一种混合设备制造技术

一种通过将剪切扩散和／或扩张扩散混合与分布混合结合在一起的混合材料的过程，其中材料的混合出现在混合器内的一个或多个阶段，该材料基本是受混合器本身所提供的泵抽作用推动而通过这些阶段。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种混合设备。混合操作一般可以理解为包括两种截然不同的作用—扩散混合和分布混合。在扩散混合中，被混合材料的单个部分无论是固体或液体，在所施加应力的作用下均有其相应的几何形状的改变。这通常采取的形式是各个部分的平均尺寸减小，同时其数目增加。在分布混合中，材料的单个部分不论是固体或液体，被融合在一起，以在多种材料各部分相互间的分布中获得空间均匀性。因此好的混合操作一般要求扩散混合和分布混合均出现。分布混合基本上是混合设备的几何形状的函数，已知的混合器一般归为两种类型，随机分布混合或结构分布混合。随机分布混合器是通过随机地搅动材料来实现混合，已知的混合器包括滚筒混合器和条形混合器。另一方面，结构分布混合器实现混合的方式是系统化地重复在几何形状上有所控制的材料分离、再定向排列和重新结合的过程，且包括静态混合器和空腔转移混合器。相反，扩散混合基本上是施加在材料上的力、压力、应力和应变的因数。总而言之，扩散混合所要求的材料的尺寸减小是通过施加在材料上的应力实现的。这些所施加应力的形式一般为压应力、拉应力或剪应力。为了混合液体材料，施加应力的主要方法是通过施加剪应力，因为这利用存在于机器内的两相对运动表面液体边界的阻力可以很容易地实现。这种混合器的例子包括内转子/定子混合器，其中材料在转子和定子表面之间受到剪切作用。获得剪应力还可以通过迫使液体材料越过无相对运动的一个或多个表面(例如槽壁之间)来实现。在这种情况下，虽然也能在液体中产生相当大的剪应力，但是这只是在提供了某种形式的泵抽能量推动液体越过该表面才行。无论如何，人们早就认识到另外一些具有扩展流动的机构能使液体材料受到压应力和拉应力，在实际中它们可以比剪应力高很多。扩展流动要求提高对液体的压力，以将其推过使液体受到拉应力和压应力的表面之间。这种表面的取向一般可以是沿流动方向，在这种情况下，流动材料借助质量守恒沿其流动路径加速或减速；或者该取向一般可以是沿流动方向的横向，在这种情况下，通过在例如冲击中的动量改变，液体材料减速且从而受到压缩。因此，设计为根据扩展流动的扩散而进行操作的已知混合器需要诸如位于上游的高压泵之类的外部加压装置(同样的泵抽要求也适用于如上所述的基于非运动表面之间的剪切流动操作的混合装置)。假如经常要求所混合材料的任何给定部分受到几个应力循环，那么很明显，通过混合器提供扩展流动和剪切流动所需的总压力会变得过高。另外，设计制造一个这样的能保证扩展流动和剪切流动以最大效率，即最小的压力损失产生的混合装置的成本相当高。本专利技术的一个目的是提供一种能避免和减弱上述缺点的混合设备。根据本专利技术提供了一种用于混合材料的混合设备，该设备包括一个或多个流动槽和至少两个腔，它们或一个偏心安装在另一个内从而在其间构成一个腔，或轴向安装从而在其相对的表面之间构成一个腔，且它们相互间可相对转动，从而产生一个泵抽力迫使材料通过上述流动槽和腔，使材料在上述流动槽和/或上述腔内受到应力，造成扩张扩散和/或剪切扩散混合。该设备最好还适用于使材料受到分布混合。该混合器包括多条上述应力引入流动槽，呈由相应槽件构成的至少两组，布置为使材料由一组的槽泵抽到另一组的槽。泵抽力是在全部和/或中间两组上述应力引入槽施加在材料上的。槽可以有彼此平行、收敛或发散的边，且任何槽可以整个地包含在构成混合器部件的单一槽内或为另一种形式，其形成在一个槽部件中并由混合器的任何其他元件(即另一槽构成元件)的相邻表面边界。例如，槽可以是在通常同心部件内的径向槽，或在轴向上并置的部件内的轴向槽。在混合器的槽构成件之间最好提供有腔，该腔为混合组分提供随机分布混合以及剪切扩散和扩张扩散两种混合。例如，该腔可以是同心或偏心表面之间的环形空间，或者是平行或不平行表面之间的轴向空间。该腔可以足够小，以致于允许槽件相互接触。