CN111495228A - 搅拌装置 - Google Patents

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CN111495228A CN202010078818.0A CN202010078818A CN111495228A CN 111495228 A CN111495228 A CN 111495228A CN 202010078818 A CN202010078818 A CN 202010078818A CN 111495228 A CN111495228 A CN 111495228A
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Abstract

本发明涉及一种搅拌装置(10a、10b、10c、10d、10e),其特别用于将流体与至少一种其他流体混合,所述搅拌装置具有能够围绕旋转轴线(12a、12b、12c、12d、12e)旋转的至少一个流体分散单元(14a、14b、14c、14d、14e),所述流体分散单元具有至少一个用于至少一种流体排放的出口开口(16a、16b、16c、16d、16e)。本发明提出,搅拌装置(10a、10b、10c、10d、10e)具有至少一个优化单元(18a、18b、18c、18d、18e),所述优化单元在至少一种操作状态下增加在出口开口(16a、16b、16b、16a、16b、11b)处的至少一个压差。

Description

搅拌装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的搅拌装置。
背景技术
从EP 0 993 862 A2中已知一种搅拌装置,该搅拌装置将气体分散在液体中。其中,气体通过中空轴被吸入,并通过出口开口沿径向进入液体。
此外,EP 1 243 313 A2公开了一种搅拌器和一种用于将气体与液体或者将液体与另一种液体混合的方法,其中,当该搅拌器具有用于在待混合的气体或液体中抽吸的中空轴,并通过产生负压差开始抽吸过程,并将待混合的气体或液体经由出口开口传输至外部。
本发明的目的特别是提供一种具有改善的分散性能的通用装置。该目的通过权利要求1的特征实现,而本发明的有利的改进和发展可以在从属权利要求中获得。
发明内容
本发明提供一种搅拌装置,其特别用于将流体与至少一种其他流体混合和/或特别用于将流体分散在至少一种其他流体中,其具有至少一个可以绕旋转轴线旋转的流体分散单元,其具有至少一个用于至少一种流体排放的出口。
提出,搅拌装置具有至少一个优化单元,所述优化单元在至少一种操作状态下、特别在流体分散单元具有固定转速的至少一种操作状态下,增大出口处的至少一个压差。
这可以有利地改善分散性能。特别有利地,可以优化流体、特别是作为分散相到另一流体、特别是作为分散剂的物质传递(Stoffübergang)。可以有利地提高分散性能。特别地,可以产生均匀的分散体。此外,可以将特别是不同相、特别是液相形成的几种流体彼此混合。另外,可以增加流体与其他种流体之间的相界面。特别地,可以通过搅拌装置、并且特别是搅拌装置的内部产生优化的流体流
Figure BDA0002379530570000021
优选地,可以最小化用于产生分散体的成本。可以有利地最小化维护和/或运行成本。另外,可以最小化能量和/或材料和/或原材料的成本。可以有利地促进和/或提高流体或流体的至少一种组分与其他流体或与其他流体的至少一种其他组分之间的化学反应和/或化学反应的反应速率。
“搅拌装置”特别应理解意指搅拌器的部件,特别是功能性的部件,特别是构造和/或功能性部件,所述搅拌器例如为混合器和/或分散器和/或搅拌器系统。搅拌装置特别可以包括整个搅拌器。特别有利地,搅拌装置配置成,特别是在搅拌过程和/或混合过程和/或分散过程中绕旋转轴线、特别是流体分散单元的旋转轴线旋转。优选地,当沿着旋转轴线观察时,流体分散单元并且特别是搅拌装置特别地关于旋转轴线的纵向延伸是点对称。在组装状态下,旋转轴线有利地平行于竖直方向延伸,优选地特别是在搅拌器的正常操作状态下沿作用重力的方向延伸,其中所述竖直方向优选地垂直于地面延伸。
“出口开口”特别地应被理解为这样的开口:在该开口处,处于操作状态的流体从所述流体分散单元中流出和/或被输送出所述流体分散单元,由此特别地开始分散过程。特别地,出口开口在至少基本上垂直于所述出口开口的主延伸平面的观察方向上具有四边形并且有利地具有矩形。替代地,出口在至少基本上垂直于所述出口开口的主延伸平面的观察方向上具有多边形、椭圆形、圆形或半圆形。
“流体分散单元”特别地应理解为一种单元,该单元在操作状态下有利地直接地使特别是以分散相形式的流体分布和/或分散到其他流体中,该其他流体特别用作分散剂,特别是通过使用能量而产生分散,该能量特别是通过搅拌、摇动、敲打、注入和/或特别地通过声音的振动。
特别地,流体分散单元具有至少一个分散翼部,其特别地具有出口开口。特别地,分散翼部特别地在流体分散单元的旋转平面中是弯曲的。分散翼部有利地从流体分散单元的靠近中心的区域径向向外延伸。特别地,分散翼部是中空的,从而限定至少一个流体通道。特别地,分散翼部与连接搅拌器的搅拌叶片一体形成。分散翼部有利地设计为搅拌叶片。
有利地,出口开口的主延伸平面的定向与在所述流体分散单元的至少一种操作状态下的流体分散单元的旋转方向至少基本上相反。在这种情况下,“至少基本上相反”特别地应理解为单元的平面或主延伸平面的表面法线与参考方向呈角度,该角度与180°偏离特别地小于25%,优选小于10%,特别优选地小于5%。特别地,流体从出口开口的出口方向至少基本上对应于表面法线的方向。单元的平面和/或表面以确定的方式“定向”特别地意指该单元的平面和/或表面和/或主延伸平面的表面法线的方向,其中该表面法线特别地布置在所述单元的外侧上。物体、特别是开口和/或单元的“主延伸平面”特别地应理解为这样的平面,其平行于恰好完全包围所述物体的最小的假想长方体的最大侧面并特别地延伸穿过所述假想长方体的中心。
在操作状态下,流体分散单元有利地完全浸入所述其他流体中。特别地,搅拌装置具有搅拌轴,该搅拌轴被有利地设计为中空轴。搅拌轴有利地平行于旋转轴线,特别是在搅拌轴内延伸的旋转轴线。在操作状态下,流体分散单元特别是在搅拌轴上以旋转固定的方式布置,并且特别地与所述搅拌轴流体连接。特别地,流体分散单元通过力配合和/或形状配合连接件布置在搅拌轴上,其中,该连接件特别地可以是凸缘、焊接和/或收缩连接(Schrumpfverbindung)。特别地,搅拌轴具有至少一个入口开口。搅拌轴有利地具有多个入口开口。“搅拌轴的入口开口”特别地应理解为流体进入和/或被吸入搅拌轴的开口。可以特别地通过电机、有利地通过搅拌装置的电机来驱动搅拌轴旋转。特别地,搅拌轴在操作状态下平行于作用的重力定向。在操作状态下,分散翼部优选与搅拌轴流体连通。特别地,入口开口和出口开口彼此流体连接。特别地,优化单元具有至少一个轮廓单元,该轮廓单元配置成,特别用于促进流体至少进入所述入口开口中。所述轮廓单元特别地布置在搅拌轴上。所述轮廓单元特别地具有至少一个轮廓元件,该轮廓元件有利地被分配给入口开口中的一个。特别地,至少一个轮廓元件被分配给每个入口。轮廓元件有利地设计为导向板。
“优化单元”特别地应被理解为搅拌装置的具有功能结构和/或功能的部件,其在操作状态下,特别是与没有所述优化单元的相应的搅拌装置相比,影响并有利地促进特别是至少基本上通过流体分散单元执行的分散过程,和/或提高分散过程和/或所述流体分散单元的效率。优化单元有利地具有多个部件,它们在操作状态下特别地可以以不同的方式、特别是彼此独立地影响分散过程。在操作状态中,优化单元特别地可以影响所述流体和/或所述其他流体的流动行为。特别地,优化单元有利地借助于几何结构和/或几何构造元件,特别是在流体分散单元范围不变的情况下,例如在流体分散单元的不变的直径和/或出口开口的不变的范围的情况下,提高了操作状态下出口开口处的压差,特别是存在于出口开口前方的内部压力和存在于出口开口之后的外部压力之间的压力差。
