高速分散乳化机是用于连续生产或循环处理需要分散、乳化、破碎的物料的高性能均质乳化设备。其核心元件是1~3组相互咬合的多层转子和定子;转定子周边均开有一定数量的细长切口。转子在高速旋转时,产生很大的离心力使被处理的物料从旋转的细长切口(狭缝)中喷出,并在定子的共同作用下,使被处理的物料受到两方面的作用力:迫使它通过狭缝的正作用力和阻止它通过的阻力。同时,被处理的物料从狭缝中喷出时,还受到狭缝的剪切作用,以及由转定子相对运动而产生的旋转剪切力在多种作用力的作用下使物料得到均质、乳化。
1、驱动系统(电机与减速机)
功能:为设备提供动力。
组成:
电机:通常采用变频调速电机,功率从几千瓦到几十千瓦不等,可根据处理量和物料粘度选择。变频控制可实现无级调速,适应不同工艺需求。
减速机(可选):对于需要更高扭矩或特定转速的机型,会配备行星齿轮减速机或皮带减速机构,将电机的高速转换为工作头所需的理想转速。
2、主轴与传动机构
功能:将电机的动力传递给工作头(转子)。
特点:主轴通常由高强度不锈钢制成,刚性好,能承受高速旋转下的扭矩和振动。传动方式包括联轴器直连、皮带传动等。
3、工作头(乳化头/剪切头)-核心部件
功能:产生剪切力,实现分散、乳化、均质。
结构:由转子(Rotating Rotor)和定子(Stationary Stator)组成,两者之间有精密的间隙(通常为0.2-0.5mm)。
工作原理:物料在转子高速旋转产生的离心力作用下,从定子外周被吸入转子-定子间隙,受到强烈的剪切、撞击、摩擦和高频振动,然后从定子内孔高速喷出,形成循环,达到细化和均质的目的。
类型:可根据工艺需求更换不同定子孔径、层数和结构的工作头(如单层、多层、长径比不同的乳化头)。
4、支撑与升降机构
功能:支撑整机并实现工作头在容器中的升降。
类型:
固定式:工作头高度固定,适用于与特定容器配套使用。
可升降式(常见):通过液压、气动或电动推杆实现工作头的平稳升降,方便进出料和清洗。升降行程可调。
可移动式:整机安装在带脚轮的机架上,可在不同容器间移动。
5、容器与夹具
容器:用于盛放待处理物料,可以是固定式反应釜或可移动的桶/罐。
夹具:用于将设备牢固地固定在容器口,防止运行时晃动或倾覆。常见形式有法兰夹具、卡箍式夹具等。
6、控制系统
功能:控制设备的运行。
组成:
变频器:控制电机转速,实现无级调速。
控制面板:包含启停按钮、转速显示、运行状态指示灯等。
PLC(可选):用于更复杂的自动化控制,如设定转速曲线、定时运行、多段工艺控制等。
安全保护:通常具备过载、过热、缺相等保护功能。
7、冷却与密封系统(关键)
机械密封:
功能:安装在主轴穿过设备外壳的部位,防止物料泄漏和外部污染物进入,同时允许主轴高速旋转。
类型:常用双端面机械密封,并通入密封液(如水或油)进行冷却和润滑,确保密封可靠,尤其适用于真空或压力工况。
冷却系统(可选):对于长时间运行或处理高粘度物料产生大量热量的场合,可在设备外壳或密封系统中设计冷却水套。