专利名称：液态纳米剪切机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于在固定容器内具有旋转剪切搅拌装置的混合剪切机，具体地说一
种在管腔内进行纳米剪切和混合的乳化装置。
背景技术：
日前的机械乳化装置已有多种。如中国专利02112974. 6的"旋转冲击式细、均、
乳化装置"，设有壳体，壳体装于基座上，壳体上有进料口和出料口 ，壳体中装有动力轴，动
力轴上装有旋转叶轮，其动力轴所装有的旋转叶轮包括正转叶轮和逆转叶轮，并且在位于
进料口内的动力轴上还装有进料叶轮。又如中国专利96212548. 2公开的"高剪切柴油乳
化装置"，用于柴油乳化。据记载它由初混器、精混机、柴油定量箱、水定量箱和乳化剂定量
箱组成，并在各连接管路上装有自动控制的电磁阀。其中精混机内具有高速旋转的剪切刀，
剪切刀下面孔板上的小孔与剪切刀旋转方向相垂直，液体不会随剪切刀旋转而降低相对速
度，从而解决了剪切不均匀及乳化所需时间长的问题，还采取多级强制剪切，精确选取剪切
刀与孔板之间的间隙和剪切刀叶片的角度的措施，以提高乳化质量和效果。 它们都采用了剪切式机械冲击的工作原理，但其结构如正逆叶轮设置或切刀与孔
板的配合，不是过于简单就是过于复杂了 ，实际效果并不理想。
发明内容本实用新型提供一种结构简单，剪切效果好的液态纳米剪切机，既能混合液态物 质，又能分离液态物质，主要用于油料、药物、饮料和化工制剂领域纳米剪切、乳化和分离剪 切、混合、搅拌方面的加工生产。 —种液态纳米剪切机，包括带有进液口和出液口的筒体，筒体内设有外接驱动机 构的主轴，主轴外壁固定有用于剪切物料的剪切装置，所述的剪切装置为若干个依次套在 主轴外壁的旋体构成，所述的旋体包括 套在主轴外壁的套筒， 固定连接在套筒两端外壁的上旋体片和下旋体片， 以及设置在上旋体片和下旋体片之间的若干剪切刀片。 所述的筒体由筒状侧壁及筒状侧壁两端的上盖和下盖构成，所述的进液口一般设 置在筒状侧壁靠近上盖的部位。 所述的出液口 一般设置在筒状侧壁靠近下盖的部位或设置在下盖上。 进液口和出液口的数量可以根据需要设置一个或多个。 所述的主轴一端与驱动机构连接，另一端伸入筒体中，并贯穿上盖和下盖，在上盖
和下盖与主轴接触的部位设有轴承以及绕主轴外壁布置的密封部件。 上盖顶面设有电机座，所述的驱动机构( 一般为电机)固定在电机座上。 为了使主轴转动时可以带动所有的旋体，相邻的旋体间通过各自套筒端头部位的
卡合相互传动，即套筒的一端带有定位槽，另一端带有定位凸起，相邻的旋体间通过各自套筒端头部位的定位槽和定位凸起的配合实现传动，当然也可以采用其他卡合方式实现传 动。 主轴与旋体之间的传动，可以是至少有一个旋体的套筒与主轴外壁销接或键接； 也可以是在所述的剪切装置(所有旋体)的两端设有与旋体套筒相互卡合的上固定套和下 固定套，上固定套和下固定套套在主轴外壁，与主轴外壁销接或键接，这样主轴旋转时，通 过上固定套和下固定套带动与其配合的旋体。 所述的上旋体片和下旋体片形状相同且平行布置，可以通过焊接等方式固定在套 筒外壁。以下旋体片结构为例，包括片状的环形剪切带以及用于将环形剪切带支撑在连接 套筒外壁的若干辐条，若干辐条均匀分布，可以是3 8个，辐条也都是与环形剪切带厚度 相同的片状结构。 所述的剪切刀片有若干组，下旋体片的每一个辐条顶面均设有一组，每组由2 8 个刀片间隙叠置而成。 每组刀片中，所有刀片的同一部位通过连杆贯穿，连杆的底端固定在下旋体片的 顶面，为了保证刀片的稳定，优选为连杆的两端分别固定在上旋体片和下旋体片上，可以是 分别贯穿上旋体片和下旋体片后端头部位通过螺母紧固。 每组刀片中连杆至少有两根，当刀片较长时，可适当增加连杆数量，每组刀片中相 邻刀片间的连杆外壁套有垫片，用于在相邻刀片间形成间隙。 作为优选，同组的所有相邻刀片间距离相同；作为进一步的优选，同一下旋体片上 的所有刀片错位分布，即每一个刀片相对下旋体片顶面的高度都不相同，这样旋体旋转时 可以形成更强的剪切力，更易形成湍流。 作为优选，为了避免在筒体内形成平流，可以沿筒体内壁绕筒体轴线设置若干环 形挡板，可以在每一个旋体的上、下两侧均设有环形挡板。 作为进一步的优选，沿筒体内壁平行于筒体轴线方向设有若干个条形导向板。条
