高速剪切机的原理

高速剪切机的原理

高速剪切机是一种通过强烈的剪切、撕裂和冲击作用，将物料进行分散、乳化、破碎或混合的设备，其工作原理核心在于利用高速旋转的转子与定子之间的间隙产生强大的剪切力。

高速剪切机,高速超细湿法粉碎机,高速剪切乳化机,超高速研磨乳化机,纳米超高速剪切乳化机

一、核心结构与工作原理

1. 关键部件组成

• 转子（高速旋转部件）：通常为带有齿槽、叶片或刀刃的圆柱体，通过电机驱动以极高转速（可达数千至数万转 / 分钟）旋转。

• 定子（固定部件）：环绕在转子外侧，内壁设有与转子匹配的齿槽、孔洞或刀刃，与转子形成狭窄的剪切间隙（通常为 0.1~2mm）。

• 物料腔体：用于容纳待处理物料，确保物料能均匀进入转子与定子的剪切区域。

2. 工作原理流程

• 物料吸入：待处理物料（如液体、膏体、悬浮液等）通过进料口进入腔体，转子高速旋转产生的离心力将物料从中心向四周甩出。

• 剪切作用形成：物料进入转子与定子的间隙时，因转子转速极快（线速度可达数十米 / 秒），导致间隙内的物料流速差极大。例如，靠近转子表面的物料随转子高速运动，而靠近定子表面的物料速度较慢，这种速度差产生强烈的剪切应力，将物料中的颗粒、液滴或团聚体撕裂。

• 湍流与冲击强化：转子和定子的齿槽、刀刃设计会使物料在间隙内形成剧烈的湍流运动，同时物料与金属表面、齿槽边缘发生高频冲击，进一步强化分散、乳化效果。例如，在乳化过程中，油相和水相物料经剪切后被破碎成微米级液滴，均匀混合形成稳定乳液。

二、工作原理的关键机制

1. 剪切力的产生

• 速度梯度效应：转子与定子间隙内的速度梯度（单位距离内的速度变化）极大，例如转子转速为 10000 转 / 分钟时，间隙内的剪切速率可达 10⁴~10⁵ s⁻¹，这种高剪切速率能瞬间破坏物料中的分子间作用力或颗粒团聚结构。

• 齿槽与刀刃的切割作用：转子和定子的齿槽呈交错排列（如多层锯齿状），当物料通过时，齿刃会像 “剪刀” 一样直接切割颗粒或液滴，使其粒径减小。

2. 湍流与空化效应

• 湍流混合：高速旋转的转子使物料产生强烈湍流，不同区域的物料在湍流作用下快速混合，确保分散均匀性。例如，在涂料生产中，颜料颗粒经湍流混合后能均匀分布在树脂基体中。

• 空化作用：当转子转速极高时，间隙内的局部压力会瞬间降低，形成微小气泡（空化泡），气泡破裂时产生的冲击波进一步冲击物料颗粒，辅助破碎和分散。

三、不同类型高速剪切机的原理差异

1. 批次式剪切机（如罐式剪切机）

• 原理特点：物料在封闭罐体内被转子吸入并循环剪切，适合小批量、多品种生产。例如，实验室用小型剪切机通过批次处理，将少量物料反复剪切至所需粒径。

• 应用场景：化妆品乳液、小型涂料配方调试等。

2. 在线式剪切机（如管线式剪切机）

• 原理特点：物料通过管道连续进入剪切机，经转子定子剪切后直接输出，适合大规模连续生产。例如，食品工业中连续生产酱料时，物料从管道输入，经剪切后直接进入灌装环节。

• 关键设计：定子通常为多层多孔结构，转子转速更高（可达 20000 转 / 分钟），以确保物料在短时间内完成高效剪切。

四、与其他分散设备的原理对比

高速剪切机：高粘度液体、乳液、悬浊液。转子定子间隙高速剪切 + 湍流冲击

高速分散机：涂料、油墨（中等粘度物料）。搅拌桨高速旋转形成涡流 + 机械搅拌

胶体磨：软膏体、悬浮液（需初步破碎）。研磨盘摩擦 + 剪切

高速剪切机,高速超细湿法粉碎机,高速剪切乳化机,超高速研磨乳化机,纳米超高速剪切乳化机

斯路森积累了丰富的试验数据和经验，有样机供您实验，欢迎寄料和来厂指导考察

联系我们

根据物料和实际工况，我们提供定制解决方案。

公司有样机供您实验，欢迎寄料或来厂参观指导。

电话：仲工 152-5150-6730（微信同号）