一体制浆装置制造方法

一体制浆装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种一体制浆装置，其包括自动加料单元、预分散单元、搅拌混合单元、高速分散单元、冷却单元、电气控制单元及机柜，所述机柜承载所述自动加料单元、预分散单元、搅拌混合单元及高速分散单元，所述电气控制单元控制所述自动加料单元、预分散单元、搅拌混合单元、高速分散单元及冷却单元工作；所述自动加料单元包括固体加料装置及液体加料装置，所述液体加料装置与所述搅拌混合单元相连，所述固体加料装置与所述预分散单元相连；所述搅拌混合单元与所述预分散单元相连，所述高速分散单元与所述搅拌混合单元及预分散单元相连，所述冷却单元作用于所述搅拌混合单元、预分散单元及高速分散单元。本实用新型分散效果好、制浆效率高、不会扬尘。
【专利说明】一体制浆装置

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及制浆机械领域，具体涉及一种一体制浆装置。

【背景技术】
[0002]目前，新能源行业、涂料行业、化妆品行业、食品行业以及打印墨水、纳米复合材料等各个行业中，浆料的制备工艺一般是将不同的粉体材料和液体材料根据配方规定，定量、分步加入低速搅拌设备中，并长时间搅拌、混合来实现粉体和液体材料间的均质分散，其中由于不同粉体材料分步加料，导致浆料设备频繁启停，浪费大量的时间，同时浆料也容易受到污染。特别是，由于粉体材料是从溶剂表面加入，极易造成粉体材料飞扬，同时更重要的是在与液体混合时，部分成团粉体浸湿不够，极易团聚，由于这种搅拌设备速度很低，很难在短时间内将团聚的粉体分散，只能通过长时间的搅拌来减少团聚现象，分散时间长、能耗大，无法制备均匀一致、没有团聚的浆料。
[0003]近年来纳米级材料在各个领域中的应用越来越广泛，传统的搅拌和均质工艺无法解决纳米材料特别是纳米碳管、纳米碳纤维、气相纳米娃和石墨烯等新兴纳米材料的分散问题。为解决纳米级材料的均质分散问题，现有的制浆设备是将不同的纳米级粉体材料和溶剂根据配方规定，首先进行预混，预混后的浆料通过给料泵输送到高速分散装置中，当预混后的浆料通过告诉分散装置能快速的分散开。但是浆料制备过程中还有一些问题没有解决，比如自动加料问题，纳米材料的扬尘问题，浆料预混过程中的先团聚后分散导致的无效搅拌问题，以及由于粉体材料大批量加入导致浆料粘度很高，影响浆料泵送、高速分散的问题。因此，我们迫切的需要开发出一种能够解决上述问题的设备。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供一种一体制浆装置，其分散效果好、制浆效率高，不会扬尘。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]一体制浆装置，其包括自动加料单元、预分散单元、搅拌混合单元、高速分散单元、冷却单元、电气控制单元及机柜，所述机柜承载所述自动加料单元、预分散单元、搅拌混合单元及高速分散单元，所述电气控制单元控制所述自动加料单元、预分散单元、搅拌混合单元、高速分散单元及冷却单元工作；所述自动加料单元包括固体加料装置及液体加料装置，所述液体加料装置与所述搅拌混合单元相连，所述固体加料装置与所述预分散单元相连；所述搅拌混合单元与所述预分散单元相连，所述高速分散单元与所述搅拌混合单元及预分散单元相连，所述冷却单元作用于所述搅拌混合单元、预分散单元及高速分散单元。
[0007]所述固体加料装置包括粉体加料斗及第一阀门，所述粉体加料斗通过第一阀门与预分散单元连接，所述液体加料装置包括管道连接的溶剂输送泵及流量计，所述流量计通过管道与所述搅拌混合单元相连。
[0008]所述预分散单元包括分散壳体、旋转叶片、分散叶片、分散主轴、第一电机、第一传动机构及第二阀门，所述分散壳体内设有分散腔，所述旋转叶片、分散叶片、分散主轴设于所述分散腔内，所述旋转叶片、分散叶片从上而下依次安装在分散主轴上，所述第一电机通过第一传动机构驱动分散主轴旋转，第二阀门设于分散壳体上且位于旋转叶片与分散叶片之间，通过第二阀门的关闭可将分散腔分为两个独立的腔体；所述分散壳体上端设有液体进料口，所述液体进料口与所述搅拌混合单元相连，所述分散壳体还设有粉体进料口及第一出料口，所述粉体进料口与所述第一阀门相连。