泵抽作用可以由离心力或牵拉阻力产生，或者可以采取正向位移泵抽的形式，例如叶片泵抽、齿轮泵抽或活塞泵抽。在本专利技术的优选实施例中，提供有某些装置，以获得一定量的逆流混合，其中由于横跨槽(或腔)的压力差的反向结果，在泵抽周期的某一阶段，槽(或几组槽之间的腔)内的流动方向逆转。产生反向流动的大小可以通过槽(或腔)的单独或组合设计来控制，其中向一个方向的流动受到的阻力大于向其相反方向流动的。在此例中，槽(或腔)可以设计为如阀门般操作，使向一个方向的流动较另一方向更多，同时又能给材料施以适当的混合作用。或者，产生反向流动的大小可以通过泵抽作用的设计进行控制，其中在一个方向可以获得比另一个方向更大的泵抽效果。此反流在增加于混合单元内的滞留时间方面具有有利的效果，使材料的任何部分受到混合作用的次数增加。在本专利技术的某些实施例中，在混合过程中可能在任何一个方向均不存在净流动，所以混合操作基本是静态的(混合器可以有共同的入口/出口)。根据本专利技术的设备可以用于混合单种材料(本文中混合一词在整个混合行业用来指例如将材料破碎成较小组分的扩散混合，它可以与分布混合相结合，将这些小部分在材料整体内分布开)或几种不同的材料，包括固体和液体的混合物，或者就是性能可类似于液体的固体。现在将参照附图，仅以举例的方式对本专利技术的实施例进行说明，其中附图说明图1是根据本专利技术第一实施例的混合设备的横截面侧视图；图2是图1所示实施例的端视截面图；图3a、3b、3c、3d、3e和3f是槽的多种替代类型的放大图；图4是一表示图1所示混合设备改进型的侧视截面图；图5是本专利技术第三实施例的侧视截面图；和图6是图5所示混合设备的端视截面图。参见图1和图2，所示混合器包括转子1和转子轴2，该转子轴由一些外部装置(未示出)驱动，并安装在具有入口13和出口14的大体圆柱形的外壳3之内。两个固定的定子环4，每个构成一组径向应力引入槽5，定子环安装在支撑于外壳3内的平面表面6上，且与穿过点X的轴线同心且垂直(见图2)。转子1包括构成一组径向应力引入槽8的一单个转子环7，该环与其轴线穿过点Y的转子轴2同心(见图2)。转子环7支撑在垂直于转子轴线的平面表面9上。转子1的转动轴线平行于定子环4的同心轴线，并与之错开XY的距离，结果是转子环7相对于定子环4偏心转动。转子环7载有数个叶片10，它们安装在内定子环4的外表面和外定子环4的内表面之间，叶片10能够相对于定子环7径向滑动，相对于定子环4周向滑动，以及轴向延伸，以滑动到在一侧抵住转子的平面表面9和在另一侧抵住定子的平面表面6。转子环7、转子平面表面9、定子环4、定子平面表面6和叶片10的这些平面的组合起到的作用是在转子环7的两侧将一组内隔间和外隔间11分别封闭在于定子环4之间形成的环形腔之内。亦即，每对相邻的叶片10之间构成两个隔间11，内隔间11处于转子环7和内定子环4之间，而外隔间11处于转子环7和外定子环4之间。转子环7转动时，各隔间11在相应的叶片10之间随其转动，由于转子环7相对于定子环4是偏心的，结果各隔间的容积随其转动逐渐增加和减少。这样就提供了一种泵抽作用，材料在各隔间11扩张时被抽入其中，且当其压缩时被推出。尽管一大小可控的材料流量可通过转子环7与定子平面表面6之间以及定子环4与转子平面表面9之间的环形空间12，但材料基本上是通过径向布置在相邻环内的槽5和8进出各隔间的。在操本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于混合材料的混合设备，该设备包括一个或多个流动槽和至少两个腔，它们或一个偏心安装在另一个内从而在其间构成一个腔，或轴向安装从而在其相对的表面之间构成一个腔，且它们彼此可相对转动，从而产生一个泵抽力迫使材料通过上述流动槽和腔，使材料在上述流动槽和／或上述腔内受到应力，造成扩张扩散和／或剪切扩散混合。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：CJ布朗，
申请(专利权)人：蒂斯瑟克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]