[发明专利]一种叶轮组件及使用该组件的固体和液体混合设备

说明书

本发明在固体和液体混合设备中使用经过改进的叶轮组件，包括叶轮，叶轮包括截锥状本体，本体倾斜表面从上至下形成有若干混合叶片，叶轮组件还包括设置在本体下部外侧的至少一层挡板。挡板分别固定在混合设备的壳体和叶轮组件的叶轮上，且挡板上可以设置有孔。挡板之间的间隙、挡板上的孔、挡板和壳体之间的间隙共同形成悬混液的流动通道。本发明的目的在于提供一种实现粉体浸润和高效分散为一体的，混合分散效果好、结构简单、能耗低、处理能力强、不易堵塞的混合设备，特别是超细粉体与液体混合生成高粘度或高浓度悬混液的设备。

技术领域

本发明涉及固体和液体混合设备的领域，特别是超细粉体与液体混合生成高粘度或高浓度悬混液的设备，本发明还涉及一种用于固体和流体混合设备的叶轮组件。

背景技术

在工业领域，很多液体原材料是由粉体和液体混合制成的，特别是超细粉体如纳米级的粉体在少量液体中的混合分散、或者混合分散为高粘度的混合液，比如应用于锂离子电池正负极领域的浆料。通常来讲，整个混合过程可以分为三个阶段，打散、浸润和分散。在打散阶段，粉体从大的团块经过叶片等结构的搅拌，变为大致的粉末状态。在浸润阶段，粉末状的粉体与液体接触，但是随着粉体技术和纳米技术的发展，粉体比表面积增大趋势明显，其表面可以吸附大量的气体，在超细粉体分散到少量的液体中形成高粘度浆料的过程中，粉体颗粒与液体充分浸润十分困难，粉体颗粒在液体中的分布也会很不均匀，甚至会出现结块等情况，当然，由于这一阶段粉体颗粒也会进入到液体中，所以也可以看成是一个固体和液体的预混合阶段。在分散阶段，会对经过浸润或预混合的悬混液再进行分散处理，让粉体颗粒在悬混液中的分布一致性达到生产的要求。在这一阶段，主要是利用强大的剪切力完成对悬混液中可能存在的团块、结块等进行分散，并将粉体颗粒均匀地打入所有参与混合的液体中。但是，由于浸润和分散过程对混合设备的要求并不一致，在这种情况下，采用单一混合方式不能达到很好的混合效果，所以，现有技术中将粉体与液体的浸润过程以及粉体在液体中的分散过程分别采用专门的设备来完成，以期达到更好的混合效果。

CN109173815A公开了一种用于混合固体和液体的设备，如附图1所示，包括固体供给装置101；液体供给装置102；液体分配室103，所供给的液体在其中以预定流量进行分配；固体输送室104，通过螺杆喂料装置1041将所述固体从固体供给装置输送到混合室105；混合室，用于所供给的固体与所述液体混合以形成悬混液；以及转子室106，所述悬混液在该转子室中被旋转并从所述转子室的出口输出，在该工作区域形成真空状态，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，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。但是，该设备仅仅能完成粉体的浸润过程和初步分散，虽然粉体内的气体被大量吸走，有利于粉体的浸润，但由于搅拌作用不强烈，对悬混液的剪切力较弱，所以还是存在部分粉体在液体中没有充分散开的问题，所得到的悬混液在很多情况下，并不能直接用于实际生产，而要再进行一次高速分散过程，彻底将粉体中形成团块的粉体颗粒均匀分散至悬混液当中。

CN105148766B公开了一种高速分散装置，如附图2所示，包括下端设有进料口的分散桶、置于分散桶内的分散轮，及用于驱动分散轮的主轴，主轴向分散桶的上方延伸并传动联接有驱动源，分散桶的上端设有挡料板，挡料板的上方设有带出料腔的出料桶；还包括设于进料口上方的导流板，导流板位于分散轮的下端。该方法是将需分散的物料从进料口经过导流板的阻挡分流作用，将物料送至高速旋转的分散轮与固定不动的分散桶之间的空隙，经分散移动至分散轮的上方，分散后的物料经过筒状过滤结构的过滤之后流至出料腔，经过出料口流出；未能穿过筒状过滤结构的物料被阻挡至分散轮的内腔并重新进行分散混合。这种高速分散设备，优点是分散作用时间长，效果好，缺点就是属于独立设备，只能完成浆料的分散工作，无法完成固液预混合工作，更加无法完成将粉体表面的空气抽离而实现液体与粉体的高效的浸润，进而导致粉体在液体中的分散困难，分散所需要的时间很长，导致粉体在液体中的分散所需要的能耗很高。电机转速高能耗大，体积大，还需要单独的进料机构和出料机构等，结构复杂，成本上升明显。