起，此处不限。
51.本发明通过将该制浆设备的壳体10设置空腔10e，驱动轴21设于空腔10e内，将分散盘组件24设于空腔内，分散盘组件24设有中心轴套241和套设于中心轴套241外的多层分散盘242，再将分散盘组件24的多层分散盘242沿中心轴套241的轴向两两间隔设置，分散盘组件24通过中心轴套241套装于驱动轴21上，并适于由驱动轴21驱动旋转，多层分散盘242的周壁与壳体10的内壁之间留有间隙，间隙形成剪切通道10f，相邻的两个分散盘242之间的空间形成混合通道242a，从而使得在制浆过程中液体物料在流经剪切通道10f时在离心力的作用下被分散盘242的外壁不断地剪切，同时液体物料在上升过程中会进入至每一层混合通道242a中进一步地进行混合，混合后的物料再由剪切通道10f剪切分散，延长了液体流通路径，混合充分，分散时间更长，剪切更充分，提高了剪切物料的效果，保证了分散的一致性，从而提高了物料例如粉体与液体的混合效果。
52.为进一步地提升分散盘组件24分散液体物料的一致性，主要参照图5及图6，在一些实施例中，该分散盘组件24的分散盘242的外周壁可设置为凹凸相间的连续曲面2421，连续曲面2421的延伸方向沿分散盘242的轴线方向。如此，可以增大分散盘组件24与物料的接触面积，有效地增加剪切面积，进一步地提高分散物料的效果。
53.本实施例中，连续曲面2421的凸起的横截面可呈正弦波曲面、半圆形曲面、半椭圆形曲面、齿式曲面、棱形曲面和不规则曲面等曲面中的一种或多种的组合。例如，可以采用正弦波曲面和半圆形曲面进行组合，也可以采用曲面、齿式曲面和棱形曲面进行组合，在此不做过多限定，可以根据实际需要进行选择。
54.当然，在一些其他应用场景中，该分散盘组件24的分散盘242的外周壁还可以设置为环形面(如图3和图4所示)、非连续的曲面或凹凸不平的表面，只要能够起到分散物料的效果即可，在实际生产过程中，可以根据用户对浆料制品的质量需求、生产制造的成本及具体的物料种类及其特性等设置分散盘242的外周壁的形状，此处不限。
55.参照图8，在一些实施例中，壳体10与分散盘组件24的外周壁相对的内壁设置为与连续曲面2421相对应的曲面内壁1101。
56.本实施例中，壳体10的曲面内壁1101的凸起的横截面也可呈正弦波曲面、半圆形曲面、半椭圆曲面、齿式曲面、棱形曲面和不规则曲面等曲面中的一种或多种的组合。
57.可以理解，壳体10相当于定子，分散盘组件24相当于转子，两者相互配合，共同对剪切通道10f内的液体物料进行剪切，进一步地增加了剪切面积，极大地提升了剪切物料的效果。而且，分散盘242在转动过程中，分散盘242表面的连续曲面2421相对于壳体10的曲面内壁1101位置一直在改变，分散盘242的外周壁与壳体10的内壁之间的剪切通道的大小和形状一直在改变，导致物料的剪切路径一直发生变化，从而能够加强物料剪切，进一步提高分散效果。
58.需要说明，如图6和图7所示，本发明的分散盘组件24可以搭配内壁为环形面的壳体10结构；如图6和图8所示，该分散盘组件24也可以搭配内壁为表面凹凸不平的曲面内壁1101的壳体10结构，此处不做限定。
59.其中，分散盘242的外周壁可设置为环形面，该环形面上可以增加表面粗糙度，以
增加与物料的摩擦，从而增加剪切效果，进一步地提升分散一致性。同样地，壳体10的内壁也可设置为环形面，该环形面上也可以增加表面粗糙度，以增加与物料的摩擦，从而增加剪切效果，进一步地提升分散一致性。
60.请参照图1和图2，在一些实施例中，该制浆设备的混合组件20还可包括混合挡板25，混合挡板25设于粉液混合区102内并至少部分环绕混合叶轮23设置。其中混合叶轮23用于在驱动轴21的作用下旋转产生离心力，并配合混合挡板25将预分散的液体在靠近粉液混合区102的侧壁处形成一层液膜，并将分散后的粉体打到液膜上进行混合。如此，可以进一步地提升粉体与液体物料混合效果，进而提高浆料产品的质量。
61.本实施例中，混合挡板25上需开设多个混合槽，以用于将分散后的液体打散成液膜与分散的粉体进行混合。
62.基于上述实施例中，参照图1，混合组件20还可包括导向转子26，导向转子26套设于驱动轴21上并位于分散盘组件24与混合挡板25之间，以用于将预分散的液体导向至粉液混合区102，以加速液体自液体分散区103流进至粉液混合区102内，有效地提升了该制浆设备的混合效率及效果。