形导向板一般至少为两个，根据筒体直径的大小可以设置多个，条形导向板紧贴筒体内壁，
条形导向板可以是整体结构，此时每一个条形导向板都贯穿所有环形挡板，当然条形导向
板也可以是分体结构，间隔的设置在相邻的环形挡板之间，条形导向板的设置进一步起到
了折流的作用，可将筒体内壁附近的物料向筒体轴心方向引导，增强对物料的剪切效果。 本实用新型各部件提及的表示方位的上、下均以筒体轴线方向为参照，考虑到液
态纳米剪切机实际使用时的一般布置，筒体轴线方向设有主轴的驱动机构的一端为上，远
离驱动机构的一端为下。 本实用新型液态纳米剪切机的积极效果是 1)、大量错位布置的刀片使筒体内部没有死角，确保每一滴液体都经过充分剪切。 2)、多个环形挡板更易形成湍流，保证液体连续不断地经过每一个旋体被反复剪 切搅拌。 3)、多个承插式的旋体，结构简单、安装也比较方便。 4)、适用于多种液态混合物的加工，用途广，乳化液体效果好，水团粒度纳米量级。
图1是本实用新型液态纳米剪切机筒体内部的剖视4[0030] 图2是主轴及依次套在主轴外壁的若干旋体的结构示意图； 图3是单个旋体的结构示意图； 图4是图2中A-A剖视图； 图5是图4中去除剪切刀片后的下旋体片的结构示意图； 图6是图1中B-B剖视图(图中仅表示了筒体、环形挡板和条形导向板，省略其他 部分)。
具体实施方式参见附图，本实用新型液态纳米剪切机，包括由筒状侧壁及筒状侧壁两端的上盖6 和下盖7构成筒体3，筒状侧壁两端分别带有上法兰5a和下法兰5b，分别与上盖6和下盖 7通过上法兰螺栓16及下法兰螺栓17连接。 进液口 21设置在筒状侧壁靠近上盖6的部位，出液口 22设置在下盖7上。 上盖6顶面设有电机座1，电机23固定在电机座1上，筒体3内设有与电机23输
出轴相连的的主轴2，主轴2另一端伸入筒体3中，并贯穿上盖6和下盖7。 在上盖6与主轴2接触的部位设有上轴承10以及绕主轴2外壁布置的橡胶油封
14a。 在下盖7与主轴2接触的部位设有下轴承11以及绕主轴2外壁布置的橡胶油封 14b。 书轴2外壁依次有的5个旋体4构成了剪切装置。 沿筒体3内壁设置若干环形挡板20，每一个旋体的上、下两侧均设有环形挡板，图 中共6个环形挡板20。 参见图1和图6，沿筒体3内壁平行于筒体3轴线方向设有若干个条形导向板30。 图6是图1中B-B剖视图，图中可见沿筒体3内壁平行于筒体3轴线方向设有3个条形导 向板，分别为条形导向板30a，条形导向板30b、和条形导向板30c，进一步加强了剪切效果。 每个旋体均有相同的结构，包括 套在主轴2外壁的套筒41，固定连接在套筒41上部的上旋体片42和下旋体片43， 以及设置在下旋体片43顶面(即位于上旋体片42和下旋体片43之间)的片下剪切刀片。 套筒41的一端带有定位槽46，另一端带有定位凸起47，相邻的旋体间通过各自套筒端头部 位的定位槽与定位凸起的配合实现传动。 所有旋体的两端设有与旋体套筒相互卡合的上固定套12和下固定套13，上固定 套12和下固定套13套在主轴2外壁，与主轴2外壁销接，图2中可见上固定套12通过主 轴螺栓15销接在主轴2外壁。 参见图2，所述的上旋体片42和下旋体片43形状相同且平行布置，通过焊接方式 固定在套筒41外壁。 参见图4，以下旋体片43为例，包括片状的环形剪切带48以及用于将环形剪切带 48支撑在连接套筒41外壁的4个均匀分布的辐条49，辐条也都是与环形剪切带48厚度相 同的片状结构。 剪切刀片有若干组，下旋体片的每一个辐条顶面均设有一组，每组由5个刀片间 隙叠置而成，如图中的刀片44，刀片44厚度为lmm，每组中相邻刀片的距离为9mm。[0049] 每组刀片中，所有刀片的两端分别通过两根连杆贯穿，由于上旋体片42和下旋体 片43形状相同且辐条的位置也相互对应，连杆的两端分别穿出上旋体片42顶面和下旋体 片43的底面，并分别通过螺母52和螺母51紧固(图3中可见)。每组刀片中相邻刀片间 的连杆外壁套有垫片45，用于在相邻刀片间形成间隙。 同组的所有相邻刀片间距离相同，同一下旋体片43上的所有刀片错位分布，即每 一个刀片相对下旋体片43顶面的高度都不相同，参见图3，每组最下面的刀片44a、刀片44b 和刀片44c距离下旋体片43顶面的高度都不相同，实现错位分布。 图4中，下旋体片43顶面去除刀片后，可见若干用于固定连杆的安装孔50，通过连 杆将每组的3个刀片定位在下旋体片43顶面。 本实用新型液态纳米剪切机工作时，从进液口 21加入液体物料，开动电机23，电 机23带动主轴2转动，主轴2带动与其销接的上固定套12和下固定套13 —同旋转，由于 所有旋体均通过套筒直接或间接与上固定套12和下固定套13卡合，所以所有的旋体旋转， 利用其旋体片上的刀片的高速旋转对液体物料进行混合搅拌及剪切，直至物料分布状态达 到纳米级，通过出液口 22放出物料。
