[发明专利]一种适于纳米颗粒解聚分散的高剪切强化装置在审
申请号: | 202210530647.X | 申请日: | 2022-05-16 |
公开(公告)号: | CN114832680A | 公开(公告)日: | 2022-08-02 |
发明(设计)人: | 刘宝庆;李哲;张自强 | 申请(专利权)人: | 浙江大学 |
主分类号: | B01F27/90 | 分类号: | B01F27/90;B01F27/85;B01F27/80;B01F27/805;B01F35/40;B01F35/50;G01N1/10 |
代理公司: | 杭州知闲专利代理事务所(特殊普通合伙) 33315 | 代理人: | 王于敏 |
地址: | 310027 浙*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 适于 纳米 颗粒 解聚 分散 剪切 强化 装置 | ||
本发明提供一种适于纳米颗粒解聚分散的高剪切强化装置在搅拌釜内的顶部设置双轴搅拌器,底部设置高剪切混合器;利用双轴搅拌器的内搅拌桨转动产生的离心力的影响,配合外搅拌桨转动,能够使物料进行下拉、润湿的预分散操作;经预分散后的混合物料被吸入底部高剪切混合器的剪切头内进行高速剪切。物料在剪切头内经多次碰撞、破碎,同时在双轴搅拌器的协同作用下进一步分散均匀,得到性能均一、稳定的产品。此外,本发明的高剪切强化装置设置可拆卸的釜盖,并配合升降器的使用,实现釜盖和双轴搅拌器的共同升降,使得搅拌釜内清洁及双轴搅拌器搅拌桨的更换更加方便。
技术领域
本发明属于搅拌装置技术领域,具体涉及一种适于纳米颗粒解聚分散的高剪切强化装置。
背景技术
高剪切混合技术是一种基于高剪切混合器来实现快速分子级均匀混合的过程强化技术,它能在局部瞬时产生强剪切力和高湍流度,对实现匀化、乳化、溶解、分散、悬浮、结晶、结晶分散以及反应等单元操作具有重要作用。高剪切混合器的工业应用超前于基础研究,目前已在化工、石化、医药、食品等过程工业中具有大量应用实例,并得到了业界的广泛认可。
然而,随着过程工业不断发展,工业需求及应用场景的高参数化、集约化和清洁化提高了对传统高剪切混合器的要求。如在粘稠体系中进行高剪切操作时,由于介质高粘度引起釜内主体流动减弱,进而导致产品的整体均匀性难以保证;在固液两相中进行解聚分散时,流体粘度随着颗粒固含量的增加而发生变化,恶化局部区域的流动情况并影响产品最终品质;此外,单一高剪切混合器尺寸小、泵送能力有限,在大尺寸容器中不能很好兼顾高循环、高剪切的要求。
针对上述情况,如果采用传统的单一高剪切混合器,要求其完美适合各种工况下的功能需求就显得不切实际。迄今为止,对于单一高剪切混合器驱动的高剪切操作,已有相对成熟的优化设计和运行方法。面对实际工业应用过程中工况复杂多变的现实困难和客观需求,传统的单一高剪切混合器已不能胜任该种工况下的混合要求,因此亟需开发一种基于高剪切混合器的具有宽适应性、能满足不同工况、不同强化过程功能需求的强化设备。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题,本发明提供一种由底装高剪切混合器与顶装双轴搅拌器耦合而成的适于纳米颗粒解聚分散的高剪切强化装置,该装置主要用于测得设备转速、扭矩、温度、压力、颗粒粒径、粒度分布、浓度分布等参数,进而获取其在不同工况下的功耗特性、混合特性、传递特性和分散特性等等。另外,该装置不仅可以研究不同操作、运行及物性参数对复杂苛刻体系中纳米颗粒解聚分散的影响,还可以用于高剪切混合器与双轴搅拌耦合后对液-液乳化、浸取等单元操作的性能研究,进而推动高剪切混合技术由经验设计向规则设计迈进。
一种适于纳米颗粒解聚分散的高剪切强化装置,包括搅拌釜,所述搅拌釜包括可拆卸连接的釜盖和釜体;
所述搅拌釜内设有同心双轴搅拌器和高剪切混合器,所述双轴搅拌器的搅拌轴与釜盖可转动连接,所述高剪切混合器的剪切头与釜体底部可转动连接;
还包括用于驱动所述釜盖和双轴搅拌器共同上下移动的升降器。
作为优选,所述双轴搅拌器和剪切混合装置在搅拌釜内均沿水平方向居中设置。
作为优选,所述升降器包括与所述釜盖和双轴搅拌器连接的升降架以及驱动所述升降架上下移动的升降台,所述升降架设于所述升降台上。
作为优选,所述升降架为T形结构或L形结构,其包括水平端和竖直端;其中,竖直端与升降台连接。
作为进一步优选,所述双轴搅拌器包括:
管状的外搅拌轴以及与所述外搅拌轴连接的外搅拌桨;
空套于所述外搅拌轴内的内搅拌轴以及设于所述内搅拌轴上的内搅拌桨;
安装于所述升降架上,并与内搅拌轴和外搅拌轴一一对应连接的两个搅拌电机;
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