一种纳米超声高速分散设备的制作方法

本发明涉及新能源动力电池材料的混合、分散装备，具体说是一种纳米超声高速分散设备。

背景技术：

目前，纳米材料的分散和搅拌一般是利用分散元件高速旋转的离心力作用，使物料脱离分散元件外壁后与内衬高速撞击实现分散。物料高速脱离轮壁，会在轮壁表面瞬间形成真空，从而使分散元件内部的物料在真空作用下进入分散元件与内衬之间的间隙进行高速撞击。由于浆料的运行速度很高，物料在分散桶内不断地吸入、甩出、撞击、返回再吸入的过程会多次重复，使得浆料在短时间得以分散。但是，现有的分散设备的分散效果较差，分散效率不高。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供一种可提高分散效果的纳米超声高速分散设备。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种纳米超声高速分散设备，包括由电机驱动的竖直主轴，主轴下端伸入桶体，所述桶体内设置有由所述主轴带动旋转的中空分散元件，桶体内固定有中空内衬，所述分散元件套设在该内衬内腔，内衬与分散元件之间留有间隙，所述桶体底端设有进料管，桶体顶端设有出料腔；从进料管进入桶体内的物料在旋转的分散元件离心力和进料压力作用下在所述间隙和分散元件内腔之间往复流动实现撞击、剪切，然后流向出料腔，再从出料腔的出料管流出。

作为一种优选方式，所述桶体底端设置有数个超声波发生器。

作为另一种优选方式，所述桶体底端设置有导流器，从进料管流入的物料经该导流器导向桶体内。

进一步地，所述导流器包括设置在桶体内的导流板和设置在导流板下侧中间的导流腔，该导流腔下端与所述进料管连通，导流板下侧面周缘向下延伸有挡边，该挡边、导流板、导流腔侧壁、桶体底面围成封闭腔体，导流腔侧壁开设有数个连通该导流腔内腔与封闭腔体的导流槽，挡边周壁开设有数个与封闭腔体连通的导流孔。

进一步地，所述分散元件包括中空的轮体，轮体内腔设有可安装所述主轴的固定板，该主轴通过固定板驱动轮体旋转，该轮体侧壁开设有数个连通所述间隙和轮体内腔的过料孔，进入分散元件内腔的物料通过该过料孔在所述间隙和轮体内腔之间往复流动。

进一步地，所述固定板上开设有数个通孔。

进一步地，每一所述通孔呈弧形、心形或扇形。

进一步地，在轮体内腔位于固定板下侧设有乳化装置。

作为第三种优选方式，所述乳化装置包括固定设置在桶体底部且与所述轮体间隔设置的中空柱形乳化腔，该乳化腔底端封闭、顶端敞开，乳化腔底端与所述进料管连通，乳化腔侧壁开设有数个乳化孔，从进料管进入乳化腔的物料在分散元件离心力和进料压力作用下先通过所述乳化孔在乳化腔和轮体内腔之间往复流动，再通过所述过料孔在所述间隙和轮体内腔之间往复流动。

作为第四种优选方式，所述乳化装置包括由所述主轴驱动的乳化转子和间隔套设在该乳化转子外且固定在桶体底部的乳化定子，该乳化定子与所述进料管连通，乳化定子和乳化转子侧壁均开设有条形孔；从进料管进入乳化定子内的物料在旋转的乳化转子离心力和进料压力作用下先通过乳化转子的条形孔在乳化定子和乳化转子之间往复流动，再经乳化定子的条形孔进入轮体内腔。

从以上技术方案可知，本发明在旋转的分散元件离心力和进料压力作用下使物料在所述间隙和分散元件内腔之间往复流动实现撞击、剪切，从而分散物料，不仅分散效率高，而且分散效果好；且本发明还在桶体设置超声波发生器、导流器、乳化装置等，进一步提高分散效果，保证产品的一致性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的分散元件和内衬结构示意图。

图3是本发明的分散元件的局部剖视示意图。

图4是本发明的一种优选方式的结构示意图。

图5是本发明的另一种优选方式的结构示意图。

图6是图5中导流器的结构示意图。

图7是第本发明的第三种优选方式的结构示意图。

图8是第本发明的第四种优选方式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1-8详细介绍本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

一种纳米超声高速分散设备，如图1，其包括由电机1驱动的竖直主轴2，主轴下端伸入桶体3，所述桶体内设置有由所述主轴带动旋转的中空分散元件6，桶体内固定有中空内衬7，所述分散元件套设在该内衬内腔，内衬与分散元件之间留有间隙，所述桶体底端设有进料管4，桶体顶端设有出料腔5；从进料管进入桶体内的物料在旋转的分散元件离心力和进料压力作用下在所述间隙和分散元件内腔之间往复流动实现撞击、剪切、乳化，然后可采用恒速流向出料腔，再从出料腔的出料管8流出，完成物料的分散。

