专利名称：一种塔式固液预混装置及其预混方法
技术领域：
本发明涉及一种固液预混装置，特别涉及一种塔式固液预混装置，属于机械混合
设备领域。 本发明还涉及一种采用塔式固液预混装置进行混合的预混方法。
背景技术：
在复原米加工过程中，需要将谷物的固体粉末和水等液体进行均匀混合，得到粘 度高的固液混合物，而上述固液混合物中，又需要进一步均匀添加各种固体和/或液体添 加剂。而上述各种物料需要均匀分布在所得固液混合物中，以使得制得的复原米的各物质 含量符合标准。 然而由于谷物的固体粉末颗粒较细、不能溶于水，且一旦与水混合，就会变成粘度 高的混合物。在生产中，将液体添加到固体粉末中进行混合、将固体粉末添加到液体中进行 混合、将液体和固体粉末同时添加进行混合时，不仅会产生部分固体粉末和液体粘成团状， 而剩余的谷物固体粉末和液体无法混合的情况，而且还会在液体中产生固体粉末的二次凝 聚颗粒，即，粉团，该粉团外部是粉末与水的混合物，而内部则是没有混合的固体粉末。并且 即便在混合过程中进行搅拌，在相当长的时间内，仍会混合不均匀，而已经产生的二次凝聚 再次分散到液体中十分困难。如果固体粉末和液体混合得到的固液混合物的粘度高时，上 述现象更加显著，均匀混合难度更大。 如果采用少量的固体粉末和液体进行搅拌混合，虽然可以得到较为均匀的固液混 合物，但是混合的速度较慢，所得混合物较少，无法满足大批量的工业化生产的需要。
基于日本专利申请278598/202、21188/2003、 185502/2003的中国专利申请 03164908. 4中，公开了一种搅拌混合装置及搅拌混合方法，该装置包括一个近似圆筒状的 混合容器，其内部具有搅拌叶片，粉体和液体通过不同的入口进入混合容器，然后在搅拌叶 片的搅拌下，进行混合。搅拌叶片之间形成了分隔室，从而将粉体和液体分隔成若干组进行 混合，然而在实际混合过程中，无法良好的进行分组混合，并且混合容器的内壁上会存积又 大量混合物，无法被均匀搅拌。 PCT国际申请PCT/US2003/011426中，公开了一种混合设备，该设备包括一个底部 充满液体的桶，一个插入液体中并且内部具有旋转叶片的竖直导管，固体粉末从该竖直导 管从上至下的添加之导管中具有液体的部分，并在搅拌叶片的作用下，和液体进行混合，然 后再分散到导管外侧的桶中和液体进行进一步的混合。然而该设备适用于将少量的固体粉 末分散到大量的液体中，并且所得固液混合物不能具有较高粘度，否则将会堵塞导管。
基于日本专利的中国专利申请03122966. 2中，公开了一种粉体和液体的混合装 置及其方法，该装置中粉体从混合容器的顶部发散落下，然后在下落过程中与容器四周喷 射的液体相互混合。虽然这种混合方法可以在一定程度上让粉体和液体进行分散混合，避 免粉团产生，然后并不是所有下落的粉体都可以和喷射的液体进行混合，未混合的粉体和 液体落到混合容器的底部，仍不能进行均匀混合。同时，在该混合过程中，粉体和液体的物料量、混合配比都难以控制。 中国专利申请200410084721. 1中，公开了一种立式固液混合装置及混合方法，该 装置包含一组沿着混合容器内壁设置的挡板，将混合容器划分成若干中空的搅拌室，然后 利用混合容器中央的一组搅拌叶片搅拌各搅拌室内的粉体和液体进行混合。然而由于水 平中空的搅拌室的存在，从混合容器顶部投料的各物料将会大量积攒在上部的几个搅拌室 内，而导致各个搅拌室内物料分布的不均，同时如果粉体和液体的混合物具有较高粘度的 话，该混合物也将因各个挡板及搅拌室的存在而阻塞混合容器。同时单一的粉体添加入口 ， 会导致物料在混合容器的横截面上不能沿各个方向均匀分布。 同时中国专利200610011506. 8和欧洲专利EP06113920. 0分别公开了两种静态混 合装置，利用各物料的分流，进行混合，然而上述装置不适用于混合后粘度较高的粉体和液 体的混合。 同时中国专利200410090534.4中，公开了一种内部具有搅拌叶片的塔式混合装
置，粉体和液体分别从塔式混合装置的一侧的顶部和底部注入装置中，然后利用叶片进行
搅拌混合。虽然这种塔式混合装置可以解决在重力作用下，粉体及液体下落过快而导致混
合装置内物料分布不均的情况，然而仍旧难以解决粉体和液体均匀混合的问题。 除上述夕卜，中国专利200510009386. 3、200510042674. 9、200510129550. 4、
200510103613. 9等也都公开了多种混合装置，然而上述装置仍旧未能解决混合后粘度高的
