[發(fā)明專利]鏤空帶柵條螺旋葉片轉(zhuǎn)子

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310369902.8
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103446901A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊衛(wèi)民;王峰;閻華;張震;丁玉梅
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學
• 主分類號: B01F5/00
• 分類號: B01F5/00;B01F5/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種應(yīng)用于管路內(nèi)兩種及多種流體混合的內(nèi)插件—鏤空帶柵條螺旋葉片轉(zhuǎn)子。

背景技術(shù)

流體混合操作廣泛存在于化工、石油、制藥、造紙、食品等行業(yè)，且與節(jié)能和環(huán)保兩大社會主題息息相關(guān)，因此，開發(fā)設(shè)計新型高效的混合設(shè)備意義重大。目前，兩種及多種流體混合中應(yīng)用比較廣泛的裝置主要有攪拌器和靜態(tài)混合器。攪拌器的應(yīng)用非常廣泛，技術(shù)也非常成熟，關(guān)于應(yīng)用于液體混合的攪拌器的專利有：CN202113797U，專利名稱為“液體混合攪拌器”、CN2035268，專利名稱為“液體混合攪拌器”等。雖然攪拌器的發(fā)展已經(jīng)相當成熟，但仍存在許多缺陷：需要動力輔助裝置，整體裝置復雜、占地面積大、能耗大；攪拌器與動力輔助裝置連接處的軸封部件往往存在泄露；攪拌槳不同部位線速度、流場不均勻，存在死區(qū)，使混合物料雷諾數(shù)差別很大，導致混合均勻度不高；不能實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)等。靜態(tài)混合器是一種沒有運動部件的高效混合設(shè)備，其基本工作機理是利用固定在管路內(nèi)的混合單元體改變流體在管路內(nèi)的流動狀態(tài)，以達到不同流體之間良好分散和充分混合的目的，關(guān)于靜態(tài)混合器的專利有：CN202263534U，專利名稱為“一種管道靜態(tài)混合器”；CN202289891U，專利名稱為“流體靜態(tài)混合器”；CN202297417U，專利名稱為“大流量靜態(tài)混合器”。相比攪拌器，靜態(tài)混合器具有結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、能耗少等優(yōu)點，但靜態(tài)混合器對于流速低、粘性大的流體，不再具有良好的混合效果，而且，靜態(tài)混合器往往會產(chǎn)生較大的壓力差，增加動力設(shè)備的負擔。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是設(shè)計一種應(yīng)用于管路內(nèi)兩種及多種流體混合的內(nèi)插件——鏤空帶柵條螺旋葉片轉(zhuǎn)子，該結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子能夠?qū)崿F(xiàn)對處于管路橫截面不同部位的混合流體產(chǎn)生“分割-移位-重新混合”的作用，在提高混合流體混合性能的同時還具有防止粘性流體粘貼管壁及流體中雜質(zhì)附著于管壁形成污垢的作用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：鏤空帶柵條螺旋葉片，該轉(zhuǎn)子主要由空心軸、螺旋葉片、螺旋柵條組成，鏤空帶柵條螺旋葉片轉(zhuǎn)子置于管路內(nèi)，部分螺旋葉片鏤空，在鏤空部位嵌入螺旋型柵條，螺旋柵條與螺旋葉片之間無相對運動，螺旋柵條沿管路軸向、管路徑向或與管路中心線呈一定角度方向延伸；螺旋葉片繞空心軸呈螺旋狀，螺旋葉片表面距空心軸中心線的最大距離小于管路內(nèi)徑，螺旋葉片邊緣棱邊進行倒斜角或倒圓角。混合流體由連續(xù)相和分散相組成，混合流體流經(jīng)內(nèi)置鏤空帶柵條螺旋葉片轉(zhuǎn)子的管路時，沖擊管路內(nèi)鏤空帶柵條螺旋葉片轉(zhuǎn)子，使鏤空帶柵條螺旋葉片轉(zhuǎn)子發(fā)生轉(zhuǎn)動，鏤空帶柵條螺旋葉片轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后反作用于混合流體，使混合流體流動方向發(fā)生改變，形成旋流，使混合流體流動路徑增加，混合時間提高；螺旋葉片的徑向螺棱將分散相流體的大集團分割成若干分散相小集團，螺旋葉片的螺旋型結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)特性使被分割成的分散相小集團發(fā)生移位，在移位過程中，螺旋葉片的軸向螺棱將分散相小集團進一步分割成更小的集團；沿管路軸向延伸的螺旋柵條——軸向螺旋柵條、沿管路徑向延伸的螺旋柵條——徑向螺旋柵條、沿與管路中心線呈一定角度方向延伸的螺旋柵條——斜向螺旋柵條的螺棱將流經(jīng)葉片表面的分散相集團分割成若干分散相小集團，部分分散相小集團繼續(xù)沿螺旋葉片螺旋方向流動，部分分散相小集團穿過螺旋葉片鏤空部分，與螺旋葉片另一側(cè)流體進行混合；徑向螺旋柵條和斜向螺旋柵條對處于管路中心部位的混合流體產(chǎn)生分割和折流作用，促進混合流體的徑向流動；鏤空帶柵條螺旋葉片轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動過程中，螺旋葉片的軸向螺棱對管壁產(chǎn)生輕微的刮擦作用，對于一些混合中易結(jié)垢、易粘貼管壁的工況具有防垢和防粘貼的作用。

本發(fā)明鏤空帶柵條螺旋葉片轉(zhuǎn)子，沿空心軸圓周方向均勻分布的螺旋葉片個數(shù)為兩個、三個或多個。

本發(fā)明鏤空帶柵條螺旋葉片轉(zhuǎn)子，同一螺旋葉片上沿相同方向或不同方向延伸、延伸長度相同或者不同、位于相同或不同鏤空部位的螺旋柵條個數(shù)為一個、兩個或多個。

本發(fā)明鏤空帶柵條螺旋葉片轉(zhuǎn)子，螺旋柵條橫截面為三角形或矩形、菱形等四邊形或鋸齒形、階梯形等多邊形，螺旋柵條橫截面沿管路徑向方向的長度小于螺旋葉片鏤空部分沿管路徑向方向的長度，螺旋柵條厚度大于螺旋葉片厚度。

本發(fā)明鏤空帶柵條螺旋葉片轉(zhuǎn)子，鏤空帶柵條螺旋葉片轉(zhuǎn)子的空心軸兩端設(shè)置球窩方式、圓錐方式、卡扣方式或者萬向節(jié)方式等同軸結(jié)構(gòu)，鏤空帶柵條螺旋葉片轉(zhuǎn)子的空心軸尾部和與之相鄰的鏤空帶柵條螺旋葉片轉(zhuǎn)子的空心軸頭部配合連接。

本發(fā)明鏤空帶柵條螺旋葉片轉(zhuǎn)子，其空心軸橫截面形狀為空心圓錐形、空心圓柱形、空心波節(jié)形或空心多棱形。