CN1040931A - 液体搅拌机 - Google Patents

Abstract

本液体搅拌机的机壳1内，在转轴6上刚性地固定着上部叶片7，而用铰销连接着下部的空心叶片12，每一上部叶片7在其自由端至少装有一个圆盘8，而每一下部叶片12由两块薄板14、15制成，其中一块14弯成圆弧状，而另一块15具有纵向折线。

Description

本发明涉及化学工艺范围，特别是属于液体搅拌机。

根据生产条件，本发明可用于需要有效地对液体进行搅拌的工业领域，例如煤炭工业，食品工业，制糖工业，制铝工业等。搅拌液体物质，例如氢氧化铝悬浮体的一个重要问题，是研制具有高度工作可靠性的液体搅拌机，特别是它的搅拌装置。任何，甚至短暂故障停止向气压式水泵供给空气，或者切断搅拌机传动装置的电源，都会导致悬浮体的迅速分层，并且氢氧化铝的大颗粒会“填满”搅拌装置。下一次起动“被填满”的搅拌装置将有很大困难。

这种搅拌机通常用电池组进行开关，接着进行长时间的冲洗以除掉机内的东西，然后重新投入工作状态。这种情况不仅增加了运行费用，并且还降低了设备的使用率，因而也降低了设备的生产率。

例如，已经知道在氧化铝工业内使用着一种搅拌机（DE，A253/645）。这种搅拌机的外壳呈圆柱形，底和盖都是平的。盖上装有允许起动大量超载的特殊传动装置。中央转轴安装着具有多层叶片的搅棒，并且与搅拌机的传动装置联系着。搅拌装置每一层的叶片与转轴相连接，并且制作成几个分段。此外，每一叶片各段的倾斜角具有相反的值。在搅拌机立壁上安装着垂直隔板，这些隔板彼此间呈120°的夹角。在多排搅拌器转轴的转动频率不大的情况下，就可对液体进行强烈的搅拌作用。将搅拌器的叶片加以特别的倾斜，并且将其加以分段，可以保证液体进行复杂的运动，这种复杂运动将促使搅拌机容积内的液体均匀化。此外，在叶片的端部将形成液体沿机壁的循环流，以保证产生泵效应。

但是，具有上述结构的搅拌机，其工作可靠性低，而且要有特殊的传动装置。这种传动装置对于搅拌传动装置意外停机后所形成的密实沉淀物是必要的。反复起动上述搅拌机的传动装置是困难的，这是因为叶片在密实层内转动时在轴上会有很大的过负荷。

已知有另一种结构的液体搅拌机，它具有垂直叶片的搅拌机构（SU，A，381375）。这种搅轴机由具有平底的圆柱形机壳和顶盖组成。在该机的顶盖上装有与转轴连接的传动装置，转轴的走向沿着纵向轴线。转轴装在外壳底部中央部位的滑动轴承内。上部叶片刚性地固定在转轴上，而下部的空心叶片利用铰销连接于转轴。此外，下部叶片借助于拉杆与装在轴上可自由活动的浮子相连接。

在传动装置启动后，搅拌机充满悬浮体。在离心力和要搅拌的液体流的动阻力作用下，下部的空心叶片，将绕着轴线转动，并且将达到由拉杆所规定的水平位置。此外，浮子将沿转动轴向下移至挡板。与此同时，下部叶片和上部叶片将给予所搅拌的液体以最大的作用力，并且在搅拌机的容积内产生泵效应。

在传动装置意外停机的情况下，以上所述的作用在叶片上的力将消失，而叶片将被飘浮的浮子向上提起，并占据垂直位置。在这种情况下，下部叶片的行程是最小的。在搅棒转数小的情况下，就可将沉淀在机壳底上的沉淀物升起。在这种情况下，下部叶片在垂直位置将显示出最小的阻力。随着沉淀物中的中部旋涡被冲刷，转轴的转速将提高，而叶片将偏离垂直轴线，对沉淀物产生搅匀效果。当叶片达到水平位置时，沉淀物的最终搅匀就结束了。与此同时，浮子重新回到最低位置。这样，具有这种结构的搅拌机构可以显著减轻被沉淀物堆满的叶片的起动工序。

