CN201135865Y - 高效气液混合搅拌器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于搅拌器技术领域，公开了一种高效气液混合搅拌器。其主要技术特征为：包括外侧均布有若干桨叶的轴彀，所述的桨叶为通膛状，桨叶的背液面为抛物面形状，桨叶的迎液面为平板状、微凹弧面、微凸弧面、箭叶面或折叶面，桨叶的通膛内设置有扰流元件。本实用新型所提供的高效气液混合搅拌器桨叶后的尾涡与气穴少，持气能力好，同时，对气液剪切分散能力强，另外，可根据需要通过调整迎液面的形状或角度使搅拌器在旋转过程中在产生径向流型的同时产生不同程度的轴向流。
Description
技术领域
本实用新型属于搅拌器技术领域，特别涉及一种高效气液混合搅拌器。
背景技术
气液的混合与传质操作广泛应用于化工、生物制药、轻工食品、污水处理等行业，诸如生物发酵、氧化、加氢反应等工艺过程。在这些工艺过程中大都是将液体作为连续相盛装在固定的容器中，将气体作为分散相从容器的底部引入，并在容器内设置机械搅拌，通过搅拌器的旋转来实现气液的分散与传质。
应用于气液混合的搅拌器较早的是箭叶和平直叶结构的混合搅拌器，此类搅拌器的功率准数高但持气能力较差，在工作过程中叶片后的“气穴”明显，通气量较大时易引起气泛。目前较为先进的气液混合搅拌器是叶片后曲面较大的如半圆管式和双曲面式的气液混合搅拌器，此类气液混合搅拌器在工作中有效的控制了搅拌叶片后的“气穴”，其持气能力大大提高，但通常这些叶片的搅拌器的功率准数和剪切能力有所下降，不利于气泡和物料的打散，另外从其所形成的流型方面考虑，此类气液混合搅拌器也只可作为纯径向流搅拌器使用。
实用新型内容
本实用新型要解决的问题就是针对上述气液混合搅拌器的不足，提供一种可有效抑制气穴，并且剪切强度大、气液分散效果好的高效气液混合搅拌器。同时，通过此种搅拌器的迎液面不同形状的选择可根据需要在形成径向流型的基础上灵活产生部分轴向流型。
为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案为：包括外侧均布有若干桨叶的轴彀，所述的桨叶为通膛状，桨叶的背液面为抛物面形状。
其附加技术特征为：所述桨叶的迎液面为平板状，桨叶的迎液面与水平面成15-90度角；
所述桨叶的迎液面为微凹弧面或微凸弧面，迎液面顶点处的切面与水平面成15-90度角；
所述桨叶的迎液面为箭叶面或折叶面；
所述桨叶的通膛内设置有扰流元件；
所述的扰流元件为在迎液面和背液面交叉相间焊接的折流片；
所述的扰流元件为为固定在通膛内的螺旋片；
所述的桨叶的数量为2-18个；
所述轴彀的外侧设置有旋转盘，桨叶固定在旋转盘外缘；
所述轴彀的外侧设置有数量与桨叶数量相匹配的水平板状连接翼片，桨叶固定在连接翼片的远轴端。
本实用新型所提供的高效气液混合搅拌器与现有技术相比，具有以下优点：其一，采用通膛状桨叶，且桨叶的背液面采用后凸的抛物面形状，从而减少了桨叶后的尾涡与气穴，持气能力增强，提高了搅拌器的能量利用率，桨叶的迎液面采用平直叶面、微凹或微凸弧面、箭叶或折叶结构，有利于整个搅拌器剪切能力的提高。并可根据需要，通过调整迎液面的形状或迎液面与旋转面所成的角度，使搅拌器在旋转过程中在产生径向流型的同时，产生不同程度的轴向流；其二，在桨叶的通膛内设置扰流元件，在高效气液混合搅拌器的旋转过程中，桨叶外近轴端和远轴端的物系因其静压能差从远轴端移向近轴端，桨叶内的物系受离心力的作用从近轴端移向远轴端，从而形成桨叶内外物系的循环流动，而物系在循环流动过程中经过通膛桨叶内的扰流元件的剧烈的切割和分散，进一步大幅提高了搅拌器整体的剪切分散效能，要达到同等的气液混合效果，高效气液混合搅拌器较现有技术中的搅拌器的能耗有明显的降低。
附图说明
图1为本实用新型高效气液混合搅拌器的结构示意图；
图2为桨叶的第一种纵向截面图；
图3为桨叶的第二种纵向截面图；
图4为桨叶的第三种纵向截面图；
图5为桨叶的第四种纵向截面图；
图6为桨叶的第五种纵向截面图；