固体粉末和液体按一定配比进行均匀混合的技术问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种塔式固液预混装置，通过该装置可以将固体粉末 和液体按一定配比进行均匀混合，特别适用于混合后粘度高的固体粉末和液体的均匀混合。 本发明的另一目的在于提供一种采用塔式固液预混装置进行混合的预混方法，通 过该方法可以将固体粉末和液体按一定配比进行均匀混合，特别适用于混合后粘度高的固 体粉末和液体的均匀混合。 本发明所公开的一种塔式固液预混装置包含混合系统1010、位于混合系统1010 内部的搅拌分隔系统1020、高压气体喷射系统1030和存料系统1060、位于混合系统1010 顶部的进料系统1040以及底部的出料系统1050。 所述的混合系统1010是由壳体101形成的圆筒状塔式混合反应釜，该塔式混合反 应釜具有一个位于壳体101圆心的竖直的转轴103，所述的转轴103带动其上连接的搅拌分 隔系统1020转动，进行固液物料的混合。 所述的搅拌分隔系统1020是一组连接在转轴103并随之转动的叶轮，所述的每一 个叶轮102包含2 6片包含有分隔板1021和刮料板1022的叶片，叶片间的间隔角相等。
所述的分隔板1021的一端连接在转轴103上，另一端连接有刮料板1022。
所述的刮料板1022与壳体101的内壁相切，并留有2mm 20mm的安全间隙。
所述的分隔板1021为圆心角度为20° 60°的扇形结构，其内径与转轴103外 径相等，其外径为塔式混合反应釜壳体101内径与刮料板1022厚度之差。
所述的刮料板1022为扇形结构，其内径与分隔板1021的外径相等，其外径与塔式混合反应釜壳体101的内径相等。所述刮料板1022与其所连接的分隔板1021的圆心角度 相等。 所述的刮料板1022除了扇形结构1023之外，还进一步包括一个尖端结构1024，该 尖端结构1024从扇形结构的非弧形一侧，沿着塔式混合反应釜壳体101的内壁延伸，宽度 逐渐縮小并终止在壳体101内壁上。 所述的分隔板1021与水平面成0° 30°夹角，优选为20°夹角。所述的刮料板 的扇形结构与分隔板处于同一平面。 所述的分隔板1021和刮料板1022的各处厚度相等或从一侧向另一侧逐渐递减。
每两个相邻的叶轮之间形成一个分隔混合室，从而通过该组叶轮将塔式混合反应 釜划分成一组相互连通的分隔混合室109。 所述的每一个叶轮的分隔板与其相邻叶轮的分隔板之间交错O。 45°夹角。
所述的高压气体喷射系统1030具有一个转轴103。所述的转轴103是一个具有圆 柱形轴腔的中空转轴，其包含轴壳1032以及由其所围成的轴腔1031。所述的轴腔1031上 具有允许具有一定压力的气体单向向外排放的开口 1033。 每两个相邻叶轮间的轴腔1031区域具有一组所述开口 1033，该组开口的数量为 一个叶轮上的分隔板数量的整倍数，并且所述开口 1033分布在轴腔1031连接有分隔板 1021的区域上。 所述的进料系统1040连接混合系统1010和高压气体喷射系统1030，并向其中输 送固体物料和液体物料。所述的进料系统1040包含位于转轴103上的固体进料口 1041、位 于壳体101上的气液进料口 1041和添加剂进料口 1043。 所述的气液进料口 1042位于壳体101上，并与塔式混合反应釜内部相互连通，以 向其中传输气液物料。所述的气液进料口 1042的数量与叶轮上的分隔板数量相等，并且每 个气液进料口 1042与临近进料口的叶轮10201上的相应分隔板之间交错O。 45°夹角。
所述的固体进料口 1041位于转轴103上，并与轴腔1031相互连通。
所述的添加剂进料口 1043位于转轴103上，并与轴腔1031相互连通。
所述的出料系统1050连接位于混合系统1010底部的存料系统1060，并从其中输 出混合物料。所述的存料系统1060具有与其相邻的叶轮10202上分隔板数量相等的存料 室106，每个存料室106相应的具有一个出料口 105，所述的各个出料口 105组成所述的出 料系统1050。 本发明公开的一种采用塔式固液预混装置进行混合的预混方法，包括如下步骤
步骤1 :从所述的气液进料口 1042的各个进料口输入气体、液体或气液混合物进 入塔式混合反应釜内部。 由于所述的气液进料口 1042的进料口数量与叶轮上的分隔板数量相等，并且每 个气液进料口 1042与临近进料口的叶轮10201上的相应分隔板之间交错O。 45°夹角。 故从各个进料口输入的气体、液体或气液混合物在与该进料口相邻且相对应的分隔板与刮 料板上流动，并依次沿着各个分隔板和刮料板向下流经相对应地各个分隔板和刮料板，从 而均匀的分布在各个分隔混合室。 步骤2 :从所述的固体进料口 1041的各个进料口输入混合有固体粉末的高压气体 进入轴腔1031，然后通过轴壳1032上的开口 1033向外单向喷射。
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由于每两个相邻叶轮间的轴腔1031区域具有一组所述开口 1033，该组开口的数
量为一个叶轮上的分隔板数量的整倍数，并且所述开口 1033分布在轴腔1031连接有分隔
板1021的区域上。故混合有固体粉末的高压气体可以通过各个开口 1033喷射在各个相应
