[实用新型]一种多尺度固相喷动流化分散混合装置

说明书

技术领域

本实用新型属于喷动流化技术领域。

背景技术

复合材料因充分发挥了各组分间的协同作用，极大地提高了其相应的力学与物理性能，从而在各领域获得了广泛的应用。纤维增强复合材料是复合材料家族中的重要成员。纤维增强复合材料的制备中，根据工艺要求需要将各种形态与织态的纤维与被增强的基体(简称基体)进行浸渍并定型，其中的一类产品则需要将连续纤维切断成一定长度即切断纤维用于制备复合材料。而这一过程需要将纤维切断、分散并与基体混合后再完成浸渍并定型。从技术和经济的角度考虑，这一过程都能够和需要实现生产工艺的连续化。

中国专利CN1259183C公开了一种采用搅拌－喷动流化床制备纤维增强复合材料的方法与装置，以空气为流化介质，在流化床中通过流化和搅拌实现聚合物基体与纤维的充分混合，并将纤维束分散为吸附了聚合物基体的单丝，实现了纤维单丝与基体界面充分浸渍，压制成GMT片材后，GMT片的机械性能十分优异。中国专利CN102416717A、CN102416718A、CN102350254A公开了一种团簇状纤维气动搅拌分散成网装置，纤维被切断后通过负压输送至气动分散混合室、在沉降室中进行静电喷粉混合后再成网输送。中国专利CN203765822U公开了一种搅拌喷动流化床，其采用了喇叭形导流筒及导流筒内的多层搅拌桨来改善纤维分散及与基体粉末的混合。所公开的专利中存在着喷动流化的流场协同作用受限、多层搅拌功耗大、进料输送动力不足问题，影响了多尺度固相的分散混合效果和产品质量的稳定性。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术中喷动流化床分散混合效果的不足，提供一种多尺度固相喷动流化分散混合装置及方法。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：一种多尺度固相喷动流化分散混合装置，包括筒体、锥形分布器、搅拌装置和出料系统；

所述的筒体上部设置有封头，其侧壁设置有进料口和出料口，所述的出料口位于进料口的上方，所述出料系统与所述出料口接连；

所述的锥形分布器安装在筒体下部，为双层结构，包括外锥形壳体和内锥形体，所述的外锥形壳体和内锥形体之间形成通气室，所述的内锥形体上开设有若干分布气体的分布孔，所述的外锥形壳体下端连接有流化气管路，所述内锥形体的下端连接有喷动气管路，所述的喷动气管路设置在所述流化气管路内，并与之同轴；

所述搅拌装置包括贯穿筒体封头的搅拌轴和分别设置在搅拌轴两端的电机与圆形搅拌轮，所述搅拌轮设置在筒体内，所述的搅拌轮位于所述进料口和出料口之间；所述的筒体内还设置有喷动管，所述喷动管上端位于所述搅拌轮正下方，下端延伸至内锥形体锥形腔内，所述的喷动管与筒体同轴。

进一步地，所述的出料系统包括顺次连接的物料出口管、物料接管、物料沉降室、成网箱、剥离打手、压辊和输送帘；所述的物料出口管与所述的出料口连接，所述的物料接管和物料沉降室竖直向下设置，所述物料接管与物料出口管通过内壁光滑的弯头连接，所述的物料沉降室由上至下呈一维或二维扩张状，所述物料沉降室下部尺寸与所述的成网箱的入口相配合，沉降室呈一维扩张时物料沉降室截面呈长圆形，沉降室呈二维扩张时物料沉降室截面呈椭圆形；

所述的成网箱中安装有尘笼，所述尘笼中心设置有开口向上的吸风槽，所述尘笼还设置有与所述吸风槽连通的吸风出口管。

作为优选，所述物料沉降室扩张的轮廓线与竖直线夹角γ为3°～15°，优选6°～10°。来自筒体内的物料气流速度较高，具有射流特性。射流速度分布稳定均匀的扩张角在15°以内。角度过小则如同在管内流动，且将其下部扩张与成网箱配合需要的沉降室会太高，不利于设备设计与布置。

进一步地，所述进料口内设置有双螺杆。