CN207970760U - 一种组合桨搅拌器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于搅拌设备技术领域，公开了一种组合桨搅拌器。所述组合桨搅拌器包括搅拌槽、搅拌轴和搅拌桨，搅拌轴设于搅拌槽内部，搅拌桨与搅拌轴连接，搅拌桨为多层桨，且搅拌桨中至少有一层为径向桨或向心桨以及至少有一层为轴向桨，其中至少有一层桨的桨径与其它层桨的桨径不同。本实用新型通过将径向桨和轴向桨组合，促进搅拌器内流体的整体循环，使得该组合桨搅拌器的搅拌功耗低，可用于宽粘度域流体的高效混合，并且结构简单、制造成本低，可广泛应用于化工、冶金和制药等领域。

Description

一种组合桨搅拌器

技术领域

本实用新型涉及搅拌设备技术领域，尤其涉及一种组合桨搅拌器。

背景技术

搅拌桨是搅拌器的核心部件，其构型(桨本身和多桨组合)和操作(转速和安装位置等)是影响搅拌器性能的重要因素。目前，按搅拌器内流体流动状态分类，搅拌桨可分为轴向桨、径向桨和混合桨，每一类桨包括诸多不同结构的桨型。在进行搅拌桨选型时，需综合考虑搅拌介质的性质(如粘度、密度和腐蚀性等)、反应过程的特性(如间歇或连续、吸热或放热)、搅拌效果以及搅拌功耗等因素，选择适宜的搅拌桨构型。

在进行高粘流体搅拌时，为了使搅拌器内流体尽可能混合均匀，需要将桨叶分散地布置在整个搅拌器内，如螺带桨、锚式桨等。为了提高搅拌效率，周金卿等(ZL201310045436.8)发明了一种双向轴流螺带式搅拌桨，组合内层下压式螺带桨、外围上翻式螺带桨，搅拌时下压式螺带桨和上翻式螺带桨同时作用，在物料中产生两种不同方向的轴向流体，大幅提高剪切性能，提高了搅拌效率。

虽然上述组合桨在一定程度上提高了搅拌效率，但仍存在搅拌功耗高、结构复杂和制造成本高的问题。此外，在某些化工生产过程中，如催化剂的合成过程和聚合反应过程中，随着物料依次加入搅拌器中，搅拌器内的流体粘度会由几个厘泊增大至几十万个厘泊，现有的组合桨搅拌器无法满足如此宽粘度域流体的高效混合。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种组合桨搅拌器，以解决现有搅拌桨无法满足宽粘度域流体高效混合的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种组合桨搅拌器，包括：

搅拌槽；

搅拌轴，其设于搅拌槽内部；

搅拌桨，其通过搅拌轴设于搅拌槽内部；

搅拌桨为多层桨，且搅拌桨中至少有一层为径向桨或向心桨以及至少有一层为轴向桨；其中至少有一层桨的桨径与其它层桨的桨径不同。

作为优选，至少有一层桨的桨叶沿长度方向的宽度不同。

作为优选，搅拌桨为三层桨，且包括上层桨、中层桨和下层桨。

作为优选，径向桨为直叶桨或Rushton桨，轴向桨为斜叶桨。

作为优选，斜叶桨为下压式斜叶桨或上提式斜叶桨，当上层桨为斜叶桨时，上层桨为下压式斜叶桨。

作为优选，斜叶桨的桨叶与水平面的夹角为20°～70°。

作为优选，向心桨的桨叶与搅拌轴的夹角为20°～70°。

作为优选，搅拌桨的各层桨交错布置。

作为优选，搅拌槽内的流体粘度范围为1cp～300000cp。

作为优选，搅拌桨的桨径为搅拌槽的槽径的0.25～0.85倍，桨高为槽径的0.05～0.1倍。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过将径向桨或向心桨以及轴向桨组合，促进搅拌器内流体的整体循环，使得该组合桨搅拌器的搅拌功耗低，物料混合均匀，可用于宽粘度域流体的高效混合，并且结构简单、制造成本低，可广泛应用于化工、冶金和制药等领域。

