行星高速分散机的制作方法

文档序号:30160102发布日期:2022-05-26 08:37阅读:248来源:国知局

1.本实用新型涉及物料搅拌技术领域,具体为一种行星高速分散机。


背景技术:

2.化工搅拌行业,如锂电、医药、胶黏剂等生产过程中,需要将浆料放入搅拌容器内进行搅拌分散。传统上认为一种搅拌器要么具有剪切效果,要么具有搅拌混合效果,如果一个工艺过程中既需要高效搅拌又需要强力分散,且期望在一个设备内实现这些功能的话,最常规的做法为在一个设备上集成搅拌功能的搅拌器与分散功能的搅拌器,例如经典的双行星设备。
3.但是,这样的解决方案也带来了复数的问题,首先,此类设备为实现公转,一般具有一个价值不菲的齿轮箱和数根精加工的分散/搅拌轴以及的配套的轴承等,总体的成本高。其次,在搅拌效果方面,国内外已出现多种设备拥有比双行星更高的搅拌效率,双行星设备受制于其结构,分散盘的尺寸较小,分散线速度低,有效分散范围小,需较多的循环次数才能达到匀浆的要求,分散效率较低。


技术实现要素:

4.为了解决现有分散机分散效率低,成本高的问题,本实用新型提供了一种行星高速分散机,其能够提高分散机分散效率,降低成本。
5.其技术方案是这样的:一种行星高速分散机,其包括容器和连接驱动装置的分散装置,其特征在于,所述分散装置为分散盘,所述分散盘偏心设置,所述分散盘的直径大于所述容器的半径,所述驱动装置驱动所述分散盘以所述容器中心公转和以所述分散盘自身中心自转,所述分散盘旁设置有与所述分散盘同步公转的扰流板。
6.其进一步特征在于,所述驱动装置包括高速电机和低速电机,所述低速电机通过低速传动机构连接空心轴一端,所述空心轴另一端连接齿轮箱,所述分散盘通过分散轴安装于所述齿轮箱偏心位置,所述高速电机通过高速传动机构连接穿过所述空心轴的高速轴,所述高速轴上安装有中心齿轮,所述分散轴上安装有与所述中心齿轮啮合的行星齿轮,所述扰流板固定于所述齿轮箱底部;
7.所述分散盘呈雪花状;
8.所述分散盘上安装有针状分散齿,所述针状分散齿的高度尺寸为所述分散盘盘径的1/10-1/2;
9.所述分散盘的直径为所述容器的半径的2/3-3/2;
10.所述扰流板为直接与所述齿轮箱连接柱状扰流板或通过连接杆连接所述齿轮箱的弧形扰流板;
11.所述齿轮箱底部安装有侧壁刮板。
12.采用本实用新型后,只需要一个盘径较大分散盘进行分散,降低了成本,而且分散盘可自转和公装,工作时能够以相对容器直径较小的尺寸覆盖整个容器,提升了分散线速
度和有效分散范围,配合扰流板来平衡因盘径较大造成的搅拌功率增加,只需较少的循环次数就能达到匀浆的要求,大大提高了分散效率。
附图说明
13.图1为本实用新型结构示意图;
14.图2为柱状扰流板形式结构示意图;
15.图3为弧形扰流板形式结构示意图;
16.图4为针状分散盘结构示意图;
17.图5为传统双行星分散机与本实用新型方案流场示意图。
具体实施方式
18.见图1至图4所示,一种行星高速分散机,其包括容器1和连接驱动装置的分散装置,分散装置为分散盘2,分散盘2偏心设置,分散盘2的直径大于容器1的半径,从而实现了分散盘2过容器1的中心,优选的是分散盘2的直径为容器1的半径的2/3-3/2,这样可以让整个容器1内的流场实现充分循环,同时也可以达到理论上无死角的搅拌效果,驱动装置驱动分散盘2以容器1中心公转和以分散盘2自身中心自转,分散盘2旁设置有与分散盘2同步公转的扰流板3。