[0009]优选地，所述分散壳体、旋转叶片、分散叶片的材质均为不锈钢、非金属陶瓷材料、不锈钢表面涂覆非金属陶瓷材料、不锈钢表面涂覆耐磨耐腐蚀的高分子材料中的一种。
[0010]所述搅拌混合单元包括搅拌罐体、搅拌罐盖、搅拌轴组件、搅拌桨组件、驱动组件、第二传动机构及升降机构，所述驱动组件、第二传动机构、搅拌轴组件及搅拌罐盖安装在所述升降机构上，所述驱动组件及所述第二传动机构驱动所述搅拌轴组件转动，所述搅拌桨组件设于所述搅拌轴组件上；所述搅拌罐盖设有溶剂进料口，所述溶剂进料口通过管道与所述流量计相连，所述搅拌罐体的底部设有第二出料口，侧部设有第一进料口，所述第一进料口与所述第一出料口相连，所述第二出料口与所述液体进料口相连。
[0011]所述搅拌罐体为双层结构，包括搅拌罐壁体及外层的绝热保温层，所述绝热保温层与所述搅拌罐壁体之间为循环水腔，所述循环水腔通过管道与冷却单元相连。
[0012]所述搅拌轴组件包括旋转方向互不干扰的内轴及外轴，所述搅拌桨组件包括搅拌内桨及搅拌外桨，所述驱动组件包括第二电机及第三电机，所述搅拌内桨安装在内轴上，所述搅拌外桨安装在外轴上，所述第二电机驱动所述内轴使所述搅拌内桨转动，所述第三电机通过所述第二传动机构驱动所述外轴使所述搅拌外桨转动。
[0013]优选地，所述搅拌内桨及搅拌外桨均为空心管结构。
[0014]优选地，所述搅拌内桨与搅拌外桨的材质为不锈钢、不锈钢表面涂覆非金属陶瓷材料或不锈钢表面涂覆耐磨耐腐蚀的高分子材料中的一种。
[0015]所述搅拌外桨上设有柔性的浆料刮壁板。
[0016]所述升降机构包括气缸及安装连接于气缸活塞杆自由端的升降板，所述气缸固定于所述机柜上，所述第二电机、第三电机、第二传动机构、内轴、外轴及搅拌罐盖安装在升降板上。
[0017]所述搅拌罐盖设有真空抽气口、压力表、观察口、带灯视窗、加气口、液位传感器及喷淋球，所述真空抽气口与外界真空抽气装置相连，所述液位传感器与所述电气控制单元相连。
[0018]所述观察口安装有防爆摄像头，防爆摄像头与所述电气控制单元相连。
[0019]所述高速分散单元包括分散桶体、高速电机、联轴器、高速主轴、轴承、轴承座体、高速分散轮，所述高速主轴通过所述轴承及轴承座体安装于所述分散桶体内，所述高速主轴通过联轴器与所述高速电机联接，所述高速分散轮可调节高度地安装在所述高速主轴的自由端上，所述分散桶体的底部设有第二进料口，所述第二进料口通过管道与所述第一出料口相连，所述分散桶体的上部设置有出料部，所述出料部包括对称设置的第三出料口和第四出料口，第三出料口通过管道与所述第一进料口相连，第四出料口通过管道和后续浆料缓冲罐相连。
[0020]所述分散桶体包括分散桶内桶、分散桶夹层、分散桶外桶，所述分散桶夹层设于分散桶外桶与分散桶内桶之间，所述分散桶外桶与分散桶夹层之间为冷却水夹层腔，所述冷却水夹层腔与所述冷却单元通过管道相连。
[0021]所述高速分散轮包括轴套、连接筋及转筒，所述轴套套设于所述高速主轴上，所述转筒与轴套通过连接筋相连。
[0022]所述转筒为圆形筒或锥形筒，所述转筒上设有分散孔，所述转筒外壁上设有互相交叉的沟槽。
[0023]优选地，所述转筒外壁和分散桶内桶的内壁之间的间隙为0.l-10mm。
[0024]优选地，所述高速分散轮的材质为不锈钢、非金属陶瓷、超硬铝合金、不锈钢表面涂覆非金属陶瓷材料、不锈钢表面涂覆高分子耐磨涂料或表面硬质氧化处理的超硬铝合金中的一种。
[0025]所述第三出料口、第四出料口均包括出料口内衬及出料口外套，所述出料口外套包覆于所述出料口内衬外，所述出料口内衬与出料口外套之间设有循环水冷却腔。
[0026]所述高速分散单元还包括甩料盘，所述甩料盘安装于所述高速主轴上且位于高速分散轮上方的出料部处。
[0027]所述高速分散单元还包括导流板，所述导流板设于分散桶内桶内且位于出料部下方，所述导流板朝向出料部方向为渐开式。
[0028]优选地，所述导流板的材质为不锈钢、硬质氧化铝合金、不锈钢表面涂覆非金属陶瓷材料或不锈钢表面涂覆高分子耐磨材料中的一种。
[0029]所述第一出料口、第三出料口、第一进料口之间的连通管道设有气动三通阀。
[0030]所述冷却单元包括冷却水分水罐及回水罐，所述冷却水分水罐设有冷却水入口，所述回水罐设有冷却水出口，所述冷却水入口与外接的冷水机组出水口相连，冷却水出口与外接的冷水机组回水口相连；所述搅拌混合单元、预分散单元、高速分散单元通过连接管道并联在冷却水分水罐与回水罐之间。
[0031]所述高速电机为水冷电机，设有冷却水室；所述轴承座体上设有流水腔，所述冷却水分水罐通过管道依次与所述冷却水室、流水腔、循环水冷却腔、冷却水夹层腔相连，所述冷却水夹层腔通过管道与所述回水罐相连。
[0032]进步一地，其还包括CIP在线清洗单元，所述CIP在线清洗单元通过浆料流通管道对所述预分散单元、搅拌混合单元、高速分散单元进行在线清洗，所述CIP在线清洗单元与所述喷淋球相连。
[0033]所述电气控制单元包括用于控制各个电机启停的电控模块、用于控制管道阀门的控制模块、控制工作参数的数据监测控制模块、数据存储模块、远程控制模块、用于设备维护的故障显示模块及工艺参数分级授权设置的处理模块。
[0034]采用上述技术方案后，本实用新型与现有的【背景技术】相比，具有如下优点:
[0035]1、自动加料单元、预分散单元、搅拌混合单元、高速分散单元通过管道合理连接，并在冷却单元、CIP在线清洗单元、电气控制单元的辅助下，可快速、高效的混合、分散制备浆料，并严格按预设置的配方及工艺流程制备出均匀、稳定和一致的浆料。全自动化的制浆过程，完全杜绝人工参与带来的误差，保证每批次的浆料都能保证一致性；
[0036]2、粉体加料斗中的粉体材料通过预分散单元的旋转叶片吸入到分散腔内，与溶剂在高速旋转的分散叶片作用下进行初步混合、分散。这种将粉体材料均匀加入循环的溶剂(或浆料)的混合、分散工艺，能够有效防止粉体材料的团聚与结块，也大大提高了混合、分散效率，并解决了粉体材料的扬尘问题；
[0037]3、自动加料单元、预分散单元、搅拌混合单元及高速分散单元合理结合，预混搅拌后的浆体进入高速分散装置，发挥高速分散装置快速分散的优势，能够有效消除水泡团，使粉料与液体能够充分混合，保证了浆液的质量，减少制浆时间，提高工作效率；
[0038]4、冷却单元对高速分散单元进行冷却，保证分散桶体内的浆料在高速分散的同时，温度不会上升过高，不会引起浆料特性的改变；
[0039]5、本实用新型制浆设备一体化的设置，大大减少了制浆设备的数量，减少占地空间，也降低了生产成本。

【专利附图】

【附图说明】
[0040]图1为本实用新型的结构示意图；
[0041]图2为预分散单元和搅拌混合单元的结构示意图；
[0042]图3为高速分散单元和冷却单元的结构示意图；
[0043]图4为预分散单元的部分组件的结构示意图；
[0044]图5为高速分散单元的部分组件的结构示意图。

【具体实施方式】
[0045]以下提供本实用新型的一些实施例，以助于进一步理解本实用新型，但本实用新型的保护范围并不仅限于这些实施例。
[0046]如图1所示，本实用新型公开了一种一体制浆装置，其包括自动加料单元、预分散单元3、搅拌混合单元4、高速分散单元5、冷却单元7、电气控制单元6、CIP在线清洗单元及机柜1，其中:
[0047]机柜I承载自动加料单元、预分散单元3、搅拌混合单元4及高速分散单元5。
[0048]自动加料单元包括固体加料装置22及液体加料装置21，固体加料装置22包括粉体加料斗221及第一阀门222，本实施例中，第一阀门222为柱塞阀，粉体加料斗221通过第一阀门222直接与预分散单元3连接。液体加料装置21包括管道连接的溶剂输送泵211及流量计212，流量计212为质量流量计，流量计212通过管道与搅拌混合单元4相连。
[0049]如图2、图4所示，预分散单元3包括分散壳体34、旋转叶片35、分散叶片37、分散主轴36、第一电机31、第一传动机构32、第二阀门38及底座33,其中:分散壳体34内设有分散腔344，旋转叶片35、分散叶片37、分散主轴36设于分散腔344内，旋转叶片35、分散叶片37从上而下依次安装在分散主轴36上，第一电机31安装在底座33上，底座33设于机柜I的架体上。第一电机31通过第一传动机构32驱动分散主轴36旋转，第一传动机构32由皮带轮及皮带组成，第二阀门38设于分散壳体34上且位于旋转叶片35与分散叶片37之间，本实施例中，第二阀门38为柱塞阀，通过第二阀门38的关闭可将分散腔344分为两个独立的腔体。分散壳体34上端设有液体进料口 341，液体进料口 341与搅拌混合单元4相连，分散壳体34还设有粉体进料口 342及第一出料口 343，粉体进料口 342与第一阀门222相连。
