[实用新型]一种用于固体和液体混合的设备

说明书

本实用新型适用于固体和液体混合的设备领域，特别是超细粉体与液体混合生成高粘度或高浓度液体的设备，包括：至少一个固体供给装置；至少一个液体供给装置；液体分配室，所供给的液体在其中以预定流量进行分配；固体输送室，通过螺杆喂料装置将所述固体从固体供给装置输送到混合室；混合室，用于所供给的固体与所述液体混合以形成悬浮液；以及转子室，所述悬浮液在该转子室中被旋转并从所述转子室的出口输出，从而在所述转子室的进口区产生抽吸效应，该抽吸效应基本上将所供给的固体表面的空气排出。本实用新型提供了一种结构简单、能耗低、控制简单、不易堵塞和泄露的混合设备。

技术领域

本实用新型涉及一种用于固体和液体混合的设备领域，尤其是超细粉体与液体混合生成高粘度或高浓度液体的设备。

背景技术

在将粉体分散并混合到液体的过程中，随着粉体技术和纳米技术的发展，粉体比表面大，表面吸附大量的气体，导致这些超细粉体与液体的浸润以及粉体在液体中分散很困难。

在ZL 02816085.1号的“用于混合固体和液体的设备和方法”专利(以下称“851号专利”)中，该专利采用等效喷射泵作用的压缩室，通过转子产生抽吸效应，结合两个球阀形成封闭的固体供给室、混合室和压缩室的工作区域，该工作区域形成真空状态，粉体在接触液体前，粉体表面的空气离开粉体，粉体再与液体接触实现粉体与液体的充分快速浸润。

在中国申请号201680047460.7的“用于使至少一种物质在流体中分散的装置和方法”专利申请(以下称“607号专利”)中，采用了类似851号专利的转子产生抽吸效应实现对流体的轴向和径向输送。

但是，将越来越多的超细粉体分散到少量的液体中形成高浓度或高粘度浆料的过程中，尤其是高浓度浆料中液体成分含量很少，或者浆料粘度很高的情况下，851号专利和607号专利的技术方案将会出现严重问题。具体而言，851号专利中，在第一阶段液体和固体颗粒接触之前，需要将液体旋转运动且加速到一个预定速度，同时也要将固体颗粒做旋转运动，在第二阶段固体颗粒和液体混合形成悬浮液的时候，进一步的要求悬浮液做旋转运动，并且悬浮液与第一阶段的液体旋转及固体颗粒旋转两个旋转同步，从而实现层流的效果，避免喷溅。为了维持液体、固体颗粒及悬浮液三者的旋转同步，实现层流效果，需要消耗很高的能量、机械复杂程度很高和强度要求很大、同步旋转相关设计复杂，设备运行过程中控制液体、固体颗粒及悬浮液三者的同步旋转是极难实现和控制的。但是，我们发现层流相对适当的紊流没有产生具有优势的分散和混合效果，适当的紊流会更有助于粉体在液体中的分散和混合，均匀输送固体和液体的流量控制可以有效避免严重的喷溅；此外，851号专利中固体颗粒与液体的同步旋转容易导致固体颗粒在固体供给室与混合室的交界处出现粉体搭桥的问题，尤其是固体颗粒是纯钛白粉或者碳粉时，粉体搭桥的问题更加严重。

第607号专利没有追求851号专利的层流效果，而是直接采用转子产生的泵效应，实现液体在轴向上的输送和径向上的输送以及将粉体抽吸到处理室与液体并进行混合，因此，第607号专利的转子需要实现将液体抽吸进入处理室、将粉体抽吸进入处理室，同时需要实现液体和粉体的混合，最后需要将混合液体排出处理室。第607号专利的转子在抽吸粉体和液体进入处理室的时候，由于液体流量和粉体输送速率无法控制，会导致液体不连续而出现空穴(气蚀)效应或者粉体大块被吸入的问题，两种问题分别都可以造成液体和粉体无法充分浸润和混合的问题，甚至可能会造成结块并堵塞；当然液体抽吸过多和粉体抽吸过少，也会造成混合的不均匀；同时，排出混合液也会因为上述原因造成故障。此外，转子一个器件实现抽吸、混合及排出等工作，耗能巨大，对于机械强度要求很大，尤其是在高粘度和高浓度液体的情况下，问题被剧烈放大。

因此，在固体(粉体)和液体混合的领域，尤其是液体与超细粉体混合形成高粘度和高浓度悬浮液的领域亟需一种结构简单、能耗低、控制简单、不易堵塞的混合设备。

发明内容