"压差"特别地应理解为意指在操作状态下、特别是在确定的转速下,内部压力和外部压力之间的压力差。特别地,内部压力存在于所述流体分散单元的内部中,特别是紧邻出口开口的前方。内部压力特别地等于在搅拌轴的入口开口处的流体压力与压力损失之间的差,所述压力损失特别地为由于摩擦和/或形成流动涡流引起的、特别是由在搅拌轴内部和在流体分散单元内部的压力损失。特别地,外部压力存在于紧邻所述出口开口的后方的流体分散单元的外部,特别是在分散区域中。“分散区域”特别地应理解为流体分散单元周围的区域,在该区域在操作状态的任何时间点上至少大部分地实现流体与其他流体的混合和/或流体在其他流体中的分散过程和/或在流体或流体的至少一种组分与其他流体或其他流体的至少一种组分之间的化学反应。表述“至少大部分”应被理解为特别意指至少55%,有利地至少65%,优选至少75%,特别优选至少85%,特别有利地至少95%。“流体”和“其他流体”应特别理解为意指气体或气体混合物和/或液体或液体混合物,和/或气-液混合物和/或固-液混合物或气-固-液混合物。特别地,所述流体和/或所述其他流体可以以两相或三相混合物或以两相或三相分散体存在。特别地,所述流体和/或所述其他流体可以乳液的形式存在。特别地,所述流体应理解为分散相,所述其他流体应理解为分散剂。所述流体有利地是气态的。有利地,所述其它流体是液体,其以气-液混合物或以固-液混合物或以气-固-液混合物构成。有利地,所述其它流体以悬浮体构成,该悬浮体特别地可以具有至少一种固体,该固体特别地可以构成为催化剂。特别地,固体至少部分地促进和/或增强第一流体的至少一种组分与所述其他流体的至少一种其他组分的相互作用,例如化学相互作用和/或反应。特别地,所述流体或所述流体的至少一种组分在化学反应中至少部分地与所述其他流体或与所述其他流体的至少一种其他组分反应。特别地,所述流体和所述其他流体可各自包含多液体混合物,固体、特别是催化剂分散和/或分布在所述多液体混合物中。例如,上市流体可以是固-液混合物,而所述其他流体可以是固-液-液混合物,其具有两种其他的液体和一种固体,这两种液体形成两相混合物。"配置"特别地应理解为专门设计和/或配备。“物体配置成特定功能”应特别理解为表示该物体在至少一种应用和/或操作状态下实现和/或执行该特定功能。
进一步提出,优化单元具有至少一个外部压力优化单元,该外部压力优化单元在操作状态下并且特别是在固定转速下减小至少一个反作用于流体排放的外部压力。因此,特别地,可以促进并有利地增加流体从出口开口的流出。特别地,在不变的环境条件下通过出口开口的体积流量与压差成正比,该压差特别地取决于外部压力。特别地,外部压力优化单元特别是通过几何结构和/或几何构造元件以搅拌装置的固定转速降低外部压力。特别地,外部压力优化单元影响外部流体流,该外部流体流特别是在分散区域内的流体分散单元周围、并且特别是在分散翼部周围流动。
特别地,分散翼部具有外壁,该外壁至少基本上定向在旋转方向上。单元“至少基本上定向在旋转方向上”在此特别地应理解为,单元的主延伸平面的表面法线与旋转方向、特别是与旋转方向的切线具有有利地小于90°,有利地小于45°,优选地小于20°,特别有利地小于10°的角度。
此外提出,所述流体分散单元具有用于至少一个其他流体排放的其他出口开口,从所述流体分散单元的旋转方向观察,所述其他出口开口布置在所述出口开口之前,其中优化单元、有利地外部压力优化单元在操作状态下特别地以固定转速通过所述其他流体排放而减少至少一种流体排放的影响。特别地,流体分散单元具有至少一个其他的分散翼部,其特别地具有其他出口开口。所述分散翼部和所述其他分散翼部有利地具有相同的设计,并且可以特别地通过使所述流体分散单元绕旋转轴线旋转而使其重合。所述出口开口和其他出口开口有利地具有相同的设计,并且可以特别地通过使流体分散单元绕旋转轴线旋转而使其重合。特别地,所述出口开口和所述其他出口开口形成分散室。特别地,两个连续的出口开口形成分散室。分散单元的数量等于出口开口的数量。特别地,所述流体分散单元可以具有大于两个的出口开口。出口开口有利地具有相互的角距离,其在圆周上各个最接近的出口开口之间是相同值。如果n是流体分散单元的出口开口的数量,则角距离特别是360°/n。因此,特别地可以有利地增加所述流体在所述其他流体中的分布。当产生混合物和/或分散体和/或化学反应时,这尤其节省了时间。特别地,所述其他出口开口可以相对于旋转轴线布置成相对于所述出口开口在高度上偏移。替代地或附加地,所述出口开口和所述其他出口可以相对于旋转平面至少部分地相反地定向。有利地,所述出口开口可以至少大部分地在旋转平面上方定向,而所述其他出口开口则至少大部分地在旋转平面下方定向,反之亦然。因此,可以特别地扩大分散区域。有利地,由外部压力优化单元在操作状态下产生的外部流体流冲走至少一个涡流,该涡流特别地至少部分地由于流体从出口开口流出而产生,并且特别是随着所述其他出口开口扩散到分散翼部的外壁上,特别是对外部压力产生不利影响,特别是增加了外部压力,其中涡流形成特别地导致外壁上的平均密度降低。
特别地,流体分散单元和优化单元、特别是外部压力优化单元可以彼此不同地设计。因此可以特别地允许进行简单地组装和/或制造。另外,通过简单地更换流体分散单元和/或优化单元、特别是外部压力优化单元,可以以这种方式实现对于不同混合和/或分散条件的灵活性。特别地,外部压力优化单元特别地以旋转固定的方式至少部分地布置在搅拌轴上,特别是在流体分散单元的下方,有利地紧邻流体分散单元的下方。术语“上面”、“下面”以及“上方”和“下方”在此特别地意指搅拌装置在至少一种操作状态下的定位。
此外也可以设想,流体分散单元和优化单元、特别是外部压力优化单元至少部分地彼此一体地形成,由此可以有利地使制造成本最小化并且可以特别地实现稳定的结构。两个单元“部分地一体形成”特别地应理解为,这些单元具有至少一个、特别是至少两个、有利地至少三个共同的元件,该部件是两个单元的特别是具有重要功能的部件。特别地,术语“一体”在此可以意指至少整体地连接,例如通过焊接工艺、粘合工艺,注塑工艺和/或对于本领域技术人员而言有用的其他工艺,和/或有利地意指形成为一件,例如,通过有利地从单个坯件以浇筑来制造,和/或通过单组分或多组分的注射成型、有利地以3D打印来制造。
此外提出,优化单元并且特别是外部压力优化单元在操作状态下产生至少一个外部流体流,该外部流体流至少基本上平行于至少一个流截面中的流体分散单元的旋转轴线定向。优化单元、特别是外部压力优化单元有利地产生减小外部压力的外部流体流,由此特别地增加外壁附近区域中的所述其他流体的局部平均密度。特别地,外部流体流至少部分地在流体分散单元下方产生。特别地,优化单元、特别是外部压力优化单元将所述其他流体从远离分散的区域输送到分散区域中。由此可以有利地将所述其他流体、特别是催化剂从远离分散的区域输送到分散区域中,由此特别地可以优化混合和/或分散和/或化学反应和/或化学反应的反应速率。有利地,外部流体流至少大部分地从下到上定向,特别是与重力相反地定向。因此,特别地可以促进并有利地增加由流体排放而流出的流体。在远离分散的区域中发生,特别地在操作状态的任意时间点上所述流体与其他流体的混合小于总混合的50%,和/或流所述流体在所述其他流体中的分散过程小于总体分散的50%,和/或在操作状态的任意时间点上所述流体或所述流体的至少一种组分与所述其他流体或所述其他流体的至少一种组分之间的化学反应小于总反应的50%。特别地,所述流体和所述其他流体的分离至少部分地发生在远离分散的区域中。
