CN208771390U - 搅拌桨及搅拌反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种搅拌桨及搅拌反应器，上述搅拌桨包括搅拌轴、第一搅拌叶、第二搅拌叶、螺带以及底桨，第一搅拌叶和第二搅拌叶沿搅拌轴的轴向间隔设置在搅拌轴上。第一搅拌叶和第二搅拌叶的叶面与旋转平面形成夹角，其中旋转平面为垂直于搅拌轴的轴向的平面。螺带的一端与其中一个搅拌叶连接，螺带的另一端与另一个搅拌叶连接，搅拌轴、第一搅拌叶、第二搅拌叶以及螺带围成至少两个不一致的框体。当搅拌轴旋转时，带动第一搅拌叶、第二搅拌叶以及螺带旋转，螺带与第一搅拌叶及第二搅拌叶配合，容易打破被搅拌的物质的规则层流，并形成涡流。这种结构的搅拌桨能够适用多组分、粘度较大变化的高分子量产反应体系。

Description

搅拌桨及搅拌反应器

技术领域

本实用新型涉及搅拌装置技术领域，尤其涉及一种搅拌桨及搅拌反应器。

背景技术

搅拌桨是搅拌反应器的关键组成部分，尤其在化工、医药等行业，搅拌合成反应器广泛使用，搅拌桨的结构直接影响混合效果和传热性能，对合成反应的效率甚至成败有着决定性的作用。

在化学化工领域，搅拌介质都是小分子，体系粘度不太大，过程流体性质相对简单，一般选用简单的桨叶式、涡轮式、推进式搅拌桨即可。但在高分子化工领域，有的反应过程复杂，体系粘度随着反应过程逐步升高，或是反应体系涉及多相，为了达到更高的转化率以及较高的反应速率，需要反应体系充分混合。又例如在粘稠反应体系加入固体或液体反应物，为了控制反应物组成，需要短时间内迅速混合均匀。要兼顾这种变化的搅拌介质和速率，显然普通的搅拌桨是很难实现的。

通常对于粘度较高而又需要充分混合的高分子体系采用螺带式搅拌桨。如专利文件CN202683143U提供了一种用于粘合剂的搅拌桨，该搅拌桨采用螺带式搅拌叶，但是该搅拌桨叶一端位于搅拌杆上，一端位于圆形的搅拌叶座上，底部圆形的搅拌叶座的设计不利于在纵截面为U型的反应釜中搅拌，且底部的圆形底座对于高粘度甚至固相物料而言阻力较大。此外，该技术方案没有考虑螺带式搅拌叶内部区域物料的混合问题，将导致部分区域物料混合不均。

专利文件CN203170264U公开了了一种用于高粘度和高固含量的搅拌桨，其螺带式搅拌桨通过横杆与搅拌轴相连，并自上而下盘旋在搅拌轴周围，该设计虽然能减少釜壁周围的物料粘附，且减小阻力，但是搅拌轴与螺带中间的区域混合会较缓慢，不利于充分及时的热交换及熔体中气泡的排出。

专利文件CN201500517U公开的搅拌装置采用三种叶片组合，添加了涡轮/翼型搅拌桨在螺带式搅拌桨形成的框体内，解决了前述部分问题，但是翼型搅拌桨在搅拌过程中主要形成层流，而且效率交底，而涡轮搅拌桨在粘度较大体系中涡流也不显著，所以中间层物料的混合仍然不是很充分，且气泡的排出也较缓慢，而螺距过小则可能造成对物料的剪切效应太强而不利于分子量的增长。

实用新型内容

针对上述问题中的一个或多个，本实用新型提供了一种能够快速充分混合、传热均匀的搅拌桨。

此外，还提供一种含有上述搅拌桨的搅拌反应器。

一种搅拌桨，包括：

搅拌轴；

第一搅拌叶和第二搅拌叶，所述第一搅拌叶和所述第二搅拌叶沿所述搅拌轴的轴向间隔设置在所述搅拌轴上，所述第一搅拌叶的叶面与旋转平面形成第一夹角，所述第二搅拌叶与旋转平面形成第二夹角，其中，所述旋转平面为垂直于所述搅拌轴的轴向的平面；

多根螺带，多根所述螺带相互交错设置，每根所述螺带的一端与其中一个所述搅拌叶连接，另一端与另一个所述搅拌叶连接，每根所述螺带的两个端点之间的连线与所述搅拌轴的轴线形成第三夹角，所述搅拌轴、所述第一搅拌叶、所述第二搅拌叶以及所述螺带围成多个框体，多个所述框体中至少有两个所述框体不一致；及

