CN114776597B - 一种磷虾无损混输装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于海洋渔业技术领域，具体设计用于磷虾输送作业中的混输装置。一种磷虾无损混输装置，包括磷虾混输流道、防空化叶轮；所述磷虾混输流道包括依次连通的进口流道、主流道及出口流道；所述防空化叶轮设置在所述主流道内；所述防空化叶轮具有两个呈螺旋形交错设置的弧形叶片；所述弧形叶片内部设有沿叶片走向的微流道；所述微流道一端开口于所述弧形叶片前端的外侧壁，另一端开口于弧形叶片的末端。本发明的装置，通过在叶轮内部设置微流道，使进入叶轮内的流体降低空化，同时在出口流到的前端设置过渡装置和缓冲阻尼装置，进一步降低流道内流体对磷虾的冲击力，减轻对磷虾的挤压破坏，保证其完整性。
Description
技术领域
本发明属于海洋渔业技术领域，具体涉及用于磷虾输送作业中的混输装置。
背景技术
随着现代海洋渔业装备的快速发展，高效南极磷虾混输装备应运而生。现阶段，针对磷虾的混输装备多为离心式混输装备，主要通过离心式叶轮提高混输效率。然而，离心式叶轮转速较高时，叶梢和流道涡舌位置会对磷虾产生冲击碰撞，影响磷虾的完整性，对后期磷虾的处理产生不利影响。
基于上述考虑，磷虾运输过程中受到冲击力较大的位置，引入流动控制结构，控制离心式叶轮及流道的流场，减小磷虾输送过程中的完整性，提高运输质量和运输效率。
发明内容
为了解决现有磷虾混输设备中存在的问题，本发明提供一种磷虾无损混输装置。该装置通过对叶轮结构的改进和优化，避免叶轮转动过快在叶梢位置形成梢涡，降低形成空化的可能，减少对磷虾的挤压损害，保证磷虾的完整。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种磷虾无损混输装置，包括磷虾混输流道、防空化叶轮；所述磷虾混输流道包括依次连通的进口流道、主流道及出口流道；所述防空化叶轮设置在所述主流道内；所述防空化叶轮具有两个呈螺旋形交错设置的弧形叶片；所述弧形叶片内部设有沿叶片走向的微流道；所述微流道一端开口于所述弧形叶片前端的外侧壁，另一端开口于弧形叶片的末端。
作为本发明的一种优选方式，所述微流道包括依次连通的入口、涡流二极管、导流管、微型脉动震荡腔、连接管、环形加速腔、和末梢分枝。
进一步地，所述弧形叶片的包角角度为100-180度，所述弧形叶片从前端至末端逐渐外旋，其末梢与叶轮的边缘相接。
进一步地，所述主流道的当量圆直径介于防空化叶轮直径的1.05～1.2倍之间。
进一步地，所述主流道与出口流道连接处均匀分布若干缓冲阻尼装置；所述缓冲阻尼装置的的一端开口于主流道，另一端开口于主流道与出口流到的连接处。
进一步地，所述的缓冲阻尼装置由进口管、缓冲阻尼振荡腔和出口管依次相连组成；所述进口管与出口管的管径相同。
进一步地，所述的磷虾无损输送装置还包括驱动装置；所述驱动装置通过传动轴和联轴器与所述防空化叶轮连接。
进一步地，所述的磷虾无损输送装置还包括壳体，所述磷虾混输流道设置在所述壳体内；所述的壳体为实心壳体或空心壳体。
本发明的装置，通过在叶轮内部设置微流道，使进入叶轮内的流体降低空化，同时在出口流道的前端设置缓冲阻尼装置，进一步降低流道内流体对磷虾的冲击力，减轻对磷虾的挤压破坏，保证其完整性。
附图说明
图1为本发明磷虾无损混输装置外部视图；
图2为实施例1中磷虾无损混输装置的剖视图；
图3为实施例1中磷虾混输流道示意图；
图4为实施例1中缓冲阻尼装置的结构示意图；
图5为马达支架的结构示意图；
图6为防空化叶轮的仰视图；
图7为防空化叶轮的立体图；
图8为防空化叶轮的部分剖视图；
图9为实施例2中磷虾无损混输装置的整体结构示意图；
图10为实施例2中磷虾无损混输装置的剖视图；
图11为实施例2中主流道与出口流道示意图；
图12为实施例2中主流道的半剖图；