但是，这样的搅拌机的结构既笨重又复杂，而且工作可靠性也低。因为从转轴传到装有浮子的空心叶片的扭矩要通过挠性拉杆，所以挠性拉杆将由于作用在浮子上的制动效应而绕着转轴产生扭曲、除此以外，在装置的中央部分搅拌作用的剧烈程度也不充分，因为带有浮子的叶片在工作时向下移动，所以实质上相当于具有下部叶片的一个搅拌机构在工作。此外，在使用搅拌机搅拌正在结晶的液体和悬浮体时，相对于液体具有低线速度运动着的浮子将会集结满沉淀物。在这种情况下，浮子沿转轴的运动可能被破坏，这将引起起动和停机时下部叶片不动作。

本发明的基本任务在于研制一种液体搅拌机，利用改进叶片的结构，使得这种搅拌机可以显著强化搅拌过程。

所提出的任务是这样解决的。液体搅拌机含有机壳，其中装有一根转轴，轴上固定有上部叶片和下部的空心叶片，转轴与传动装置相连接，并且上部叶片与转轴刚性连接，而下部叶片利用铰销进行连接，根据本发明，每一上部叶片至少装有一个圆盘，该盘安在叶片的自由端，并且能够绕叶片的轴线转动，而每一下部叶片由两块薄板制成，两薄板沿其本身的纵向边缘刚性地加以结合，其中一块弯成圆弧状，而另一块有一纵向折线，该折线将薄板分为两部分，这两部分组成的夹角大约为90°～120°上述的两块薄板凸向同一个方向。

这样可以显著地强化搅拌过程，特别是在搅匀沉淀物密实层的情况下，可以减少搅拌机传动装置转轴的起动力矩，而且也可以降低用于搅拌悬浮体的功率消耗。

把叶片装在圆盘上是适当的。

这样，借助于产生的轴向液体流，可以更进一步强化搅拌过程。

至少在下部叶片的一块薄板的外表面上可以安装小叶片。

这样在搅匀沉淀物的密实层时，借助于沉淀物的紊流，可以减少悬浮体均匀化的时间。

沿着弯成圆弧状薄板上的螺旋线安置小叶片是适当的。

这样，在搅匀沉淀物密实层时，借助于螺旋型小叶片，由下向上输送沉淀物，可以保证更进一步地减少均匀化的时间。

下面用实施本发明的具体实例和附图对本发明加以解释，在附图中：

根据本发明，图1表示液体搅拌机（纵向剖面）;

根据本发明，图2表示端部装有圆盘的上部叶片;

根据本发明，图3表示带有叶片的圆盘;

根据本发明，图4表示带有叶片的圆盘（Ⅳ-Ⅳ剖面）;

根据本发明，图5表示下部叶片相对于转轴的垂直位置（横向截面）;

根据本发明，图6表示搅拌装置的下部叶片（顶视图）;

根据本发明，图7表示下部叶片（横向截面）;

根据本发明，图8表示下部叶片（侧视图）。

液体搅拌机包含圆柱壳体1（图1（，壳体的上部装有输入液体的连接管2。在液体搅拌机的顶盖4上装有与转轴6连接的传动装置5，在转轴上成对地固定有一层层的上部叶片7。每一层的两叶片7的位置相互差一角度。在上部叶片7的端部装有可以在轴9上转动的圆盘8（图2、3、4），轴9固定在支架10上。在圆盘8上刚性地固定着具有凹形轮廓的小叶片11。此外，沿径向配置的小叶片11，其轮廓的凸度朝向流动液体流的相反方位。叶片7的纵向轴线与轴线9相互偏移一段距离。下部叶片12（图1）用铰销13与轴6连接，并且制作成空心的，由两块沿边缘彼此刚性连接的薄板14，15组成（图5）。

薄板14弯成圆弧状，而薄板15有一纵向折线16（图6），该折线分薄板15为两部分，这两部分组成的夹角大约为90°～150°（图7）。此外，两块薄板凹向同一方向。

所推荐的下部叶片12的形状可以保证在搅拌机的起动阶段使转轴具有最小的阻力。在转动装置停机时，具有正浮力的下部叶片12将浮起，并占据垂直位置。叶片12的外表面形成一近乎圆柱的回转体。应当指出，轴6上的下部叶片12要安装得在不工作的垂直位置上，使其端面相对搅拌装置转轴6的轴线来说，偏移至相反的两侧。这样在搅拌装置的启动时刻，可以保证产生附加力（除离心力外），这种附加力是由流动的液体流对叶片12凸出部分的作用而产生的。在弯成圆弧状的薄板14（图8）上装有小叶片17，在弯成一角度的薄板15上装有小叶片19，借助于在搅拌机下部产生的附加液流循环会强化搅拌作用，除此以外，在进行搅匀时，还可以促使密实的沉淀物向上移动到第二层叶片7的作用区域。把下部叶片12的薄板15弯角选取在90°～150°的范围内，是因为将此角选得小于90°会急剧减小在起动时刻张开叶片12的流体动压力的值。把此角增大到超过150°。由于叶片12上流动液体流速度矢量的轴向分量的减小，会降低搅拌作用的剧烈程度。在薄板14的外表面上（图8），固定有形成螺旋线的小叶片17。这样一来，当叶片12转动时，将使沉淀物质由搅拌机的中央移向周边。