分隔板上流动的液体或固液混合物上，从而均匀的分布在各个分隔混合室。 步骤3 :从所述的添加剂进料口 1043的各个进料口输入混合有固体粉末、液体液
滴、气体等添加剂的高压气体进入轴腔1031，然后通过轴壳1032上的开口 1033向外单向喷射。 由于每两个相邻叶轮间的轴腔1031区域具有一组所述开口 1033，该组开口的数 量为一个叶轮上的分隔板数量的整倍数，并且所述开口 1033分布在轴腔1031连接有分隔 板1021的区域上。故混合有固体粉末、液体液滴、气体等添加剂的高压气体可以通过各个 开口 1033喷射在各个相应分隔板上流动的液体或固液混合物上，从而均匀的分布在各个 分隔混合室。 步骤4 :转轴103带动其上连接的一组叶轮以转轴103为圆心进行旋转，利用各个 叶轮102上的分隔板1021对混合着的固体粉末和液体的混合物进行搅拌，以充分混合，同 时利用各个刮料板1022将粘附在壳体101内壁上的物料刮除，以使得上述物料再次进行搅 拌混合。 步骤5 :经过混合的固体粉末、液体与添加剂的混合物沿着各个分隔板1021逐级 流下至下一层分隔混合室，继续进行搅拌混合。 步骤6 :与存料室106相邻的最后一级分隔混合室内的混合物沿着各个分隔板流 入相应的存料室106，然后通过相应的出料口 105向外输出。 由于存料室106的数量和分隔板数量相等，而且每个存料室106相应的具有一个 出料口 105，所以从所述混合反应釜中可同时输出多批混合物，以分别进行相同或不同的进
一步加工。 利用上述装置及方法，从各个气液进料口 1042同时输入多批气液物料，并分别沿 着叶轮组上的各个相应的分隔板和刮料板流下并均匀分布在各个分隔混合室内。同时从转 轴103上的各个开口 1033喷出含有固体粉末和/或添加剂的高压气体，以使得固体粉末和 /或添加剂均匀喷射在各个分隔板上。通过上述操作，液体物料被分散成多批，固体粉末和 /或添加剂被分散的喷射出与各批液体物料相互混合，从而使得液体、固体粉末、添加剂以 分散的方式进行相互混合。这种分散混合的方式，有效的避免了局部固体粉末集中、液体分 布不均等所带来的混合过程中的二次凝聚颗粒现象，即粉团现象。同时由于液体逐渐输入 并沿分隔板留下，而固体粉末持续喷射，故对于一部分液体而言，从输入混合反应釜开始， 逐渐与若干批固体粉末混合，也就是相当于将一定量的液体先和少量的固体粉末混合，以 避免固体粉末过于集中而导致的混合不均匀，然后向所得均匀混合物中再添加少量固体粉 末混合，同样也避免了混合不均匀，这样，逐渐的添加多批少量固体粉末，带最初输入的一 定量的液体从第一级分隔板流下至最后一级分隔板时，已经均匀的混有大量的固体粉末， 得到均匀的固液混合物。上述方法实质上是将大量液体、大量固体粉末、大量添加剂在混 合反应釜中利用本发明特有的结构进行了多重分散，以使得液体、固体粉末、添加剂以分散 的、少量的形式进行充分的、逐渐的均匀混合，同时也避免了少量、逐渐混合用时较长且无 法大批量化生产的缺点。除此之外，本发明可以直接同时分批输入固液混合物，以同时供多条生产线进行进一步加工，而不需要额外的装置对混合物进行分流。同时，各相邻叶轮的分 隔板之间交错一定角度可以使得液体及混合物可以缓慢沿着分隔板流向下一个分隔室，以 使得固液接触时间增长，而分隔板与平面成一定的夹角有利于粘度高的固液混合物的流动 和传输。 通过上述装置和方法，本发明利用多重分散有效的避免了固体粉末和液体混合过 程中存在的各种问题，可以快速、持续、稳定的以一定配比对液体、固体粉末、添加剂进行均 匀的混合。
图1是本发明的塔式固液预混装置的整体结构视图。 图2是本发明的塔式固液预混装置的局部细节视图。 图3a是本发明的塔式固液预混装置沿图2的A1-A1'的横截面视图。 图3b是本发明的塔式固液预混装置沿图2的A2-A2'的横截面视图。 图3c是本发明的塔式固液预混装置沿图2的A3-A3'的横截面视图。 图3d是本发明的塔式固液预混装置沿图2的A4-A4'的横截面视图。 图3e是本发明的如图3a所示的叶轮及其侧视图。 图4是本发明的高压气体喷射系统的整体结构视图。 图5是本发明的高压气体喷射系统的局部细节视图。 图6是本发明的塔式固液预混装置沿图2的B-B'的横截面视图。 图7是本发明的塔式固液预混装置沿图2的C-C'的横截面视图。
具体实施例方式
根据本发明的权利要求和发明内容所公开的内容，本发明的技术方案具体如下所 述。 实施例一 —种塔式固液预混装置包括如下部分
根据图1 : —种塔式固液预混装置包含混合系统1010、位于混合系统1010内部的搅拌分隔 系统1020、高压气体喷射系统1030和存料系统1060、位于混合系统1010顶部的进料系统 1040以及底部的出料系统1050。 所述的混合系统1010是由壳体101形成的圆筒状塔式混合反应釜，该塔式混合反 应釜具有一个位于壳体101圆心的竖直的转轴103，所述的转轴103带动其上连接的搅拌分 隔系统1020转动，进行固液物料的混合。