如果优化单元、特别是外部压力优化单元具有至少一个能够绕流体分散单元的旋转轴线旋转的叶片,以至少部分地产生外部流体流,则可以实现特别全面和有效的混合和/或分散和/或优化的化学反应和/或提高的化学反应的反应速度。特别地,叶片的主延伸平面相对于竖直方向倾斜。叶片有利地具有弯曲的形状。特别地,叶片使所述其他流体进行循环。优化单元、特别是外部压力优化单元有利地具有至少一个其他叶片。特别地,叶片和其他叶片的总数等于出口开口的数量。各个叶片优选地具有彼此一致的叶片角距离。特别地,所述叶片角距离等于所述角距离。替代地,所述叶片的总数可以不同于所述出口开口的数量,例如以因数2而不同于所述出口开口的数量。特别地,所述叶片的总数可以超过所述出口开口的数量,特别以因数2超出所述出口开口的数量,其中相比于所述叶片角距离,所述角距离具有更大的值,特别是所述叶片角距离的两倍。特别地,所述叶片和所述其他叶片具有相同的设计。有利地,所有叶片具有相同的设计。优化单元、特别是外部压力优化单元有利地设计成涡轮机的形式。
还提出将所述叶片分配给所述出口开口。因此,特别地可以有效地防止在外壁上、有利地在每个外壁上形成涡流。有利地,恰好一个叶片分配给恰好一个出口开口。替代地,可以将多个、特别是两个叶片分配给恰好一个出口开口。特别地,叶片和/或多个叶片可以相对于出口开口布置成使得至少部分地由所述叶片和/或所述多个叶片产生的外部流体流有利地直接流动绕过外壁。特别地,所述叶片和/或所述多个叶片以及分配给所述叶片和/或所述多个叶片的出口开口在操作状态下以相同的角速度旋转。以此方式,可以产生不变的和/或恒定的外部流体流。
还提出,沿旋转轴线观察,所述叶片布置成相对于所述出口开口偏置,特别是向下偏置。有利地,所述叶片布置在紧邻所述流体分散单元的下方。特别地,所述叶片可以布置成相对于所述出口开口成一定角度。以此方式,特别地,可以实现抵着分散翼部的外壁的有利流动,以特别地避免形成涡流。此外,可以有利地实现其它流体、特别是催化剂的优化的循环,由此优化所述流体或所述流体的至少一种组分和所述其他流体或所述其他流体的至少一种组分之间的混合过程和/或分散过程和/或化学反应和/或化学反应的反应速率。
此外提出,所述优化单元、特别是所述外部压力优化单元具有至少一个导流元件,其用于使所述外部流体流偏转、特别是完全地偏转到至少基本上垂直于所述流体分散单元的旋转轴线的方向上。以此方式,特别地可以在分散翼部的外壁上至少基本上完全防止涡流形成。导流元件有利地布置在分散翼部上方。导流元件特别地设计成同心的、封闭的圆盘,旋转轴线穿过该圆盘的中心。特别地,外部流体流在偏转之后至少部分地流过流动元件,有利地至少基本上沿分散翼部的外壁径向向外流动。导流元件被设计为无源部件。替代地,导流元件可以构造为有源部件,其中特别地取决于流体分散单元的旋转速度可以特别地影响外部流体流。
此外提出,优化单元具有至少一个内部压力优化单元,该内部压力优化单元在操作状态下增大至少一个有利于流体排放的内部压力。以此方式,特别地可以增加通过出口开口的流体的体积流量。特别地,内部压力优化单元至少部分且有利地完全布置在搅拌轴和/或流体分散单元的内部。内部压力优化单元有利地模制形成和/或设计成几何构造元件。特别地,内部压力优化单元与流体分散单元一体地形成。内部压力优化单元有利地减小了压力损失,所述压力损失特别地产生在搅拌轴和/或流体分散单元内部并减小了内部压力。
进一步提出,优化单元、特别是内部压力优化单元具有至少一个流体输送单元,该流体输送单元特别地可以与内部压力优化单元至少部分地一体形成,并且在操作状态下产生优化的、特别是至少很大程度上没有涡流的内部流体流。特别地,这可以产生均匀的内部流体流。此外,由此可以特别地减小由于不均匀的内部流体流产生的压差的减小。流体输送单元有利地与流体分散单元旋转固定地连接。特别地,在操作状态下,内部流体流从搅拌轴沿分散翼部的流体通道的方向流动,然后从流体分散单元通过出口开口流入分散区域。流体输送单元有利地设计成涡轮机的形式。流体输送单元特别地布置在流体分散单元的中央。
为了能够在分散区域的方向上优化流体的输送,提出在操作状态下,流体输送单元从流体分散单元的至少一个旋转轴线附近的区域在出口开口的方向上至少部分地径向向外输送流体。特别地,流体输送单元有利地将平行于旋转轴线定向的内部流体流转换成在流体通道的方向上至少基本上径向定向的内部流体流。
此外提出,流体输送单元具有至少一个导向叶片,该导向叶片具有弯曲的形状并且在至少基本上平行于流体分散单元的旋转轴线的旋转轴线附近的区域中输送流体。这特别允许将流体从搅拌轴有利地输送到流体分散单元中。流体分散单元有利地具有两个、特别有利地具有更多个导向叶片。导向叶片的数量优选等于出口开口的数量。为了允许优化流体的输送,特别地将导向叶片分配给流体通道。
此外提出,内部压力优化单元和/或流体输送单元完全布置在流体分散单元的内部。这可以使得结构紧凑。特别地,流体分散单元具有容纳空间,流体输送单元布置在所述容纳空间中。容纳空间特别地在其侧面上是圆柱形的。特别地,容纳空间的底部具有居中布置的锥形凸起。有利地,流体输送单元穿过壁而形成。特别地,搅拌轴与容纳空间流体连接。特别地,容纳空间和/或容纳空间到流体通道的过渡区域构造成光滑的和/或没有棱角的。以此方式,可以避免特别是固体颗粒在容纳空间内部的沉积和/或结块。另外,这特别地可以至少部分地避免在容纳空间的内部形成涡流。此外,特别地,可以实现容纳空间的就地清洁能力(cleaning-in-place-
Figure BDA0002379530570000101
)的构造,由此特别地可以使维护成本最小化。
还建议,流体输送单元与流体接触的表面构造成至少基本上是光滑的和/或没有棱角的。以此方式,可以避免特别是固体颗粒在流体输送单元上的沉积和/或结块。此外,这特别地可以至少部分地减少在流体输送单元的叶片上的涡流形成。此外,由此特别地可以实现流体输送单元的就地清洁能力的构造,由此特别地可以使维护成本最小化。
此外提出,流体分散单元具有用于影响所述流体排放和/或所述其他流体排放的至少一个湍流单元。以此方式,所述流体特别地在从所述出口开口和/或从所述其他出口开口排放之后有利的分配可以导致所述流体到所述其他流体中的特别地增加的物质交换。特别地,湍流单元至少部分地和/或分段地形成为优选地完全的螺旋形和/或弹簧形。此外,湍流单元特别地可以具有至少一个、特别是弯曲的杆,当沿着流体分散单元的旋转轴线观察时,该杆有利地布置在搅拌装置的外部区域中,特别是在流体分散单元的圆周方向上,特别是在分散翼部之间。特别地,湍流单元具有至少一个螺旋线和/或螺旋弹簧、特别是拉力弹簧,其有利地以至少一种操作状态布置在杆上,并且特别地缠绕在杆上,使其至少部分地围绕所述杆。特别地,螺旋线和/或螺旋弹簧、特别是拉力弹簧在至少一种操作状态下具有预张紧。替代地或附加地,湍流单元可以至少部分地和/或分段地形成为网格形状。特别地,沿着流体分散单元的旋转轴线观察,湍流单元布置在搅拌装置的外部区域中。特别地,湍流单元的主延伸平面与流体分散单元的主延伸平面平行,或有利地叠合。特别地,湍流单元布置在分散翼部之间。湍流单元设置成通过在湍流单元附近区域中产生湍流和/或剪切力来促进所述流体向所述其他流体的过渡。特别地,在流体以气相存在的情况下,湍流单元有利地减小从出口开口和/或从其他出口开口出现的主要气泡的直径。湍流单元特别地将从出口开口和/或从其他出口开口产生的主要气泡特别地通过剪切力而粉碎成多个较小的气泡。单元的"附近区域"特别地应理解为包围并且特别是完全包围该单元的空间区域,其中该区域具有特别地不是该单元的一部分但特别是位于假想球内的空间点,每个假想球具有所述单位的点作为中心点并具有球半径,所述球半径特别地至少等于所述单元横向于所述单元的主延伸平面的延伸,有利地为所述单元横向于所述单元的主延伸平面的延伸的至少两倍,特别有利地为至少三倍。