底桨，设置在所述搅拌轴上且靠近所述搅拌轴的端部。

在一个实施方式中，多根所述螺带中至少两根所述螺带被配置为螺带之间的尺寸不一致或者多根所述螺带中至少一根所述螺带被配置为螺带的径向尺寸不一致。

在一个实施方式中，所述第一夹角为20°～70°，所述第二夹角为20°～70°，所述第三夹角γ为10°≤γ<90°。

在一个实施方式中，所述第一搅拌叶具有靠近所述搅拌轴的内侧端和远离所述搅拌轴的外侧端，所述第一搅拌叶的叶面的宽度由所述内侧端向所述外侧端逐渐扩大或保持不变；

所述第二搅拌叶具有靠近所述搅拌轴的内侧端和远离所述搅拌轴的外侧端，所述第二搅拌叶的叶面的宽度由所述内侧端向所述外侧端逐渐扩大或保持不变。

在一个实施方式中，所述螺带的一端连接在所述第一搅拌叶的外侧端，所述螺带的另一端连接在所述第二搅拌叶的外侧端。

在一个实施方式中，所述第一搅拌叶包括一片或多片子叶片，所述第二搅拌叶包括一片或多片子叶片。

在一个实施方式中，所述第一搅拌叶的子叶片之间的叶面夹角为50°～90°，和/或，所述第二搅拌叶的子叶片之间的叶面夹角为50°～90°。

在一个实施方式中，所述第一搅拌叶和所述第二搅拌叶中至少有一个包括多片长短不一的子叶片。

在一个实施方式中，长的所述子叶片与短的所述子叶片的长度比为(1.1～2):1。

在一个实施方式中，长的所述子叶片与短的所述子叶片的宽度比为(1～1.5)：1。

在一个实施方式中，所述第一搅拌叶包括第一子叶片和第二子叶片，所述第一子叶片和所述第二子叶片分别设置在所述搅拌轴上，且所述第一子叶片和所述第二子叶片在所述搅拌轴的周向上相互间隔，所述第一子叶片长于所述第二子叶片；

所述第二搅拌叶包括第三子叶片和第四子叶片，所述第三子叶片和所述第四子叶片分别设置在所述搅拌轴上，且所述第三子叶片和所述第四子叶片在所述搅拌轴的周向上相互间隔，所述第四子叶片长于所述第三子叶片；

所述第一子叶片与所述第三子叶片的俯视角为0°，所述第二子叶片与第四子叶片的俯视角为0°；

所述螺带包括第一螺带和第二螺带，所述第一螺带连接所述第一子叶片和所述第四子叶片，所述第二螺带连接所述第二子叶片和所述第三子叶片。

在一个实施方式中，所述搅拌桨还包括第三搅拌叶，所述第一搅拌叶、所述第三搅拌叶及所述第二搅拌叶沿所述搅拌轴的轴向依次设置。

在一个实施方式中，沿所述搅拌轴的轴向，所述第一搅拌叶至所述第三搅拌叶之间的距离为第一间距，所述第二搅拌叶至所述第三搅拌叶之间的距离为第二间距，所述第一间距与所述第二间距的长度比为1：(1～1.5)。

在一个实施方式中，其特征在于，所述第三搅拌叶为单片的子叶片，且周向上位于所述第一螺带所限定的空间内。

在一个实施方式中，所述第一搅拌叶包括第一子叶片；

所述第二搅拌叶包括第二子叶片；

所述搅拌桨还包括第三搅拌叶，所述第一搅拌叶、所述第三搅拌叶及所述第二搅拌叶沿所述搅拌轴的轴向依次设置，所述第三搅拌叶包括第三子叶片和第四子叶片，所述第三子叶片和所述第四子叶片分别设置在所述搅拌轴上，且所述第三子叶片和所述第四子叶片在所述搅拌轴的周向上相互间隔；

所述第一子叶片与所述第三子叶片的俯视角为0°，所述第二子叶片与所述第四子叶片的俯视角为0°，且所述第三子叶片长于所述第一子叶片，所述第四子叶片长于所述第二子叶片；

所述螺带包括第一螺带和第二螺带，所述第一螺带连接所述第一子叶片和所述第四子叶片，所述第二螺带连接所述第二子叶片和所述第三子叶片。

在一个实施方式中，所述搅拌桨还包括第三搅拌叶，所述第一搅拌叶、所述第二搅拌叶及所述第三搅拌叶沿所述搅拌轴的轴向依次设置；

所述第一搅拌叶包括第一子叶片、第二子叶片和第三子叶片，所述第一子叶片、所述第二子叶片和所述第三子叶片分别设置在所述搅拌轴上，且所述第一子叶片、所述第二子叶片和所述第三子叶片在所述搅拌轴的周向上相互间隔；