[0050]为了提高预分散单元3的耐磨、防腐等性能，分散壳体34、旋转叶片35、分散叶片37的材质均为不锈钢、非金属陶瓷材料、不锈钢表面涂覆非金属陶瓷材料、不锈钢表面涂覆耐磨耐腐蚀的高分子材料中的一种。
[0051]如图1、图2所示，搅拌混合单元4包括搅拌罐体41、搅拌罐盖42、搅拌轴组件44、搅拌桨组件45、驱动组件、第二传动机构432及升降机构46。搅拌罐体41为双层结构，包括搅拌罐壁体412及外层的绝热保温层411，绝热保温层411与搅拌罐壁体412之间为循环水腔413，循环水腔413通过管道与冷却单元7相连。
[0052]搅拌轴组件44包括旋转方向互不干扰的内轴441及外轴442，搅拌桨组件45包括搅拌内桨451及搅拌外桨452，驱动组件包括第二电机433及第三电机431，搅拌内桨451安装在内轴441上，搅拌外桨452安装在外轴442上，第二电机433直接驱动内轴441使搅拌内桨451转动，第三电机431通过第二传动机构432驱动外轴442使搅拌外桨452转动，第二传动机构432由皮带轮及皮带组成。
[0053]升降机构46，它泛指电动、气动、液压提升，而不是仅指“气动升降机构”。在本实施例中，包括气缸461及安装连接于气缸461活塞杆自由端的升降板462,气缸461固定于机柜I上，升降板462可在气缸461的作用下升降。第二电机433、第三电机431、第二传动机构432、内轴441、外轴442及搅拌罐盖42安装在升降板462上。如此设计，可根据搅拌罐体41内浆料的多少，来调整搅拌内轴441及外轴442的高低，进而调整搅拌内桨451与搅拌外桨452的高低，方便实际操作。
[0054]搅拌罐盖42设有溶剂进料口 424，溶剂进料口 424通过管道与流量计212相连。搅拌罐盖42还设有真空抽气口 426、压力表421、观察口 425、带灯视窗423、加气口(在本实施例中，与真空抽气口 426为同一个)、液位传感器(图中未不出)、及喷淋球422。真空抽气口 426与外界的真空抽气装置相连，可对搅拌罐体41的浆料进行真空消泡处理。液位传感器与电气控制单兀6相连。
[0055]观察口 425安装有防爆摄像头(图中未示出)，防爆摄像头与电气控制单元6相连，防爆摄像头可将搅拌罐体41内的搅拌工作画面传输至电气控制单元6的人机界面。
[0056]搅拌罐体41的底部设有第二出料口 4121，侧部设有第一进料口 4122，第一进料口4122与第一出料口 343通过管道相连，第二出料口 4121与液体进料口 341相连。
[0057]搅拌内桨451及搅拌外桨452均为空心管结构。此结构既可以减轻重量，降低电机负载，还可以往内部通冷却(热)水以达到加快控制浆料温度的目的。
[0058]搅拌内桨451与搅拌外桨452的材质为不锈钢、不锈钢表面涂覆非金属陶瓷材料或不锈钢表面涂覆耐磨耐腐蚀的高分子材料中的一种，可增强搅拌内桨451与搅拌外桨452耐用性，防止其磨损污染浆料。
[0059]搅拌外桨452上设有柔性的浆料刮壁板47，能够防止浆料沾附在搅拌罐壁体412上。
[0060]如图1、图3、图5所示，高速分散单元5包括分散桶体53、高速电机51、联轴器52、高速主轴54、轴承541、轴承座体542、高速分散轮58、甩料盘55及导流板57，高速主轴54通过轴承541及轴承座体542安装于分散桶体53内，高速主轴54通过联轴器52与高速电机51联接，高速分散轮58可调节高度地安装在高速主轴54的自由端上。
[0061]分散桶体53的底部设有第二进料口 566，第二进料口 566通过管道与第一出料口343相连，分散桶体53的上部设置有出料部56，出料部56包括对称设置的第三出料口 562和第四出料口 561，第三出料口 562通过管道与第一进料口 4122相连，第四出料口 561通过管道和后续浆料缓冲罐相连。第三出料口 562、第四出料口 561均包括出料口内衬563及出料口外套564，出料口外套564包覆于出料口内衬563外，出料口内衬563与出料口外套564之间设有循环水冷却腔565，能够对浆料进行强制水冷。
[0062]第一出料口 343、第三出料口 562、第一进料口 4122之间的连通管道设有三通阀61，三通阀61可选用气动三通阀。
[0063]分散桶体53包括分散桶内桶533、分散桶夹层532、分散桶外桶531，分散桶夹层532设于分散桶外桶531与分散桶内桶533之间，分散桶外桶531与分散桶夹层532之间为冷却水夹层腔534，冷却水夹层腔534与冷却单元7通过管道相连。
[0064]甩料盘55安装于高速主轴54上且位于高速分散轮58上方的出料部56处，甩料盘55为伞形，甩料盘55和高速主轴54 —起旋转，能够有效防止浆料进到分散桶体53的机械密封59部位，提高机械密封59的使用寿命。
[0065]导流板57设于分散桶内桶533内且位于出料部56下方。导流板57朝向出料部56方向为渐开式。导流板57决定了浆料在分散桶体53内的流动方向，导流板57还能够对浆料进行强制冷却。导流板57的材质为不锈钢或者硬质氧化铝合金，还可以是不锈钢表面涂覆非金属陶瓷材料或不锈钢表面涂覆高分子耐磨材料。
[0066]高速分散轮58包括轴套581、连接筋582及转筒583，轴套581套设于高速主轴54上，转筒583与轴套581通过连接筋582相连，转筒583上设有分散孔5831，分散孔5831为尺寸为2-10mm的圆形、椭圆形或者方形分散孔。转筒583为圆形筒或锥形筒，转筒583外壁上设有互相交叉的沟槽，交叉角度为30-60°，沟槽宽度为0.1-1.0mm，深度为0.1-1.0mm。
[0067]转筒583的外壁和分散桶内桶533的内壁之间的间隙为0.l-10mm。
[0068]高速分散轮58在高速主轴54上的高度位置通过垫片(图中为示出)来调节。对于转筒583为锥形筒的高速分散轮58，通过调节其安装高度可以调整高速分散轮58和分散桶内桶533的内壁之间的间隙。
[0069]为了提高高速分散轮58的耐磨性，高速分散轮58的材质为不锈钢、非金属陶瓷、超硬铝合金、不锈钢表面涂覆非金属陶瓷材料、不锈钢表面涂覆高分子耐磨涂料，或者表面硬质氧化处理的超硬铝合金中的一种，其中不锈钢可选用耐磨锈钢。
[0070]高速分散轮58可以实现1000-30000转/分的高速旋转，可以实现10_70米/秒的线速度，因此能够分散超细碳纳米管、石墨烯和纳米硅碳合金等难分散材料。
[0071]如图3所示，冷却单元7包括冷却水分水罐71及回水罐72，冷却水分水罐71设有冷却水入口 711，回水罐72设有冷却水出口 721，冷却水入口 711与外接的冷水机组出水口相连，冷却水出口 721与外接的冷水机组回水口相连。
[0072]搅拌混合单元4、预分散单元3、高速分散单元5通过连接管道并联在冷却水分水罐71与回水罐72之间。冷却单元7作用于搅拌混合单元4、预分散单元3及高速分散单元5。
[0073]如图3、图5所示，高速分散单元5的冷却为:高速电机51为水冷电机，设有冷却水室(图中未示出)；轴承座体542上设有流水腔5421，流水腔5421的形状为螺旋形，冷却水分水罐71通过第一管道73、第二管道74、第三管道75、第四管道76依次与高速电机51的冷却水室、流水腔5421、循环水冷却腔565、冷却水夹层腔534相连，冷却水夹层腔534通过回水管77与回水罐72相连。工作时，冷却水从设备外的冷水机组进入冷却水分水罐71，然后依次进入冷却水室、流水腔5421、循环水冷却腔565、冷却水夹层腔534再流回回水罐72。这种串联式的冷却水路结构使高速分散单元5的冷却结构得到了非常大的简化，同时又不影响整个冷却单元7的冷却效率，冷却效果好。确保浆料在一个较低的温度环境下高速分散又不至于温度过高，从而保证浆料的特性不被破坏。
[0074]如图2、图5所示，搅拌混合单元4的冷却为:冷却水分水罐71通过管道与搅拌罐体41的循环水腔413相连，循环水腔413再与回水罐72通过管道连接。循环水腔413能够对搅拌罐体41内的浆料进行温度调节，又能够在循环水冷时防止搅拌罐外层结露。
[0075]为了加强冷却效果，搅拌内桨451及搅拌外桨452设为空心管结构，可往搅拌内桨451及搅拌外桨452内通入冷却水，或者根据需要可通入热水，以达到加快控制浆料温度的目的。
[0076]如图4、图3所示，预分散单元3的分散壳体34为夹层结构，夹层空腔345通过管道与冷却水分水罐71及回水罐72相连，夹层空腔345可通冷却水，从而起到冷却预分散单元3的作用。
[0077]冷却单元7可为高速运行的轴承、电气控制单元6提供冷却水，使设备能够长时间稳定运行。冷却单元7还可为搅拌罐体41、分散腔344及分散桶体内53的浆料提供冷却水，使浆料温度控制在符合工艺要求的温度范围之内。
[0078]如图1、图2所示，CIP在线清洗单元通过浆料流通管道对预分散单元3、搅拌混合单元4、高速分散单元5进行在线清洗。CIP在线清洗单元与喷淋球422相连，当浆料分散完成后，可通过喷淋球422往搅拌罐体41注入清洗液，喷淋球422使清洗液高压喷射在搅拌罐体41内壁、搅拌内桨451及搅拌外桨452上，可以对搅拌罐体41及内部进行360°的在线清洗，并通过浆料输送管道使清洗液在整个一体制浆装置内高速循环，以达到清洗设备的目的。整个设备的各个单元及单元内的组件均可以拆卸清洗并快速装配。
[0079]如图1所示，电气控制单元6控制自动加料单元、预分散单元3、搅拌混合单元4、高速分散单元5及冷却单元7工作；电气控制单元6包括用于控制各个电机启停的电控模块，用于控制管道阀门的控制模块，控制设备温度、速度、流量、压力、液位、真空度等工作参数的数据监测控制模块、数据存储模块、远程控制模块，用于设备维护的故障显示模块及工艺参数分级授权设置的处理模块。通过外接的中央计算机可以对一体式制浆设备进行工艺参数设置，下达运行指令。分级授权的处理模块，可以防止作业人员随意修改工艺参数。
[0080]工作流程:
[0081]将粉体加入粉体加料斗221。当溶剂输送泵211通过流量计212、溶剂输送管道将定量的溶剂输送到搅拌罐体41内后，预分散单元3的旋转叶片35高速旋转抽吸溶剂，将溶剂吸入到分散腔344内，此时，第二阀门38处于开启状态，当溶剂充满整个分散腔344时，离心力迫使溶剂排出分散腔344，从而在粉体加料斗221与分散壳体34连接处形成负压，将粉体加料斗221中的粉体材料吸入到分散腔344内与溶剂在高速旋转的分散叶片37作用下进行初步混合、分散。初步混合、分散的浆料从第一出料口 343通过管道从第一进料口4122进入搅拌罐体41内，进行进一步的混合、分散及冷却，浆料再次进入分散腔344内，参与与粉体的循环混合、分散，直至粉体、液体按配方全部加料完全且初步混合、分散。
[0082]这种将粉体材料均匀加入循环的溶剂(或浆料)的混合、分散工艺，可以分批或者混合加入多种粉体材料,粉体材料均匀定量加入,能够避免一次性大量粉体材料造成的粘度急剧上升，能够有效防止粉体材料的团聚与结块，也大大提高了混合、分散效率，减少清洁设备的无效劳动，并解决了粉体材料的扬尘问题。
[0083]当第二阀门38关闭时，分散腔344被分成上、下两个腔体，搅拌罐体41内的浆料不再进入分散腔344的下腔体，此时通过各个三通阀61的组合调节，可实现搅拌罐体41内浆料的上、下层循环混合、冷却及脱泡。
[0084]预分散后的浆料从分散壳体34的第一出料口 343通过管道、第二进料口 566进入高速分散单元5的分散桶体53内进行高速分散。
[0085]在高速分散轮58的高速旋转作用下，浆料会在分散桶内桶533与高速分散轮58外壁之间形成浆料环，由于高速分散轮58的离心力作用，浆料会高速脱离高速分散轮58的外壁，并高速撞击分散桶内桶533的桶壁。在浆料高速脱离高速分散轮58外壁的同时，高速分散轮58的外壁表面瞬间形成真空，这样高速分散轮58内部的浆料会在真空及离心力的作用下穿过高速分散轮58上的分散孔5831，再次形成新的浆料环。
[0086]高速分散单元5快速分散浆料内的团聚块，降低浆料粘度，增加浆料的流动性，为后续粉体材料的加入创造条件。本实用新型可边加料、边预分散、边高速分散，可以使浆料总是处在较低的粘度范围，总是具有良好的流动性，从而可以充分发挥泵送系统的作用，降低对泵送系统的粘度要求。
