CN103203198A - 管路内交错叶片转子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管路内交错叶片转子，由空心轴和螺旋型交错叶片组成，其中螺旋型交错叶片位于空心轴表面，螺旋型交错叶片由交错相交的横片和竖片组成。本发明中，混合流体流动，冲击管路内交错叶片转子转动，交错叶片转子反作用于混合流体，使其流动方向改变，形成混流，同时受到剪切力，切向流动增强；横片促进混合流体的径向流动，促进位于管路横截面上不同部位的混合流体混合；横片与空心轴中心线距离不同以及两部分横片在竖片两侧以一定角度对称排列或错位排列的交错叶片转子相互组合排列，对混合流体产生“分隔—移位—重新混合”的作用；螺旋型交错叶片边缘对管壁产生轻微刮擦作用，具有一定防垢和除垢作用。

Description

管路内交错叶片转子

技术领域

本发明涉及一种应用于管路内两种及多种流体混合的内插件，具体是指管路内交错叶片转子。

背景技术

流体混合操作广泛存在于化工、石油、制药、造纸、食品等行业，且与节能和环保两大社会主题息息相关，因此，开发设计新型高效的混合设备意义重大。目前，两种及多种流体混合中应用比较广泛的装置主要有搅拌器和静态混合器。搅拌器的应用非常广泛，技术也非常成熟，关于应用于液体混合的搅拌器的专利有： CN2035268，专利名称为“液体混合搅拌器”；CN202113797U，专利名称为“液体混合搅拌器”等。虽然搅拌器的发展已经相当成熟，但搅拌器仍存在许多缺陷：需要动力辅助装置，由此整体装置变得复杂、占地面积增大而且能耗增大；搅拌器与动力辅助装置连接处的轴封部件往往存在泄漏；由于搅拌桨不同部位线速度、流场不均匀，存在死区，使混合物料雷诺数差别很大，导致混合均匀度不高；不能实现连续生产等。静态混合器是一种没有运动部件的高效混合设备，其基本工作机理是利用固定在管路内的混合单元体改变流体在管路内的流动状态，以达到不同流体之间良好分散和充分混合的目的，关于静态混合器的专利有：CN202289891U，专利名称为“流体静态混合器”；CN202263534U，专利名称为“一种管道静态混合器”；CN202297417U，专利名称为“大流量静态混合器”。相比搅拌器，静态混合器具有结构简单、占地面积小、能耗少等优点，但静态混合器对于流速低、粘性大的流体，不再具有良好的混合效果，而且，静态混合器往往会产生较大的压力差，增加动力设备的负担。

发明内容

本发明的目的是设计一种应用于管路内两种及多种流体混合的内插件——交错叶片转子，该结构转子在提高混合流体混合性能的同时还具有防止粘性流体粘贴管壁及流体中杂质附着于管壁形成污垢的作用。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：管路内交错叶片转子，主要由空心轴和螺旋型交错叶片组成，螺旋型交错叶片由交错相交的横片和竖片组成，竖叶片绕空心轴呈螺旋状，横片与空心轴中心线距离不同，两部分横片在竖片两侧以一定角度对称排列或错位排列；螺旋型交错叶片表面距离空心轴中心线的最大距离小于管路内径，螺旋型交错叶片表面光滑，螺旋型交错叶片边缘进行倒圆角或倒斜角。混合流体流经内置交错叶片转子的管路时，冲击管路内交错叶片转子，使交错叶片转子发生转动，交错叶片转子转动后反作用于混合流体，使混合流体流动方向发生改变，形成混流，同时使混合流体受到剪切力，切向流动增强；交错叶片转子转动时，横片促进了混合流体的径向流动，促进了位于管路横截面上不同部位的混合流体的混合；横片与空心轴中心线距离不同以及两部分横片在竖片两侧以一定角度对称排列或错位排列的交错叶片转子相互组合排列，对混合流体产生“分隔—移位—重新混合”的作用，提高了流体的混合效果；交错叶片转子转动过程中，交错叶片边缘对管壁产生轻微刮擦作用，对于一些混合中易结垢、易粘贴管壁的工况具有防垢和防粘贴的作用。

本发明管路内交错叶片转子，沿空心轴圆周方向均匀分布的交错叶片个数为两个、三个或多个。

本发明管路内交错叶片转子，横片与竖片以任意角度交错相交。

本发明管路内交错叶片转子，横片与空心轴中心线距离任意。

本发明管路内交错叶片转子，横片被竖片分割成两部分，两部分横片在竖片两边对称排列或错位排列，两部分横片与竖片之间夹角相同或者不同。

本发明管路内交错叶片转子，交错叶片转子的空心轴两端设置有同轴结构，数个穿装在两个挂件之间转轴上的交错叶片转子，其空心轴两端设置有球窝方式、圆锥方式、卡扣方式或者万向节方式同轴结构，交错叶片转子的空心轴尾部和与之相邻的交错叶片转子的空心轴头部相结合。