根据图2: 所述的进料系统1040连接混合系统1010和高压气体喷射系统1030，并向其中输 送固体物料和液体物料。所述的进料系统1040包含位于转轴103上的固体进料口 1041、位 于壳体101上的气液进料口 1041和添加剂进料口 1043。 所述的搅拌分隔系统1020是一组连接在转轴103并随之转动的叶轮，所述的每一 个叶轮102包含2 6片包含有分隔板1021和刮料板1022的叶片。
所述的分隔板1021的一端连接在转轴103上，另一端连接有刮料板1022。
所述的刮料板1022与壳体101的内壁相切，并留有2mm 20mm的安全间隙。
所述的分隔板1021的内径与转轴103外径相等，外径为塔式混合反应釜壳体101 内径与刮料板1022厚度之差。 所述的刮料板1022的内径与分隔板1021的外径相等，外径与塔式混合反应釜壳 体101的内径相等。 每两个相邻的叶轮之间形成一个分隔混合室，从而通过该组叶轮将塔式混合反应 釜划分成一组相互连通的分隔混合室109。 图2中，分别沿A1-A1'、A2-A2'、A3-A3'、A4-A4'做横截面视图从而得到图3a、3b、 3c、3d。 根据图3a: 所述的叶轮102的各个叶片间的间隔角b相等 所述的分隔板1021为扇形结构，其圆心角度a为20。 60° 。 所述的刮料板1022为扇形结构，并与其所连接的分隔板1021的圆心角度相等。 所述的刮料板1022除了扇形结构1023之外，还进一步包括一个尖端结构1024，该
尖端结构1024从扇形结构的非弧形一侧，沿着塔式混合反应釜壳体101的内壁延伸。 根据图3a、3b、3c、3d : 所述的每一个叶轮的分隔板与其相邻叶轮的分隔板之间交错O。 45°夹角。
根据图3e: 所述的分隔板1021的底面a' b'与水平面b' c'成0° 30°夹角。所述的刮料 板的扇形结构与分隔板处于同一平面。 所述的分隔板1021和刮料板1022的各处厚度相等或从aa' —侧向bb' —侧逐渐 递减。 所述的尖端结构1024从扇形结构的非弧形一侧，沿着塔式混合反应釜壳体101的 内壁延伸，宽度从bb'逐渐縮小并终止在壳体101内壁c上。
根据图4、图5、图6: 所述的高压气体喷射系统1030具有一个转轴103。所述的转轴103是一个具有圆 柱形轴腔的中空转轴，其包含轴壳1032以及由其所围成的轴腔1031。所述的轴腔1031上 具有允许具有一定压力的气体单向向外排放的开口 1033。 每两个相邻叶轮间的轴腔1031区域具有一组所述开口 1033，该组开口的数量为 一个叶轮上的分隔板数量的整倍数，并且所述开口 1033分布在轴腔1031连接有分隔板 1021的区域上。 所述的固体进料口 1041位于转轴103上，并与轴腔1031相互连通。 从所述的固体进料口 1041的各个进料口输入混合有固体粉末的高压气体进入轴
腔1031，然后通过轴壳1032上的开口 1033向外单向喷射。 由于每两个相邻叶轮间的轴腔1031区域具有一组所述开口 1033，该组开口的数 量为一个叶轮上的分隔板数量的整倍数，并且所述开口 1033分布在轴腔1031连接有分隔 板1021的区域上。故混合有固体粉末的高压气体在进入轴腔1031后，向四周散开，一部分 通过开口 1033喷出，一部分冲击在轴腔内壁10322然后在通过开口 1033喷出。上述混合
10有固体粉末的高压气体穿过开口 1033后向四周喷射散开，落在各个相应分隔板上流动的 液体或固液混合物上，从而均匀的分布在各个分隔混合室。 所述的添加剂进料口 1043位于转轴103上，并与轴腔1031相互连通。 从所述的添加剂进料口 1041的各个进料口输入混合有添加剂的高压气体进入轴
腔1031，然后通过轴壳1032上的开口 1033向外单向喷射。 混合有添加剂的高压气体在进入轴腔1031后，向四周散开，一部分通过开口 1033 喷出，一部分冲击在轴腔内壁10322然后在通过开口 1033喷出。上述混合有添加剂的高压 气体穿过开口 1033后向四周喷射散开，落在各个相应分隔板上流动的液体或固液混合物 上，从而均匀的分布在各个分隔混合室。
根据图5、图7: 所述的气液进料口 1042位于壳体101上，并与塔式混合反应釜内部相互连通，以 向其中传输气液物料。所述的气液进料口 1042的数量与叶轮上的分隔板数量相等，并且每 个气液进料口 1042与临近进料口的叶轮10201上的相应分隔板之间交错O。 45°夹角。
故从各个气液进料口 1042输入的气体、液体或气液混合物流入塔式混合反应釜 内部，并落在与在与该进料口相邻且相对应的分隔板与刮料板上，然后沿着该分隔板与刮 料板流动，并依次沿着各个分隔板和刮料板向下流经相对应地各个分隔板和刮料板，从而 均匀的分布在各个分隔混合室。
