一种高速分散装置的制作方法

本发明涉及一种分散装置，尤其涉及一种高速分散装置。

背景技术：

新能源、化工、涂料、食品、医疗、化妆品等各行业，针对不同纳米材料之间的混合，都是通过搅拌分散装置来完成。纳米材料的粒径很小，因而通常都具有较大的比表面积和较高的自由能，造成纳米材料颗粒之间非常容易发生团聚。团聚体一般都以数倍、数十倍、乃至千百倍于原纳米材料颗粒体积的形式存在。在纳米材料与其它材料进行复合时，需要使其在其它基体材料中处于均匀分散的分布状态，而纳米材料颗粒的这种团聚存在方式使其不能够被有效地分散于基体材料中，不仅使纳米材料所具有的性能难以完全发挥，而且增大了加工处理的难度，还通常会对复合材料的性能产生负面的影响，甚至造成复合材料性能的劣化。因此，获取均匀稳定分散的纳米材料显得至关重要。

现有的低速搅拌装置，是在圆桶形状的容器内进行，容器内设有行星分散盘、搅拌桨，行星分散盘在搅拌桶内公转的同时进行自转，搅拌桨在搅拌桶内公转的同时也进行自转。高速旋转的行星分散盘对浆料施加能量使其进行分散，搅拌桨对浆料进行搅拌使其均匀，但是由于行星分散盘和搅拌桨的旋转速度较低，团聚的物料在分散盘分散的过程中仅仅受到分散盘的剪切作用，物料之间的相互摩擦作用以及物料和浆料桶桶壁之间的撞击作用很小，所以浆料内团聚体的分散需要很长的时间，分散的效率很低，对材料本身也有一定的破坏作用，微粒化效果也很差。

随着搅拌装置技术的不断改进，目前也有很多关于高速搅拌装置的专利。一种高速分散装置和设备(国别：中国，公开号：205019987U，公开日期：2016-02-10)，公开了浆料在底部进入分散桶后，利用分散轮的高速旋转以及挡料板的作用，在分散桶内形成浆料循环。由于分散轮的离心力作用，浆料会高速脱离分散轮外壁，高速撞击分散桶壁。浆料高速脱离轮壁，会在轮壁表面瞬间形成真空，这样分散轮内部的浆料会在真空作用下穿过分散轮上的分散孔。由于浆料的运行速度很高，浆料在分散桶内滞留的30秒内，这种吸入、甩出、撞击、返回再吸入的过程会多次重复，和低速搅拌装置相比，大大提高了分散效率。但是该装置对纳米材料团聚体分散得还不太彻底，达不到理想的分散效果，无法完全解决纳米材料颗粒的团聚问题，不能长期稳定存在，不利于贮存和运输，极大地限制了其应用范围。

技术实现要素：

发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种高速分散装置，使纳米材料分散彻底，解决纳米材料颗粒的团聚问题，获得均匀稳定分散的纳米材料。

技术方案：

一种高速分散装置，包括分散桶、主轴、分散轮、导流板、联结部、挡料板、出料室，所述主轴下端与所述分散轮安装，所述主轴上端连接驱动装置，所述分散桶下端开设有进料口，所述导流板两端通过所述联结部固定于所述进料口上方，所述联结部上开设有过料孔，所述挡料板呈圆环形，设于所述分散轮上方，所述挡料板上方为所述出料室，所述出料室的一侧开设有出料口，还包括分散中间层，所述分散中间层位于所述分散桶与所述分散轮之间，且其上端与所述挡料板固定，所述分散轮与所述分散中间层上均开设有对流孔，在分散桶和分散轮之间增设一个分散中间层，加强浆料的循环剪切和高速撞击。

