[发明专利]一种粉体改性高速分散混合机

说明书

本发明公开了一种粉体改性高速分散混合机，包括粉体搅拌混合与剪切分散混合两个系统。搅拌混合系统由圆柱桶、桶底主轴联双层搅拌桨、联轴主电机和放料口构成。剪切分散混合系统由剪切分散器和电机构成。剪切分散器由一个转子和至少四个定子构成。转子由转轴和至少两组垂直固定在转轴一端上的动刀构成，转轴另一端从桶内穿过桶壁与电机连接。每个定子由一块定板和数根垂直固定在定板上的定刀构成。各定子对称分布在转子周围使定刀与动刀相间咬合，定板固定在桶壁上。在电机高速驱动下，通过转子与定子的相对剪切运动对桶底旋转喂入的粉体同时实现高效分布式混合与高剪切分散性混合。调节定刀与动刀间的间隙，可调节粉体剪切分散的粒度。

技术领域

本发明涉及一种粉体改性高速分散混合机，属于材料加工技术领域。

背景技术

粉体改性高速分散混合机是一种在材料加工成型前对粉体预先改性然后与其它原料进行混配的重要设备，常见于生产塑料制品和制备粉体的加工厂中，是通过挤出造粒生产填充母粒、改性母粒、功能母粒、改性塑料原料等工厂必不可少的设备。目前现有的高速混合机主要有两种，一种是粉体原料与改性剂或再与其它原料一起在混合机底部搅拌桨的推动下沿圆筒壁高速旋转，经折流板翻落下来，达到改性混合的目的。这种高速混合机具有快速高效混合的特点，分布式混合效果好，但分散性混合效果差，因此，用于粉体改性的效果差。另一种是在前一种高速混合机的基础上，在筒体侧壁内水平方向垂直侧壁加装一个电机驱动的单层或多层旋转刀，通过高速旋转的刀片撞击粉体微粒，使粒径较大的颗粒粉碎，粒径变小，显著提高分散混合效果，大大改进了粉体改性的效果。但由于旋转刀片的转速不是很高，又缺少剪切分散作用，对粒径虽小但团聚较多的微纳米粉体或纳米粉体的改性效果较差，不能满足当前生产的需求。随着粉体制备技术的不断进步，高性能材料对微纳米或纳米粉体改性的要求越来越高，急需一种具有高分散性混合功能的高速混合机。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种粉体改性高速分散混合机，能够对粉体尤其是微纳米或纳米粉体在快速高效完成分布式混合的同时，实现高剪切分散性混合，显著降低粉体的粒径，提高粉体改性的质量，从而提高改性材料的应用性能。广泛用于粉体改性或粉体改性后与其它原料的高速混合。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种粉体改性高速分散混合机，包括粉体搅拌混合与粉体剪切分散混合两个系统。粉体搅拌混合系统由顶部加盖的圆柱形桶体、安装在桶底的主轴和双层搅拌桨、及与主轴连接的主电机和放料口构成。搅拌桨在主电机的驱动下高速旋转，推动粉体沿桶壁高速旋转，经桶壁上的折流茎和剪切分散器的折流作用翻落下来，实现高效的分布式混合。粉体剪切分散混合系统由剪切分散器和电机构成。剪切分散器由一个转子和至少四个定子组成。转子由转轴和至少两组用螺栓垂直固定在转轴上的截面为正方形的棱柱状动刀构成，每组有2-4根动刀，每组动刀沿转轴径向对称排列，能形成一个垂直于转轴的旋转动平面。转轴的一端沿轴向平行排列各组动刀，另一端垂直于筒体切线并水平穿过桶壁后与电机连接。每个定子由一个定板和动刀组数加一根用螺栓垂直固定在定板上的截面为正方形的棱柱状定刀构成梳状体，各定子的梳齿状定刀相对对称分布在转子周围，定板与转轴平行固定在桶壁上。全部定子的梳齿状定刀与转轴上各排动刀相间咬合，在电机的高速驱动下，通过转子与定子的相对剪切运动对桶底旋转喂入的粉体同时实现高效分布式混合和高剪切分散性混合。调整棱柱状定刀和动刀的角度可调节动刀与定刀之间的间隙，最小间隙可趋于零，从而调整粉体剪切分散的粒度。

在本发明一个较佳实施例中，所述转子有三组动刀，每组有3根动刀，每组动刀沿转轴径向呈“Y”字形对称排列，各组动刀等距排列并固定在转轴上。

在本发明一个较佳实施例中，所述转子有三组动刀，每组有4根动刀，每组动刀沿转轴径向呈“十”字形对称排列，各组动刀等距排列并固定在转轴上。

在本发明一个较佳实施例中，所述剪切分散器有四个定子，各定子的定刀等距排列固定在定板上形成梳齿状定子，各定子的梳齿状定刀相对并按垂直方向呈“十”字形对称分布在转子周围。