根据图1 : 所述的出料系统1050连接位于混合系统1010底部的存料系统1060，并从其中输 出混合物料。所述的存料系统1060具有与其相邻的叶轮10202上分隔板数量相等的存料 室106，每个存料室106相应的具有一个出料口 105，所述的各个出料口 105组成所述的出 料系统1050。 —种采用塔式固液预混装置进行混合的预混方法包括如下步骤
根据图1、图2、图7: 步骤1 :从所述的气液进料口 1042的各个进料口输入气体、液体或气液混合物进 入塔式混合反应釜内部。 由于所述的气液进料口 1042的进料口数量与叶轮上的分隔板数量相等，并且每 个气液进料口 1042与临近进料口的叶轮10201上的相应分隔板之间交错O。 45°夹角。 故从各个进料口输入的气体、液体或气液混合物在与该进料口相邻且相对应的分隔板与刮 料板上流动，并依次沿着各个分隔板和刮料板向下流经相对应地各个分隔板和刮料板，从 而均匀的分布在各个分隔混合室。
根据图2、图4、图3、图5、图7 : 步骤2 :从所述的固体进料口 1041的各个进料口输入混合有固体粉末的高压气体 进入轴腔1031，然后通过轴壳1032上的开口 1033向外单向喷射。 由于每两个相邻叶轮间的轴腔1031区域具有一组所述开口 1033，该组开口的数 量为一个叶轮上的分隔板数量的整倍数，并且所述开口 1033分布在轴腔1031连接有分隔 板1021的区域上。故混合有固体粉末的高压气体可以通过各个开口 1033喷射在各个相应 分隔板上流动的液体或固液混合物上，从而均匀的分布在各个分隔混合室。
根据图2、图4、图3、图5、图7 :
步骤3 :从所述的添加剂进料口 1043的各个进料口输入混合有固体粉末、液体液 滴、气体等添加剂的高压气体进入轴腔1031，然后通过轴壳1032上的开口 1033向外单向喷 射。 由于每两个相邻叶轮间的轴腔1031区域具有一组所述开口 1033，该组开口的数 量为一个叶轮上的分隔板数量的整倍数，并且所述开口 1033分布在轴腔1031连接有分隔 板1021的区域上。故混合有固体粉末、液体液滴、气体等添加剂的高压气体可以通过各个 开口 1033喷射在各个相应分隔板上流动的液体或固液混合物上，从而均匀的分布在各个 分隔混合室。 根据图1、图2、图3a、3e : 步骤4 :转轴103带动其上连接的一组叶轮以转轴103为圆心进行旋转，利用各个 叶轮102上的分隔板1021对混合着的固体粉末和液体的混合物进行搅拌，以充分混合，同 时利用各个刮料板1022将粘附在壳体101内壁上的物料刮除，以使得上述物料再次进行搅 拌混合。 根据图1、图2、图3a、3b、3c、3d、3e : 步骤5 :经过混合的固体粉末、液体与添加剂的混合物沿着各个分隔板1021逐级 流下至下一层分隔混合室，继续进行搅拌混合。 由于所述的每一个叶轮的分隔板与其相邻叶轮的分隔板之间交错O。 45°夹
角，经过混合的固体粉末、液体与添加剂的混合物沿着图3a的分隔板1021依次逐级落至图
3b的分隔板1021上、图3c的分隔板1021上、图3d的分隔板1021上。 由于分隔板1021与水平面成0° 30°夹角，便于上述混合的固体粉末、液体与
添加剂的混合物流向下一级分隔板1021 。 根据图l: 步骤6 :与存料室106相邻的最后一级分隔混合室内的混合物沿着各个分隔板流 入相应的存料室106，然后通过相应的出料口 105向外输出。 由于存料室106的数量和分隔板数量相等，而且每个存料室106相应的具有一个
出料口 105，所以从所述混合反应釜中可同时输出多批混合物，以分别进行相同或不同的进
一步加工。 实施例二 采用以下技术参数改进如实施例一所述的塔式固液预混装置的结构及方法所述的刮料板1022与壳体101的内壁相切，并留有3mm的安全间隙。 所述的分隔板1021为扇形结构，其圆心角度a为22。。 所述的每一个叶轮的分隔板与其相邻叶轮的分隔板之间交错11°夹角。 所述的分隔板1021的底面a' b'与水平面b' c'成2°夹角。 每两个相邻叶轮间的轴腔1031区域具有一组所述开口 1033，该组开口的数量为
一个叶轮上的分隔板数量的1倍。 所述的每个气液进料口 1042与临近进料口的叶轮10201上的相应分隔板之间交
错ir夹角。 实施例三 采用以下技术参数改进如实施例一所述的塔式固液预混装置的结构及方法
所述的刮料板1022与壳体101的内壁相切，并留有5mm的安全间隙。 所述的分隔板1021为扇形结构，其圆心角度a为26。。 所述的每一个叶轮的分隔板与其相邻叶轮的分隔板之间交错13°夹角。 所述的分隔板1021的底面a' b'与水平面b' c'成5°夹角。 每两个相邻叶轮间的轴腔1031区域具有一组所述开口 1033，该组开口的数量为
一个叶轮上的分隔板数量的1倍。 所述的每个气液进料口 1042与临近进料口的叶轮10201上的相应分隔板之间交 错13°夹角。