权利要求一种液态纳米剪切机，包括带有进液口(21)和出液口(22)的筒体(3)，筒体(3)内设有外接驱动机构的主轴(2)，主轴(2)外壁固定有用于剪切物料的剪切装置，其特征在于，所述的剪切装置为若干个依次套在主轴(2)外壁的旋体(4)构成，所述的旋体(4)包括套在主轴(2)外壁的套筒(41)，固定连接在套筒(41)两端外壁的上旋体片(42)和下旋体片(43)，以及设置在上旋体片(42)和下旋体片(43)之间的若干剪切刀片。
2. 如权利要求1所述的液态纳米剪切机，其特征在于，所述的筒体由筒状侧壁及筒状 侧壁两端的上盖(6)和下盖(7)构成，所述的进液口 (21)设置在筒状侧壁靠近上盖(6)的 部位，所述的出液口 (22)设置在筒状侧壁靠近下盖(7)的部位或下盖(7)上。
3. 如权利要求l所述的液态纳米剪切机，其特征在于，所述的主轴(2) —端与驱动机 构连接，另一端伸入筒体中，并贯穿上盖(6)和下盖(7)，在上盖(6)和下盖(7)与主轴(2) 接触的部位设有轴承以及绕主轴(2)外壁布置的密封部件，上盖(6)顶面设有电机座(1)， 所述的驱动机构固定在电机座(1)上。
4. 如权利要求1所述的液态纳米剪切机，其特征在于，相邻的旋体间通过各自套筒端 头部位的卡合相互传动。
5. 如权利要求4所述的液态纳米剪切机，其特征在于，所述的剪切装置的两端设有与 旋体套筒相互卡合的上固定套(12)和下固定套(13)，上固定套(12)和下固定套(13)套在 主轴(2)外壁，与主轴(2)外壁销接或键接。
6. 如权利要求1 5任一项所述的液态纳米剪切机，其特征在于，所述的上旋体片 (42)和下旋体片(43)平行布置，上旋体片(42)或下旋体片(43)均包括片状的环形剪切带 (48)以及用于将环形剪切带(48)支撑在连接套筒(41)外壁的若干辐条(49)。
7. 如权利要求6所述的液态纳米剪切机，其特征在于，所述的剪切刀片有若干组，下旋 体片(43)的每一个辐条(49)顶面均设有一组，每组由2 8个刀片间隙叠置而成。
8. 如权利要求7所述的液态纳米剪切机，其特征在于，所述的每组刀片中，所有刀片的 同一部位通过连杆贯穿，连杆两端分别固定在上旋体片(42)和下旋体片(43)上，每组刀片 中连杆至少有两根，每组刀片中相邻刀片间的连杆外壁套有垫片，用于在相邻刀片间形成 间隙。
9. 如权利要求8所述的液态纳米剪切机，其特征在于，同一下旋体片(43)上的所有刀 片错位分布。
10. 如权利要求1 5任一项所述的液态纳米剪切机，其特征在于，沿筒体(3)内壁绕 筒体(3)轴线设置若干环形挡板(20)，沿筒体(3)内壁平行于筒体(3)轴线方向设有若干 个条形导向板(30)。
专利摘要本实用新型公开了一种液态纳米剪切机，包括带有进液口和出液口的筒体，筒体内设有外接驱动机构的主轴，主轴外壁固定有用于剪切物料的剪切装置，所述的剪切装置为若干个依次套在主轴外壁的旋体构成，所述的旋体包括套在主轴外壁的套筒，固定连接在套筒两端外壁的上旋体片和下旋体片，以及设置在上旋体片和下旋体片之间的若干剪切刀片。本实用新型液态纳米剪切机采用大量错位布置的刀片使筒体内部没有死角，确保每一滴液体都经过充分剪切。多个环形挡板更易形成湍流，保证液体连续不断地经过每一个旋体被反复剪切搅拌。多个承插式的旋体，结构简单、安装也比较方便。适用于多种液态混合物的加工，用途广，乳化液体效果好，水团粒度纳米量级。
文档编号B01F7/16GK201454457SQ200920123350
公开日2010年5月12日 申请日期2009年6月29日 优先权日2009年6月29日
发明者易会球 申请人:易会球