图中：1：磷虾混输流道；2：密封装置；3：马达支架；4：马达；5：联轴器；6：传动轴；7：轴承；8：防空化叶轮；9：壳体；10：端盖。
1-1：进口流道；1-2：进口；1-3缓冲阻尼振荡腔；1-4：出口流道；1-5：第一螺栓孔；1-6：转角过渡结构；1-7：孔道；1-8：第二螺栓孔；1-9：轴承座；1-10：密封座；1-11：主流道；1-12：进口管；1-13：出口管；
3-1：轴孔；3-2：第三螺栓孔；3-3：支座；
8-0：弧形叶片；8-1：入口；8-2：涡流二极管；8-3：导流管；8-4：微型脉动振荡器；8-5：连接管；8-6：环形加速腔；8-7：第一分支；8-8：第二分支；8-9：叶轮轴孔；
9-1：实心壳体；9-2：空心壳体。
具体实施方案
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明公开内容的理解更加透彻全面。
实施例1本实施例提供的磷虾无损混输装置，其整体结构如图1和2所示，包括磷虾混输流道1、密封装置2、马达支架3、马达4、联轴器5、传动轴6、防空化叶轮8、壳体9等。
如图2所示，本实施例中，磷虾混输流道1为开设在实心壳体9-1内部的通道，主要包括进口流道1-1、主流道1-11、出口流道1-4。进口流道1-1、出口流道1-4分别与主流道1-11呈空间垂直关系，如图所示，主流道1-11为类似蜗壳的中空结构，进口流道1-1的上端与主流道1-11中部连通，出口流道1-4的内端与主流道1-11的出口连通，形成彼此相连通的磷虾混输流道。
在实心壳体9-1内部还开设有用于安装传动轴6的孔道1-7、安装轴承7的轴承座1-9，及安装密封装置的密封座1-10。并且在相应位置预留螺栓固定孔。
如图2所示，防空化叶轮8安装在主流道1-11内部，主流道1-11的当量圆直径介于防空化叶轮8直径的1.05～1.2倍之间，可实现无损混输。传动轴6通过孔道1-7与防空化叶轮8相连。其中，轴承7位于轴承座1-9内，密封装置2位于密封座1-10位置，马达支架3通过第二螺栓孔1-8固定于实心壳体9-1上。出口流道1-4的外口连接管路通过第一螺栓孔1-5固定。
如图5所示，马达支架3的轴孔3-1为传动轴6的通过孔，传动轴6与马达4的轴在马达支架的轴孔3-1和支座3-3之间通过联轴器5连接，马达支架3上的第三螺栓孔3-2与实心壳体9-1上的第二螺栓孔1-8相连，进而固定马达4。马达4通过螺栓固定于马达支架3的支座3-3上。马达4通过传动轴6驱动防空化叶轮8在主流道1-11内旋转。
如图3和图4所示，由于主流道1-11与出口流道1-4在水平方向呈垂直关系，因此，主流道1-11与出口流到连接处有一个转角过度结构1-6。该位置是磷虾混输过程中磷虾受力最大的位置，为减少磷虾运输过程中的受力，提升磷虾输运的完整性，在该位置设置缓冲阻尼装置，缓冲阻尼装置包括缓冲阻尼振荡腔1-3，其中缓冲阻尼振荡腔1-3的一端通过进口管1-12与主流道1-11侧壁上的进口1-2连通，缓冲阻尼振荡腔1-3的另一端通过出口管1-13开口于转角过渡结构1-6位置。考虑到该转角过渡结构1-6沿径向位置的延展性，可沿该转角过渡结构1-6径向位置均匀分布3-7个相同的缓冲阻尼装置1-3，首选奇数个，保证流道径向中心位置有一个缓冲阻尼装置。
当防空化叶轮8转过转角过渡结构1-6时，在主流道1-11内形成局部高压，此位置通过进口1-2进行泄压，减少压力，流体通过进口1-2进入进口管1-12中，经过缓冲阻尼振荡腔1-3的脉冲衰减，通过出口管1-13排出。由于防空化叶轮8旋转的周期性，缓冲阻尼振荡腔1-3的射流也呈现一定的周期性。当防空化叶轮8刚刚转过转角过渡结构1-6时，运输的磷虾刚好抵达转角过渡结构1-6，通过缓冲阻尼装置的周期性脉冲射流对磷虾起到一个反冲作用，减少磷虾与转角过渡结构1-6产生碰撞。