实施例四 采用以下技术参数改进如实施例一所述的塔式固液预混装置的结构及方法 所述的刮料板1022与壳体101的内壁相切，并留有7mm的安全间隙。 所述的分隔板1021为扇形结构，其圆心角度a为30。。 所述的每一个叶轮的分隔板与其相邻叶轮的分隔板之间交错15°夹角。 所述的分隔板1021的底面a' b'与水平面b' c'成8°夹角。 每两个相邻叶轮间的轴腔1031区域具有一组所述开口 1033，该组开口的数量为
一个叶轮上的分隔板数量的2倍。 所述的每个气液进料口 1042与临近进料口的叶轮10201上的相应分隔板之间交 错15°夹角。
实施例五 采用以下技术参数改进如实施例一所述的塔式固液预混装置的结构及方法 所述的刮料板1022与壳体101的内壁相切，并留有9mm的安全间隙。 所述的分隔板1021为扇形结构，其圆心角度a为34。。 所述的每一个叶轮的分隔板与其相邻叶轮的分隔板之间交错17°夹角。 所述的分隔板1021的底面a' b'与水平面b' c'成11°夹角。 每两个相邻叶轮间的轴腔1031区域具有一组所述开口 1033，该组开口的数量为
一个叶轮上的分隔板数量的2倍。 所述的每个气液进料口 1042与临近进料口的叶轮10201上的相应分隔板之间交 错17°夹角。
实施例六 采用以下技术参数改进如实施例一所述的塔式固液预混装置的结构及方法所述的刮料板1022与壳体101的内壁相切，并留有llmm的安全间隙。 所述的分隔板1021为扇形结构，其圆心角度a为38。。 所述的每一个叶轮的分隔板与其相邻叶轮的分隔板之间交错19°夹角。 所述的分隔板1021的底面a' b'与水平面b' c'成14°夹角。 每两个相邻叶轮间的轴腔1031区域具有一组所述开口 1033，该组开口的数量为
一个叶轮上的分隔板数量的4倍。 所述的每个气液进料口 1042与临近进料口的叶轮10201上的相应分隔板之间交 错19°夹角。
实施例七
采用以下技术参数改进如实施例一所述的塔式固液预混装置的结构及方法 所述的刮料板1022与壳体101的内壁相切，并留有12mm的安全间隙。 所述的分隔板1021为扇形结构，其圆心角度a为42。。 所述的每一个叶轮的分隔板与其相邻叶轮的分隔板之间交错21°夹角。 所述的分隔板1021的底面a' b'与水平面b' c'成17°夹角。 每两个相邻叶轮间的轴腔1031区域具有一组所述开口 1033，该组开口的数量为
一个叶轮上的分隔板数量的4倍。 所述的每个气液进料口 1042与临近进料口的叶轮10201上的相应分隔板之间交 错21°夹角。
实施例八 采用以下技术参数改进如实施例一所述的塔式固液预混装置的结构及方法 所述的刮料板1022与壳体101的内壁相切，并留有13mm的安全间隙。 所述的分隔板1021为扇形结构，其圆心角度a为46。。 所述的每一个叶轮的分隔板与其相邻叶轮的分隔板之间交错18°夹角。 所述的分隔板1021的底面a' b'与水平面b' c'成20°夹角。 每两个相邻叶轮间的轴腔1031区域具有一组所述开口 1033，该组开口的数量为
一个叶轮上的分隔板数量的7倍。 所述的每个气液进料口 1042与临近进料口的叶轮10201上的相应分隔板之间交 错18°夹角。
实施例九 采用以下技术参数改进如实施例一所述的塔式固液预混装置的结构及方法 所述的刮料板1022与壳体101的内壁相切，并留有15mm的安全间隙。 所述的分隔板1021为扇形结构，其圆心角度a为50。。 所述的每一个叶轮的分隔板与其相邻叶轮的分隔板之间交错14°夹角。 所述的分隔板1021的底面a' b'与水平面b' c'成23°夹角。 每两个相邻叶轮间的轴腔1031区域具有一组所述开口 1033，该组开口的数量为
一个叶轮上的分隔板数量的7倍。 所述的每个气液进料口 1042与临近进料口的叶轮10201上的相应分隔板之间交 错14°夹角。
实施例十 采用以下技术参数改进如实施例一所述的塔式固液预混装置的结构及方法 所述的刮料板1022与壳体101的内壁相切，并留有17mm的安全间隙。 所述的分隔板1021为扇形结构，其圆心角度a为54。。 所述的每一个叶轮的分隔板与其相邻叶轮的分隔板之间交错10°夹角。 所述的分隔板1021的底面a' b'与水平面b' c'成26°夹角。 每两个相邻叶轮间的轴腔1031区域具有一组所述开口 1033，该组开口的数量为
一个叶轮上的分隔板数量的11倍。 所述的每个气液进料口 1042与临近进料口的叶轮10201上的相应分隔板之间交 错10°夹角。
实施例i^一 采用以下技术参数改进如实施例一所述的塔式固液预混装置的结构及方法 所述的刮料板1022与壳体101的内壁相切，并留有19mm的安全间隙。 所述的分隔板1021为扇形结构，其圆心角度a为58。。 所述的每一个叶轮的分隔板与其相邻叶轮的分隔板之间交错6°夹角。 所述的分隔板1021的底面a' b'与水平面b' c'成29°夹角。 每两个相邻叶轮间的轴腔1031区域具有一组所述开口 1033，该组开口的数量为
一个叶轮上的分隔板数量的11倍。 所述的每个气液进料口 1042与临近进料口的叶轮10201上的相应分隔板之间交
错6°夹角。 优选实施例 在以上各个实施例的实验基础上，采用以下技术参数改进实施例一 所述的刮料板1022与壳体101的内壁相切，并留有6mm的安全间隙。 所述的分隔板1021为扇形结构，其圆心角度a为35。。 所述的每一个叶轮的分隔板与其相邻叶轮的分隔板之间交错15°夹角。 所述的分隔板1021的底面a' b'与水平面b' c'成18°夹角。 每两个相邻叶轮间的轴腔1031区域具有一组所述开口 1033，该组开口的数量为
一个叶轮上的分隔板数量的6倍。 所述的每个气液进料口 1042与临近进料口的叶轮10201上的相应分隔板之间交 错15°夹角。
权利要求
一种塔式固液预混装置，其特征在于，包含混合系统(1010)、位于混合系统(1010)内部的搅拌分隔系统(1020)、高压气体喷射系统(1030)和存料系统(1060)、位于混合系统(1010)顶部的进料系统(1040)以及底部的出料系统(1050)；所述的混合系统(1010)是由壳体(101)形成的圆筒状塔式混合反应釜，用于进行固液物料的混合；所述的高压气体喷射系统(1030)具有一个位于壳体(101)圆心的竖直的转轴(103)，所述的转轴(103)带动其上连接的搅拌分隔系统(1020)转动；所述的进料系统(1040)连接混合系统(1010)和高压气体喷射系统(1030)，并向其中输送固体物料和液体物料；所述的出料系统(1050)连接位于混合系统(1010)底部的存料系统(1060)，并从其中输出混合物料。
2. 如权利要求l所述的塔式固液预混装置，其特征在于，所述的搅拌分隔系统(1020) 是一组连接在转轴(103)并随之转动的叶轮，所述的每一个叶轮(102)包含2 6片包含 有分隔板(1021)和刮料板(1022)的叶片，叶片间的间隔角相等;所述的分隔板(1021)的一端连接在转轴(103)上，另一端连接有刮料板(1022);所述的刮料板(1022)与壳体(101)的内壁相切，并留有2mm 20mm的安全间隙；每两个相邻的叶轮之间形成一个分隔混合室，从而通过该组叶轮将塔式混合反应釜划 分成一组相互连通的分隔混合室(109);所述的每一个叶轮的分隔板与其相邻叶轮的分隔板之间交错O。 45°夹角；所述的 分隔板(1021)和刮料板(1022)的各处厚度相等或从一侧向另一侧逐渐递减。
3. 如权利要求2所述的塔式固液预混装置，其特征在于，所述的分隔板(1021)为扇形 结构，其内径与转轴(103)外径相等，其外径为塔式混合反应釜壳体(101)内径与刮料板 (1022)厚度之差;所述的扇形分隔板(1021)的圆心角度为20。 60° ; 所述的分隔板(1021)与水平面成O。 30°夹角，优选为20。夹角。
4. 如权利要求2所述的塔式固液预混装置，其特征在于，所述的刮料板(1022)为扇形 结构，其内径与分隔板(1021)的外径相等，其外径与塔式混合反应釜壳体(101)的内径相 等.所述刮料板(1022)与其所连接的分隔板(1021)的圆心角度相等； 所述的刮料板的扇形结构与分隔板处于同一平面。
5. 如权利要求4所述的塔式固液预混装置，其特征在于，所述的刮料板(1022)除了扇 形结构(1023)之外，还进一步包括一个尖端结构(1024)，该尖端结构(1024)从扇形结构 的非弧形一侧，沿着塔式混合反应釜壳体(101)的内壁延伸，宽度逐渐縮小并终止在壳体 (101)内壁上。
6. 如权利要求2所述的塔式固液预混装置，其特征在于，所述的高压气体喷射系统 (1030)的转轴(103)是一个具有圆柱形轴腔的中空转轴，其包含轴壳(1032)以及由其所围 成的轴腔(腿);所述的轴腔(1031)上具有允许具有一定压力的气体单向向外排放的开口 (1033)。
7. 如权利要求6所述的塔式固液预混装置，其特征在于，每两个相邻叶轮间的轴腔(1031) 区域具有一组所述开口 (1033)，该组开口的数量为一个叶轮上的分隔板数量的整 倍数，并且所述开(1033)分布在轴腔(1031)连接有分隔板(1021)的区域上。
8. 如权利要求7所述的塔式固液预混装置，其特征在于，所述的进料系统(1040)包含 位于转轴(103)上的固体进料口 (1041)、位于壳体(101)上的气液进料口 (1041)和添加剂 进料口 (1043);所述的气液进料口 (1042)位于壳体(101)上，并与塔式混合反应釜内部相互连通，以 向其中传输气液物料；所述的气液进料口 (1042)的数量与叶轮上的分隔板数量相等，并且每个气液进料口 (1042)与临近进料口的叶轮(10201)上的相应分隔板之间交错O。 45°夹角；所述的气液进料口 (1042)输入气体、液体或气液混合物进入塔式混合反应釜内部，并 在与该进料口相邻且相对应的分隔板与刮料板上流动，并依次沿着各个分隔板和刮料板向 下流经相对应地各个分隔板和刮料板；所述的固体进料口 (1041)位于转轴(103)上，并与轴腔(1031)相互连通，以使得混 合有固体粉末的高压气体从固体进料口 (1041)输入并进入轴腔(1031)，然后通过轴壳(1032) 上的开口 (1033)向外单向喷射，喷射在分隔板上流动的液体或固液混合物上，以充 分混合均匀；所述的添加剂进料口 (1043)位于转轴(103)上，并与轴腔(1031)相互连通，以使得混 合有固体粉末、液体液滴、气体等添加剂的高压气体从添加剂进料口 (1043)输入并进入轴 腔(1031)，然后通过轴壳(1032)上的开口 (1033)向外单向喷射，喷射在分隔板上流动的液 体或固液混合物上，以充分混合均匀。