19.驱动装置包括高速电机4和低速电机5,低速电机5通过低速传动机构6连接空心轴7一端,空心轴7另一端连接齿轮箱8,分散盘2通过分散轴9安装于齿轮箱8偏心位置,高速电机4通过高速传动机构10连接穿过空心轴7的高速轴11,高速轴11上安装有中心齿轮12,分散轴9上安装有与中心齿轮12啮合的行星齿轮13,扰流板3固定于齿轮箱8底部,低速电机5带动齿轮箱8转动实现分散盘2和扰流板3同步公转,高速电机4同时带动分散盘2高速自转。
20.分散盘2上呈雪花状,分散盘2上安装有针状分散齿14,针状分散齿14的高度尺寸为分散盘2盘径的1/10-1/2,如图4所示。
21.扰流板3为直接与齿轮箱8连接柱状扰流板15或通过连接杆连接齿轮箱的弧形扰流板16,分别如图2和图3所示;通过仿真实验,可以了解到近壁面的流场剪切率更高,但是盘径增加搅拌功率也会剧烈增加,我们通过增加公转扰流板来实现这两者的平衡,对于小型设备,采用图2所示的柱状扰流板15,充当第二壁面,增加柱状扰流板15后可使搅拌效率增加50%左右。随着容积增大,单独柱状扰流板15很难满足扰流要求,这时可采用如图3所示的弧形扰流板16,其中圆弧段仅略高于分散盘,其余部分为连接杆;同时,对于高黏度的物料,还可以增加侧壁刮板17来辅助容器1内物料的均匀混合。
22.本实用新型中,分散盘的公转与自转分别采用独立的传动系统,能够单独调速来尝试不同的工艺方案。相比于传统的行星设备,将多轴简化为了单轴,将功率集中,在一根搅拌器上应用了更大的功率,从而实现搅拌效率的提高。传统双行星分散机与本实用新型方案流场示意图如图5所示,从图中可以看出,左边的本实用新型的分散范围更大。
23.在搅拌效率方面,本实用新型相比传统行星搅拌器,无论是循环流量还是剪切率都要更加优秀,实际比对下来搅拌效率能够提高至少一倍。首先循环流量方面,搅拌器的循环流量由本身结构的排出量以及形成高速低压场带来的拽流两部分构成,对于搅拌器排出量,虽然传统搅拌桨具有更大的单转排出量,但是其转速较低,通常不会高于100rpm,而本
实用新型的的带针状分散齿14的分散盘2,可以适用的转速范围为600rpm-6000rpm,是传统搅拌桨的几十倍,故排出量不会低于传统桨叶,而由于传统桨叶自身速度较低,其产生的拽流几乎可以忽略不计,而针状分散齿14产生的拽流可以达到其自身排量的60%-70%,所以,除开部分超高黏度难以形成有效流场的工况,本实用新型的循环能力都是优于传统行星搅拌机的。对于剪切效率方面,传统分散盘虽然转速略高,但其盘径受限于负责釜内循环的搅拌桨,实际最大线速度与目前针式桨相当,但同样由于其盘径较小,其能够形成的剪切场范围很小,需非常多的循环次数才能使容器内达到均一的分散状态,相比之下本实用新型的分散盘的直接作用范围为同规格普通分散盘的4倍,其扩散影响范围是普通分散盘的8倍以上,即使传统分散盘通过多层布置等方式来加强分散效果,本实用新型在分散效果上也是优于传统分散盘的。
24.在消耗功率上,传统行星搅拌机的分散电机与搅拌电机一般配置了相近的功率,而本实用新型的低速电机可以配置较小的功率来辅助容器内循环,所以尽管本实用新型的搅拌桨功率要高于传统行星搅拌机,但在整体功率消耗上是低于传统设备的,另一方面,传统分散盘的功率利用率是很低的,因为在其工作时会产生大量的摩擦热,这些热量对于大部分搅拌过程来说都是没有必要的,在这一点上,本实用新型的带针状分散齿14分散盘在工作时具有较小的发热量,具有更高的能量转换率,更加的节能和环保。
25.在设备成本上,传统行星设备难以绕开一个造价不菲的齿轮箱并配置有2-4根需精加工的轴,phd仅有一根搅拌轴,且行星运动的实现方式较传统方式简单非常多,具有明显的成本优势。
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