附图说明

图1是本实用新型提供的组合桨搅拌器的结构示意图；

图2是现有技术中的组合桨搅拌器的结构示意图。

图中：

1、搅拌槽；

2、搅拌桨；21、上层桨；22、中层桨；23、下层桨；

3、搅拌轴；

41、螺带桨；42、锚式桨。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实用新型提供的一种组合桨搅拌器，包括搅拌槽1、搅拌桨2和搅拌轴3，其中搅拌轴垂直伸入搅拌槽1内，搅拌桨2与搅拌轴3连接。

具体地，搅拌桨2为多层桨，且搅拌桨2中至少有一层为径向桨或向心桨以及至少有一层为轴向桨。本实用新型通过将径向桨或向心桨以及轴向桨组合，促进搅拌器内流体的整体循环。

具体地，其中至少有一层桨的桨径与其它层桨的桨径不同，可以进一步增加搅拌器内流体的混合程度。具体地，至少有一层桨的桨叶翼型与其他层的桨的桨叶翼型不同，也可以进一步增加搅拌槽1内流体的混合程度。

具体地，请参照图1，上述搅拌桨2优选为三层桨，分别为上层桨21、中层桨22和下层桨23，优选地，中层桨22的桨径大于上层桨21和下层桨23的桨径。上述径向桨可以为直叶桨或Rushton桨，其中Rushton桨是一种在搅拌轴上设置一圆盘，并在圆盘周围安装有多组直叶片的搅拌桨；轴向桨为斜叶桨；向心桨(详见ZL 200910236645.4，杨超等，一种产生向心流动的搅拌桨装置)是一种在搅拌轴上设置一圆盘，并在圆盘周围安装有多组叶片，叶片与圆盘法线(即搅拌轴3)形成一定偏角的搅拌桨。

具体地，斜叶桨可以为下压式斜叶桨或上提式斜叶桨，所谓的下压式斜叶桨和上提式斜叶桨是指当斜叶桨旋转时，桨叶向流体施加的力的方向为向下时即为下压式斜叶桨，桨叶向流体施加的力的方向为向上时即为上提式斜叶桨。具体地，当上层桨21为斜叶桨时，考虑到流体主要位于上层桨21下方，需要上层桨21产生轴向且向下的力对流体进行混合，优选地，上层桨21为下压式斜叶桨。

具体地，斜叶桨的桨叶与水平面的夹角为20°～70°，以及向心桨的桨叶与搅拌轴3的夹角为20°～70°，搅拌桨2与流体混合的程度最佳。

具体地，为再一步增加流体的混合程度，可以使搅拌桨2的各层桨为交错布置，以及搅拌桨2的桨径设为搅拌槽1的槽径的0.25～0.85倍，桨高为槽径的0.05～0.1倍。

具体地，通过实验论证，通过上述对搅拌桨2的桨型或桨叶的设置方式，可以使得该组合桨搅拌器的搅拌功耗低，可用于宽粘度域流体的高效混合，具体地，搅拌槽1内的流体粘度范围为1cp～300000cp。而且本实用新型提供的组合桨搅拌器的结构简单、制造成本低，可广泛应用于化工、冶金和制药等领域。

以下通过五个具体实施例对本实用新型提供的组合桨搅拌器的搅拌效果进行描述和论证：

实施例一

请参阅图1，搅拌槽1的直径为240mm，高为485mm，搅拌桨2为三层桨，上层桨21为45°下压式桨叶，桨径为120mm，中层桨22为直叶桨，桨径为180mm，且其沿桨叶长度方向(即沿搅拌轴3到槽壁方向)的叶片宽度依次为20mm，12mm和30mm，下层桨23为45°下压式桨叶，桨径为120mm。每层桨具有两片桨叶，上层桨21与中层桨22交错分布，中层桨22与下层桨23交错分布。下层桨23、中层桨22和上层桨21的桨叶距离底部高度分别为50mm、150mm和300mm。特别地，为使流体混合效果更好，在搅拌槽1的内壁设有四块挡板(图中未示出)，挡板高480mm，宽24mm。搅拌桨2的搅拌转速为100rpm，实验温度为室温，实验压力为常压。搅拌的流体介质为铝溶胶(非牛顿流体)，液面高度为380mm，比重为1.2。搅拌转速为100rpm时，利用粘度计测量流体粘度为12000cp。利用混合时间(电导率法测量)和单位体积搅拌功耗(扭矩法测量)表征组合桨搅拌器的搅拌效率。