所述第二搅拌叶包括第四子叶片、第五子叶片和第六子叶片，所述第四子叶片、所述第五子叶片和所述第六子叶片分别设置在所述搅拌轴上，且所述第四子叶片、所述第五子叶片和所述第六子叶片在所述搅拌轴的周向上相互间隔；

所述第三搅拌叶包括第七子叶片、第八子叶片和第九子叶片，所述第七子叶片、所述第八子叶片和所述第九子叶片分别设置在所述搅拌轴上，且所述第七子叶片、所述第八子叶片和所述第九子叶片在所述搅拌轴的周向上相互间隔；

所述第一子叶片、所述第二子叶片、所述第三子叶片的长度比为(1.1～2):(1～1.1):1，所述第四子叶片、所述第五子叶片和所述第六子叶片的长度比为(1.1～2):(1～1.1):1，所述第七子叶片、所述第八子叶片和所述第九子叶片的长度比为(1.1～2):(1～1.1):1；

所述第一子叶片与所述第四子叶片之间的俯视角为180°，所述第四子叶片与所述第七子叶片之间的俯视角为180°，所述第二子叶片与所述第五子叶片之间的俯视角为180°，所述第五子叶片与所述第八子叶片之间的俯视角为180°，所述第三子叶片与所述第六子叶片之间的俯视角为180°，所述第六子叶片与所述第九子叶片之间的俯视角为180°；

所述螺带包括第一螺带，第二螺带和第三螺带，其中所述第一螺带依次连接所述第一子叶片、所述第四子叶片和所述第七子叶片，所述第二螺带依次连接所述第二子叶片、所述第五子叶片和所述第八子叶片，所述第三螺带依次连接所述第三子叶片、所述第六子叶片和所述第九子叶片。

在一个实施方式中，所述底桨具有靠近所述搅拌轴的内侧端和远离所述搅拌轴的外侧端，所述底桨的叶面由所述内侧端向所述外侧端逐渐扩大，或者，所述底桨的叶面由所述内侧端向所述外侧端逐渐缩小。

在一个实施方式中，所述底桨包括多片底桨叶，两片所述底桨叶之间的叶面夹角为50°～90°。

在一个实施方式中，所述底桨的叶面与所述旋转平面形成的夹角为20°～70°。

在一个实施方式中，所述底桨与相邻的搅拌叶之间的轴向距离为所述底桨长度的1～1.5倍。

一种搅拌反应器，包括外壳以及上述任一项所述的搅拌桨。

上述搅拌桨包括搅拌轴、第一搅拌叶、第二搅拌叶、螺带和底桨，第一搅拌叶和第二搅拌叶沿搅拌轴的轴向间隔设置在搅拌轴上。第一搅拌叶和第二搅拌叶的叶面与旋转平面形成夹角，其中旋转平面为垂直于搅拌轴的轴向的平面，以实现层间混合。螺带的一端与其中一个搅拌叶连接，螺带的另一端与另一个搅拌叶连接，搅拌轴、第一搅拌叶、第二搅拌叶以及螺带围成的多个框体，至少有两个框体不一致，以利于打破规则层流。且螺带的两个端点之间的连线与搅拌轴的轴线形成夹角，实现不同直径的周向循环以及轴向循环。当搅拌轴旋转时，带动第一搅拌叶、第二搅拌叶、螺带和底桨形成的不一致框体旋转，容易打破被搅拌的物质的规则层流，并形成涡流，使得中间层物料也容易混合，实现物料的充分均匀混合，利于体系内的热量交换。这种结构的搅拌桨能够适用多组分、粘度较大变化的高分子量产反应体系。