如图6、7、8所示，防空化叶轮8由两个对称的弧形叶片8-0组成，该两个弧形叶片8-0呈螺旋交错布置于叶轮盘上，每个弧形叶片的包角介于100°到180°之间，每个弧形叶片由前到后逐渐外旋，直至叶片末梢与叶轮外缘相接。两个弧形叶片之间形成了两端开放的S型通道，供磷虾通过。
防空化叶轮8的中心位置设有叶轮轴孔8-9，该轴孔用于将叶轮与传动轴6固定。
每个弧形叶片8-0的内部设置有若干微流道，微流道从前端至末梢依次包括入口8-1、涡流二极管8-2、导流管8-3、微型脉动振荡器8-4、连接管8-5、环形加速腔8-6、及末梢的两个分支：第一分支8-7和第二分支8-8。其中，入口8-1位于弧形叶片8-0的前端外侧面上，该位置为弧形叶片的迎流面，第一分支8-7和第二分支8-8开口于末梢的端部。
防空化叶轮8在旋转过程中，迎流面受到来流冲击，磷虾跟随流动产生较大冲击，流体在迎流面位置经入口8-1进入微流道，可以卸掉迎流面收到的部分冲击力，流体进入微流道后，通过涡流二极管8-2，将流体沿着弧形叶片伸展方向沿导流管8-3导流，途径微型脉动振荡器8-4、连接管8-5流经环形加速腔8-6，在叶片末梢的第一分支8-7和第二分支8-8形成交替脉冲射流，减少磷虾运输过程中叶梢快速转动的流体对磷虾的挤压。同时，交替脉冲射流干扰叶梢流动，避免叶轮转动过快在叶梢位置形成梢涡，降低形成空化的可能。考虑叶片具有径向延展性，沿弧形叶片径向均匀分布3-7个微流道。
本实施例的磷虾无损混输装置，工作原理和流程如下详述：
马达4通过联轴器5将扭矩传递给传动轴6，进而传递至防空化叶轮8，防空化叶轮8旋转，将磷虾通过进口流道1-1泵吸至主流道1-11内，旋转过程中，防空化叶轮8的迎流面压力较大，通过弧形叶片8-0内部设置的一系列微流道，将迎流面的流体压力卸载，同时通过微流道的涡流二极管8-2将垂直于迎流面的来流转化成具有预旋的与叶片延伸方向一致的流动，经导流管8-3进入微型脉动振荡器8-4，加速振荡，后经连接管8-5进入环形加速腔8-6，经过交替加速，形成微型脉冲射流，经叶梢的两个分支射出，从而影响叶梢流道，打乱叶梢梢涡，一方面抑制梢涡空化的发生，另一方面减少叶梢脉动射流的射出，避免磷虾受到叶梢的压力，对磷虾造成伤害。磷虾在防空化叶轮8的带动下在主流道1-11内运动，运动至转角过渡结构1-6时，由于旋转速度的影响，磷虾会碰撞到转角过渡结构1-6上，本发明在转角过渡结构1-6处设计了缓冲阻尼装置1-3，通过叶轮的压迫，流体在进口1-2进入进口管1-12，通过缓冲阻尼振荡腔1-3，形成振荡射流，经出口管1-13从转角过渡结构1-6的开口射出，对经过此处的磷虾起到反冲作用，缓冲磷虾撞击在转角过渡结构1-6上。从而减少磷虾在输运过程中的损伤，实现无损伤输运磷虾。磷虾经出口流道1-4输送至外部管路。
实施例2 本实施例提供的磷虾无损混输装置，其整体结构如图1、9和10所示，与实施例1的结构大体相同，包括磷虾混输流道、密封装置2、马达支架3、马达4、联轴器5、传动轴6、防空化叶轮8、壳体9等。所不同的是，本实施例中，壳体9为空心壳体9-2，在磷虾混输流道的上方设有端盖10。
磷虾混输流道为设置在空心壳体9-2内部的通道，主要包括进口流道1-1、主流道1-11、出口流道1-4。进口流道1-1、出口流道1-4分别与主流道1-11呈空间垂直关系，如图10、11所示，主流道1-11为类似蜗壳的中空结构，进口流道1-1的上端与主流道1-11中部连通，出口流道1-4的内端与主流道1-11的出口连通，形成彼此相连通的磷虾混输流道。
在端盖10内部设有用于安装传动轴6的孔道、安装轴承7的轴承座，及安装密封装置的密封座。并且在相应位置预留螺栓固定孔。
如图10所示，防空化叶轮8安装在主流道1-11内部，主流道1-11的当量圆直径介于防空化叶轮8直径的1.05～1.2倍之间，可实现无损混输。传动轴6通过端盖10内的孔道与防空化叶轮8相连。其中，轴承7位于轴承座内，密封装置2位于密封座位置，马达支架3通过螺栓孔固定于空心壳体9-2上。出口流道1-4的外口连接管路通过螺栓孔固定。
