有效移除混合过程放出热量的装置

技术领域

本发明涉及固液混合设备技术领域，特别是涉及一种有效移除混合过程放出热量的装置。

背景技术

在固液混合技术领域，粉状或颗粒状固体分散于液体中是基础研究领域及工业生产部门广泛遇到的课题之一，粉状或颗粒状固体与液体的混合分散是一个重要的工艺步骤，良好的分散技术不仅能够提高复合产品的性能及质量，同时也对提高工艺效率起到举足轻重的作用。

粉状或颗粒状固体和液体在混合过程中有的会放出大量的热量，热量若不能及时被移除，导致混合物料内部过热，将严重影响产品性能及质量。为及时移除固液混合过程中放出的热量，现有技术主要是通过换热器来移除固液混合过程中放出的热量，但换热器不具备物料混合的功能，为充分混合物料，主要是通过反应釜来混合物料，但反应釜体积大，且釜体中心到腔体内壁的温度梯度大，热量不能及时被移除，传热效率低，也会对产品性能及质量造成较大的影响，且反应釜搅拌速度慢，釜内粉状或颗粒状固体与液体不能充分混合。

发明内容

基于此，有必要针对固液混合过程中放出的热量不能及时被移除，且物料无法充分混合的问题，提供一种有效移除混合过程放出热量的装置。

一种有效移除混合过程放出热量的装置，所述有效移除混合过程放出热量的装置包括反应器、物料通道、冷却液通道及搅拌组件，其中：

所述反应器包括具有中空夹层的腔体及隔板；

所述物料通道设置于所述腔体内，所述腔体的对角位置分别开设有供物料进入的第一入口及供固液混合物流出的第一出口，所述第一入口、所述第一出口与所述物料通道相连通；

所述冷却液通道设置于所述中空夹层内，且通过所述隔板与所述物料通道间隔设置，所述腔体底部开设有供冷却介质流入的第二入口，所述腔体顶部开设有供冷却介质流出的第二出口，所述第二入口、所述第二出口与所述冷却液通道相连通；

所述搅拌机构包括至少一个搅拌桨及驱动组件，所述搅拌桨的至少部分伸入所述物料通道内。

上述有效移除混合过程放出热量的装置，将物料通道设置于腔体内，腔体的对角位置分别开设有第一入口及第一出口，且第一入口、第一出口与物料通道相互连通，粉状或颗粒状固体与液体物料可通过第一入口进入至物料通道中，经混合后通过第一出口流出至外部，并且在中空夹层中设置有冷却液通道，冷却液通道通过隔板与物料通道间隔设置，可充分吸收粉状或颗粒状固体与液体在混合过程中放出的热量，腔体底部开设有第二入口，腔体顶部开设有第二出口，且第二入口、第二出口与冷却液通道相互连通，冷却介质可通过第二入口流入至冷却液通道中，在吸收混合过程中放出的热量之后通过第二出口流出至外部，并且设置有搅拌组件，搅拌机构包括至少一个搅拌桨及驱动组件，通过驱动组件可驱动搅拌组件的旋转工作，并且搅拌桨的至少部分伸入物料通道内，以实现粉状或颗粒状固体与液体的充分混合。该有效移除混合过程放出热量的装置能够及时移除固液混合过程中放出的热量，且能够充分混合物料。

在其中一个实施例中，所述物料通道呈蛇形多弯道结构，多个所述搅拌桨沿物料流动方向间隔分布于所述物料通道内。

在其中一个实施例中，所述腔体具有侧壁、顶盖及与所述顶盖相对的底盖，所述侧壁与所述隔板组成所述中空夹层。

在其中一个实施例中，所述驱动组件包括具有传输轮的电机、多个同步轮组、具有传动轮的齿轮组及同步带，所述传输轮与相邻的所述同步轮组之间绕设有所述同步带，相邻两个所述同步轮组之间绕设有所述同步带，所述传动轮与相邻的所述同步轮组之间绕设有所述同步带。

在其中一个实施例中，所述同步轮组包括第一输出轴，所述齿轮组包括多个第二输出轴，所述第一输出轴与所述第二输出轴上均套设有搅拌桨。

在其中一个实施例中，所述顶盖上连接有固定板，所述电机设置于所述固定板上，所述顶盖上开设有贯穿其厚度的多个第一固定口与第二固定口，且所述第二固定口靠近所述第二入口，所述第一固定口与所述第二固定口上均设置有轴承座，所述第一输出轴插设于所述轴承座上，且贯穿所述第一固定口，所述第二输出轴插设于所述轴承座上，且贯穿所述第二固定口。