请参阅图2，现有组合桨搅拌包括螺带桨41(上层)和锚式桨42(下层)。现有组合桨搅拌器和本实用新型提供的组合桨搅拌器的性能对比实验结果，如表1所示。

表1现有组合桨搅拌器和本实用新型的组合桨搅拌器搅拌性能对比

从表1实验结果可以看出，在相同搅拌转速下，本实用新型的组合桨搅拌器与现有组合桨搅拌器相比，单位体积搅拌功耗减少了15.95％，混合时间减少了14.99％。

实施例二

其他条件与实施例一相同，只是下层桨23为直叶桨，桨径为150mm，实验结果如表2所示。

表2现有组合桨搅拌器和本实用新型的组合桨搅拌器搅拌性能对比

从表2实验结果可以看出，在相同搅拌转速下，本实用新型的组合桨搅拌器与现有组合桨搅拌器相比，单位体积搅拌功耗减少了13.67％，混合时间减少了23.93％。

实施例三

其他条件与实施例一相同，只是中层桨22的桨径为195mm，实验结果如表3所示。

表3现有组合桨搅拌器和本实用新型的组合桨搅拌器搅拌性能对比

从表3实验结果可以看出，在相同搅拌转速下，本实用新型的组合桨搅拌器与现有组合桨搅拌器相比，单位体积搅拌功耗减少了10.89％，混合时间减少了30.87％。

实施例四

其他条件与实施例一相同，只是搅拌转速为200rpm，此时利用粘度计测量的流体粘度为8000cp，实验结果如表4所示。

表4现有组合桨搅拌器和本实用新型的组合桨搅拌器搅拌性能对比

从表4实验结果可以看出，在相同搅拌转速下，本实用新型的组合桨搅拌器与现有组合桨搅拌器相比，单位体积搅拌功耗减少了22.14％，混合时间减少了20.97％。

实施例五

其他条件与实施例一相同，只是搅拌介质为水，实验结果如表5所示。

表5现有组合桨搅拌器和本实用新型的组合桨搅拌器搅拌性能对比

从表5实验结果可以看出，在相同搅拌转速下，本实用新型的组合桨搅拌器与现有组合桨搅拌器相比，单位体积搅拌功耗减少了15.41％，混合时间减少了18.37％。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术用户来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种组合桨搅拌器，包括：

搅拌槽(1)；

搅拌轴(3)，其设于所述搅拌槽(1)内部；

搅拌桨(2)，其与所述搅拌轴(3)连接；其特征在于，

所述搅拌桨(2)为多层桨，且所述搅拌桨(2)中至少有一层为径向桨或向心桨以及至少有一层为轴向桨；其中至少有一层桨的桨径与其它层桨的桨径不同。

2.根据权利要求1所述的组合桨搅拌器，其特征在于，至少有一层桨的桨叶沿长度方向的宽度不同。

3.根据权利要求1所述的组合桨搅拌器，其特征在于，所述搅拌桨(2)为三层桨，且包括上层桨(21)、中层桨(22)和下层桨(23)。

4.根据权利要求3所述的组合桨搅拌器，其特征在于，所述径向桨为直叶桨或Rushton桨，所述轴向桨为斜叶桨。

5.根据权利要求4所述的组合桨搅拌器，其特征在于，所述斜叶桨为下压式斜叶桨或上提式斜叶桨，当所述上层桨(21)为斜叶桨时，所述上层桨(21)为下压式斜叶桨。

6.根据权利要求4所述的组合桨搅拌器，其特征在于，所述斜叶桨的桨叶与水平面的夹角为20°～70°。

7.根据权利要求1所述的组合桨搅拌器，其特征在于，所述向心桨的桨叶与所述搅拌轴(3)的夹角为20°～70°。

8.根据权利要求1所述的组合桨搅拌器，其特征在于，所述搅拌桨(2)的各层桨交错布置。

9.根据权利要求1所述的组合桨搅拌器，其特征在于，所述搅拌槽(1)内的流体粘度范围为1cp～300000cp。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的组合桨搅拌器，其特征在于，所述搅拌桨(2)的桨径为所述搅拌槽(1)的槽径的0.25～0.85倍，桨高为槽径的0.05～0.1倍。