进一步提出,流体分散单元具有至少一个基本上垂直于旋转轴线布置的圆管,在该圆管上布置出口开口。所述流体分散单元可以具有多个,特别是至少两个,有利地至少三个,特别有利地至少四个,优选地至少五个,特别优选地至少六个,基本上垂直于旋转轴线布置的圆管,在每个圆管上布置至少一个出口开口。以此方式,可以有利地提供具有改善的分散特性的搅拌装置。特别地,可以有利地提高分散性能。“圆管”特别地应理解为流体分散单元的元件,当垂直于其主要延伸平面观察时,其具有圆形和/或椭圆形的横截面。出口开口有利地布置在与流体分散单元的旋转轴线具有最大距离的区域中,并且特别地具有圆形和/或椭圆形的横截面。圆管的最长的外边缘可以从出口开口开始在旋转轴线的方向上具有直线轨迹。然而,优选地,圆管的最长外边缘从出口开口开始在旋转轴线的方向上的轨迹与流体分散单元的旋转方向相反地弯曲。
此外提出,流体分散单元在与旋转轴线垂直的至少一个观察方向上至少局部地具有翼型轮廓的形状。因此,可以在搅拌装置的操作状态下实现所述其他流体、特别是分散剂的有利的流动特性。流体分散单元“在与旋转轴线垂直的至少一个观察方向上至少局部地具有翼型轮廓的形状”应特别地意指,流体分散单元具有至少一个这样的区域,该区域的横截面在与流体分散单元的旋转轴线垂直的至少一个观察方向上具有翼型轮廓的形状,其中,出口开口的主延伸平面特别地位于该横截面的内部。“翼型轮廓的形状”特别地应理解为意指流体分散单元的具有至少一个最长外边缘的区域的几何形状,在垂直于流体分散单元的主延伸平面的横截面中观察,其轨迹具有与流体分散单元的旋转平面有关的、特别是不对称的至少一种曲率和/或弧形。流体分散单元可以具有多个区域,每个区域在垂直于旋转轴线的至少一个观察方向上具有翼型轮廓的形状。优选地,流体分散单元的每个分散室在垂直于旋转轴线的至少一个观察方向上具有翼型轮廓的形状。流体分散单元可以一体地形成,例如通过单组分或多组分注射成型工艺、有利地以3D打印工艺来生产。因此,可以以特别简单的技术手段和/或以特别节省成本的方式来实现流体分散单元的翼型轮廓形状的成型。
根据本发明的搅拌装置不应仅限于上述应用和实施例。特别地,根据本发明的搅拌装置可以具有与本文指定的用于实现本文所述功能的单个元件、组件和单元的数量不同的数量的单个元件、组件和单元。
附图说明
从下面的附图说明中得到其他优点。在附图中示出了本发明的实施例。附图、说明书和权利要求书包括组合的多个特征。方便地,本领域技术人员单独地考虑这些特征并将它们组合成有用的其他组合。
在附图中:
图1为具有搅拌装置的搅拌器的一部分的侧视透视图,
图2为搅拌装置的流体分散单元和具有流体输送单元的搅拌装置的优化单元的示意性透视图,
图3为布置在流体分散单元的容纳空间中的流体输送单元的放大的示意图,
图4为替代的搅拌装置的流体分散单元和替代的具有流体输送单元的搅拌装置的优化单元的示意性透视图,
图5为另一替代的搅拌装置的流体分散单元和另一替代的具有流体输送单元的搅拌装置的优化单元的示意性透视图,
图6为搅拌装置的流体分散单元的其他实施例的示意性透视图,
图7为搅拌装置的流体分散单元的其他实施例的示意性透视图,以及
图8为图7中的示例性实施例的流体分散单元的其他示意性透视图。
具体实施方式
在下文描述的示例性实施例中,不同的结构单元和/或部件多次出现。为了简化,在如下附图的说明中仅描述一次在附图中具有相同的附图标记的相似构造的部件和/或结构单元。
图1示出搅拌器34a的一部分。搅拌器34a具有搅拌装置10a。提供搅拌装置10a以将流体与其他流体混合。设置搅拌装置10a用于流体与其他流体的分散。流体以气相形式存在。其他流体以液相的起始状态存在。在操作状态下,其他流体以气-液混合相存在。
搅拌装置10a具有搅拌轴38a。在至少一种操作状态下,搅拌轴38a绕搅拌装置10a的旋转轴线12a旋转。搅拌轴38a传递扭矩并使布置在搅拌轴38a上的元件旋转运动。搅拌轴38a可以通过搅拌器34a的电机46a旋转。
搅拌轴38a设计为中空轴。旋转轴线12a在搅拌轴38a的内部延伸。搅拌轴38a定向成平行于竖直方向。搅拌轴38a具有多个入口开口44a。入口开口44a设置成在操作状态下吸入流体。
搅拌装置10a具有流体分散单元14a。搅拌轴38a与流体分散单元14a流体连接。流体分散单元14a以旋转固定的方式布置在搅拌轴38a上。流体分散单元14a通过力配合和/或形状配合布置在搅拌器轴38a上。所述连接是螺钉连接。流体分散单元14a可绕旋转轴线12a旋转。搅拌轴38a和流体分散单元14a在操作状态下具有相同的角速度。在操作状态下,流体分散单元14a完全浸入其他流体中。
流体分散单元14a具有出口开口16a。当垂直于出口开口16a的主延伸平面68a观察时,出口开口16a具有矩形形状。替代地,当垂直于出口16a的主延伸平面68a观察时,出口开口16a可以具有椭圆形形状或圆形形状。
流体分散单元14a具有其他出口开口22a。在流体分散单元14a的旋转方向36a上观察,该其他出口开口22a布置在出口开口16a的前面。
流体分散单元14a具有四个出口开口16a、22a。出口开口16a、22a分别设置成用于流体排放。流体分散单元14a具有四个分散翼部40a。四个分散翼部40a中的每一个分别限定出口开口16a、22a之一。分散翼部40a分别构造为搅拌叶片。
在操作状态下,当流体分散单元14a沿旋转方向36a旋转时,出口开口16a、22a以与旋转方向36a相反的方向定向。
出口开口16a、22a各自在流体分散单元14a的圆周方向上彼此具有相同的角距离。
在下文中,将仅对四个分散翼部40a之一和四个出口开口16a、22a之一进行描述,其中此描述旨在应用于所有分散翼部40a和所有出口开口16a。
分散翼部40a构造成在流体分散单元14a的旋转平面中弯曲。分散翼部40a从流体分散单元14a的中心附近区域径向向外延伸。分散翼部40a是中空的。分散翼部40a与搅拌轴38a流体连通,分散翼部40a限定具有出口开口16a的流体通道42a。
在至少基本上横向于通过流体通道42a的内部流体流54a的方向上的截面70a中,分散翼部40a的外边界72a具有矩形形状。替代地,在至少基本上横向于通过流体通道42a的内部流体流54a的方向上的截面70a中,分散翼部40a的外边界72a可以具有椭圆形形状或圆形形状。
在垂直于出口开口16a的主延伸平面68a观察时出口开口16a的形状和在至少基本上横向于通过流体通道42a的内部流体流54a的方向上的截面70a中的分散翼部40a的外边界72a的形状基本上相同。可以设想,在垂直于出口开口16a的主延伸平面68a观察时出口开口16a的形状和在至少基本上横向于通过流体通道42a的内部流体流54a的方向上的截面70a中的分散翼部40a的外边界72a的形状不同。
截面70a和出口开口16a的主延伸平面68a在出口开口16a处至少基本上是一致的。搅拌装置10a具有优化单元18a。流体分散单元14a和优化单元18a部分地一体形成。在操作状态下,优化单元18a增大出口开口16a、22a处的压差。
优化单元18a具有轮廓单元66a。轮廓单元66a布置在搅拌轴38a上。轮廓单元66a设置成促进流体进入入口开口44a。轮廓单元66a具有轮廓元件62a。轮廓单元66a具有多个轮廓元件62a。
轮廓元件62a构造成导向板64a。轮廓元件62a具有弯曲的形状。轮廓元件62a直接布置在入口开口44a处。每个轮廓元件62a恰好分配给一个入口开口44a。轮廓元件62a在分配了轮廓元件62a的入口开口44a的方向上引导流体。轮廓元件62a分配给每个入口开口44a。
优化单元18a具有外部压力优化单元20a。在操作状态下,外部压力优化单元20a减小出口开口16a、22a后面的外部压力。
