适用于高固含量浆料的搅拌装置的制作方法

1.本技术涉及搅拌装置领域，具体而言，涉及一种适用于高固含量浆料的搅拌装置。


背景技术：

2.在新能源电池、食品、医药、化工等领域，存在大量需要将粉料颗粒和液体混合制成浆料的情况，通常采用搅拌桨实现中低固含量、中低粘度浆料的制备。
3.在高固含量、高粘度浆料的制备领域，粉料呈现出颗粒度越来越小的趋势，比表面积大，其表面吸附了大量的气体，导致粉料在液料中浸润困难，若单独将粉料和液料投入至混合容器中，并直接采用搅拌桨进行混合，难以达到混合分散均匀，容易发生分层和团聚沉淀等问题，混合效果不佳且花费时间较长。


技术实现要素：

4.本技术的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本技术的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。
5.为解决以上背景技术部分提到的技术问题，本技术的一些实施例提供了一种适用于高固含量浆料的搅拌装置，包括：搅拌罐体，形成有搅拌空间；进料管件，形成有粉料入口、液料入口和与搅拌空间连通的进料通道；进料主轴，至少部分设置在进料通道中；进料电机，用于驱动进料主轴在进料管件的进料通道中转动；进料桨件，设置于进料通道中以至少搅拌通过粉料入口进入进料通道的粉料；其中，进料桨件安装至进料主轴以随进料主轴转动；适用于高固含量浆料的搅拌装置还包括：浸润管件，形成有与进料通道连通的浸润通道；若干浸润桨件，以中心轴线为轴转动的设置在浸润通道中以在转动时搅拌浸润通道中粉料和液料的混合物；若干浸润柱件，设置在两个浸润桨件之间以使沿着浸润通道流动的粉料和液料的混合物在浸润柱件处被分流；其中，浸润桨件包括：连轴部，用于与进料主轴构成止转连接；桨叶部，用于在浸润桨件转动时对浸润通道中粉料和液料的混合物同时施加沿中心轴线的轴向和离心方向的作用力；其中，桨叶部设有一个与中心轴线倾斜相交的桨面。
6.进一步的，进料桨件包含：套装部，用于与进料主轴构成止转连接；螺旋部，被构造为大致沿一个螺旋线延伸；连接部，用于将螺旋部以螺旋环绕套装部的方式连接至套装部。
7.进一步的，浸润桨件的桨叶部相对中心轴线对称设置。
8.进一步的，桨叶部的桨面被构造为至少具有一个曲面。
9.进一步的，桨叶部的桨面分为正桨面和逆桨面，正桨面和逆桨面分别设置于桨叶部相对的两侧。
10.进一步的，桨叶部还包含：过渡面，连接在正桨面和逆桨面之间；其中，过渡面与中心轴线倾斜相交。
11.进一步的，浸润柱件设在驱动主轴与浸润管件之间。
12.进一步的，浸润柱件被构造为沿中心轴线的径向方向延伸的圆柱体。
13.进一步的，适用于高固含量浆料的搅拌装置包括：浸润环件，被构造为具有环结构且套装在驱动主轴的外侧；浸润柱件一端连接至浸润管件另一端连接至浸润环件。
14.进一步的，浸润管件包含若干法兰管，浸润桨件容纳在法兰管围成的空间中。
15.本技术的有益效果在于：提供了一种通过设置浸润桨叶和浸润柱件配合对粉料进行预浸润以提高混匀效果的适用于高固含量浆料的搅拌装置。
附图说明
16.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，使得本技术的其它特征、目的和优点变得更明显。本技术的示意性实施例附图及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
17.另外，贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，元件和元素不一定按照比例绘制。
18.在附图中：
19.图1是根据本技术一种实施例的搅拌装置的整体示意图；
20.图2是图1所示的搅拌装置内部结构示意图；
21.图3是图1所示的搅拌装置中的进料部分的剖视结构示意图；
22.图4是图1所示的搅拌装置中的进料部分的部分结构示意图；
23.图5是图1所示的搅拌装置中的进料桨件的结构示意图；
24.图6是图1所示的搅拌装置中的浸润桨件的结构示意图；
25.图7是图1所示的搅拌装置中的法兰管、浸润柱件和浸润环件结合后的结构示意图；
26.图8是图1所示的搅拌装置中的组合后法兰管及其内部结构的示意图；
27.图9是图1所示的搅拌装置中的分散盘等同步转动部件的结构示意图；
