CN103418298B - 一种射流喷射驱动式叶片搅拌器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种射流喷射驱动式叶片搅拌器,包括有支座,支座内固定设置有轴承座套,轴承座套内转动设置有旋转空心轴,旋转空心轴与轴承座套之间设有轴承、密封组件,旋转空心轴下端接通有横向的进水接头,旋转空心轴上端安装有分水块,分水块外侧接通有多个环形排布的喷杆,喷杆上安装有径向分布的喷嘴,喷嘴的朝向与驱动旋转方向一致,喷杆上安装有搅拌叶片。叶片旋转运动的驱动力作用点与液体阻力均是沿叶片径向对称分布,使叶片的受力状况极大改善,从根本上避免了叶片根部受力大易断裂,及叶片因刚度不够而变形。
Description
技术领域
本发明主要涉及喷射技术与叶片旋转搅拌技术领域,应用于大容器(大直径、大深度)内液体的混合、搅拌及防沉淀等,具体是一种射流喷射驱动式叶片搅拌器。
背景技术
在化工行业的各种反应釜、采矿行业的浓密池、石油行业的大型储罐防沉淀、环保行业的污水处理池内,现有叶片式混合搅拌器均是机械驱动形式。其动力传递的基本工作原理是:原动机(常用电动机)驱动主轴,主轴带动叶片旋转,叶片驱动液体流动,从而实现溶液搅拌混合或防沉淀等功能。这种做功原理必然对主轴强度、叶片与主轴连接处(叶片根部)的强度以及叶片自身的强度与刚度等,都需随搅拌器功率有相应的要求。对一般小容器、低功率搅拌器(适用小直径、低液位深度),上述部件强度、刚度很容易实现,但对大直径、大深度(如矿山选矿浓密池直径可达20m,大型储油罐直径可达80m,深度可达20m)容器内溶液的混合搅拌,现有叶片式搅拌器的设计、制造就很难实现,使用可靠性也大大降低,经常发生叶片变形、卡死、根部断裂,驱动电机烧毁损坏等事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种射流喷射驱动式叶片搅拌器,叶片旋转运动的驱动力作用点与液体阻力均是沿叶片径向对称分布,使叶片的受力状况极大改善,从根本上避免了叶片根部受力大易断裂,及叶片因刚度不够而变形。
本发明的技术方案如下:
一种射流喷射驱动式叶片搅拌器,包括有支座,支座内固定设置有轴承座套,轴承座套内转动设置有旋转空心轴,旋转空心轴与轴承座套之间设有轴承、密封组件,旋转空心轴下端接通有横向的进水接头,旋转空心轴上端安装有分水块,分水块外侧接通有多个环形排布的喷杆,喷杆上安装有径向分布的喷嘴,喷嘴的朝向与驱动旋转方向一致,喷杆上安装有搅拌叶片。
所述的喷嘴的朝向倾斜向上、倾斜向下。
本发明产生射流的喷嘴可沿叶片径向长度方向均布,使叶片受射流喷射反推力作用点(即叶片旋转运动的驱动力作用点)也沿叶片分散均布,这样,叶片旋转运动的驱动力作用点与液体阻力均是沿叶片径向对称分布,使叶片的受力状况极大改善,从根本上避免了叶片根部受力大易断裂,及叶片因刚度不够而变形。同时,由于射流反冲力是液体压力转化而来,而液体压力是靠泵做功实现,是一种“柔性力”传递,避免了叶片卡死、电机烧毁损坏等事故的发生。
本发明实现了射流喷射搅拌与叶片旋转搅拌相结合的搅拌工艺,既提高了搅拌效果,又实现了搅拌装置的高可靠性,尤其是解决了大直径、高液位搅拌装置设计、制造及运行可靠性难以保证的问题。其装置运行工艺原理图如图1所示。被搅拌液经泵加压后进入搅拌器进液口,再经搅拌器空心旋转轴中心流道进入分液块,再进入叶片体中心流道,再经叶片上安装的喷嘴喷出,形成喷射射流,射流反冲力驱动叶片绕中心轴旋转,从而实现了射流喷射与叶片旋转共同作用的搅拌混合功能。
附图说明
图1为本发明运行工艺原理图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明的俯视图。
图4为本发明喷嘴安装角度示意图。
具体实施方式
参见附图,一种射流喷射驱动式叶片搅拌器,包括有支座10,支座10内固定设置有轴承座套5,轴承座套5内转动设置有旋转空心轴2,旋转空心轴2与轴承座套5之间设有轴承4、密封组件3,旋转空心轴2下端接通有横向的进水接头1,旋转空心轴2上端安装有分水块6,分水块6外侧接通有多个环形排布的喷杆7,喷杆7上安装有径向分布的喷嘴8,喷嘴8的朝向与驱动旋转方向一致,喷杆7上安装有搅拌叶片9,喷嘴8的朝向倾斜向上、倾斜向下。
液体进口接头1与空心旋转轴2中心流道相通,空心旋转轴由轴承4支撑安装在轴承座套5上;轴承座套与旋转密封壳体(如填料函)连接成一体,液体进口接头1与旋转密封体连接;液体进口接头1与空心旋转轴2之间的密封组件3,保证了旋转轴2与液体进口接头1相对旋转时,流道中高压液体与外界之间的密封;空心旋转轴2上端连接分液块6,分液块6再与喷杆7连接,叶片9安装在喷杆7上(也可将叶片9与喷杆7制成带空心流道的一体式叶片结构);一定数量的喷嘴8安装在喷杆7上(沿径向按适当间隔分布);喷嘴8的安装角度(如图3所示),根据搅拌要求,可水平安装(与驱动旋转方向一致),也可向上或向下倾斜一定角度安装(上冲或下冲),实现不同的搅拌效果;轴承座套5固定在支架10上,最终使整个搅拌器固定在容器底座或其他适当位置。
射流喷射驱动式叶片搅拌器的工作原理是:被搅拌液经泵加压后进入液体进口接头1,再经空心旋转轴2的中心流道进入分液块6,再进入喷杆7中心流道,最后经喷嘴8喷出形成射流,射流喷射到液体中即可产生混合搅拌效果,同时射流反冲力又推动喷杆7同时带动叶片9绕空心旋转轴2旋转,叶片旋转推动容器中液体流动,也达到混合搅拌作用。很显然,泵的流量越大,压力越高,产生射流的喷射速度也就越大,射流冲击力与反冲力也越大,叶片转速也越高,推动容器中液体流速也越高,搅拌烈度也越强。而叶片推动容器中液体流动的同时,也承受液体阻力,转速越高,阻力也越大;这样,射流的反冲力与液体的阻力最终会自动平衡,使搅拌器进入稳定工况。而搅拌所需的原动力功率,即泵的流量、压力、功率,将根据容器直径的大小、液体深度、搅拌烈度(效果)等决定。
Claims (2)
1.一种射流喷射驱动式叶片搅拌器,包括有支座,其特征在于,支座内固定设置有轴承座套,轴承座套内转动设置有旋转空心轴,旋转空心轴与轴承座套之间设有轴承、密封组件,旋转空心轴下端接通有横向的进水接头,旋转空心轴上端安装有分水块,分水块外侧接通有多个环形排布的喷杆,喷杆上安装有径向分布的喷嘴,喷嘴的朝向与驱动旋转方向一致,喷杆上安装有搅拌叶片。
2.根据权利要求1所述的射流喷射驱动式叶片搅拌器,其特征在于,所述的喷嘴的朝向倾斜向上、倾斜向下。
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