流体分散单元14a和外部压力优化单元20a彼此部分地一体形成。
外部压力优化单元20a具有叶轮48a。叶轮48a具有叶片24a。叶轮48a具有其他叶片60a。叶轮48a具有四个叶片24a、60a。叶片24a、60a可绕旋转轴线12a旋转。叶片24a、60a在叶轮48a的圆周方向上彼此具有相同的角距离。叶片24a、60a设置成用于产生外部流体流50a。多个叶片24a、60a对应于多个出口开口16a、22a。
叶轮48a布置在流体分散单元14a的下方。沿旋转轴线12a观察时,叶片24a、60a布置成相对于出口开口16a、22a向下偏置。每个叶片24a、60a恰好分配给出口开口16a、22a中的一个。
在操作状态下,外部压力优化单元20a通过叶片24a、60a产生外部流体流50a。流动截面中的外部流体流50a平行于旋转轴线12a定向(参见图1)。
外部压力优化单元20a具有导流元件26a。导流元件26a布置在出口开口16a、22a的上方。导流元件26a设计为封闭的盘。导流元件26a与流体分散单元14a一体地形成。导流元件26a设置成用于使外部流体流50a在垂直于流体分散单元14a的旋转轴线12a的方向上偏转。
在操作状态下,外部压力优化单元20a减小阻碍流体排放的外部压力。在操作状态下,外部压力优化单元20a通过从其他出口开口22a排出的其他流体排放减小了从出口开口16a排出的流体排放的影响,该出口开口22a在旋转方向36a上观察位于出口开口16a的前方。
出口开口16a和其他出口开口22a一起形成分散室56a。每个出口开口16a以及紧随其后的出口开口16a形成其自身的分散单元56a。
下文描述旨在适用于所有四个出口开口16a处的所有流体排放,此处仅描述四个出口开口16a之一处的流体排放。由于分散翼部40a上的出口开口16a处的流体排放,在分散室56a中,在分散翼部40a上在分散翼部40a后续的流体分散单元14a的旋转方向36上形成涡流。由叶片24a输送的其他流体冲走该涡流。因此,分散室56a内部的其他流体增加了具有其他出口开口22a的分散翼部40a处的平均密度。
流体分散单元14a具有四单元对称性。分散室56a对称地布置在流体分散单元14a的圆周上。通过沿旋转方向36a旋转90°,可以使每个分散单元56a与紧随其后的分散单元56a重合。每个分散单元56a可以通过围绕旋转轴12a旋转360°而转移到其本身原位。流体分散单元14a可以具有任意的n单元对称性,其中n是出口开口16a、22a的数量。
流体分散单元14a具有容纳空间52a(参见图3)。容纳空间52a形成为圆柱形。优化单元18a具有内部压力优化单元58a。内部压力优化单元58a在操作状态下增加内部压力。内部压力优化单元58a完全布置在流体分散单元14a的内部。
内部压力优化单元58a具有流体输送单元28a。流体输送单元28a形成为涡轮形。流体输送单元28a完全布置在流体分散单元14a的内部。流体输送单元28a完全布置在容纳空间52a的内部(参见图1至图3)。
流体输送单元28a具有多个导向叶片32a。出口开口16a、22a的数量对应于导向叶片32a的数量。流体输送单元28a具有四个导向叶片32a。导向叶片32a均具有弯曲形状。导向叶片32a在流体输送单元28a的圆周方向上彼此具有相同的角距离。
容纳空间52a和/或容纳空间52a到流体通道42a的过渡区域构造成为光滑的和/或没有棱角的。与流体接触的流体输送单元28a的表面是光滑的和/或没有棱角的。
在操作状态下,电机46a使搅拌轴38a绕旋转轴线12a旋转。以旋转固定的方式连接至搅拌轴38a的流体分散单元14a在操作状态下绕旋转轴线12a旋转。
在操作状态下,在出口开口16a、22a处产生负压。在操作状态下,流体通过入口开口44a流入搅拌轴38a。搅拌轴38a流体连接到容纳空间52a。由入口开口44a和出口开口16a、22a之间的压差产生内部流体流54a。内部流体流54a首先从入口开口44a流过搅拌器38a,然后通过流体分散单元14a流到出口开口16a、22a。
在操作状态下,流体到达容纳空间52a。流体输送单元28a的导向叶片32a在平行于旋转轴线12a的旋转轴线附近的区域30a中输送流体。流体输送单元28a从流体分散单元14a的旋转轴线附近的区域30a沿出口开口16a的方向径向向外输送流体。
在操作状态下,流体输送单元28a产生优化的内部流体流54a。在操作状态下,流体输送单元28a产生没有涡流的内部流体流54a。流体输送单元28a减少了操作状态下的压力损失。
可以设想,搅拌装置10a将三种不同的流体彼此混合和/或分散。在此,入口开口44a在具有最低密度的流体中,外部压力优化单元20a在具有最高密度的第二流体中,流体分散单元14a在具有中间密度的第三流体中,其值介于最低密度的值和最高密度的值之间。另外,可以将至少一种固相,例如催化剂,添加到三种流体中的至少一种中。
图4示出了搅拌装置10b的替代的示例性实施例。为了避免不必要的重复,因此,对于相同的组件使用相同的附图标记,并且参考图1至图3的说明。在下文中,仅讨论图4的替代性示例性实施例与图1至图3的示例性实施例不同的细节。为了区别示例性实施例,在图4中的替代示例性实施例的附图标记之后放置字母b。
图4示出了替代性搅拌装置10b的流体分散单元14b和具有流体输送单元28b的替代性搅拌装置10b的优化单元18b的示意性透视图。
流体分散单元14b具有出口开口16b。当垂直于出口16b的主延伸平面68b观察时,出口开口16b具有半圆形的形状。替代地,当垂直于出口开口16b的主延伸平面68b观察时,出口开口16b可以具有椭圆形或圆形的形状。
流体分散单元14b具有其他出口开口22b。在流体分散单元14b的旋转方向36b上观察,其他出口开口22b布置在出口开口16b的前面。
流体分散单元14b具有四个出口开口16b、22b。出口开口16b、22b分别设置成用于流体排放。流体分散单元14b具有四个分散翼部40b。四个分散叶片40b中的每一个均限定出口开口16b、22b中的一个。分散翼部40b分别构造成搅拌叶片。
在操作状态下,当流体分散单元14b沿旋转方向36b旋转时,出口开口16b、22b沿与旋转方向36b相反的方向定向。
出口开口16b、22b在流体分散单元14b的圆周方向上彼此具有相同的角距离。
在下文中,将仅描述四个分散翼部40b中的一个和四个出口开口16b、22b中的一个,该描述旨在适用于所有分散翼部40b和所有出口开口16b。
分散翼部40b在流体分散单元14b的旋转平面中弯曲。分散翼部40b从流体分散单元14b的中心附近区域径向向外延伸。分散翼部40b是中空的。分散翼40b与搅拌轴38b流体连通。分散翼部40b与出口开口16b一起限定流体通道42b。
在截面70b中,至少基本上横向于通过流体通道42b的内部流体流54b的方向,分散翼部40b的外边界72b具有半圆形的形状。
在垂直于出口开口16b的主延伸平面68b观察时的出口开口16b的形状和至少基本上横向于通过流体通道42b的内部流体流54b的方向的截面70b中的分散翼部40b的外边界72b的形状基本相同。可以设想,在垂直于出口开口16b的主延伸平面68b观察时的出口开口16b的形状和至少基本上横向于通过流体通道42b的内部流体流54b的方向的截面70b中的分散翼部40b的外边界72b的形状不同。
截面70b至少基本上平行于出口开口16b的主延伸平面68b定向。
图5示出了替代的搅拌装置10c的流体分散单元14c和具有流体输送单元28c的替代的搅拌装置10c的优化单元18c的示意性透视图。
为了避免不必要的重复,因此,对于相同的组件使用相同的附图标记,并且参考图1至图4的说明。在下文中,仅描述图5的另一替代的实施例与图1至图4的实施例不同的细节。为了区分示例性实施例,在图5中的另一替代的示例性实施例的附图标记之后放置字母c。