28.图10是图1所示的搅拌装置中分散盘、分散柱以及导流锥构成的整体的结构示意图；
29.图11是图1所示的搅拌装置中的分散盘的俯视结构示意图；
30.图12是图1所示的搅拌装置中的分散盘、分散柱以及导流锥构成的整体被剖切后的结构示意图；
31.图13是图1所示的搅拌装置中的搅拌罐体内部浆料流动方向的示意图。
32.附图标记的含义为：
33.100、搅拌装置；101、搅拌罐体；101a、搅拌空间；101b、冷却夹层； 1011a、冷却腔道；1011b、进液口；1011c、出液口；1011d、出料口；1011、外罐体；1012、内罐体；1013、进液管；1014、出液管；102、进料管件； 102a、粉料入口；102b、液料入口；102c、进料通道；103、搅拌主轴；104、进料桨件；1041、套装部；1042、螺旋部；1043、连接部；105、进料主轴； 1051、台阶部；106、进料电机；107、浸润管件；107a、浸润通道；1071、法兰管；108、浸润桨件；1081、连轴部；1082、桨叶部；1082a、正桨面； 1082b、逆桨面；1082c、过渡面；1082d、切角；109、浸润柱件；110、浸润环件；111、端盖；112、轴承座；113、搅拌桨；114、减速机；115、扰流板；116、分散盘；116a、导流通道；116b、安装孔；116c、配合内面； 1161、中心部；1166、凸台；1163、第二
引流面；1162、桨块部；1163、正导流面；1164、逆导流面；1165、连接面；117、分散柱；1171、柱顶部； 1172、柱底部；118、导流锥；1181、第一引流面；1031、配合外面。
具体实施方式
34.下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
35.另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关本技术相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.在本技术的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，本技术的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义
38.需要注意，本技术中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
39.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
40.如图1至图3所示，本技术的适用于高固含量浆料的搅拌装置100包括搅拌罐体101、进料管件102、搅拌桨113、搅拌主轴103、搅拌电机(图中未示出)。
41.具体而言，搅拌罐体101被构造为具有搅拌空间101a，进料管件102形成有粉料入口102a、液料入口102b和与搅拌空间101a连通的进料通道102c，粉料和液料通过进料通道102c输入搅拌空间101a。
42.具体而言，搅拌桨113可转动的设置在搅拌空间101a中，对搅拌空间101a 的粉料和液料的混合物进行搅拌以混合均匀，搅拌主轴103至少部分伸入至搅拌空间101a并和搅拌桨113构成止转连接，搅拌主轴103在搅拌电机的驱动(直接驱动或间接驱动)下绕一个中心轴线转动，进而带动搅拌桨113转动对搅拌空间101a中粉料和液料的混合物进行高速搅拌，混合均匀后形成的浆料由出料口 1011d输出，出料口1011d在搅拌时处于封闭状态。
43.在实际生产中进入进料通道102c中的粉料比较容易出现结块现象，影响在进料通道102c中的通过性，并且若直接输入搅拌空间101a，严重影响分散效率。
44.作为优选的方案，如图1至4所示，本技术的适用于高固含量浆料的搅拌装置100还包括：进料桨件104、进料主轴105、进料电机106及减速机114；进料主轴105至少部分伸入至进料通道102c中，进料电机106与减速机114配合驱动进料主轴105在进料通道102c中转动，
进料桨件104可转动的设置于进料通道102c中，且进料桨件104安装至进料主轴105以随进料主轴105转动，使得进料桨件104至少搅拌通过粉料入口102a进入进料通道102c的粉料，对粉料打进行散。