9. 如权利要求8所述的塔式固液预混装置，其特征在于，所述的存料系统(1060)具有 与其相邻的叶轮(10202)上分隔板数量相等的存料室(106)，每个存料室(106)相应的具有 一个出料口 (105)，所述的各个出料口 (105)组成所述的出料系统(1050);所述叶轮(10202)的各分隔板上的混合物料流入相应的存料室(106)，然后通过相应 的出料口 (105)向外输出。
10. —种采用如权利要求9所述的塔式固液预混装置进行混合的预混方法，其特征在 于，包括如下步骤步骤l:从所述的气液进料口 (1042)的各个进料口输入气体、液体或气液混合物进入 塔式混合反应釜内部；由于所述的气液进料口 (1042)的进料口数量与叶轮上的分隔板数量相等，并且每个 气液进料口 (1042)与临近进料口的叶轮(10201)上的相应分隔板之间交错O。 45°夹 角。故从各个进料口输入的气体、液体或气液混合物在与该进料口相邻且相对应的分隔 板与刮料板上流动，并依次沿着各个分隔板和刮料板向下流经相对应地各个分隔板和刮料 板，从而均匀的分布在各个分隔混合室；步骤2:从所述的固体进料口 (1041)的各个进料口输入混合有固体粉末的高压气体进 入轴腔(1031)，然后通过轴壳(1032)上的开口 (1033)向外单向喷射；由于每两个相邻叶轮间的轴腔(1031)区域具有一组所述开口 (1033)，该组开口的数 量为一个叶轮上的分隔板数量的整倍数，并且所述开口 (1033)分布在轴腔(1031)连接有 分隔板(1021)的区域上。故混合有固体粉末的高压气体可以通过各个开口 (1033)喷射在各个相应分隔板上流动的液体或固液混合物上，从而均匀的分布在各个分隔混合室；步骤3 :从所述的添加剂进料口 (1043)的各个进料口输入混合有固体粉末、液体液滴、 气体等添加剂的高压气体进入轴腔(1031)，然后通过轴壳(1032)上的开口 (1033)向外单 向喷射；由于每两个相邻叶轮间的轴腔(1031)区域具有一组所述开口 (1033)，该组开口的数 量为一个叶轮上的分隔板数量的整倍数，并且所述开口 (1033)分布在轴腔(1031)连接有 分隔板(1021)的区域上。故混合有固体粉末、液体液滴、气体等添加剂的高压气体可以通 过各个开口 (1033)喷射在各个相应分隔板上流动的液体或固液混合物上，从而均匀的分 布在各个分隔混合室；步骤4 :转轴(103)带动其上连接的一组叶轮以转轴(103)为圆心进行旋转，利用各个 叶轮(102)上的分隔板(1021)对混合着的固体粉末和液体的混合物进行搅拌，以充分混 合，同时利用各个刮料板(1022)将粘附在壳体(101)内壁上的物料刮除，以使得上述物料 再次进行搅拌混合；步骤5 :经过混合的固体粉末、液体与添加剂的混合物沿着各个分隔板(1021)逐级流 下至下一层分隔混合室，继续进行搅拌混合；步骤6 :与存料室(106)相邻的最后一级分隔混合室内的混合物沿着各个分隔板流入 相应的存料室(106)，然后通过相应的出料口 (105)向外输出；由于存料室(106)的数量和分隔板数量相等，而且每个存料室(106)相应的具有一个 出料口 (105)，所以从所述混合反应釜中可同时输出多批混合物，以分别进行相同或不同的 进一步加工。
全文摘要
本发明涉及一种塔式固液预混装置及其预混方法，通过该装置及方法可以将固体粉末和液体按一定配比进行均匀混合，特别适用于混合后粘度高的固体粉末和液体的均匀混合。所述的塔式固液预混装置包含混合系统1010、位于混合系统1010内部的搅拌分隔系统1020、高压气体喷射系统1030和存料系统1060、位于混合系统1010顶部的进料系统1040以及底部的出料系统1050。所述的混合系统1010是由壳体101形成的圆筒状塔式混合反应釜，该塔式混合反应釜具有一个位于壳体101圆心的竖直的转轴103，所述的转轴103带动其上连接的搅拌分隔系统1020转动，进行固液物料的混合。
文档编号B01F3/14GK101766969SQ20081020514
公开日2010年7月7日 申请日期2008年12月31日 优先权日2008年12月31日
发明者刘 英 申请人:上海亦晨信息科技发展有限公司