特别地，至少两根螺带被配置为螺带之间的尺寸不一致，或多根所述螺带中至少一根所述螺带被配置为螺带的径向尺寸不一致，以进一步打破规则层流。

附图说明

图1为一实施方式的搅拌桨的结构示意图；

图2为图1所示的搅拌桨俯视图；

图3为另一实施方式的搅拌桨的结构示意图；

图4为图3所示的搅拌桨俯视图；

图5为另一实施方式的搅拌桨的结构示意图；

图6为图5所示的搅拌桨俯视图；

图7为另一实施方式的搅拌桨的结构示意图；

图8为图7所示的搅拌桨俯视图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1和图2，一实施方式的搅拌桨100包括搅拌轴101、第一搅拌叶110、第二搅拌叶120、多根螺带和底桨160。本实施方式中具体包括第一螺带150a和第二螺带150b两根螺带。其中，第一搅拌叶110和第二搅拌叶120沿搅拌轴101的轴向间隔设置在搅拌轴101上。第一搅拌叶110的叶面与旋转平面形成第一夹角α，第二搅拌叶120与旋转平面形成第二夹角β，旋转平面为垂直于搅拌轴101的轴向的平面。例如，当搅拌桨100垂直水平面放置，旋转平面为平行于水平面的平面。第一搅拌叶110和第二搅拌叶120均包括不同尺寸的子叶片。螺带的一端与第一搅拌叶110连接，螺带的另一端与第二搅拌叶120连接，且螺带的两个端点的连线与搅拌轴101的轴线形成第三夹角γ。进而搅拌轴101、第一搅拌叶110、第二搅拌叶120以及螺带形成不一致的框体。转动时，第一搅拌叶110、第二搅拌叶120、第一螺带150a和第二螺带150b的设计，可以在多个方位打破规则层流。

这里的“框体不一致”，应理解为框体经过围绕搅拌轴轴线转动、平移后与另一框体不能完全重叠。框体的不一致可以为搅拌叶的不一致，螺带的不一致，即搅拌叶经过围绕搅拌轴轴线转动、平移后与另一搅拌叶不能完全重叠，螺带经过围绕搅拌轴轴线转动、平移后与另一螺带不能完全重叠。具体可以表现为各搅拌叶的长度不一致、螺带之间的尺寸不一致，螺带的径向尺寸不一致。进一步，螺带之间的尺寸一致，可以认为两个螺带轴向距离相等，且一个螺带轴向上任意两个点A、B距离搅拌轴101的垂直距离l1，l2，两个点A、B关于搅拌轴101轴线投影形成的夹角θ，另一个螺带对应的点A’、B’距离搅拌轴101的垂直距离l1’，l2’，两个点A’、B’关于搅拌轴101轴线投影形成的夹角θ’，l1与l1’、l2与l2’、θ与θ’均相等一致。螺带的径向尺寸一致，可以认为螺带轴向上任意两点至所述搅拌轴101的垂直距离一致。

当搅拌桨100垂直水平面放置，旋转平面平行于水平面，则第一搅拌叶110的叶面与水平面之间具有一定的夹角，具体地，0°<α≤90°。第二搅拌叶120的叶面与水平面之间具有一定的夹角，具体地，0°<β≤90°，这种设置能够避免搅拌时被搅拌物质仅以层流运动，搅拌更加充分。

进一步，第一夹角α为20°～70°，第二夹角β为20°～70°。第一夹角α与第二夹角β可以相同也可以不同。更进一步地，第一夹角α为30°～40°，第二夹角β为30°～40°。第一搅拌叶110以及第二搅拌叶120的叶面与旋转平面之间的夹角适宜，对于粘度大于3000cP的体系依然能够达到很好的搅拌混匀效果。

具体地，搅拌轴101呈圆柱或棱柱状。

本实施方式中，搅拌轴101呈细长的圆柱状。

具体地，第一搅拌叶110具有靠近搅拌轴101的内侧端和远离搅拌轴101的外侧端。第一搅拌叶110的叶面的宽度由内侧端向外侧端逐渐扩大或者保持不变。

第二搅拌叶120具有靠近搅拌轴101的内侧端和远离搅拌轴101的外侧端。第二搅拌叶120的叶面的宽度由内侧端向外侧端逐渐扩大或者保持不变。

本实施方式中，第一搅拌叶110和第二搅拌叶120的叶面宽度均由内侧端向外侧端逐渐扩大，例如为扇形或桨形。搅拌桨10转动时能够带动第一搅拌叶110、第二搅拌叶120、螺带和底桨160转动，第一搅拌叶110、第二搅拌叶120配合设置在第一搅拌叶110和第二搅拌叶120上的不同尺寸的螺带，转动时容易使被搅拌的物质形成涡流。

此外，搅拌桨100还可以包括第三搅拌叶、第四搅拌叶、第五搅拌叶等等。多个搅拌叶间隔设置在搅拌轴101上，使得不同位置的被搅拌的物质都能被混合均匀。相邻两层的搅拌叶之间的俯视角为任意角度，俯视角为两个搅拌叶的中心线在旋转平面的投影形成的夹角。

具体地，第一搅拌叶110包括一片或多片子叶片，第二搅拌叶120包括一片或多片子叶片。进一步地，第一搅拌叶110和第二搅拌叶120中的至少一个包括多片子叶片。多片子叶片使得搅拌更加充分。

进一步地，第一搅拌叶110和第二搅拌叶120中至少有一个包括多片长短不一的子叶片。子叶片的长度不一，利于打破规则的层流。

进一步地，长的子叶片与短的子叶片的长度比为(1.1～2)：1。这里，长度是指各个子叶片的外侧端到搅拌轴之间的连线的距离。

进一步地，长的子叶片与短的子叶片的宽度比为1:(1～1.5)。这里，宽度是指从子叶片的内侧端到外侧端，叶面最宽处的距离。

具体地，螺带一端连接在第一搅拌叶110的外侧端，螺带的另一端连接在第二搅拌叶120的外侧端，这样有利于更大范围的打破层流，提高混合的混匀性。

具体地，螺带的数量为多根，搅拌轴101、第一搅拌叶110、第二搅拌叶120以及其中一根螺带围成一个框体。且多根螺带尺寸不一，相互交错设置，形成不一致的框体。转动时，螺带与第一搅拌叶110及第二搅拌叶120连接形成框体，进一步打破层流，实现物料的充分快速混匀，同时利于体系内的热量交换以及气泡的排出，同时，形成的不一致的框体可以实现搅拌桨100周向物料混合更加有效。

具体地，螺带为薄片状。螺带的材料可以是不锈钢薄片、铝片等等。

具体地，螺带的两个端点之间的连线与搅拌轴101的轴线形成第三夹角γ，0°<γ<90°。转动时，螺带与旋转平面具有一定的倾斜角度，打破规则的层流，提高混合均匀性，并利于体系内的热量交换。

具体地，第三夹角γ为10°≤γ<90°，进一步地，第三夹角γ为30°～60°。

进一步地，本实施方式中，第一搅拌叶110包括第一子叶片111和第二子叶片112，第一子叶片111和第二子叶片112分别设置在搅拌轴101上，且第一子叶片111和第二子叶片112在搅拌轴101的周向上相互间隔，优选，均匀间隔，具体地，第一子叶片111和第二子叶片112的中心线的连线在一条直线上。第一子叶片111长于第二子叶片112，具体地，第一子叶片111与第二子叶片112的长度比为1.5：1，第一子叶片111与第二子叶片112的宽度比为1.2：1。

第二搅拌叶120包括第三子叶片121和第四子叶片122，第三子叶片121和第四子叶片122分别设置在搅拌轴101上，且第三子叶片121和第四子叶片122在搅拌轴101的周向上相互间隔，具体地，第三子叶片121和第四子叶片122的中心线的连线在一条直线上。第四子叶片122长于第三子叶片121。具体地，第四子叶片122与第三子叶片121的长度比为1.5，第四子叶片122与第三子叶片121的宽度比为1.2。更优选，第一子叶片111与第四子叶片122的长度、宽度相等。第三子叶片121在第一子叶片111的正投影落入第一子叶片111的范围内，即第一子叶片111与第三子叶片121的俯视角为0°。第二子叶片112在第四子叶片122的正投影落入第四子叶片122的范围内，即第二子叶片112与第四子叶片122的俯视角为0°。亦即第一子叶片111与第四子叶片122的俯视角为180°，第二子叶片112与第三子叶片121的俯视角为180°。

第一子叶片111、第二子叶片112、第三子叶片121以及第四子叶片122均具有靠近搅拌轴101的内侧端和远离搅拌轴101的外侧端，各子叶面的叶面宽度由内侧端向外侧端逐渐扩大，例如为扇形或桨形。螺带的数量为至少两根，其中第一螺带150a连接第一子叶片111和第四子叶片122，第二螺带150b连接第二子叶片112和第三子叶片121，形成两个尺寸不一致的螺带。两根螺带分布在搅拌轴101两侧，尺寸不一致。转动时，第一螺带150a、第一子叶片111、第四子叶片122以及搅拌轴101形成的一个框体，第二螺带150b、第二子叶片112、第三子叶片121以及搅拌轴101形成的一个框体，两个框体尺寸不一致，在各个层面上打破层流，提高混合的均匀性，利于体系内的热量交换，同时由于两个尺寸不一致的螺带形成两个尺寸不一致的框体，可以更加充分的实现物料混合。这里螺带的尺寸，可以采用螺带上一点至搅拌轴轴线的垂直距离来计量，例如所述的“点”为螺带与子叶片连接的端点。

具体地，第一子叶片111、第二子叶片112、第三子叶片121以及第四子叶片122的叶面与旋转平面形成的夹角均为20°～70°。

进一步地，第一搅拌叶110的两片子叶片有不同的朝向，例如第一子叶片111与第二子叶片112的叶面夹角为50°～90°，第二搅拌叶120的两片子叶片有不同的朝向，例如第三子叶片121与第四子叶片122的叶面夹角为50°～90°。子叶片之间有一定的夹角，有利于形成涡流，提高混合的均匀性。

更进一步地，第一子叶片111与第二子叶片112的夹角为75°～90°，第三子叶片121与第四子叶片122的夹角为75°～90°，以使得搅拌桨100对于粘度大于3000cP的体系依然能够达到很好的搅拌混匀效果。

具体地，底桨160设置在搅拌轴101上且靠近搅拌轴101远端的端部。设置底桨160能够更好的搅拌的底部的物质，使得整个体系混合更加均匀，底部的物质的热量容易传出。

具体地，底桨160与相邻的第二搅拌叶120之间的轴向距离为底桨160长度的1～1.5倍，优选为1～1.2倍。

具体地，底桨160具有靠近搅拌轴101的内侧端和远离搅拌轴101的外侧端，底桨160的叶面宽度由内侧端向外侧端逐渐扩大，例如为扇形或桨形，或者，底桨160的叶面由内侧端向外侧端逐渐缩小，例如锚形。优选，底桨160具有一端大一端小的结构，转动时能够打破规则的层流，使得搅拌更加均匀。

具体地，底桨160可以包括一片或多片底桨叶。本实施方式中，底桨160包括两片底桨叶。进一步地，底桨的叶面与旋转平面形成的夹角为20°～70°，优选地，需要搅拌的体系粘度大于3000cP时，底桨叶与旋转平面形成的夹角为30～40°。两片底桨叶的中心线的连线在一条直线上，且两片底桨叶有不同的朝向，两片底桨叶的叶面夹角为50°～90°。底桨叶与第一搅拌叶210、第二搅拌叶220、第三搅拌叶230之间的周向关系任意。

上述搅拌桨100旋转时，通过搅拌轴101带动各搅拌叶以及螺带旋转，不同尺寸的螺带与搅拌叶配合形成不一致的框体，容易使打破被搅拌的物质规则的层流，并形成涡流，使得不同流体层之间实现充分混合层物料也容易混合，实现物料的充分均匀混合，利于体系内的热量交换和气泡的排出。这种结构的搅拌桨能够适用多组分、粘度较大变化的高分子量产反应体系。

请参阅图3～图4，另一实施方式的搅拌桨300，与搅拌桨100的结构相似，不同的是，本实施方式的搅拌桨300的第一搅拌叶310包括第一子叶片311，第二搅拌叶320包括第二子叶片321。第三搅拌叶330包括第三子叶片331和第四子叶片332。第三子叶片331和第四子叶片332分别设置在搅拌轴301上，且第三子叶片321和第四子叶片322在搅拌轴301的周向上相互间隔，优选均匀间隔。进一步，第三子叶片331和第四子叶片332尺寸一致，第一子叶片311和第二子叶片321尺寸一致，且第三子叶片331与第一子叶片311长度比为(1.1～2)：1，宽度比为(1～1.5)：1。

具体地，第三子叶片331和第四子叶片332的中心线的连线在一条直线上，即在周向上的夹角为180°。第一搅拌叶310、第三搅拌叶330及第二搅拌叶320沿搅拌轴301的轴向依次设置。第一子叶片311在第三子叶片331的正投影落入第三子叶片331的范围内，即第一子叶片311与第三子叶片331的俯视角为0°；第二子叶片321在第四子叶片332的正投影落入第四子叶片332的范围内，即第二子叶片321与第四子叶片332的俯视角为0°，第三子叶片331长于第一子叶片311，第四子叶片332长于第二子叶片321，例如，第三子叶片331与第一子叶片311的长度比为1.5：1，宽度比为1.2：1。第四子叶片332与第二子叶片321的长度比为1.5：1，宽度比为1.2：1。

螺带的数量为至少两根，其中第一螺带350a连接第一子叶片311和第四子叶片332，第二螺带350b连接第二子叶片321和第三子叶片331。由此，第一螺带350a的尺寸不一致，第一螺带350a靠近第四子叶片332部分的尺寸大于第一螺带350a靠近第一子叶片311部分的尺寸。第一螺带350a靠近第四子叶片332部分与搅拌轴301的轴线的垂直距离，大于第一螺带350a靠近第一子叶片311部分与搅拌轴301的轴线的垂直距离。