45.作为优选的方案，如图2和图4所示，进料管件102形成有多个粉料入口 102a，这些粉料入口102a位于相异的周向位置，用于同时投入相同的粉料或不同种的粉料，进料桨件104可对投入的粉料进行打散并混合均匀。
46.作为具体方案，如图5所示，进料桨件104包含套装部1041、螺旋部1042 及连接部1043；套装部1041套装于进料主轴105，并与进料主轴105通过键连接以和进料主轴105止转配合，进料主轴105形成有台阶部1051，限定套装部 1041在进料主轴105的安装位置；螺旋部1042被构造为大致沿一个螺旋线延伸，若干个连接部1043用于将螺旋部1042以螺旋环绕套装部1041的方式连接至套装部1041，连接部1043转动时对进料通道102c中的粉料进行分切，进而将粉料混合均匀。更具体而言，螺旋部1042和连接部1043的组合环绕中心轴线均匀设置有多组，提高分切效率。螺旋部1042和连接部1043均采用流线型结构设计，外表圆滑，对粉料的阻力小，可实现小空间内粉料的快速均匀混合，且粉料不易在进料通道102c中堆积。
47.高固含量、高粘度浆料的制备领域，粉料呈现出颗粒度越来越小的趋势，比表面积大，其表面吸附了大量的气体，导致粉料在液料中浸润困难，且难以达到混合分散均匀，容易发生分层和团聚沉淀等问题，若直接输入搅拌空间101a，混合效果不佳且花费时间较长。
48.作为优选的方案，如图2至图8所示，本技术的适用于高固含量浆料的搅拌装置100还包括：浸润管件107、若干浸润桨件108及若干浸润柱件109。
49.如图6和图7所示，浸润管件107形成有与进料通道102c连通的浸润通道 107a，浸润通道107a位于进料通道102c与搅拌空间101a之间。
50.如图1所示，液料入口102b位于和粉料入口102a相异的轴向位置，且液料入口102b位于进料通道102c靠近浸润通道107a的位置，使得由液料入口102b 输入的液料快速进入浸润通道107a。
51.如图6所示，浸润桨件108以中心轴线为轴转动的设置在浸润通道107a中，这些浸润桨件108位于相异的轴向位置，用于在转动时搅拌浸润通道107a中粉料和液料的混合物。本技术的轴向、径向以及周向均是以中心轴线作为参考的相对位置。
52.若干浸润柱件109设置在两个浸润桨件108之间，且浸润柱件109被构造为沿中心轴线的径向方向延伸的圆柱体，使得沿着浸润通道107a流动的粉料和液料的混合物在浸润柱件109处被分流，具体的，位于两个浸润桨件108之间的若干浸润桨件108设置在相异的周向位置，且浸润柱件109设在进料主轴105与浸润管件107之间。
53.采用以上方案，粉料和液料的混合物在浸润桨件108的搅动下被多个浸润柱件109分流，使得混合物被充分翻动而使得液料充分与粉料混合，并且经过多组浸润桨件108与浸润柱件109的连续搅拌，可完成大部分的浸润，浸润效率高。
54.更具体而言，浸润桨件108与浸润柱件109之间的间隙为3mm至5mm，使得粉料和液料的混合物在浸润桨件108与浸润柱件109之间被挤压，加速浸润过程。
55.作为更具体的方案，浸润桨件108包括连轴部1081及桨叶部1082，连轴部 1081套装于进料主轴105，并与进料主轴105通过键连接以和进料主轴105止转配合；多个浸润桨件
108依次套入进料主轴105，靠近套装部1041的一个浸润桨件108的连轴部1081与套装部1041抵接，并在进料主轴105的端部连接端盖 111以完全固定套装部1041与主轴相对位置。浸润桨件108与进料桨件104连接至同一进料主轴105，使得两者同转动，保证向浸润通道107a中输入的粉料的速度与混合物输出至搅拌空间101a中的速度大致相当，避免粉料输入过快在浸润通道107a中造成堆积，以及混合物输出过快使得浸润通道107a与进料通道 102c的交界处出现负压空间或液料堆积，且便于实现计量控制。
56.浸润桨件108的桨叶部1082在连轴部1081的周向位置设置有多个，且相对中心轴线对称设置；桨叶部1082设有一个与中心轴线倾斜相交的桨面，进而桨叶部1082在浸润桨件108转动时对浸润通道107a中粉料和液料的混合物同时施加沿中心轴线的轴向和离心方向的作用力。轴向的作用力将一部分粉料和液料的混合物推向浸润柱件109，离心方向的作用力将另一部分的混合物推向浸润管件 107内壁。