[0087]高速分散后达到技术要求的浆料，流出第三出料口 562，从第一进料口 4122进入搅拌罐体41内进行真空脱泡处理后，可以直接泵送到后工序的浆料缓冲罐，也可以泵送到高速分散单元5进行最终分散后送到后工序的浆料缓冲罐，这种方式将使所有浆料都经过高速分散，避免搅拌循环造成的死角。
[0088]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一体制浆装置，其特征是:其包括自动加料单元、预分散单元、搅拌混合单元、高速分散单元、冷却单元、电气控制单元及机柜，所述机柜承载所述自动加料单元、预分散单元、搅拌混合单元及高速分散单元，所述电气控制单元控制所述自动加料单元、预分散单元、搅拌混合单元、高速分散单元及冷却单元工作；所述自动加料单元包括固体加料装置及液体加料装置，所述液体加料装置与所述搅拌混合单元相连，所述固体加料装置与所述预分散单元相连；所述搅拌混合单元与所述预分散单元相连，所述高速分散单元与所述搅拌混合单元及预分散单元相连，所述冷却单元作用于所述搅拌混合单元、预分散单元及高速分散单元。
2.根据权利要求1所述的一体制浆装置，其特征是:所述固体加料装置包括粉体加料斗及第一阀门，所述粉体加料斗通过第一阀门与预分散单元连接，所述液体加料装置包括管道连接的溶剂输送泵及流量计，所述流量计通过管道与所述搅拌混合单元相连。
3.根据权利要求2所述的一体制浆装置，其特征是:所述预分散单元包括分散壳体、旋转叶片、分散叶片、分散主轴、第一电机、第一传动机构及第二阀门，所述分散壳体内设有分散腔，所述旋转叶片、分散叶片、分散主轴设于所述分散腔内，所述旋转叶片、分散叶片从上而下依次安装在分散主轴上，所述第一电机通过第一传动机构驱动分散主轴旋转，第二阀门设于分散壳体上且位于旋转叶片与分散叶片之间，通过第二阀门的关闭可将分散腔分为两个独立的腔体；所述分散壳体上端设有液体进料口，所述液体进料口与所述搅拌混合单元相连，所述分散壳体还设有粉体进料口及第一出料口，所述粉体进料口与所述第一阀门相连。
4.根据权利要求3所述的一体制浆装置，其特征是:所述分散壳体、旋转叶片、分散叶片的材质均为不锈钢、非金属陶瓷材料、不锈钢表面涂覆非金属陶瓷材料、不锈钢表面涂覆耐磨耐腐蚀的高分子材料中的一种；所述搅拌内桨与搅拌外桨的材质为不锈钢、不锈钢表面涂覆非金属陶瓷材料或不锈钢表面涂覆耐磨耐腐蚀的高分子材料中的一种。
5.根据权利要求3所述的一体制浆装置，其特征是:所述搅拌混合单元包括搅拌罐体、搅拌罐盖、搅拌轴组件、搅拌桨组件、驱动组件、第二传动机构及升降机构，所述驱动组件、第二传动机构、搅拌轴组件及搅拌罐盖安装在所述升降机构上，所述驱动组件及所述第二传动机构驱动所述搅拌轴组件转动，所述搅拌桨组件设于所述搅拌轴组件上；所述搅拌罐盖设有溶剂进料口，所述溶剂进料口通过管道与所述流量计相连，所述搅拌罐体的底部设有第二出料口，侧部设有第一进料口，所述第一进料口与所述第一出料口相连，所述第二出料口与所述液体进料口相连。
6.根据权利要求5所述的一体制浆装置，其特征是:所述搅拌罐体为双层结构，包括搅拌罐壁体及外层的绝热保温层，所述绝热保温层与所述搅拌罐壁体之间为循环水腔，所述循环水腔通过管道与所示冷却单元相连。
7.根据权利要求5或6所述的一体制浆装置，其特征是:所述搅拌轴组件包括旋转方向互不干扰的内轴及外轴，所述搅拌桨组件包括搅拌内桨及搅拌外桨，所述驱动组件包括第二电机及第三电机，所述搅拌内桨安装在内轴上，所述搅拌外桨安装在外轴上，所述第二电机驱动所述内轴使所述搅拌内桨转动，所述第三电机通过所述第二传动机构驱动所述外轴使所述搅拌外桨转动。
8.根据权利要求7所述的一体制浆装置，其特征是:所述搅拌内桨及搅拌外桨均为空心管结构。
9.根据权利要求7所述的一体制浆装置，其特征是:所述搅拌外桨上设有柔性的浆料刮壁板。
10.根据权利要求7所述的一体制浆装置，其特征是:所述升降机构包括气缸及安装连接于气缸活塞杆自由端的升降板，所述气缸固定于所述机柜上，所述第二电机、第三电机、第二传动机构、内轴、外轴及搅拌罐盖安装在升降板上。
11.根据权利要求7所述的一体制浆装置，其特征是:所述搅拌罐盖设有真空抽气口、压力表、观察口、带灯视窗、加气口、液位传感器及喷淋球，所述真空抽气口与外界真空抽气装置相连，所述液位传感器与所述电气控制单元相连；所述观察口安装有防爆摄像头，所述防爆摄像头与所述电气控制单元相连。