流体分散单元14c具有湍流单元74c。湍流单元74c构造成螺旋形。湍流单元74c具有螺旋线76c。可以设想,湍流单元74c具有多个螺旋线76c,这些螺旋线特别地在至少一种操作状态下自身缠绕。可以设想,多个螺旋线76c彼此叠置。还可以设想,螺旋线76c至少部分地布置在流体分散单元14c的杆上。
沿流体分散单元14c的旋转轴线12c观察,湍流单元74c布置在搅拌单元10c的外部区域。湍流单元74c布置在分散翼部40c之间。
湍流单元74c设置成促进所述流体向所述其他流体的过渡。在流体从出口开口16c排放之后,流体至少部分地围绕湍流单元74c流动。湍流单元74c在湍流单元74c的附近区域中产生湍流和/或剪切力。用湍流和/或剪切力分配流体。
在流体以气相存在的情况下,湍流单元74c减小了从出口开口16c和/或从其他出口开口22c出来的流体的主要气泡的直径。湍流单元74c将从出口开口16c和/或从其他出口开口22c出现的主要气泡粉碎成多个较小的气泡。
图6示出搅拌装置10d的流体分散单元14d和具有流体输送单元28d的搅拌装置10d的优化单元18d的示意性透视图。
为了避免不必要的重复,因此,对于相同的组件使用相同的附图标记,并且参考图1至图5的说明。在下文中,仅说明图6的另一替代的示例性实施例与图1至5的示例性实施例不同的细节。为了区别示例性实施例,在图6中示例性实施例的附图标记之后放置字母d。
与图1至图5中的示例性实施例不同,流体分散单元14d具有对称性。流体分散单元14d具有六个圆管78d,其在流体分散单元14d的圆周上对称地布置。每个圆管78d形成分散室56d。通过沿旋转方向36d旋转60°,每个圆管78d可以与紧随其后的圆管78d重合。每个圆管78d可通过绕旋转轴线12d旋转360°而返回原位。流体出口16d、22d布置在每个圆管78d上。
图7和图8示出了搅拌装置10e的流体分散单元14e和具有流体输送单元28e的搅拌装置10e的优化单元18e的两个示意性透视图。
为了避免不必要的重复,相同的组件使用相同的附图标记,并且参考图1至图6中的说明。在下文中,仅说明图7和图8的示例性实施例与图1至图6的示例性实施例不同的细节。为了区分示例性实施例,在图7和图8中将字母e放置在示例性实施例的附图标记之后。
流体分散单元14e具有对称性。流体分散单元14e具有六个分散室56e,其在流体分散单元14e的圆周上对称地布置。通过沿旋转方向36e旋转60°,可以使每个分散室与紧随其后的分散室56e重合。每个分散室56e可以通过绕流体分散单元14e的旋转轴12e旋转360°而返回原位。每个分散室56e具有出口16e、22e。
在垂直于旋转轴线12e的观察方向上,流体分散单元14e至少部分地具有翼型轮廓80e的形状。当观察流体分散单元14e的分散室56e时,流体分散单元14e具有面向旋转方向36e的轮廓前缘82e和背离旋转方向36e的轮廓后缘84e。轮廓前缘82e和轮廓后缘84以翼型轮廓80e的形状界定流体分散室14e的区域。从轮廓前缘82e开始,出口开口16e在轮廓后缘84e的方向上延伸并且具有半椭圆形的横截面。
图8示出流体分散单元14e的另一视图。优化单元18e具有叶片24e。叶片24e被分配给出口开口16e。叶片24e具有在旋转方向36e上弯曲的形状。优化单元18e具有其他叶片80e。其他叶片80e被分配给出口开口16e。其他叶片80e布置成与叶片24e间隔开。
附图标记
10 搅拌装置
12 旋转轴线
14 流体分散单元
16 出口开口
18 优化单元
20 外部压力优化单元
22 其他出口开口
24 叶片
26 导流元件
28 流体输送单元
30 旋转轴线附近区域
32 导向叶片
34 搅拌器
36 旋转方向
38 搅拌轴
40 分散翼部
42 流体通道
44 开口入口
46 电机
48 叶轮
50 外部流体流
52 容纳空间
54 内部流体流
56 分散室
58 内部压力优化单元
60 其他叶片
62 轮廓元件
64 导向板
66 轮廓单元
68 主延伸平面
70 截面
72 外边界
74 湍流单元
76 螺旋线
78 圆管
80 翼型轮廓
82 轮廓前缘
84 轮廓后缘
86 其他叶片。

Claims (18)

1.一种搅拌装置(10a、10b、10c、10d、10e),其特别用于将流体与至少一种其他流体混合,所述搅拌装置具有能够围绕旋转轴线(12a、12b、12c、12d、12e)旋转的至少一个流体分散单元(14a、14b、14c、14d、14e),所述流体分散单元具有用于至少一种流体排放的至少一个出口开口(16a、16b、16c、16d、16e),所述搅拌装置的特征在于至少一个优化单元(18a、18b、18c、18d、18e),所述优化单元在至少一种操作状态下增加所述出口开口(16a、16b、16c、16d、16e)处的至少一个压差。
2.根据权利要求1所述的搅拌装置(10a、10b、10c、10d、10e),其特征在于,所述优化单元(18a、18b、18c、18d、18e)具有至少一个外部压力优化单元(20a、20b、20c、20d、20e),所述至少一个外部压力优化单元在所述操作状态下减小反作用于所述流体排放的至少一个外部压力。
3.根据权利要求1或2所述的搅拌装置(10a、10b、10c、10d、10e),其特征在于,所述流体分散单元(14a、14b、14c、14d、14e)具有用于至少一种其他流体排放的其他出口开口(22a、22b、22c、22d、22e),所述其他出口开口在流体分散单元(14a、14b、14c、14d、14e)的旋转方向(36a、36b、36c、36d、36e)上观察时布置在所述出口开口(16a、16b、16c、16d、16e)的前面,其中所述优化单元(18a、18b、18c、18d、18e)在所述操作状态下通过所述其他流体排放减小所述流体排放的至少一种影响。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的搅拌装置(10a、10b、10c、10d、10e),其特征在于,所述优化单元(18a、18b、18c、18d、18e)在所述操作状态下产生至少一个外部流体流(50a、50b、50c、50d、50d、50e),所述至少一个外部流体流至少基本上平行于至少一个流动截面中的所述流体分散单元(14a、14b、14c、14d、14e)的旋转轴线(12a、12b、12c、12d、12e)定向。
5.根据权利要求4所述的搅拌装置(10a、10b、10c、10d、10e),其特征在于,所述优化单元(18a、18b、18c,18d、18e)具有至少一个能够围绕所述流体分散单元(14a、14b、14c、14d、14e)的旋转轴线(12a、12b、12c、12d、12e)旋转的叶片(24a、24b、24c、24d、24e),所述叶片用于至少部分地产生所述外部流体流(50a、50b、50c、50d、50e)。
6.根据权利要求5所述的搅拌装置(10a、10b、10c、10d、10e),其特征在于,所述叶片(24a、24b、24c、24d、24e)被分配给所述出口开口(16a、16b、16c、16d、16e)。
7.根据权利要求6所述的搅拌装置(10a、10b、10c、10d、10e),其特征在于,沿着旋转轴线(12a、12b、12c、12d、12e)观察时,所述叶片(24a、24b、24c、24d、24e)相对于所述出口开口(16a、16b、16c、16d、16e)偏置。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的搅拌装置(10a、10b、10c、10d、10e),其特征在于,所述优化单元(18a、18b、18c、18d、18e)具有至少一个导流元件(26a、26b、26c、26d、26e),所述至少一个导流元件使所述外部流体流(50a、50b、50c、50d、50e)偏转到至少基本上垂直于所述流体分散单元(14a、14b、14c、14d、14e)的旋转轴线(12a、12b、12c、12d、12e)的方向。