图7为桨叶的第六种纵向截面图；
图8为桨叶的一种横向截面图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型高效气液混合搅拌器的结构和工作原理作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型高效气液混合搅拌器包括轴彀1，轴彀1外侧设置有旋转盘2，旋转盘2外缘均布有通膛状的桨叶3，桨叶3可以为如图1的6个，也可以为2-18中的任意个，桨叶3的背液面31为抛物面形状。如图2所示，桨叶3的迎液面32为平板状，迎液面32可与水平面成15-90度角，桨叶3的通膛内设置有扰流元件4。如图3所示，桨叶3的迎液面32为微凹弧面，迎液面32顶点处的切面可与水平面成15-90度角，桨叶3的通膛内设置有扰流元件4。如图4所示，桨叶3的迎液面32为微凸弧面，迎液面32顶点处的切面可与水平面成15-90度角，桨叶3的通膛内设置有扰流元件4。如图5所示，桨叶3的迎液面32为箭叶面，桨叶3的通膛内设置有扰流元件4。如图6所示，桨叶3的迎液面32为折叶面，桨叶3的通膛内设置有扰流元件4。如图7所示，扰流元件为固定在通膛内的螺旋片41。如图8所示，扰流元件为在迎液面32和背液面31交叉相间焊接的折流片42、43。当然，扰流元件也可以为其它结构，且根据需要，扰流元件上可以设置若干通孔。
使用时，启动动力装置使轴彀1开始旋转，轴彀1的旋转带动旋转盘2和桨叶3旋转，桨叶3的旋转使得迎液面32对气液进行强烈的剪切并由此造成搅拌容器内剧烈的湍动，桨叶3的背液面31由于采用后凸的抛物面形状，则减少了桨叶3后的尾涡与气穴，增强了其持气能力，同时，在桨叶3的旋转过程中，桨叶3外近轴端和远轴端的物系因其静压能差从远轴端移向近轴端，桨叶3内的物系受离心力的作用从近轴端移向远轴端，从而形成桨叶3内外物系的循环流动，而物系在桨叶3通膛内循环流动过程中，经过扰流元件4剧烈的切割和分散，又进一步大幅提高了搅拌器整体的剪切分散与传质效能，大幅强化了气液的混合。
根据所搅拌物系的特性与对混合的流型的要求，可根据需要，通过调整迎液面32的形状或迎液面32与旋转面所成的角度使搅拌器在旋转过程中在产生径向流型的同时产生不同程度的轴向流。
本实用新型所涉及的高效气液混合搅拌器不仅限于上述结构，还可以在轴彀1的外侧设置数量与桨叶3数量相匹配的水平板状连接翼片，将桨叶3固定在连接翼片的远轴端。且该高效气液混合搅拌器还可应用于液液混匀、固液悬浮等过程，同样能表现出很出色的混合效果。
Claims (10)
1、高效气液混合搅拌器，包括外侧均布有若干桨叶的轴彀，其特征在于：所述的桨叶为通膛状，桨叶的背液面为抛物面形状。
2、根据权利要求1所述的高效气液混合搅拌器，其特征在于：所述桨叶的迎液面为平板状，桨叶的迎液面与水平面成15-90度角。
3、根据权利要求1所述的高效气液混合搅拌器，其特征在于：所述桨叶的迎液面为微凹弧面或微凸弧面，迎液面顶点处的切面与水平面成15-90度角。
4、根据权利要求1所述的高效气液混合搅拌器，其特征在于：所述桨叶的迎液面为箭叶面或折叶面。
5、根据权利要求1至4任一项所述的高效气液混合搅拌器，其特征在于：所述桨叶的通膛内设置有扰流元件。
6、根据权利要求5所述的高效气液混合搅拌器，其特征在于：所述的扰流元件为在迎液面和背液面交叉相间焊接的折流片。
7、根据权利要求5所述的高效气液混合搅拌器，其特征在于：所述的扰流元件为为固定在通膛内的螺旋片。
8、根据权利要求5所述的高效气液混合搅拌器，其特征在于：所述的桨叶的数量为2-18个。
9、根据权利要求1所述的高效气液混合搅拌器，其特征在于：所述轴彀的外侧设置有旋转盘，桨叶固定在旋转盘外缘。
10、根据权利要求1所述的高效气液混合搅拌器，其特征在于：所述轴彀的外侧设置有数量与桨叶数量相匹配的水平板状连接翼片，桨叶固定在连接翼片的远轴端。
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