CN201676651U - 一种高效节能型搪玻璃搅拌桨 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效节能型搪玻璃搅拌桨，所说的搅拌桨主要由二片或二片以上的钢板制叶片与桨轴固接后搪烧而成。在搅拌桨的径向范围内，叶片与任一和径向垂直且和搅拌桨轴平行的平面相交所形成的剖面均为翼型剖面。叶片由二片钢板压制成型后，在钢板间垫以垫条，焊接而成。这种叶片能在搅拌釜内，以较小的功耗，获得较大流量的轴向流动，从而使反应釜内物料得到充分的搅拌。与传统的搪玻璃搅拌桨相比，具有能耗小且搅拌效果好的优点。与本实用新型人以前公开的“一种搪玻璃水翼型轴流搅拌桨”相比，本实用新型搅拌桨能很好地搅拌更为粘稠的液体物料，物料粘度的适用范围大大扩展，功率准数有所降低。

Description

一种高效节能型搪玻璃搅拌桨

技术领域

本实用新型涉及一种搪玻璃反应釜用的钢板制搪玻璃搅拌桨，特别涉及一种钢板制高效节能型搪玻璃搅拌桨。属化工设备的技术领域。

背景技术

搪玻璃反应釜由于其耐腐蚀、表面光洁易清理、价格低廉等原因，在化工、医药、农药、食品等许多行业得到广泛的应用。但直到不久前，国内与搪玻璃反应釜配套的搪玻璃搅拌桨桨型单调，迄今仍以锚桨、框桨为主，另有桨式和叶轮式等桨型。这些桨型的搅拌桨，特别是锚桨和框桨，能耗大而且搅拌效果不理想，难以满足大多数反应过程对搅拌的要求。为此，本发明人曾有一实用新型专利(专利号：03231827.8)，公开了一种搪玻璃水翼型轴流搅拌桨，这种搅拌桨能在搅拌釜内造成良好的轴向流动，能在比较小的功耗下，获得较大的流量，使反应釜内的物料得到充分的搅拌。经实际生产应用结果表明，这种搅拌桨适用于中低粘度的液体物料的搅拌，能获得良好的效果。这种搅拌桨之所以有优越的性能，在于其性能优越的叶片。这种叶片在搅拌桨径向范围内与任一和搅拌桨共轴的圆柱面相交所形成的剖面为水翼型或加厚的水翼型。从搅拌桨叶片的叶根到叶梢，每一半径处翼型剖面的最大拱度比、最大翼厚比、螺距角等参数，根据不同的混合要求采取不同的值。其最大拱度比范围为0％≤δm≤12％，其优化范围为1％≤δm≤7％，最大翼厚比范围为2％≤bm≤20％，叶根处的螺距角范围为20°-60°，其优化范围为30°-55°，叶梢处的螺距角范围为10°-45°，其优化范围为15°-26°，且叶根处的螺距角总是大于或等于叶梢处的螺距角。盘面比范围为0.2-1.0，其优化范围为0.35-0.85。但这种叶片现在的制作过程比较复杂，钢材用量多，焊缝多，成品率不理想。目前看来，搪玻璃水翼型轴流搅拌桨，尽管性能优越，在许多生产工艺过程的应用中取得良好的成果，但也存在着适用的物料粘度范围不够广(物料粘度小于1500厘泊时搅拌效果较好)，制作过程比较复杂，生产成本比较高等缺点，为此产业部门希望有关科技工作者作出进一步改进。

发明内容

本实用新型的目的是要提供搪玻璃反应釜用的钢板制高效节能型搪玻璃搅拌桨。此种搪玻璃搅拌桨与现有的搪玻璃水翼型轴流搅拌桨相比：由于叶片的参数的改进，因此在性能上有了提高，适用的物料粘度范围有很大的扩展，对粘度在12000厘泊左右的物料仍然有比较好的搅拌效果。钢板叶片的结构也比现有的结构简单，易于制作，生产成本低。叶片的翼厚 与采用现有结构的钢板叶片的翼厚相比，比较薄，翼型的形状阻力减小很多，搅拌桨的功率准数可进一步降低。本实用新型搅拌桨仍保留了搪玻璃水翼型轴流搅拌桨原有的全部优点，而对其不足之处作了重要的改进，成为一种性能更完善，使用范围更广泛，钢板叶片结构更简单，制作更方便，制作成本更低，功耗更小的高效节能型搪玻璃搅拌桨。

本实用新型所述的钢板制高效节能型搪玻璃搅拌桨是由二片或二片以上的钢板制的叶片固接在钢管制的搅拌桨轴上组成。叶片在径向范围内与任一和径向垂直且和搅拌桨轴平行的平面相交，其所形成的剖面为翼型剖面。从叶片的叶根至叶梢，每一处剖面的最大拱度比、最大厚度比、螺距角等，根据不同的混合要求，可采取不同的值。其中最大拱度比δm的范围为0％≤δm≤18％，优化范围为1％≤δm≤14％；叶片的最大厚度比bm范围为2％≤bm≤18％；叶片在叶根处的螺距角范围为20°-65°，其优化范围为30°-60°；叶片在叶梢处的螺距角范围为10°-50°，优化范围为15°-30°。叶根处的螺距角总是大于或等于叶梢处螺距角。盘面比范围为0.2-1.0，优化范围为0.35-0.85。

与本发明人在2003年公开的搪玻璃水翼型轴流搅拌桨相比，本实用新型搅拌桨作了如下改进：①叶片在径向范围与任一和径向垂直且和搅拌桨轴平行的平面相交(而不是原来的与任一和搅拌桨轴共轴的圆柱面相交)，其所形成的剖面为翼型剖面，这样的改进对搅拌桨性能无甚影响，但在很大程度上方便了压制叶片用的模具的制造，降低制作成本。②翼剖面最大拱度比的取值范围大幅度增加，由0％≤δm≤12％增加为0％≤δm≤18％，其优化范围由1％≤δm≤7％增加为1％≤δm≤14％；螺距角的取值范围也有增加，叶根处的螺距角范围由20°-60°增加为20°-65°，其优化范围由30°-55°增加为30°-60°，叶梢处的螺距角范围由10°-45°增加为10°-50°，其优化范围由15°-26°增加为15°-30°。这样，本实用新型搅拌桨不仅可适用于中低粘度(大约小于1500厘泊左右)物料的搅拌，还可适用于较高粘度(12000厘泊左右)物料的搅拌。与原来的搪玻璃水翼型轴流搅拌桨相比，本实用新型搅拌桨大大扩展了可适用的范围。③本实用新型搅拌桨的钢板叶片的结构是：由上下二片钢板焊制而成，为了适应搪玻璃搪烧工艺的要求，上下二片钢板压制成型后，中间垫一垫条，周边焊牢，制成一具有特殊形状的薄型空心叶片。现有的钢板空心叶片的一种结构是，为了制成空心叶片，在将上下两片钢板压制成型的同时，还要将钢板的周边折边，然后焊牢。这种结构的缺点是，成型模具比较复杂，制作难度大，而且折边处钢板会变薄，易产生裂纹，残余应力较大，影响搪烧质量。现有的另一种钢板空心叶片的结构是，为了避免上下二片钢板折边，在二片钢板压制成型后，在周边围一圈钢质围条，然后焊牢。这种结构的缺点是，制作比较复杂，增加工作量，钢材用量也多，而且在叶片周边存在两条焊缝，不利于搪烧，易爆瓷。本实用新型提供的钢板空心叶片的结构，钢板周边不必折边，变形小，也不必围钢 质围条，焊缝也少，易于搪烧，可用来制作性能优良而形状复杂的薄型叶片，制作简单易行，成本低，成品率高。由于叶片厚度变薄，形状阻力明显降低，使本实用新型搅拌桨的功率准数比原来的搪玻璃水翼型轴流搅拌桨的功率准数降低5％--10％。与传统的搪玻璃搅拌桨相比，其功耗可降低30％--50％。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型高效节能型搪玻璃搅拌桨结构示意图；

图2为本实用新型搅拌桨叶片在径向范围内与任一和径向垂直且和搅拌桨轴平行的平面相交所形成的翼型剖面形状图；

图3为图2所示翼型剖面示意图；

图4分别包括4a和4b，是现有的二种钢板空心叶片剖面结构示意图；

图5是本实用新型搅拌桨钢板空心叶片剖面结构示意图。

由图1所示的结构示意图可见，叶片2固接在桨轴1上。图中画了二个叶片，在实际使用时，根据不同工艺过程的混合要求，可以是三个或更多个叶片固接在桨轴上，其中3为叶片2的叶梢，4为叶片2的叶根，5为叶片2的导边，6为叶片2的随边。

由图2可见：本实用新型搅拌桨叶片在径向范围内与任一和径向垂直且和搅拌桨轴平行的平面相交所形成的翼型剖面。叶片在不同径向位置处的翼型剖面具有不同的螺距角、拱度分布和厚度分布，以适应不同物系对搅拌的不同需求。

由图3可见：所示翼型剖面的图形中，C为剖面的弦长。δ为拱度，X为拱度，δ在弦向的位置，δ1＝δ/C为拱度比，δm为最大拱度处的拱度比，称最大拱度比，在本实用新型中，最大拱度比范围为0％≤δm≤18％，其优化范围为1％≤δm≤14％。b为叶片厚度，b1＝b/C，为厚度比，厚度比沿弦长方向可以不变，也可以有变化，bm为最大厚度的厚度比，称为最大厚度比，在本实用新型中，其范围为2％≤bm≤18％。θ为翼型剖面的弦与垂直于桨轴的平面间的夹角，称为螺距角，叶片在径向方向不同位置处，其剖面具有不同值的螺距角，叶根4处的螺距角的值，其范围为20°-65°，其优化范围为30°-60°；叶梢3处的螺距角的值，其范围为10°-50°，其优化范围为15°-30°。叶根处的螺距角总是大于或等于叶梢处的螺距角。本实用新型搅拌桨的叶片数以及叶片的弦长值的确定，取决于工艺过程对混合的要求。

图4a及图4b所示的是用现有的钢板空心叶片结构示意图，其中7为焊缝，8为钢质围条。由图4a可见：叶片是由上下二片钢板折边并压制成型后，焊接而成，这一结构的缺点是钢板折边处会变薄，易产生裂纹，残余应力大，易影响搪烧质量，而且加工过程和加工所用 的模具都比较复杂。由图4b可见：叶片是由上下二片钢板压制成型后，再在周围围以钢质围条焊接而成。这样做的目的是试图避免上下二片钢板折边，但在周边围以钢质围条，不仅增加工作量和用钢量，而且围条上下都各有一条焊缝，增加焊缝的数量，也易影响搪烧质量。

图5所示是按本实用新型所述的叶片结构制作的钢板空心叶片的结构示意图，其中7为焊缝，9为垫条。其剖面形状与图3所示的相同，只是为了搪烧工艺的需要，制成空心叶片。上下二片钢板可一起压制成型，再在二片钢板之间垫一垫条，使钢板间形成一定的空隙，然后在钢板周边焊接而成。这一结构的优点是：钢板不必折边，不会局部变薄而产生裂纹，残余应力也小，周边也不必围钢质围条，加工简易，用钢量少，焊缝也少。易于保证搪烧质量。

具体实施方式

根据各种生产工艺过程对搅拌的要求，使用本实用新型搅拌桨时，选取适当的参数，会取得很好的效果。通过以下的实施例，不仅可以进一步阐述本实用新型的内容，而且可以对本实用新型搅拌桨的优点和特性有更清晰的了解。

实施例1

液-液混合系统，工厂现场使用。

聚合釜(23000L)，釜径T＝2600毫米。物料最大粘度12000厘泊左右。用本实用新型搅拌桨替代该釜原来使用的传统桨式搅拌桨。

情况1：本实用新型搅拌桨，直径D＝1150毫米，三叶，四层，转速N＝125转/分。

情况2：传统桨式搅拌桨，直径D＝1200毫米，三层，转速N＝125转/分.

使用结果：在物料粘度变稠时，使用传统桨式搅拌桨，无法顺利地翻动物料，离搅拌桨稍远处，物料即停滞不动，聚合反应不能顺利进行。使用本实用新型搅拌桨后，当物料的粘度由低变高，达到12000厘泊左右时，依然能充分地翻动，使聚合反应能顺利进行。

实施例2

液-液混合系统，工厂现场使用。

硝化反应釜(5000L)，釜径T＝1750毫米。用本实用新型搅拌桨替换该釜原来使用的传统锚桨和桨式桨的组合搅拌桨。

情况1：本实用新型搅拌桨，直径D＝870毫米，四叶，二层，转速N＝110转/分。

情况2：传统锚桨和桨式桨的组合搅拌桨，锚桨直径D＝1580毫米，桨式桨直径D＝720毫米，转速N＝85转/分

使用本实用新型搅拌桨后：所需的硝化时间从原来的10小时缩短为6小时，而且所需功率仅为原来的70％。

实施例3

液固混合系统，工厂现场使用。

草甘膦缩合釜(6300L)，釜径T＝1750毫米。用本实用新型搅拌桨替代该釜原来使用的桨式桨。

情况1：本实用新型搅拌桨，直径D＝1000毫米，三叶，二层，转速N＝98转/分。

情况2：桨式桨，直径D＝720毫米，三层，转速N＝130转/分。

使用本实用新型搅拌桨后：产品平均收率提高约2％，而同时能耗降低50％左右。

由实施例1-3可见：本实用新型发明的高效节能搅拌桨具有显著提高混合效果，大幅度降低能耗，缩短混合时间，提高产品品质的优点。因此它有广阔的工业应用前景。

Claims (5)

1.一种高效节能型搪玻璃搅拌桨，由二片或二片以上钢板制搅拌桨叶片与搅拌轴固接后搪烧而成，其特征在于：所述搅拌桨叶片在径向范围内与任一和径向垂直且和搅拌桨轴平行的平面相交所形成的剖面均为翼型剖面。所述叶片剖面的最大拱度比范围为0％≤δm≤18％；所述叶片剖面最大厚度比范围为2％≤bm≤18％；所述叶片在叶根处的螺距角范围为20°-65°，在叶梢处的螺距角范围为10°-50°；所述叶片盘面比范围为0.2-1.0。

2.根据权利要求1所述的搪玻璃搅拌桨，其特征在于：所述叶片剖面最大拱度比的优化范围为1％≤δm≤14％。

3.根据权利要求1或2所述的搪玻璃搅拌桨，其特征在于：所述叶片螺距角的优化范围为：叶根处30°-60°，叶梢处15°-30°，叶根处的螺距角总是大于或等于叶梢处的螺距角。

4.根据权利要求1或2所述的搪玻璃搅拌桨，其特征在于：所述搅拌桨叶片盘面比的优化范围为0.35-0.85。

5.根据权利要求1或2所述的搪玻璃搅拌桨，其特征在于：它的钢板制叶片是由上下二片钢板压制成型后，在钢板间垫以垫条，然后焊接而成。 

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