CN1466484A - 用于搅拌流动或松散介质尤其是高粘度介质的装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于搅拌流动或松散介质尤其是高粘度介质的装置具有一个容纳介质的容器(1)。锥形搅拌元件(5)被布置在一垂直转动轴(2)上的支承臂(4)上，其由一螺旋(6)形成。因此，通过螺旋(6)的开口(7)产生径向流V4，就防止了介质在锥体中形成堵塞。

Description

用于搅拌流动或松散介质尤其是高粘度介质的装置
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的搅拌流动或松散介质尤其是高粘度介质的装置。
本发明的搅拌装置适用于低粘度至高粘度的流体。在这样的情况下，尤其用于粘度非常高的流体。此外，本发明的搅拌装置适用于松散的固体。
DE3901894C2公开了上述种类的搅拌装置。这种尤其用于高粘度介质的搅拌装置具有一个用于容纳介质的容器，一根可转动的轴被垂直地布置在该容器中。支承臂大致径向地从该轴的下端延伸出来。搅拌元件位于这些支承臂的前端。它们被设计成具有闭合周边表面的管状，其中管子的端面分别是打开的。这些管状元件在部分长度的区域上被设计成锥形，其中端面在转动方向上具有较大的横剖面。搅拌元件的中心轴相对于转动平面倾斜。该已知搅拌装置的基本原理在于，当轴转动时，介质流过搅拌元件。因为搅拌元件的位置是倾斜的，所以位于容器内的介质就进行循环运动。
尤其在介质具有很高粘度的情况下，在已知的搅拌装置中就会存在在锥形搅拌元件中形成堵塞物的危险，这样介质就不再流过搅拌元件。因此就大大损害了搅拌效果。
因此，本发明的目的在于进一步改进上述种类的搅拌装置，这样就可搅拌具有很高粘度的介质，而不会在搅拌元件中形成堵塞物。
该技术方案的特征在于具有权利要求1特征部分的特征。
与现有技术中上述种类的搅拌装置相比，本发明的搅拌装置就其功能而言应用范围广。这样，有了本发明的搅拌装置，就可搅拌很高粘度的介质，而不会有形成堵塞物的危险。因此，本发明的搅拌装置尤其适用在较高粘度的介质区域中。同样，可采用该搅拌装置对具有很高固体成分和糊状介质的悬浮液进行很好的处理，更具体地说是采用了不损坏产品的方式。这样一来，即便是在几何结构复杂的容器中，能量消耗也非常小、搅拌时间也非常短，并且采用不损坏产品的方式，可取得很好的搅拌效果。搅拌系统采用小的起动力矩和小的搅拌元件的转速早已在层流中产生极好的搅拌效果。该搅拌效果主要是通过两种流动成分实现的：首先是中心输入流及排出流与锥形排出件的排出流之间的分层流，其次是通过开口并由该排出锥体中的速滞压力引起的径向流。因此，因为搅拌元件是倾斜的，所以主流中的介质就从中央区域向上且成切线地输送到容器的壁中。同时，因为锥形搅拌元件中有速滞压力，就产生基本上垂直于排出件轴分布的径向流。因此，本发明的搅拌系统在技术上与传统的搅拌系统是不同的，主要在于明显地降低了转速，从而基本上减小了工作功率，同时提供了较大的搅拌效率。此外，因为不同方向上液压式产生的湍流，所以防止了搅拌材料的转动，即，吸取功率被专用于产生液压涡流。在这种情况下，就不会出现由流体扰动元件带来的能量消耗。
权利要求2的进一步构型具有这样的优点，即，因为搅拌元件中的开口是旋转对称的，所以径向流周围是均匀的，从而作用在较宽的区域上。
根据权利要求3的进一步构型，将开口设计成搅拌元件周边表面中的狭缝，因此就提供了一块较大的径向渗透区域。在这样的情况下，这些狭缝尤其可以是绕着周边的狭缝。
权利要求4的进一步构型提出了一种搅拌元件乃至开口的优选结构。基本构思在于，锥形周边表面由一螺旋形螺线(或一螺线形螺旋)限定。这样一来就提供了一种非常开放的结构，即一种螺旋结构，堵塞成形物可通过其基本上径向地通过螺旋绕圈之间的中间空隙排出。除了这些基于该方法的优点外，该螺旋形状的搅拌元件也可在技术上很简单地制造。
权利要求5进一步构型的优点在于，在轴向通过的介质与径向流出的介质之间提供了最佳比率。
权利要求6的进一步构型具有的优点是，由支承臂和搅拌元件组成的单元可在技术上很简单地用一单件即单线生产，其中支承臂的粗细与螺旋绕圈的粗细相同。
涉及搅拌元件相对于转动平面倾斜的权利要求7的进一步构型提供了一种最佳循环的搅拌流。这同样适用于权利要求8-10的进一步构型。
下面借助于附图对本发明搅拌装置的一实施例加以说明。其中：
图1是具有流动图的搅拌装置的示意图；
图2是图1搅拌装置的平面图；
图3是在利用层流以小启动转矩搅拌的介质中的搅拌元件的纵向剖面图；
图4是图3搅拌元件的端视图。
搅拌装置具有一个圆柱形容器1。轴2自上浸入容器1中。该轴2在其上端具有一个联轴节3，其允许将轴2连接到一个未示出的驱动马达上。在所示的实施例中，轴2被垂直地布置。不过，也可倾斜地布置轴2。
四根线状支承臂4在轴2的下端径向伸出。一个搅拌元件5被分别布置在每一支承臂4的前端。搅拌元件5由一线圈形螺旋6形成。在这样的情况下，该线圈形螺旋6形成一截锥的周边表面。螺旋6的绕圈限定了其间的开口7。锥体的两端面分别是开放的。如图3所示，螺旋6的中心轴M相对于搅拌元件5的转动平面成倾斜角α。支承臂4与从属的搅拌元件5的螺旋6分别被设计成一整体。此外，搅拌元件5相对于轴2的间距分别相同，即，四个支承臂/搅拌元件的组合体也分别被设计成是相同的。
搅拌装置的工作方式如下：
通过转动轴2，搅拌元件5借助于支承臂4转动。在这样的情况下，端面在转动的方向上具有较大的横剖面。
在搅拌元件5的这种转动运动中，产生不同的流动部分，如图3和4所示。中心流V1利用层流渗入搅拌元件5螺旋6的锥体。另一流动部分V3从螺旋6的端面向外偏转。外部区域中的流动部分V5绕着螺旋6向外导引。
搅拌效应基本上是通过两种由上述流动部分形成的流动成分引起的。首先，在流动部分V1、V3、V5与排出流中的流动部分V2之间产生分层流。第二种流动成分是径向流V4，它是这样形成的，即介质透过螺旋绕圈之间的开口7通过螺旋6内的速滞压力向外导出。
如图1所示，搅拌元件5的倾斜产生连续闭合的环流Z，其在容器壁的附近向上流动并在容器1的中央部分再次向下同轴流动到轴2，其中它通过支承臂4之间的中间空隙。在这样的情况下，强度取决于倾斜角α的大小。
附图标记一览表
1容器
2轴
3联轴节
4支承臂
5搅拌元件
6螺旋
7开口
α倾斜角
M中心轴
V1-V5流体
Z环流