9.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌装置(10a、10b、10c、10d、10e),其特征在于,所述优化单元(18a、18b、18c、18d、18e)具有至少一个内部压力优化单元(58a、58b、58c、58d、58e),所述至少一个内部压力优化单元在操作状态下至少增加有利于流体排放的内部压力。
10.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌装置(10a、10b、10c、10d、10e),其特征在于,所述优化单元(18a、18b、18c、18d、18d)具有至少一个流体输送单元(28a、28b、28c、28d、28e),所述少一个流体输送单元在操作状态下产生优化的内部流体流(54a、54b、54c、54d、54e)。
11.根据权利要求10所述的搅拌装置(10a、10b、10c、10d、10e),其特征在于,所述流体输送单元(28a、28b、28c、28d、28e)在操作状态下从流体分散单元(14a、14b、14c、14d、14e)的至少一个旋转轴线附近区域(30a、30b、30c、30b、30e)沿出口开口(16a、16b、16c、16d、16e)的方向至少部分地径向向外输送流体。
12.根据权利要求11所述的搅拌装置(10a、10b、10c、10d、10e),其特征在于,所述流体输送单元(28a、28b、28c、28d、28e)具有至少一个导向叶片(32a、32b、32c,32d、32e),所述至少一个导向叶片具有弯曲的形状,并且运输至少基本上平行于流体分散单元(14a、14b、14c、14d、14e)的旋转轴线(12a、12b、12c、12d、12e)的旋转轴附近区域(30a、30b、30c、30d、30e)中的流体。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的搅拌装置(10a、10b、10c、10d、10e),其特征在于,所述流体输送单元(28a、28b、28c、28d、28d)完全布置在所述流体分散单元(14a、14b、14c、14d、14d、14e)的内部。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的搅拌装置(10a、10b、10c、10d、10e),其特征在于,所述流体输送单元(28a、28b、28c、28d、28e)与所述流体接触的表面构造成至少基本上是光滑的和/或没有棱角的。
15.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌装置(10c),其特征在于,所述流体分散单元(14c)具有至少一个湍流单元(74c),所述至少一个湍流单元用于影响所述流体排放和/或所述其他流体排放。
16.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌装置(10d),其特征在于,所述流体分散单元(14d)具有至少一个圆管(78d),所述圆管基本上垂直于旋转轴线(12d)布置,并且在所述圆管上布置出口开口(16d)。
17.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌装置(10e),其特征在于,所述流体分散单元(14e)在垂直于所述旋转轴线(12e)的至少一个观察方向上至少局部地具有翼型轮廓(80e)的形状。
18.一种搅拌器(34a、34b、34c、34d、34e),其具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述搅拌装置(10a、10b、10c、10d、10e)。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112814597A (zh) * 2021-01-06 2021-05-18 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 智能化油田钻井泥浆气体循环搅拌节能系统

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114042401A (zh) * 2021-11-30 2022-02-15 深圳市深赛尔股份有限公司 一种抗磨损型食品包装罐外表面漆的制备方法
CN114917793B (zh) * 2022-05-17 2023-05-30 恒丰泰精密机械股份有限公司 自吸式搅拌器及搅拌设备

Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA849394A (en) * 1970-08-18 Enenkel Anton Aerator for liquids
US3782702A (en) * 1969-12-29 1974-01-01 R King Apparatus for mixing and treating fluids
AT368676B (de) * 1976-05-20 1978-02-15 Sogemaric Maulwurfsfalle
GB2000039A (en) * 1977-06-23 1979-01-04 Naito M Apparatus for generating finely divided particulate bubbles in a liquid
US5198156A (en) * 1986-02-17 1993-03-30 Imperial Chemical Industries Plc Agitators
ATA195993A (zh) * 1993-09-29 1995-01-15 Frings & Co Heinrich
US5795504A (en) * 1993-03-05 1998-08-18 Berchotteau; Raymond Apparatus for feeding and diffusing air or another gas into a liquid
DE29818255U1 (de) * 1998-10-13 2000-02-17 Ekato Ruehr Mischtechnik Selbstansaugende, rotierende Dispergiervorrichtung
EP1243313A2 (en) * 2001-03-23 2002-09-25 R.T.N. S.r.l. Device and method for mixing a gas with a liquid or a liquid with a liquid
US6814344B2 (en) * 2002-11-22 2004-11-09 Nesson Enterprises Method and apparatus for circulating fluids in a body of liquid
US20090213684A1 (en) * 2007-10-25 2009-08-27 Midan Industries Ltd. Apparatus for distribution of a gas into a body of liquid