如图5所示，马达支架3的轴孔3-1为传动轴6的通过孔，传动轴6与马达4的轴在马达支架的轴孔3-1和支座3-3之间通过联轴器5连接，马达支架3上的第三螺栓孔3-2与空心壳体9-2上的栓孔相连，进而固定马达4。马达4通过螺栓固定于马达支架3的支座3-3上。马达4通过传动轴6驱动防空化叶轮8在主流道1-11内旋转。
如图11和图12所示，由于主流道1-11与出口流道1-4在水平方向呈垂直关系，因此，主流道1-11与出口流到连接处有一个转角过度结构1-6。该位置是磷虾混输过程中磷虾受力最大的位置，为减少磷虾运输过程中的受力，提升磷虾输运的完整性，在该位置设置缓冲阻尼装置，缓冲阻尼装置包括缓冲阻尼振荡腔1-3，其中缓冲阻尼振荡腔1-3的一端通过进口管1-12与主流道1-11侧壁上的进口1-2连通，缓冲阻尼振荡腔1-3的另一端通过出口管1-13开口于转角过渡结构1-6位置。考虑到该转角过渡结构1-6沿径向位置的延展性，可沿该转角过渡结构1-6径向位置均匀分布3-7个相同的缓冲阻尼装置1-3，首选奇数个，保证流道径向中心位置有一个缓冲阻尼装置。
当防空化叶轮8转过转角过渡结构1-6时，在主流道1-11内形成局部高压，此位置通进口1-2进行泄压，减少压力，流体通过进口1-2进入进口管1-12中，经过缓冲阻尼振荡腔1-3的脉冲衰减，通过出口管1-13排出。由于防空化叶轮8旋转的周期性，缓冲阻尼振荡腔1-3的射流也呈现一定的周期性。当防空化叶轮8刚刚转过转角过渡结构1-6时，运输的磷虾刚好抵达转角过渡结构1-6，通过缓冲阻尼装置的周期性脉冲射流对磷虾起到一个反冲作用，减少磷虾与转角过渡结构1-6产生碰撞。
本实施例的磷虾无损混输装置，工作原理和流程参照实施例1中关于工作原理和流程的描述，此处不再赘述。
Claims (6)
1.一种磷虾无损混输装置，其特征在于：包括磷虾混输流道、防空化叶轮；所述磷虾混输流道包括依次连通的进口流道、主流道及出口流道；所述防空化叶轮设置在所述主流道内；所述防空化叶轮具有两个呈螺旋形交错设置的弧形叶片；所述弧形叶片内部设有沿叶片走向的微流道；所述微流道一端开口于所述弧形叶片前端的外侧壁，另一端开口于弧形叶片的末端；主流道与出口流道在水平方向呈垂直关系，主流道与出口流道的连接处有一个转角过度结构；所述主流道与出口流道连接处的转角过度结构位置均匀分布若干缓冲阻尼装置；所述的缓冲阻尼装置由进口管、缓冲阻尼振荡腔和出口管依次相连组成；所述进口管与出口管的管径相同；所述缓冲阻尼装置的一端通过进口管开口于主流道，另一端通过出口管开口于转角过度结构；流体进入进口管中，经过缓冲阻尼振荡腔的脉冲衰减，通过出口管排出；缓冲阻尼振荡腔的射流呈现周期性。
2.根据权利要求1所述的磷虾无损混输装置，其特征在于：所述微流道包括依次连通的入口、涡流二极管、导流管、微型脉动震荡腔、连接管、环形加速腔、和末梢分枝。
3.根据权利要求1所述的磷虾无损混输装置，其特征在于：所述弧形叶片的包角角度为100-180度，所述弧形叶片从前端至末端逐渐外旋，其末梢与叶轮的边缘相接。
4.根据权利要求1所述的磷虾无损混输装置，其特征在于：所述主流道的当量圆直径介于防空化叶轮直径的1.05～1.2倍之间。
5.根据权利要求1-4任一项所述的磷虾无损混输装置，其特征在于：所述的磷虾无损输送装置还包括驱动装置；所述驱动装置通过传动轴和联轴器与所述防空化叶轮连接。
6.根据权利要求5所述的磷虾无损混输装置，其特征在于：所述的磷虾无损输送装置还包括壳体，所述磷虾混输流道设置在所述壳体内；所述的壳体为实心壳体或空心壳体。
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2022
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