在其中一个实施例中，所述顶盖上还开设有观察口，所述观察口与所述物料通道相连通。

在其中一个实施例中，所述物料通道内靠近所述第一出口设置有溢流堰，所述溢流堰凸出所述物料通道底面。

在其中一个实施例中，还包括固体送料组件与液体送料组件，所述固体送料组件与所述液体送料组件的一端均伸入至所述第一入口中，所述固体送料组件包括料斗与螺杆驱动器，所述液体送料组件包括液料储液罐与液料送料泵。

在其中一个实施例中，所述搅拌桨具有多个桨叶，多个所述桨叶沿所述搅拌桨轴向方向上分层设置。

附图说明

图1为本发明提供的有效移除混合过程放出热量的装置中的反应器结构示意图；

图2为本发明提供的有效移除混合过程放出热量的装置中的腔体爆炸示意图；

图3为本发明提供的有效移除混合过程放出热量的装置中的腔体另一视角的爆炸示意图；

图4为本发明提供的有效移除混合过程放出热量的装置中的顶盖结构示意图；

图5为本发明提供的有效移除混合过程放出热量的装置中的顶盖与搅拌机构组成模块结构示意图；

图6为本发明提供的有效移除混合过程放出热量的装置中的搅拌机构结构示意图；

图7为本发明提供的有效移除混合过程放出热量的装置的整体结构示意图。

附图标记：

100、有效移除混合过程放出热量的装置；

110、反应器；111、腔体；112、隔板；113、中空夹层；114、侧壁；115、顶盖；116、底盖；117、溢流堰；118、第一密封盖；119、第二密封盖；

1151、固定板；1152、第一固定口；1153、第二固定口；1154、观察口；

120、物料通道；121、第一入口；122、第一出口；

130、冷却液通道；131、第二入口；132、第二出口；

140、搅拌机构；141、搅拌桨；142、驱动组件；143、桨叶；

1421、电机；1422、同步轮组；1423、齿轮组；1424、传输轮；1425、传动轮；1426、同步带；1427、第一输出轴；1428、第二输出轴；1429、轴承座；

150、固体送料组件；151、料斗；152、螺杆驱动器；

160、液体送料组件；161、液料储液罐；162、液料送料泵。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

下面结合附图介绍本发明实施例提供的技术方案。

本发明提供一种有效移除混合过程放出热量的装置100，用于粉状或颗粒状固体与液体的混合分散，以及移除粉状或颗粒状固体与液体混合过程中放出的热量。该有效移除混合过程放出热量的装置100包括反应器110、物料通道120、冷却液通道130及搅拌机构140，其中：

反应器110包括腔体111与隔板112，如图1、图2及图3所示，腔体111具有中空夹层113、侧壁114、顶盖115及底盖116，顶盖115与底盖116相对设置，侧壁114、顶盖115及底盖116共同围设成腔体111，隔板112可以通过焊接、铆接等形式固定于底盖116上，并且位于腔体111内部，与侧壁114共同形成中空夹层113，腔体111上还包括第一密封盖118与第二密封盖119，第一密封盖118位于顶盖115靠近腔体111的一侧，第二密封盖119位于底盖116靠近腔体111的一侧。其中，侧壁114、顶盖115与底盖116可以是通过铸造、冲压、锻造、焊接等方式一体成型，也可以是在侧壁114成型之后，通过螺栓将侧壁114、顶盖115及底盖116固定连接为一体，对于腔体111的具体成型方式本发明不做限制。

物料通道120设置于腔体111内，如图2、图3及图4所示，腔体111的对角位置分别开设有第一入口121及第一出口122，第一入口121供物料进入，第一出口122供固液混合物流出，并且第一入口121、第一出口122与物料通道120相互连通。需要说明的是，当第一入口121开设于顶盖115靠近边角的位置时，第一出口122开设于底盖116对应边角的位置；当第一入口121开设于侧壁114靠近边角的位置时，第一出口122开设于侧壁114对应边角的位置；对于第一入口121与第一出口122的具体开设位置本发明不做限制，只需满足第一入口121与第一出口122的距离相对较远，以延长物料流动路径即可。