优选的，所述分散中间层呈圆筒状，设置为和分散轮和分散桶相同的形状，方便安装和拆卸。

优选的，所述分散中间层为数块弧板或螺旋叶片沿圆周分布设置，对通过分散中间层的浆料进行多角度的撞击和反弹，分散效果更好。

优选的，所述分散轮内外壁、所述分散中间层内外壁、所述分散桶内壁上均设有凸纹，所述凸纹设为菱形凸纹、滚花或车花，进一步加大浆料在三者之间的摩擦力和剪切力。

优选的，所述对流孔为圆形通孔或腰形通孔，所述对流孔设置多个，呈纵向、横向等间距排列。

优选的，所述分散中间层与所述分散轮上的对流孔在横向设置位置上每行高度一致，进一步加强剪切作用力，保证分散效果的同时，保证浆料的出料率。

另外的，该装置还包括圆环形的动态筛网分离器，上端固定于所述挡料板的圆环形内圈上上，位于所述分散轮内侧，动态筛网分离器进一步筛选符合分散要求粒径的颗粒，分散效果不好的颗粒回到分散桶继续进行分散。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是在不增大设备功率的前提下，在分散桶和分散轮之间增加一个分散中间层，浆料经过分散轮剪切后，再次经过分散中间层的剪切，浆料的分散效果明显增强，浆料在分散桶、分散中间层、分散轮三者之间反复循环扩散、撞击，进而分散得更彻底，能获得更窄的粒径分布范围，因此获得的纳米材料更均匀、更稳定，有效地解决了浆料的团聚问题，明显提高了浆料分散的效率，改善了微粒化效果。

附图说明

图1为本发明的半剖结构示意图；

图2为本发明的立体结构剖面图；

图3为开有圆形通孔的分散中间层的结构示意图；

图4为开有腰形通孔的分散中间层的结构示意图；

图5为开有圆形通孔、同时设有菱形凸纹的分散中间层的平面展开图；

图6为分散桶内壁上菱形凸纹放大示意图；

图7为图6的A-A截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如附图1-2所示，一种高速分散装置，包括分散桶1、主轴2、分散轮3、导流板4、联结部5、挡料板6、出料室7、进料口8、过料孔9、出料口10、分散中间层11、对流孔12、凸纹13、动态筛网分离器14。

主轴2安装在分散桶1中央，主轴2下端安装有分散轮3，上端连接驱动装置驱动分散轮3高速转动，进料口8开设于分散桶1的下端，导流板4两端与连接部5固定，整体安装于进料口8上方，联结部5上开设有过料孔9，挡料板6为圆环形，穿过主轴2侧面安装于分散桶1的桶壁上，位于分散轮3上方，出料室7设于挡料板6上方，出料口10开设于出料室7的一侧。

如附图3-4所示，分散中间层11的形状选用圆筒状，上端固定于挡料板6上，位于分散桶1与分散轮3之间。分散轮3和分散中间层11上开设有对流孔12，对流孔12为圆形通孔或腰形通孔，设置多个，呈纵向、横向等间距排列，分散中间层11与分散轮3上的对流孔12在横向设置位置上每行高度一致，之间相互对应。

如附图5-7所示，分散轮3内外壁、分散中间层11内外壁、分散桶1内壁上均设有菱形凸纹，加大浆料与分散轮3内外壁、分散中间层11内外壁、分散桶1内壁的摩擦力和剪切力。

在挡料板6的圆环形内圈上安装动态筛网分离器14，动态筛网分离器14呈圆筒状，对分散后的浆料进行筛选，分散均匀的浆料通过动态筛网分离器14，进入出料室7，从出料口10排出，未分散均匀、粒径较大的浆料回到分散轮3区域继续参与分散过程。

当然，分散中间层11也可以设为数块弧板或螺旋叶片沿圆周分布；对流孔12也可以设为方形孔、椭圆形孔或多边形孔等其它常用形状通孔，同时对流孔12的大小、数量和位置可以依照不同浆料的性质分别进行不同的设置，使浆料达到理想的分散效果和较高的分散效率；分散轮3内外壁、分散中间层11内外壁、分散桶1内壁上的凸纹13，除了菱形凸纹，还可以为滚花、车花或其他凸纹，并不局限于以上实施例。

需分散处理的浆料从进料口送入，经导流板的阻挡，从进料口左右两侧开始分流，通过联结部上的过料孔，依次进入分散轮与分散中间层之间的空隙、分散中间层与分散桶之间的间隙。经过旋转式分散搅拌，分散轮与分散中间层之间的浆料撞击在分散中间层内壁上，部分浆料反弹至分散轮的外壁上，部分浆料通过分散中间层上对流孔的剪切进入分散中间层与分散桶之间的间隙，分散中间层与分散桶之间的浆料部分撞击在分散桶壁上，部分反弹至分散中间层外壁上，通过分散中间层中间的对流孔又进入分散轮与分散中间层之间，在分散轮、分散中间层以及分散桶之间反复碰撞、分散。在分散轮旋转的整体作用下，浆料最后向上运动至挡料板处时，经过动态筛网分离器的筛选，符合粒径要求的浆料通过动态筛网分离器，再进入出料桶，从出料口送出。大于动态筛网分离器粒径的浆料再次回到分散桶中，继续进行分散，得到的浆料的粒径范围更窄，浆料稳定，分散效果更好。