57.更具体而言，桨叶部1082与浸润管件107内壁之间的间隙为3mm至5mm，使得粉料和液料的混合物被离心方向的作用力推向浸润管件107内壁，并在桨叶部1082与浸润管件107之间被挤压，进一步加速浸润过程。
58.作为更优选的方案，如图6所示，桨叶部1082的桨面被构造为至少具有一个曲面，减小桨面与混合物接触时的阻力，使得混合物流畅地流经桨面，加速混合物的混匀。具体而言，桨叶部1082的桨面分为正桨面1082a和逆桨面1082b，正桨面1082a和逆桨面1082b分别设置于桨叶部1082相对的两侧，正桨面1082a 向混合物施加推力而逆桨面1082b对流经桨叶部1082的混合物进行引流。
59.更具体而言，桨叶部1082还包含过渡面1082c，过渡面1082c设置在正桨面1082a和逆桨面1082b的顶部和底部之间，如图所示，过渡面1082c与中心轴线倾斜相交；采用这样的方案，一部分被正桨面1082a推动的混合物流向靠近搅拌空间101a一侧的过渡面1082c，从而这部分的混合物在过渡面1082c和浸润柱之间被捏合以混匀；另外，靠近进料通道102c一侧的过渡面1082c与正桨面 1082a形成有切角1082d，在桨叶部1082转动时对浸润通道107a中混合物进行分割，并使得一部分混合物沿这一侧的过渡面1082c流动，进一步促进混合物的混匀。
60.如图3、图7和图8所示，作为优选的方案，浸润管件107包含若干法兰管 1071，这些法兰管1071依次连接构成浸润管件107，浸润桨件108容纳在法兰管1071围成的空间中；采用这样的方式，将浸润桨件108和浸润管件107顺次套装至进料主轴105即可完成安装，装配方便。
61.作为优选的方案，本技术的适用于高固含量浆料的搅拌装置100包括浸润环件110，其被构造为具有环结构且套装在进料主轴105的外侧，浸润柱件109一端连接至浸润管件107另一端连接至浸润环件110，进而浸润环件110将位于同一轴向位置的浸润柱件109连接成一个整体，提高浸润柱件109的稳固性。
62.如图1所示，作为优选的方案，进料管件102形成有多个液料入口102b，这些液料入口102b位于相异的周向位置，有利于同时投入相同的液料或不同种的液料，使得液料在周向上均匀输入浸润管道，增进浸润效率。
63.如图3和图4所示，作为优选的方案，部分长度的进料主轴105套装有轴承座112，该轴承座112连接至进料管件102，相应地，减速机114安装至轴承座 112。轴承座112形成有用
于安装若干轴承的座内空间。
64.如图2所示，搅拌桨113高速运作搅拌粉料和液料的混合物时，会产生很多热量，持续升温至一定温度易导致混合物变性。作为优选的方案，搅拌罐体101 还形成有冷却夹层101b，该冷却夹层101b被构造为具有冷却腔道1011a、进液口1011b及出液口1011c；冷却腔道1011a环绕搅拌空间101a设置，进液口1011b 供冷却液流入冷却腔道1011a，出液口1011c供冷却液流出冷却腔道1011a，流经冷却液不断带走多余搅拌空间101a中多余的热量，防止温度升高导致浆料变性。具体的，搅拌罐体101包括外罐体1011和内罐体1012，冷却夹层101b被构造在外罐体1011和内罐体1012之间。
65.更具体而言，搅拌罐体101包括进液管1013和出液管1014，进液管1013 形成有进液口1011b，进液管1013形成有进液口1011b，进液管1013沿径向延伸至靠近中心轴线的区域，延长由进液口1011b输入冷却腔道1011a的冷却液的停留时间，充分吸收热量以提高散热效果。
66.如图9至图12所示，作为具体方案，搅拌桨113包括分散盘116、若干分散柱117及导流锥118；分散盘116被构造具有中心部1161以及设置在中心部 1161周边的若干桨块部1162，中心部1161被构造为相对一个中心轴线中心对称。
67.多个分散柱117分别设置于桨块部1162以随分散柱117同步转动；导流锥 118设置于中心部1161的顶部且形成有第一引流面1181，引导分散盘116上部空间的浆料更加流畅的流向分散盘116，增加混合物的流动性。
68.分散盘116带动分散柱117高速旋转，粉体和液体的混合物被分散柱117 强制剪切打散，并被迫高速甩向内罐体1012内壁；由于位于分散柱117靠近中心轴线一侧的中间区域的转速低，罐内空间上部的混合物势必下降填充中间区域，增加混合物在罐内空间的流动性。