冷却液通道130设置于中空夹层113内，如图2及图3所示，冷却液通道130通过隔板112与物料通道120间隔设置，腔体111底部开设有供冷却介质流入的第二入口131，腔体111底部开设有供冷却介质流出的第二出口132，第二入口131、第二出口132与冷却液通道130相互连通。需要说明的是，冷却介质从底部流入，从顶部流出，有利于冷却介质与隔板112的充分接触，吸热效果更好。但在固液混合过程中放出热量较少的场合，第二入口131也可以开设于腔体111顶部，第二出口132对应开设于腔体111底部。

搅拌机构140包括至少一个搅拌桨141及驱动组件142，如图5及图6所示，搅拌桨141与驱动组件142可转动连接为一体，并且搅拌桨141的至少部分伸入物料通道120内，驱动组件142能够驱动搅拌桨141的转动，以实现粉状或颗粒状固体与液体的充分混合。

上述有效移除混合过程放出热量的装置100，将物料通道120设置于腔体111内，腔体111的对角位置分别开设有第一入口121及第一出口122，且第一入口121、第一出口122与物料通道120相互连通，粉状或颗粒状固体与液体物料可通过第一入口121进入至物料通道120中，经混合后通过第一出口122流出至腔体111外部，并且在中空夹层113中设置有冷却液通道130，冷却液通道130通过隔板112与物料通道120间隔设置，可充分吸收粉状或颗粒状固体与液体在混合过程中放出的热量，腔体111底部开设有第二入口131，腔体111顶部开设有第二出口132，且第二入口131、第二出口132与冷却液通道130相互连通，冷却介质可通过第二入口131流入至冷却液通道130中，在吸收混合过程中放出的热量之后通过第二出口132流出至腔体111外部，并且设置有搅拌机构140，搅拌机构140包括至少一个搅拌桨141及驱动组件142，通过驱动组件142可驱动搅拌机构140的旋转工作，并且搅拌桨141的至少部分伸入物料通道120内，以实现粉状或颗粒状固体与液体的充分混合。该有效移除混合过程放出热量的装置100能够及时移除固液混合过程中放出的热量，且能够充分混合物料。

为实现粉状或颗粒状固体与液体的充分混合，一种优选实施方式，如图2及图3所示，物料通道120呈蛇形多弯道结构，能够延长物料在物料通道120内的流动路径，并且多个搅拌桨141沿物料流动方向间隔分布于物料通道120内，在物料流动过程中通过搅拌桨141的转动，能够将粉状或颗粒状固体充分混合于液体中。

需要说明的是，对于粉状固体与液体混合的物料或混合充分性要求不高的场合，物料通道120的弯道个数与搅拌桨141个数可设置为较少，此时，腔体111体积较小，便于有效移除混合过程放出热量的装置100的移动，并且能够节省有效移除混合过程放出热量的装置100的制造成本；对于颗粒状固体与液体或混合充分性要求较高的场合，物料通道120的弯道个数与搅拌桨141个数可设置为较多，能够充分混合物料；对于物料通道120的弯道个数与搅拌桨141个数的具体设置，本发明不做限制，可根据产品品质与性能要求相应设置。

为驱动搅拌桨141的转动，一种优选实施方式，如图5所示，驱动组件142包括具有传输轮1424的电机1421、多个同步轮组1422、具有传动轮1425的齿轮组1423及同步带1426，传输轮1424与相邻的同步轮组1422之间绕设有同步带1426，一个同步轮组1422包括至少两个同步轮，相邻两个同步轮组1422之间绕设有同步带1426，电机1421通过同步带1426驱动其中一个同步轮组1422转动，从而带动多个同步轮组1422同步转动，同步轮组1422包括第一输出轴1427，并且第一输出轴1427上套设有搅拌桨141，转动的同步轮组1422通过第一输出轴1427驱动搅拌桨141的转动，实现粉状或颗粒状固体与液体的搅拌混合。齿轮组1423包括相互啮合的两个齿轮，其中一个齿轮上设置有传动轮1425，传动轮1425与相邻的同步轮组1422之间绕设有同步带1426，通过相邻的同步轮组1422驱动传动轮1425的转动，从而驱动齿轮组1423的转动，齿轮组1423包括多个第二输出轴1428，并且第二输出轴1428上套设有搅拌桨141，转动的齿轮组1423通过第二输出轴1428驱动搅拌桨141的转动，由于相互啮合的齿轮之间是反向转动，能够提高粉状或颗粒状固体与液体之间的混合均匀性。