具体地，本实施方式的搅拌桨300的底桨360有两片底桨叶，底桨叶的叶面由内侧端向外侧端逐渐缩小，例如呈锚状。优选，锚状底桨叶的径向长度与第三子叶片331的长度一致。这种设计的底桨360能够给被搅拌物质较低的剪切效应，降低搅拌能耗。

由于本实施方式的搅拌桨300的结构与搅拌桨100的结构相似，因此也具有搅拌桨100的效果。此外，第一螺带350a、第二螺带350b的径向尺寸不一致，即第一螺带350a、第二螺带350b轴向上各个点中至少两个点至搅拌轴的垂直距离不相等，由此来实现不一致的框体。如此配置，可以实现体系在沿搅拌桨300径向打破规则的层流。进一步，第一螺带350a、第二螺带350b对称布置可以实现搅拌桨300轴向方向对流；而且增加第三搅拌叶330增加轴向方向搅拌力度，能够进一步的将第一搅拌叶310与第二搅拌叶320之间的物质搅拌均匀。更进一步，中间的第三搅拌叶330较长，更加容易打破中间层的规则层流，使得搅拌更加均匀。

请参阅图5～图6，另一实施方式的搅拌桨400，与搅拌桨100的结构相似，不同的是，本实施方式的搅拌桨400包括第一搅拌叶410，第二搅拌叶420和第三搅拌叶430。其中，第一搅拌叶410与第二搅拌叶420之间轴向距离，第二搅拌叶420与第三搅拌叶430之间轴向距离之间的比值为1:(1～1.5)，优选为1：1。

具体地，第一搅拌叶410包括第一子叶片411、第二子叶片412和第三子叶片413。第一子叶片411、第二子叶片412和第三子叶片413分别设置在搅拌轴401上，且第一子叶片411、第二子叶片412和第三子叶片413在搅拌轴401的周向上相互间隔，优选均匀间隔。具体地，第一子叶片411的中心线与第二子叶片412的中心线形成的夹角为120°，第一子叶片411的中心线与第三子叶片413的中心线形成的夹角为120°，第二子叶片412的中心线与第三子叶片413的中心线形成的夹角为120°；

第二搅拌叶420包括第四子叶片421、第五子叶片422和第六子叶片423，第四子叶片421、第五子叶片422和第六子叶片423分别设置在搅拌轴401上，且第四子叶片421、第五子叶片422和第六子叶片423在搅拌轴401的周向上相互间隔，优选均匀间隔。具体地，第四子叶片421的中心线与第五子叶片422的中心线形成的夹角为120°。第五子叶片422的中心线与第六子叶片423的中心线形成的夹角为120°，第四子叶片421的中心线与第六子叶片423的中心线形成的夹角为120°；

第三搅拌叶430包括第七子叶片431、第八子叶片432和第九子叶片433，第七子叶片431、第八子叶片432和第九子叶片433分别设置在搅拌轴401上，且第七子叶片431、第八子叶片432和第九子叶片433在搅拌轴401的周向上相互间隔，优选均匀间隔。具体地，第七子叶片431的中心线与第八子叶片432的中心线形成的夹角为120°。第八子叶片432的中心线与第九子叶片433的中心线形成的夹角为120°。第七子叶片431的中心线与第九子叶片433的中心线形成的夹角为120°。

进一步地，第一子叶片411与第四子叶片421之间的俯视角为180°，第四子叶片421与第七子叶片431之间的俯视角为180°。第二子叶片412与第五子叶片422之间的俯视角为180°，第五子叶片422与第八子叶片432之间的俯视角为180°。第三子叶片413与第六子叶片423之间的俯视角为180°，第六子叶片423与第九子叶片433之间的俯视角为180°。

螺带的数量为多根，其中，第一螺带450a依次连接第一子叶片411、第四子叶片421和第七子叶片431，第二根螺带450b依次连接第二子叶片412、第五子叶片422和第八子叶片432，第三根螺带450c依次连接第三子叶片413、第六子叶片423和第九子叶片433。

具体地，第一子叶片411、第二子叶片412和第三子叶片413长短不一。第四子叶片421、第五子叶片422和第六子叶片423长短不一。第七子叶片431、第八子叶片432和第九子叶片433长短不一。各个子叶片的外端距离搅拌轴401的距离不同，相应的第一螺带450a、第二螺带450b、第三螺带450c与搅拌轴401轴线的距离也不一致，如此设计更容易打破规则的层流。