69.分散盘116形成有可供搅拌主轴103一端部分插入的安装孔116b，其绕分散轴线形成有配合内面116c，搅拌主轴103插入安装孔116b的部分绕主轴轴线形成有配合外面1031，主轴插入安装孔116b并压紧后，配合外面1031和配合内面116c形成过盈配合以靠摩擦力带动分散盘116转动。此外分散盘116与搅拌主轴103的端部通过紧固件连接，防止两者分离。
70.更具体而言，桨块部1162被构造具有一个正导流面1163和一个逆导流面1164，正导流面1163和逆导流面1164设置在一个桨块部1162相对的两侧且均与中心轴线倾斜相交；一个桨块部1162的正导流面1163与另一个桨块部1162 的逆导流面1164之间设有导流通道116a，导流通道116a沿轴向贯通分散盘116，使得分散盘116转动时将至少部分浆料引导分散盘116的底部；具体的，导流面至少部分被构造为圆锥面的一部分，增进导流面的导流效果。
71.采用以上的方案，桨块部1162在转动时，正导流面1163切割一部分混合物并推向罐内空间底部，促进混合物的流动；逆导流面1164对经过导流通道116a 的混合物进行引流。
72.如图10至图11所示，作为优选的方案，正导流面1163与中心轴线的径向方向倾斜相交，其转动时对流经导流通道116a的混合物施加一个沿径向作用力以将混合物甩出，增加混合物的流动性。具体的，正导流面1163被构造为一个流线型的曲面。
73.作为优选的方案，逆导流面1164与中心轴线的径向方向倾斜相交，其在转动时将
一部分流经导流通道116a的混合物沿径向导引，增加混合物的流动性。具体的，逆导流面1164被构造为一个流线型的曲面。流线型的曲面有助于降低阻力。
74.作为优选的方案，正导流面1163在垂直于中心轴线的投影面的投影面积小于等于逆导流面1164在垂直于中心轴线的投影面的投影面积。这样能够让桨叶进入导流通道116a时是逐渐被压缩导向分散盘116的底部的。
75.作为优选的方案，桨块部1162的顶部被构造为一个弧形面；若干桨块部1162 的顶部被构造为在一个弧形面上。这样可以进一步降低浆料对分散盘116的阻力。
76.如图10和图12所示，作为优选的方案，分散柱117包括柱顶部1171及柱底部1172；其中，柱顶部1171设置于桨块部1162的上方，柱底部1172设置于桨块部1162的下方；分散柱117至少具有与中心轴线平行设置的圆柱面。
77.如图2和图13所示，作为优选的方案，搅拌装置100还包括扰流板115，用于在搅拌罐体101的内壁处止挡被搅拌桨113带动的浆料的周向流动。在搅拌罐内壁相异的周向位置设置有若干扰流板115，且扰流板115沿轴向延伸，部分周向转动的浆料与扰流板115接触后在扰流板115的引导下向上攀爬，避免被浆料仅在分散盘116及分散柱117作用下周向转动，加强了浆料的上下翻滚，提高搅拌效果。
78.可选的，扰流板115固定或转动设置在搅拌罐内壁。其中转动设置可调节扰流板115的倾斜角度，适用于不同的分散转速。
79.如图9至图12所示，分散盘116底面在垂直于分散轴线的投影面上的投影为一条平直的线段，且分散盘116底面与内罐体1012底面之间的间隙形成捏合区域；混合物在进入捏合区域时因空间骤然变小，混合物受分散盘116底部与内罐体1012底面的挤压进行捏合，提高混匀效果。
80.正导流面1163与逆导流面1164通过连接面1165连接，使得正导流面1163 与逆导流面1164的连接处具有一定的间距，保证导流通道116a中混合物的通过性。
81.中心部1161形成有圆锥形的凸台1166，导流锥118安装于凸台1166，且凸台1166形成有第二引流面1163，第二引流面1163的锥度与第一导流面的锥度相同，使得浆料由导流锥118表面流畅的流向分散盘116。
82.第一导流面与分散盘116顶面具有相交的导流外缘，连接面1165与分散盘 116顶面具有相交的过渡外缘，至少部分的过渡外缘和导流外缘重合。使得流经导流锥118的浆料直接被引流至导流通道116a，增强流动效果。
83.以上描述仅为本公开的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。