[發(fā)明專利]一種提高抽吸能力和混合效率的組合式攪拌槳

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711229125.1
• 申請(qǐng)日: 2017-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107890845B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉作華;許傳林;陶長(zhǎng)元;谷德銀;邱發(fā)成;杜軍;范興;劉仁龍;謝昭明;吳丙山;孔令峰;唐金晶;李兵;許恢琴;楊義;張柱;王靚;熊黠;王闖;周小霞;唐小驊;黃詩(shī)雨;劉青松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J19/18
• 分類號(hào): B01J19/18;B01F7/18
• 代理公司: 50201 重慶大學(xué)專利中心
• 代理人: 王翔<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入國(guó)

本發(fā)明的目的是提供一種提高抽吸能力和混合效率的組合式攪拌槳，主要包括一根攪拌軸，以及至少兩個(gè)圓盤體、與圓盤體數(shù)量相同的柔性繩、若干剛性槳葉。通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)剛?cè)峤M合式攪拌槳在攪拌槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，向攪拌槽內(nèi)的流體傳遞能量，從而獲得適宜的流場(chǎng)。在攪拌過(guò)程中，本發(fā)明的剛?cè)峤M合式攪拌槳可以通過(guò)柔性繩的抖動(dòng)行為和多體運(yùn)動(dòng)以及剛性槳葉的剪切作用，提高物料的混合效果和槳葉的抽吸能力，減小隔離區(qū)，強(qiáng)化流體混合。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明能夠比較可靠的提高流體混合效率，在更低的轉(zhuǎn)速下實(shí)現(xiàn)較好的混合效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到化工、濕法冶金、制藥、食品等生產(chǎn)過(guò)程中的攪拌裝置，具體是指由剛性槳葉和柔性繩組成的組合式攪拌槳。

背景技術(shù)

攪拌反應(yīng)器廣泛應(yīng)用于化工、濕法冶金、制藥、食品等過(guò)程工業(yè)，它是通過(guò)攪拌槳的機(jī)械旋轉(zhuǎn)向攪拌槽內(nèi)的流體輸入機(jī)械能，通過(guò)槳葉的剪切作用實(shí)現(xiàn)傳熱和傳質(zhì)，從而在攪拌槽內(nèi)形成適宜的流場(chǎng)，強(qiáng)化流體混合。

研究發(fā)現(xiàn)，攪拌反應(yīng)器內(nèi)普遍存在著兩種不同類型的混合區(qū)域：混沌混合區(qū)和和隔離區(qū)，增大混沌混合區(qū)，減小隔離區(qū)，是提高流體混合效率、降低攪拌過(guò)程能耗的重要途徑。而在攪拌過(guò)程中，傳統(tǒng)的剛性攪拌槳易在槳葉背后形成較大的尾渦，使能量難以傳遞到攪拌槽的邊緣地區(qū)，不能有效的減小隔離區(qū)，能量利用率較低，混合效果較差。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中通常采用增大轉(zhuǎn)速的方法來(lái)提高混合效果，在液-液混合過(guò)程中，轉(zhuǎn)速過(guò)大容易造成過(guò)度攪拌，卷入空氣，出現(xiàn)乳化現(xiàn)象，并不利于混合。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種提高抽吸能力和混合效率的組合式攪拌槳，其特征在于:主要包括一根攪拌軸，以及至少兩個(gè)圓盤體、與圓盤體數(shù)量相同的柔性繩、若干剛性槳葉。

所述攪拌軸一端連接動(dòng)力、另一端位于攪拌槽中。

每個(gè)圓盤體固定在攪拌軸上。所述攪拌軸穿透每個(gè)圓盤體的中心孔。

每一個(gè)圓盤體均固定有若干剛性槳葉。這些剛性槳葉插在圓盤體的周圍，呈輻射狀地環(huán)繞攪拌軸。

每一片剛性槳葉均具有一個(gè)圓形通孔。

每一個(gè)圓盤體配置一根柔性繩。一根柔性繩依次穿透一個(gè)圓盤體周圍所有的剛性槳葉上的每一個(gè)圓形通孔后，采用連接扣將這根柔性繩的兩端連接起來(lái)。

工作時(shí)，每一個(gè)圓盤體及其若干剛性槳葉位于液體中，被所述電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步，攪拌軸上的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)分別記為節(jié)點(diǎn)I和節(jié)點(diǎn)II。節(jié)點(diǎn)I靠近攪拌軸連接電機(jī)的一端，節(jié)點(diǎn)II靠近攪拌軸下端。

兩個(gè)圓盤體分別記為圓盤體I和圓盤體II。圓盤體I和圓盤體II分別固定在節(jié)點(diǎn)I和節(jié)點(diǎn)II。圓盤體I和圓盤體II連接的剛性槳葉的葉片數(shù)量相等。

進(jìn)一步，剛性槳葉的葉片長(zhǎng)度為L(zhǎng)。剛性槳葉遠(yuǎn)離攪拌軸的端為尖端，圓形通孔距離剛性槳葉葉片尖端的距離為a。a＜2/3L。

進(jìn)一步，柔性繩的直徑d，剛性槳葉旋轉(zhuǎn)一周后，形成的軌跡圓的直徑D，d是D的1/50-1/20。

進(jìn)一步，柔性繩的長(zhǎng)度c。剛性槳葉旋轉(zhuǎn)一周后，形成的軌跡圓的周長(zhǎng)為C。c是C的2/3～3/2。

進(jìn)一步，柔性繩的材質(zhì)是尼龍繩、鋼絲繩或聚四氟乙烯。

本技術(shù)在已有技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)攪拌槳的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，提出了提高流體混合效率的剛?cè)峤M合式攪拌槳，該現(xiàn)有技術(shù)可以利用剛性槳葉的剪切作用、柔性片的抖動(dòng)行為對(duì)攪拌反應(yīng)器內(nèi)的流體進(jìn)行擾動(dòng)。柔性片的多體運(yùn)動(dòng)能夠減小氣-液和液-液混合體系中的氣泡和液滴直徑。對(duì)于固-液體混合體系，柔性片能夠增加槳葉的抽吸能力，使更多固體顆粒上浮。通過(guò)該現(xiàn)有技術(shù)可以將能量傳遞到遠(yuǎn)離攪拌槳的攪拌槽邊緣地區(qū)，減少隔離區(qū)，提高混合效果。針對(duì)不同的混合體系，該技術(shù)能夠在較低的轉(zhuǎn)速下實(shí)現(xiàn)更加高效的混合，減少能耗，降低生產(chǎn)成本。

附圖說(shuō)明