12.根据权利要求5所述的一体制浆装置，其特征是:所述高速分散单元包括分散桶体、高速电机、联轴器、高速主轴、轴承、轴承座体及高速分散轮,所述高速主轴通过所述轴承及轴承座体安装于所述分散桶体内，所述高速主轴通过联轴器与所述高速电机联接，所述高速分散轮可调节高度地安装在所述高速主轴的自由端上，所述分散桶体的底部设有第二进料口，所述第二进料口通过管道与所述第一出料口相连，所述分散桶体的上部设置有出料部，所述出料部包括对称设置的第三出料口和第四出料口，第三出料口通过管道与所述第一进料口相连，第四出料口通过管道和后续浆料缓冲罐相连。
13.根据权利要求12所述的一体制浆装置，其特征是:所述分散桶体包括分散桶内桶、分散桶夹层及分散桶外桶，所述分散桶夹层设于分散桶外桶与分散桶内桶之间，所述分散桶外桶与分散桶夹层之间为冷却水夹层腔，所述冷却水夹层腔与所述冷却单元通过管道相连。
14.根据权利要求12或13所述的一体制浆装置，其特征是:所述高速分散轮包括轴套、连接筋及转筒，所述轴套套设于所述高速主轴上，所述转筒与轴套通过连接筋相连。
15.根据权利要求14所述的一体制浆装置，其特征是:所述转筒为圆形筒或锥形筒，所述转筒上设有分散孔，所述转筒外壁上设有互相交叉的沟槽。
16.根据权利要求15所述的一体制浆装置，其特征是:所述转筒外壁和分散桶内桶的内壁之间的间隙为0.l-10mm。
17.根据权利要求15所述的一体制浆装置，其特征是:所述高速分散轮的材质为不锈钢、非金属陶瓷、超硬铝合金、不锈钢表面涂覆非金属陶瓷材料、不锈钢表面涂覆高分子耐磨涂料或表面硬质氧化处理的超硬铝合金中的一种。
18.根据权利要求12所述的一体制浆装置，其特征是:所述第三出料口、第四出料口均包括出料口内衬及出料口外套，所述出料口外套包覆于所述出料口内衬外，所述出料口内衬与出料口外套之间设有循环水冷却腔。
19.根据权利要求13所述的一体制浆装置，其特征是:所述高速分散单元还包括甩料盘，所述甩料盘安装于所述高速主轴上且位于高速分散轮上方的出料部处。
20.根据权利要求19所述的一体制浆装置，其特征是:所述高速分散单元还包括导流板，所述导流板设于分散桶内桶内且位于所述出料部下方，所述导流板朝向出料部方向为渐开式。
21.根据权利要求20所述的一体制浆装置，其特征是:所述导流板的材质为不锈钢、硬质氧化铝合金、不锈钢表面涂覆非金属陶瓷材料或不锈钢表面涂覆高分子耐磨材料中的一种。
22.根据权利要求20所述的一体制浆装置，其特征是:所述第一出料口、第三出料口、第一进料口之间的连通管道设有三通阀。
23.根据权利要求18所述的一体制浆装置，其特征是:所述冷却单元包括冷却水分水罐及回水罐，所述冷却水分水罐设有冷却水入口，所述回水罐设有冷却水出口，所述冷却水入口与外接的冷水机组出水口相连，冷却水出口与外接的冷水机组回水口相连；所述搅拌混合单元、预分散单元、高速分散单元通过连接管道并联在冷却水分水罐与回水罐之间。
24.根据权利要求23所述的一体制浆装置，其特征是:所述高速电机为水冷电机，设有冷却水室；所述轴承座体上设有流水腔，所述冷却水分水罐通过管道依次与所述冷却水室、流水腔、循环水冷却腔、冷却水夹层腔相连，所述冷却水夹层腔通过管道与所述回水罐相连。
25.根据权利要求11所述的一体制浆装置，其特征是:其还包括CIP在线清洗单元，所述CIP在线清洗单元通过浆料流通管道对所述预分散单元、搅拌混合单元、高速分散单元进行在线清洗，所述CIP在线清洗单元与所述喷淋球相连。
26.根据权利要求12或25所述的一体制浆装置，其特征是:所述电气控制单元包括用于控制各个电机启停的电控模块、用于控制管道阀门的控制模块、控制工作参数的数据监测控制模块、数据存储模块、远程控制模块、用于设备维护的故障显示模块及工艺参数分级授权设置的处理模块。
【文档编号】B01F13/10GK203990471SQ201420379040
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2014年7月9日
【发明者】金旭东, 谭育林, 闫拥军 申请人:深圳市尚水智能设备有限公司