本发明管路内交错叶片转子，横片与空心轴中心线距离不同以及两部分横片在竖片两侧以一定角度对称排列或错位排列的交错叶片转子相互组合排列。

本发明管路内交错叶片转子，其空心轴截面形状为空心圆锥形、空心圆柱形、空心波节形或空心多棱形。

本发明管路内交错叶片转子，首尾相连整串穿装于连接轴线上，连接轴线可以是刚性的圆棒，也可以是柔性的软绳；也可以通过限位件分成转子数量相同或不同的若干组。

本发明管路内交错叶片转子，交错叶片和空心轴由高分子材料、高分子基复合材料、金属或者陶瓷材料制作的。

本发明管路内交错叶片转子，交错叶片和空心轴成型为一体；或者交错叶片、空心轴分别成型，竖叶片采用粘接、焊接、铆接、螺纹连接的方法固定在空心轴上。

本发明管路内交错叶片转子，根据实际需要，可在叶片表面开孔。

所述交错叶片转子的交错叶片的直径、轴向长度、螺旋升角等参数、交错叶片的横片与空心轴距离、交错叶片转子的组合排列方式以及交错叶片表面的开孔情况，可依据管路内径、管内介质流速、混合效果要求等工况条件以及交错叶片转子自身的强度、耐磨性结合制造加工成本来确定。

本发明的有益效果是：1、混合流体冲击交错叶片转子，使交错叶片转子发生转动，交错叶片转子反作用于混合流体，使混合流体流动方向发生改变，形成混流，同时，使混合流体受到剪切力，剪切流动增强；2、交错叶片转子转动时，横片促进了混合流体的径向流动，促进了位于管路横截面上不同部位的混合流体的混合，提高混合效果；3、横片与空心轴中心线距离不同以及两部分横片在竖片两侧以一定角度对称排列或错位排列的交错叶片转子相互组合排列，对混合流体产生“分隔—移位—重新混合”的作用，提高了流体的混合效果；4、螺旋型交错叶片边缘对管壁产生轻微的刮擦作用，防止流体粘着管壁以及流体中杂质附着管壁形成污垢。

附图说明

图1是本发明管路内交错叶片转子——螺旋型交错叶片的横片与竖片垂直相交、对称排列的转子的三维结构示意图；

图2是本发明管路内交错叶片转子——螺旋型交错叶片的横片与竖片垂直相交、错位排列的转子的三维结构示意图；

图3是本发明管路内交错叶片转子——螺旋型交错叶片的横片与竖片夹角为60°的转子的三维结构示意图；

图4是本发明管路内交错叶片转子的安装结构示意图。

图中，1-球窝凸台，2-螺旋型交错叶片，3-球窝凹台，4-竖片，5-横片，6-空心轴，7-限位件，8-挂件，9-交错叶片转子，10-管路，11-中心轴。

具体实施方式

如图4所示，本发明一种管路内两种及多种流体混合的内插件——交错叶片转子的实施方法如下：横片5与空心轴6中心线距离不同以及两部分横片5在竖片4两侧以一定角度对称排列或错位排列的交错叶片转子9相互组合排列，交错叶片转子9空心轴6头部的球窝凸台3和与之相邻的交错转子9的空心轴6尾部的球窝凹台1配合连接，可将交错叶片转子9按一定数量分成若干组，组与组之间由限位件7隔开，穿装于中心轴11上，整体置于管路11内，同时，挂件8卡在管路10两端，用限位件7将中心轴11绷紧固定于挂件8两端，使中心轴11绷紧。混合流体流经内置交错叶片转子9的管路10时，冲击管路10内交错叶片转子9，使交错叶片转子9发生转动，交错叶片转子9转动后反作用于混合流体，使混合流体流动方向发生改变，形成混流，同时使混合流体受到剪切力，切向流动增强，交错叶片转子9转动时，横片5促进了混合流体的径向流动，促进了位于管路10横截面上不同部位的混合流体的混合，提高了混合效果，另外，横片5与空心轴6中心线距离不同以及两部分横片5在竖片4两侧以一定角度对称排列或错位排列的交错叶片转子9相互组合排列，在混合流体流经过程中，对混合流体产生“分隔—移位—重新混合”的作用，从而提高流体的混合效果，最后，交错叶片转子9转动过程中，螺旋型交错叶片2边缘对管壁产生轻微刮擦作用，对于一些混合中易结垢、易粘贴管壁的工况具有防垢和防粘贴的作用。

Claims (4)

1.管路内交错叶片转子，其特征在于：主要由空心轴和螺旋型交错叶片组成，螺旋型交错叶片由交错相交的横片和竖片组成，竖叶片绕空心轴呈螺旋状，横片与空心轴中心线距离不同，两部分横片在竖片两侧以一定角度对称排列或错位排列；螺旋型交错叶片表面距离空心轴中心线的最大距离小于管路内径，螺旋型交错叶片表面光滑，螺旋型交错叶片边缘进行倒圆角或倒斜角。

2.根据权利要求1所述的管路内交错叶片转子，其特征在于：沿空心轴圆周方向均匀分布的螺旋型交错叶片个数为两个、三个或多个。

3.根据权利要求1所述的管路内交错叶片转子，其特征在于：交错叶片转子的空心轴两端设置有同轴结构，数个穿装在两个挂件之间转轴上的交错叶片转子，其空心轴两端设置有球窝方式、圆锥方式、卡扣方式或者万向节方式同轴结构，交错叶片转子的空心轴尾部和与之相邻的交错叶片转子的空心轴头部相结合。

4.根据权利要求1所述的管路内交错叶片转子，其特征在于：螺旋型交错叶片和空心轴成型为一体；或者螺旋型交错叶片、空心轴分别成型，竖叶片采用粘接、焊接、铆接、螺纹连接的方法固定在空心轴上。

Images