其中，需要说明的是，当物料通道120路径较短时，驱动组件142可仅通过电机1421与齿轮组1423之间的传动，驱动搅拌桨141的转动，由于相互啮合的齿轮之间是反向转动，在相对较短的物料通道120中，能有效提高粉状或颗粒状固体与液体的混合均匀性。

为实现驱动组件142的固定，具体地，如图4及图5所示，在顶盖115上连接有固定板1151，电机1421设置于固定板1151上，将电机1421另外设置于固定板1151上，可节省顶盖115上的安装空间，当然，在顶盖115上预留有较大的安装空间时，电机1421可直接固定于顶盖115上。顶盖115上还开设有贯穿其厚度的多个第一固定口1152与第二固定口1153，并且第二固定口1153靠近第二入口131，第一固定口1152上设置有轴承座1429，第一输出轴1427插设于轴承座1429上，并且第一输出轴1427能够贯穿第一固定口1152，将同步轮组1422固定于轴承坐上，间接实现同步轮组1422与顶盖115的固定；第二固定口1153上也设置有轴承座1429，第二输出轴1428插设于轴承座1429上，并且第二输出轴1428能够贯穿第二固定口1153，将齿轮组1423固定于轴承座1429上，间接实现齿轮组1423与顶盖115的固定。

为进一步实现粉状或颗粒状固体与液体的充分混合，具体地，如图2、图3及图4所示，顶盖115上开设有观察口1154，观察口1154与物料通道120相互连通，通过观察口1154能够观察到物料通道120内物料的混合均匀性情况，当液体介质中存在较多的粉状或颗粒状固体时，可通过调整电机1421转速，提高搅拌桨141转速来进一步混合粉状或颗粒状固体与液体，实现粉状或颗粒状固体与液体的充分混合，避免混合后的物料中残留有较多的不溶固体，严重影响产品的品质与性能。为避免粉状或颗粒状固体与液体在混合过程中通过观察口1154溅射至腔体111外部，浪费物料，且存在操作安全隐患，可在观察口1154安装透明亚克力板，以密封腔体111。

为避免未分散于液体中的粉状或颗粒状固体通过第一出口122流出，影响产品品质与性能，一种优选实施方式，如图1、图2及图3所示，在靠近第一出口122的腔体111内设置有溢流堰117，溢流堰117凸出物料通道120底面。固液混合物能够通过溢流堰117从第一出口122流出，且将不溶固体与杂质等留在物料通道120底部。需要说明的是，对于产品品质与性能要求较高的场合，溢流堰117的凸出高度可设置为较大，避免不溶固体或杂质较多时，不溶固体或杂质会随固液混合物溢出溢流堰117，影响产品品质与性能。对于溢流堰117的具体高度，本发明不做限制，可根据具体需求相应设置。

为实现粉状或颗粒状固体与液体的自动输送料，一种优选实施方式，如图7所示，有效移除混合过程放出热量的装置100还包括固体送料组件150与液体送料组件160，固体送料组件150的一端伸入至第一入口121中，固体送料组件150包括料斗151与螺杆驱动器152，通过螺杆驱动器152将料斗151中的粉状或颗粒状固体经由第一入口121推送至物料通道120内，实现粉状或颗粒状固体的自动输送料；液体送料组件160的一端也伸入至第一入口121中，液体送料组件160包括液料储液罐161与液料送料泵162，储存于液料储液罐161内的液体能够通过软管经由第一入口121进入至液料送料泵162，并通过液料送料泵162推送至物料通道120内，实现液体的自动输送料。

为进一步提高粉状或颗粒状固体与液体的混合均匀性，一种优选实施方式，如图5及图6所示，搅拌桨141具有多个桨叶143，并且多个桨叶143沿搅拌桨141轴向方向上分层设置，分层设置的多个桨叶143在驱动组件142的驱动作用下，均能够在物料通道120中转动，搅拌桨141具有更大的离心力，并且粉状或颗粒状固体在搅拌桨141的作用下能够充分混合，进一步提高粉状或颗粒状固体与液体的混合均匀性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。