Claims (10)

1、一种用于搅拌流动或松散介质尤其是高粘度介质的装置，具有一个容纳介质的容器(1)，并具有至少两个搅拌元件(5)，该搅拌元件(5)在转动轴(2)上被布置在基本上径向伸出的支承臂(4)上，其中，该搅拌元件(5)被设计成具有开放端面的管状，并且至少在部分长度区域上呈锥形，其中，指向转动方向的端面具有较大的横剖面，中心轴(M)相对于转动平面具有倾斜角(α)，其特征在于，所述搅拌元件(5)的周边表面具有开口(7)。
2、如前面权利要求所述的装置，其特征在于，所述开口(7)被布置成绕着整个圆周并且在周边表面的整个长度上旋转对称。
3、如前面权利要求之一项所述的装置，其特征在于，所述开口(7)被设计成狭缝。
4、如前面权利要求之一项所述的装置，其特征在于，所述搅拌元件(5)具有螺线形螺旋(6)的形状。
5、如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述螺旋(6)线的粗细与螺旋(6)两绕圈之间的间隔大致相当。
6、如权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述支承臂(4)与螺旋(6)做成一整体。
7、如前面权利要求之一项所述的装置，其特征在于，所述搅拌元件(5)的中心轴(M)的倾斜角(α)为10°至20°。
8、如前面权利要求之一项所述的装置，其特征在于，所述搅拌元件(5)入口横剖面和出口横剖面的比为1.5至3.0。
9、如前面权利要求之一项所述的装置，其特征在于，所述搅拌元件(5)被布置在该容器(1)下方的三分之一处。
10、如前面权利要求之一项所述的装置，其特征在于，要搅拌的介质基本上在层流中通过搅拌元件(5)。
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