如图2、图3，本发明的分散元件1包括中空的轮体61，轮体内腔设有可安装旋转轴的固定板62，该旋转轴通过固定板驱动轮体旋转；该轮体侧壁开设有数个连通所述间隙和轮体内腔的过料孔63，在离心力的作用下，轮体内腔的物料可从过料孔甩出至所述间隙，而间隙内的一部分物料在进料压力作用下克服离心力从过料孔进入轮体内腔，如此往复，实现物料的分散。该结构不仅分散效率较高；而且加工简单，成本较低。在实施过程中，每一所述过料孔为轴向截面呈锥状的锥形孔，锥形孔相较于普通孔，可提高物料压力。在实施过程中，数个锥形孔为轴向的数排分布，相邻两排锥形孔的锥状大、小端方向相反，也就是说轮体内腔的物料从一排锥形孔的小端甩出，甩出后的一部分物料从相邻一排锥形孔的小端进入轮体内腔，从而保证较细的物料经过料孔小端进出轮体内腔，提高分散的一致性。

本发明的所述固定板上开设有数个通孔64，主轴带动固定板高速旋转时，固定板下侧的物料可穿过通孔进行上侧，实现初步分散。每一所述通孔可为以固定板中心为圆心的扇形，由于离心力的作用，物料在离圆心较远处聚集较多，离圆心较近处聚集较少，因此扇形孔的设计适应这种物料的分布形式，可避免物料不经过分散元件体与内衬的分散而溢出；每一通孔也可为弧形、心形、水滴形或呈涡轮状等。所述轮体上、下端边缘均向内腔延伸有凸缘65。上下凸缘可以增加轮体强度，防止轮体沿着轮体母线出现开裂。且下端凸缘可阻挡一部分原始物料直接进入轮体内腔，减小轮体内腔的载荷，提高初始分散的效率；上端凸缘则可阻挡一部分分散后较大颗粒的物料出料，使较大颗粒的物料再经一次或多次撞击、剪切后出料，提高物料的一致性。在实施过程中，所述轮体表面采用光面处理，成本较低，加工简单；轮体表面也可采用喷涂陶瓷、滚花处理或车花处理，可增加剪切力，提高分散效果。

本发明的内衬外周可设置水冷装置，如在内衬外周壁成型螺旋式水槽71，水槽内可通入冷却水，实现对内衬的冷却；作为优选，所述螺旋式水槽数个相间隔的槽壁向外延伸形成凸片72；这种形式一方面可增加内衬与同体之间的体积，容纳更多的冷却水，形成流向固定的流道，提高冷却效果；另一方面只需对凸片部分于桶体进行密封，有利于密封，提高密封性能。在实施过程中，水冷装置也可为在水套内设置缠绕在内衬外周壁的u形胶条等，避免冷却水结成水珠。

如图4所示，作为本发明的一种优选方式，所述桶体底端设置有数个超声波发生器11，超声波发生器可对桶体内的物料进行震动，对物料实现初步分散，再结合分散元件的分散作用，其分散效果较好，分散效率高，且安装简单、成本较低。

如图5、图6所示，作为本发明的另一种优选方式，所述桶体底端设置有导流器12，从进料管流入的物料经该导流器导向桶体内，从而提高进料效率。所述导流器12包括设置在桶体内的导流板121和设置在导流板下侧中间的导流腔122，该导流腔下端与所述进料管连通，导流板下侧面周缘向下延伸有挡边123，该挡边、导流板、导流腔侧壁、桶体底面围成封闭腔体124，导流腔侧壁开设有数个连通该导流腔内腔与封闭腔体的导流槽125，挡边周壁开设有数个与封闭腔体连通的导流孔126。物料进入导流腔后，从导流槽流出封闭腔体内，再经导流孔流入桶体，保证物料快速靠近轮体，从而提高进料效率，进而提高分散效率。

在实施过程中，轮体内腔位于固定板下侧设有乳化装置13，对初始进入的物料实现初步乳化，提高分散效果。如图7所示，作为本发明的第三种优选方式，所述乳化装置13包括固定设置在桶体底部且与所述轮体间隔设置的中空柱形乳化腔131，该乳化腔底端封闭、顶端敞开，乳化腔底端与所述进料管连通，乳化腔侧壁开设有数个乳化孔132，从进料管进入乳化腔的物料在分散元件离心力和进料压力作用下先通过所述乳化孔在乳化腔和轮体内腔之间往复流动，实现撞击、剪切，进行初步乳化，再通过所述过料孔在所述间隙和轮体内腔之间往复流动，再次实现撞击、剪切，从而分散物料，提高分散效果。

如图8所示，作为第四种优选方式，所述乳化装置13包括由所述主轴驱动的乳化转子133和间隔套设在该乳化转子外且固定在桶体底部的乳化定子134，该乳化定子与所述进料管连通，乳化定子和乳化转子侧壁均开设有条形孔135；从进料管进入乳化定子内的物料在旋转的乳化转子离心力和进料压力作用下先通过乳化转子的条形孔在乳化定子和乳化转子之间往复流动，实现初步乳化，再经乳化定子的条形孔进入轮体内腔，然后通过分散元件在轮体内腔与乳化定子之间实现第二次乳化，接着在间隙和分散元件内腔之间往复流动实现撞击、剪切，从而大大提高分散效果，保证产品的一致性。

上述实施方式仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴。