CN205308253U - 带叶梢小翼的轴流式搅拌桨 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带叶梢小翼的轴流式搅拌桨，包括搅拌轴及连接在搅拌轴上的四片桨叶，桨叶沿搅拌轴的圆周向四等分设置，桨叶由主叶片及连接在主叶片叶梢位置的叶梢小翼组成，主叶片为螺旋曲面，其叶片根部叶片安放角为45°，叶梢位置叶片安放角为19°，从叶片根部到叶梢位置，叶片安放角逐渐变小。与现有技术相比，本实用新型通过在主叶片叶梢位置增加了叶梢小翼，并且叶梢小翼轮廓线采用最速降线流线型结构，能够有效地改善叶片绕流状态，从而减少或消除叶片背面漩涡，降低能耗，并关键起到减阻效果。改善轴系摆动与振动，使搅拌平稳进行，提高整机使用寿命。此外，叶梢小翼的设置并不会影响搅拌效果。

Description

带叶梢小翼的轴流式搅拌桨

技术领域

本实用新型涉及一种搅拌桨结构，尤其是涉及一种带叶梢小翼的轴流式搅拌桨，属于流体搅拌器技术领域。

背景技术

轴流式搅拌桨是一种可获得轴向流场的机械搅拌设备的核心部件，其应用的范围相当广泛，可用于化工、医药、食品、采矿、造纸、涂料、冶金、水处理、生物发酵等领域。搅拌桨对整个有效容积产生预期的循环流场，达到工艺要求的物料混合、传热、传质以及制备乳液、悬浮液等。

顶进式搅拌设备是由电机、减速机构、搅拌轴、搅拌桨、底轴承等部分组成，自上而下立式安装。目前顶进式搅拌设备使用的搅拌桨都是各大公司开发的高效桨，有些设备底部有限位装置，有些没有限位装置。搅拌中由于桨叶和流体介质的相互作用，搅拌轴系会产生径向摆动和振动。摆动由限位环限制，最终与振动一并由减速机构轴承承载。摆动和振动的存在，对特别是无底部限位装置的机械的正常使用寿命有严重影响。

中国专利CN104607089A公布了一种带稳定翼和副叶的轴流式搅拌桨，有效解决高速运转时，搅拌装置产生振动，形成涡流或气穴，降低搅拌桨叶的搅拌效率问题，其解决的技术方案是，主桨叶内曲面上垂直焊接有稳定翼，稳定翼的下端焊接一片形状和主桨叶相同，比主桨叶短的副桨叶，其有效消除了高速运转时产生的振动及主桨叶产生的涡流或气穴，提高了搅拌桨叶的工作效率。但是其有限在垂直方向上设置稳定翼，并在稳定翼的下端焊接副桨叶，结构较为庞大，占用空间大。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种带叶梢小翼的轴流式搅拌桨。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种带叶梢小翼的轴流式搅拌桨，包括搅拌轴及连接在搅拌轴上的四片桨叶，所述的桨叶沿搅拌轴的圆周向四等分设置，所述的桨叶由主叶片及连接在主叶片叶梢位置的叶梢小翼组成。

所述的主叶片为螺旋曲面，其叶片根部叶片安放角为45°，叶梢位置叶片安放角为19°，从叶片根部到叶梢位置，叶片安放角逐渐变小。

所述的叶梢小翼与主叶片光滑连接。

所述的叶梢小翼的工作面与背面翼型均为流线型曲面。

所述的叶梢小翼的轮廓线为叶梢小翼两端点之间的最速降线。

所述的叶梢小翼的弦线与主叶片叶梢平面之间的角度为53°。

所述的叶梢小翼的弦线为叶梢小翼距离最长的两点之间的连线。

本实用新型依据流体力学与空气动力学的理论，利用机翼设计理论中翼梢小翼的结构设计，对轴流搅拌桨桨叶进行叶型改造，桨叶具有工况要求的空间曲面工作面，整体由主叶片和叶梢小翼流线型组合而成，使桨叶绕流更加完美，达到降低能耗、减小阻尼作用的效果。

从主叶片根部到叶梢位置，随着旋转半径的增加，叶片各部位线速度不断加大，排液能力不断增强。叶片外半段叶片升阻比，较内半段大，会产生较强的轴向流。针对叶片由内向外排液能力的不断增强，流体受剪切力和离心力的共同，主叶片叶片背面会产生漩涡。因此叶片轴面投影面积适当减小，主要用于减小主叶片外半段叶片背面漩涡，从而达到减弱摆动、降低振动、减少能量损失的作用。

随着主叶片由内到外线速度增大，排液能力的不断增强，叶梢外沿叶片背面会产生更强的漩涡。漩涡将损失一部分液体能量，同时漩涡区局部流场将对叶片产生冲蚀。如介质中含有固体颗粒，此区域叶片将会很快磨蚀。尾涡的产生并伴有因桨叶受力不均而产生的摆动和振动。

而本实用新型在主叶片叶梢位置增加了叶梢小翼，并且叶梢小翼轮廓线采用最速降线流线型结构，可以减小或消除主叶片叶梢处最强漩涡。使得桨叶受力均匀，减弱或消除较强的摆动和振动，从而使整个设备平稳运行，延长减速箱轴承使用寿命，提高设备可靠性。另外，漩涡的减弱或消除，降低了流体的能量损失，提高设备能效。

与现有技术相比，本实用新型通过在主叶片叶梢位置增加了叶梢小翼，并且叶梢小翼轮廓线采用最速降线流线型结构，能够有效地改善叶片绕流状态，从而减少或消除叶片背面漩涡，降低能耗，并关键起到减阻效果。改善轴系摆动与振动，使搅拌平稳进行，提高整机使用寿命。此外，叶梢小翼的设置并不会影响搅拌效果。

附图说明

图1为本实用新型带叶梢小翼的轴流式搅拌桨结构示意图；

图2为图1中A向结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

一种带叶梢小翼的轴流式搅拌桨，如图1、图2所示，包括搅拌轴1及连接在搅拌轴1上的四片桨叶2，桨叶2沿搅拌轴1的圆周向四等分设置，桨叶2由主叶片21及连接在主叶片21叶梢位置的叶梢小翼22组成。

主叶片21为螺旋曲面，其叶片根部叶片安放角为45°，叶梢位置叶片安放角为19°，从叶片根部到叶梢位置，叶片安放角逐渐变小。叶梢小翼22与主叶片21光滑连接。叶梢小翼22的工作面与背面翼型均为流线型曲面。叶梢小翼22的轮廓线为叶梢小翼22两端点之间的最速降线。叶梢小翼22的弦线与主叶片21叶梢平面之间的角度为53°。叶梢小翼22的弦线为叶梢小翼22距离最长的两点之间的连线。

本实用新型依据流体力学与空气动力学的理论，利用机翼设计理论中翼梢小翼的结构设计，对轴流搅拌桨桨叶进行叶型改造，桨叶具有工况要求的空间曲面工作面，整体由主叶片和叶梢小翼流线型组合而成，使桨叶绕流更加完美，达到降低能耗、减小阻尼作用的效果。

从主叶片根部到叶梢位置，随着旋转半径的增加，叶片各部位线速度不断加大，排液能力不断增强。叶片外半段叶片升阻比，较内半段大，会产生较强的轴向流。针对叶片由内向外排液能力的不断增强，流体受剪切力和离心力的共同，主叶片叶片背面会产生漩涡。因此叶片轴面投影面积适当减小，主要用于减小主叶片外半段叶片背面漩涡，从而达到减弱摆动、降低振动、减少能量损失的作用。

随着主叶片由内到外线速度增大，排液能力的不断增强，叶梢外沿叶片背面会产生更强的漩涡。漩涡将损失一部分液体能量，同时漩涡区局部流场将对叶片产生冲蚀。如介质中含有固体颗粒，此区域叶片将会很快磨蚀。尾涡的产生并伴有因桨叶受力不均而产生的摆动和振动。

在主叶片叶梢位置增加了叶梢小翼，并且叶梢小翼轮廓线采用最速降线流线型结构，可以减小或消除主叶片叶梢处最强漩涡。使得桨叶受力均匀，减弱或消除较强的摆动和振动，从而使整个设备平稳运行，延长减速箱轴承使用寿命，提高设备可靠性。另外，漩涡的减弱或消除，降低了流体的能量损失，提高设备能效。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种带叶梢小翼的轴流式搅拌桨，包括搅拌轴(1)及连接在搅拌轴(1)上的四片桨叶(2)，所述的桨叶(2)沿搅拌轴(1)的圆周向四等分设置，其特征在于，所述的桨叶(2)由主叶片(21)及连接在主叶片(21)叶梢位置的叶梢小翼(22)组成。

2.根据权利要求1所述的一种带叶梢小翼的轴流式搅拌桨，其特征在于，所述的主叶片(21)为螺旋曲面，其叶片根部叶片安放角为45°，叶梢位置叶片安放角为19°，从叶片根部到叶梢位置，叶片安放角逐渐变小。

3.根据权利要求1所述的一种带叶梢小翼的轴流式搅拌桨，其特征在于，所述的叶梢小翼(22)与主叶片(21)光滑连接。

4.根据权利要求1所述的一种带叶梢小翼的轴流式搅拌桨，其特征在于，所述的叶梢小翼(22)的工作面与背面翼型均为流线型曲面。

5.根据权利要求4所述的一种带叶梢小翼的轴流式搅拌桨，其特征在于，所述的叶梢小翼(22)的轮廓线为叶梢小翼(22)两端点之间的最速降线。

6.根据权利要求1所述的一种带叶梢小翼的轴流式搅拌桨，其特征在于，所述的叶梢小翼(22)的弦线与主叶片(21)叶梢平面之间的角度为53°。

7.根据权利要求6所述的一种带叶梢小翼的轴流式搅拌桨，其特征在于，所述的叶梢小翼(22)的弦线为叶梢小翼(22)距离最长的两点之间的连线。