在薄板15的水平部分18上（图6），固定有呈一角度的小叶片19，当叶片在密实层内由下向上转动时，这个倾斜角可以保证移动沉淀物质。

本液体搅拌装置按下列方式工作。

应当搅拌的液体，通过连接管2装满壳体1（图1），并同时启动装在顶盖上的传动装置5。与此同时，搅拌机的转轴6开始转动，与此轴相连接的上部叶片7和下部叶片12也转动。在对水平面具有倾斜角90°～150°的下部叶片的作用下，下部叶片上流动液体的径向流将变为轴向流。因此，液体向上移至叶片7的作用区，叶片7同样造成轴向液体流，并且将其移向搅拌机的上部。在转轴6的范围内，液体具有旋转下降运动。整个说来，在搅拌机容积内液体的循环有助于强化搅拌过程。同时在由叶片11上流动液体流所产生的力的作用下（图2，3，4），装在位于支架10的轴9上的圆盘8开始转动。与此同时，在垂直方向上将产生附加的上升液体流，这个液体流将从叶片7来的液流压向上部。因此，会发生有助于液体粒子在整个搅拌机容积内的均匀化。

在充满悬浮体的搅拌机的传动装置故障停机或者计划停机的情况下，用铰销与转轴6连接的空心叶片12，在阿基米德推力的作用下，飘浮起来，并且绕着轴6占据垂直位置（图5，7）。此外，悬浮体的固相下沉至搅拌机的底部，并围绕下部叶片12变得密实起来。下部叶片12占据垂直位置后（图5），外形变得接近于由薄板14外表面所形成的圆柱。当起动传动装置5时，叶片12具有上述的位置。对轴的阻力矩可能最小，在搅拌密实的沉淀物时可以减少功率消耗。

此外，由于叶片12安装得离转轴6的轴线有一偏距，所以它们在离心力和附加力的作用下，逐渐绕铰销13向两侧展开，上述的附加力是由流动的液体流对薄板15表面的作用而引起的。在搅匀密实的沉淀物的过程中，小叶片17和19的作用类似于螺旋输送机，它们将沉淀物的粒子向上移至叶片7的作用区。叶片12偏离垂直位置越远，则它们将以更大的力挤压沉淀物，并弄松沉淀物，这是因为展开叶片12的力与线速度的平方成正比，并且与叶片展开的半径成正比。

这样一来，不管充满悬浮体的搅拌机的传动装置停机多长时间，启动它投入工作，并且搅匀其底部的密实沉淀物，将是一个不需要有大的动力和人力消耗的简单工序。

所推荐的搅拌机具有高生产率和高工作可靠性，用于悬浮体全部均匀化的动力消耗小于10瓦特/每立方米搅拌容积。

Claims (5)

1、本液体搅拌机含有外壳1，其中装有轴6，并且在轴上固定有上部叶片7和下部空心叶片12，轴6与传送装置5相连接，并且上部叶片与轴6刚性连接，而下部叶片利用铰销13加以连接，本搅拌机的特点为，每一下部叶片由两块沿纵向边缘刚性连接的薄板14，15制成，一块薄板14弯成圆弧状，另一薄板15有一纵向折线16，该折线分薄板为两部分，它们组成一夹角，大约为90°～150°，而两块薄板凸向相同的一侧。

2、根据权利要求1，本液体搅拌机的特点是，每一上部叶片7至少装有一个圆盘8，该盘安在叶片7的自由端，并且可以绕其轴线9转动。

3、根据权利要求2，本液体搅拌机的特点是，在圆盘8上装有小叶片11。

4、根据权利要求1，本液体搅拌机的特点是，至少下部叶片的一块薄板14，15要装上小叶片17，19，这些小叶片安在薄板的外表面。

5、根据权利要求4，本液体搅拌机的特点是，位于弯成圆弧状薄板14上的小叶片17沿螺旋线加以安装。

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