CN201482481U (zh) * 2009-09-03 2010-05-26 程豪 自吸排气式搅拌反应器
CN202044919U (zh) * 2011-02-23 2011-11-23 安徽丰原化工装备有限公司 一种自吸式搅拌器
CN202921312U (zh) * 2012-11-05 2013-05-08 浙江诚信医化设备有限公司 反应釜的自吸式搅拌器
CN203459011U (zh) * 2013-08-28 2014-03-05 上海森松混合技术工程装备有限公司 一种高效自吸式搅拌装置
CN105682782A (zh) * 2013-11-01 2016-06-15 郑煜道 分散器
CN205627937U (zh) * 2016-04-22 2016-10-12 浙江解氏新材料股份有限公司 一种应用于反应釜的自吸式搅拌轴
CN207371511U (zh) * 2017-06-27 2018-05-18 无锡泰仑达化机设备有限公司 一种气液分散用双层桨自吸式搅拌釜
CN108126552A (zh) * 2017-11-27 2018-06-08 河南后羿制药有限公司 一种适用于氢化反应的搅拌轴及应用
KR20180080016A (ko) * 2017-01-03 2018-07-11 주식회사 엘지화학 용해 믹서

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4454078A (en) * 1980-11-10 1984-06-12 General Signal Corporation Mixing systems having agitators for mixing gas with liquid
FI81077C (fi) * 1987-06-11 1990-09-10 Outokumpu Oy Luftningsanordning foer avfallsvatten fraon industri och bebyggelse.
US6109778A (en) * 1997-09-22 2000-08-29 United States Filter Corporation Apparatus for homogeneous mixing of a solution with tangential jet outlets
US7997788B2 (en) * 2007-10-25 2011-08-16 Midan Industries Ltd. Submersible mixing propeller
US20140071788A1 (en) * 2011-11-24 2014-03-13 Li Wang Mixing impeller having channel-shaped vanes

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA849394A (en) * 1970-08-18 Enenkel Anton Aerator for liquids
US3782702A (en) * 1969-12-29 1974-01-01 R King Apparatus for mixing and treating fluids
AT368676B (de) * 1976-05-20 1978-02-15 Sogemaric Maulwurfsfalle
GB2000039A (en) * 1977-06-23 1979-01-04 Naito M Apparatus for generating finely divided particulate bubbles in a liquid
US5198156A (en) * 1986-02-17 1993-03-30 Imperial Chemical Industries Plc Agitators
US5795504A (en) * 1993-03-05 1998-08-18 Berchotteau; Raymond Apparatus for feeding and diffusing air or another gas into a liquid
ATA195993A (zh) * 1993-09-29 1995-01-15 Frings & Co Heinrich
DE29818255U1 (de) * 1998-10-13 2000-02-17 Ekato Ruehr Mischtechnik Selbstansaugende, rotierende Dispergiervorrichtung
EP1243313A2 (en) * 2001-03-23 2002-09-25 R.T.N. S.r.l. Device and method for mixing a gas with a liquid or a liquid with a liquid
US6814344B2 (en) * 2002-11-22 2004-11-09 Nesson Enterprises Method and apparatus for circulating fluids in a body of liquid
US20090213684A1 (en) * 2007-10-25 2009-08-27 Midan Industries Ltd. Apparatus for distribution of a gas into a body of liquid
CN201482481U (zh) * 2009-09-03 2010-05-26 程豪 自吸排气式搅拌反应器
CN202044919U (zh) * 2011-02-23 2011-11-23 安徽丰原化工装备有限公司 一种自吸式搅拌器
CN202921312U (zh) * 2012-11-05 2013-05-08 浙江诚信医化设备有限公司 反应釜的自吸式搅拌器
CN203459011U (zh) * 2013-08-28 2014-03-05 上海森松混合技术工程装备有限公司 一种高效自吸式搅拌装置
CN105682782A (zh) * 2013-11-01 2016-06-15 郑煜道 分散器
CN205627937U (zh) * 2016-04-22 2016-10-12 浙江解氏新材料股份有限公司 一种应用于反应釜的自吸式搅拌轴
KR20180080016A (ko) * 2017-01-03 2018-07-11 주식회사 엘지화학 용해 믹서
CN207371511U (zh) * 2017-06-27 2018-05-18 无锡泰仑达化机设备有限公司 一种气液分散用双层桨自吸式搅拌釜
CN108126552A (zh) * 2017-11-27 2018-06-08 河南后羿制药有限公司 一种适用于氢化反应的搅拌轴及应用

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112814597A (zh) * 2021-01-06 2021-05-18 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 智能化油田钻井泥浆气体循环搅拌节能系统

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Publication number Publication date
EP3685910A3 (de) 2020-11-11
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