63.在生产过程中，粉体从粉体进料口10a进入粉体打散区101，经过高速旋转的粉体打散机构22对团聚的粉体进行分散，分散后的粉体进入粉液混合区102；与此同时，液体从液体进料口10c进入液体分散区103，经过高速旋转的分散盘组件24对液体进行预分散，分散后的液体经过导向转子26的空隙区域进入粉液混合区102；然后，混合叶轮23在高速旋转下产生离心力，配合混合挡板25将预分散的液体在混合挡板25及粉液混合腔体1021位置形成一层液膜，分散后的粉体通过混合叶轮23带入液膜中进行混合，混合后的液体通过混合物料出口10b排出。
64.在一实施例中，每一分散盘242上均可设有延伸至混合通道242a内的凸部，凸部上可开设有过流孔，液体物料可从过流孔或凸部与另一分散盘之间的间隙中流过，凸部的外端与相邻的分散盘242之间可具有间隙，过流孔和间隙均连接两侧的混合通道242a。如此，可以进一步地提升混合效果。
65.另外，在一些其他实施例中，参照图1及图2，壳体10可设有适于通入冷却介质的冷却通道10d，冷却通道10d可对应液体分散区103设置，以降低液体分散区103的温度，进而降低驱动轴21的温度，进一步地提高液体分散的效果。
66.其中，冷却介质可以是气体介质，也可以是水等液体介质，此处不限。进一步地，壳体10上还可开设介质进口和介质出口，以循环通入冷却介质至冷却通道10d中，以对液体分散区103进行循环冷却，使驱动轴21始终保持高速旋转，有利于提升生产效率。
67.以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种制浆设备，其特征在于，包括：壳体(10)，设有空腔(10e)；驱动轴(21)，设于所述空腔(10e)内；以及分散盘组件(24)，设于所述空腔(10e)内，所述分散盘组件(24)设有中心轴套(241)和套设于所述中心轴套(241)外的多层分散盘(242)，多层所述分散盘(242)沿所述中心轴套(241)的轴向两两间隔设置，所述分散盘组件(24)通过所述中心轴套(241)套装于所述驱动轴(21)，并适于由所述驱动轴(21)驱动旋转；多层所述分散盘(242)的周壁与所述壳体(10)的内壁之间留有间隙，所述间隙形成剪切通道(10f)，相邻的两个所述分散盘(242)之间的空间形成混合通道(242a)。2.根据权利要求1所述的制浆设备，其特征在于，每一所述分散盘(242)的外周壁设置为凹凸相间的连续曲面(2421)，所述连续曲面(2421)的延伸方向沿所述分散盘(242)的轴线方向。3.根据权利要求2所述的制浆设备，其特征在于，所述连续曲面(2421)的凸起的横截面呈正弦波曲面、半圆形曲面、半椭圆形曲面、齿式曲面、棱形曲面和不规则曲面中的一种或多种的组合。4.根据权利要求2所述的制浆设备，其特征在于，所述壳体(10)与所述分散盘组件(24)的外壁相对的内壁设置为与所述连续曲面(2421)相对应的曲面内壁(1101)。5.根据权利要求4所述的制浆设备，其特征在于，所述曲面内壁(1101)的凸起的横截面呈正弦波曲面、半圆形曲面、半椭圆曲面、齿式曲面、棱形曲面和不规则曲面中的一种或多种的组合。6.根据权利要求1所述的制浆设备，其特征在于，所述剪切通道(10f)的宽度在2～5mm。7.根据权利要求1所述的制浆设备，其特征在于，所述混合通道(242a)的宽度在2～20mm。8.根据权利要求1所述的制浆设备，其特征在于，所述分散盘(242)的外周壁设置为环形面。9.根据权利要求1所述的制浆设备，其特征在于，多层所述分散盘(242)沿所述中心轴套(241)的轴向间隔均匀分布。10.根据权利要求1-9任一项所述的制浆设备，其特征在于，所述壳体(10)的内壁上设有液体进料口(10c)。

技术总结
本发明公开了一种制浆设备，该制浆设备包括壳体、驱动轴、分散盘组件。壳体设有空腔；驱动轴设于空腔内；分散盘组件设于空腔内，分散盘组件设有中心轴套和套设于中心轴套外的多层分散盘，多层分散盘沿中心轴套的轴向两两间隔设置，分散盘组件通过中心轴套套装于驱动轴，并适于由驱动轴驱动旋转；多层分散盘的周壁与壳体的内壁之间留有间隙，间隙形成剪切通道，相邻的两个分散盘之间的空间形成混合通道。本发明改进了制浆设备的分散盘组件结构，提高了剪切物料的效果，保证了分散的一致性，提高了固体与液体的混合效果。提高了固体与液体的混合效果。提高了固体与液体的混合效果。


技术研发人员：杜保东 白淑娟 金旭东 徐勇程 刘建
受保护的技术使用者：深圳市尚水智能股份有限公司
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/7/12