进一步地，第一子叶片411、第二子叶片412、第三子叶片413的长度比为(1.1～2):(1～1.1):1，优选，宽度比为(1.1～1.5)：(1～1.1)：1。第四子叶片421、第五子叶片422和第六子叶片423的长度比为(1.1～2):(1～1.1):1，优选，宽度比为(1.1～1.5)：(1～1.1)：1。第七子叶片431、第八子叶片432和第九子叶片433的长度比为(1.1～2):(1～1.1):1，优选，宽度比为(1.1～1.5)：(1～1.1)：1。

具体地，本实施方式的搅拌桨400也包括底桨460，底桨460设置在搅拌轴401上且靠近搅拌轴401远端的端部。底桨460有三片底桨叶，底桨叶的叶面由内侧端向外侧端逐渐缩小，例如呈锚状，进一步降低被搅拌物质的剪切效应，降低搅拌能耗。

需要说明的是，文中第一子叶片、第二子叶片、第三子叶片、第四子叶片、第五子叶片、第六子叶片、第七子叶片、第八子叶片和第九子叶片仅仅是为了描述上的方便，并不是为了数量的限制等。

由于本实施方式的搅拌桨400的结构与搅拌桨100的结构相似，实现多个不一致的框体的方式也类似，因此也具有搅拌桨100的效果。此外，这种设计的搅拌桨400，多个子叶片、螺带相互配合，使得整个搅拌体系沿搅拌桨400轴向多个位置都能被搅拌。

请参阅图7～图8，另一实施方式的搅拌桨200，与搅拌桨100的结构相似，不同的是，本实施方式的搅拌桨200还包括第三搅拌叶230。

本实施方式的搅拌轴201、第一搅拌叶210、第二搅拌叶220以及螺带的结构分别与搅拌轴101、第一搅拌叶110、第二搅拌叶120以及螺带类似，其中，第一螺带250a连接第一子叶片211与第四子叶片222，第二螺带250b连接第二子叶片212与第三子叶片221。

具体地，第三搅拌叶230置于第一搅拌叶210与第二搅拌叶220之间，以进一步对中间层的物质起到搅拌作用。

具体地，沿搅拌轴201的轴向，第一搅拌叶210至第三搅拌叶230之间的距离为第一间距d1，第二搅拌叶220至第三搅拌叶230之间的距离为第二间距d2，第一间距d1与第二间距d2的长度比为1:(1～1.5)。第三搅拌叶230位于第一搅拌叶210至第二搅拌叶220的中间区域，以混合位于中间区域的物质。

进一步地，第一间距d1与第二间距d2的长度比为1:1。

进一步，第三搅拌叶230周向位置处于连接第一螺带250a所限定的空间。如此布置，可以解决由于第一子叶片211与第四子叶片222尺寸大，导致螺带不能很好的搅拌第一子叶片211与第四子叶片222之间中间层的物质。

具体地，本实施方式中，第三搅拌叶230为单片的子叶片。位于中间区域的第三搅拌叶230为单片的子叶片，不容易缠绕住螺带250。

具体地，第三搅拌叶230的叶面与旋转平面形成的夹角为20°～70°，优选地，为30°～40°以更好的搅拌体系粘度较大(即粘度大于3000cP)的物质。第三搅拌叶230与第二子叶片212长度比为(1.05～1)：1，宽度比为(1.05～1)：1。

由于本实施方式的搅拌桨200的结构与搅拌桨100的结构相似，因此也具有搅拌桨100的效果。此外，增加第三搅拌叶230能够进一步的将第一搅拌叶210、第二搅拌叶220之间特别是第一螺带250a所限定空间的中间层物质搅拌均匀。

一实施方式的搅拌反应器包括外壳以及搅拌桨。其中，搅拌桨为搅拌桨100、搅拌桨200、搅拌桨300或搅拌桨400。

包括上述搅拌桨的搅拌反应器，容易使打破被搅拌的物质规则的层流，并形成涡流，使得不同流体层之间实现充分混合层物料也容易混合，实现物料的充分均匀混合。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (21)

1.一种搅拌桨，其特征在于，包括：

搅拌轴；

第一搅拌叶和第二搅拌叶，所述第一搅拌叶和所述第二搅拌叶沿所述搅拌轴的轴向间隔设置在所述搅拌轴上，所述第一搅拌叶的叶面与旋转平面形成第一夹角，所述第二搅拌叶与旋转平面形成第二夹角，其中，所述旋转平面为垂直于所述搅拌轴的轴向的平面；

多根螺带，多根所述螺带相互交错设置，每根所述螺带的一端与其中一个所述搅拌叶连接，另一端与另一个所述搅拌叶连接，每根所述螺带的两个端点之间的连线与所述搅拌轴的轴线形成第三夹角，所述搅拌轴、所述第一搅拌叶、所述第二搅拌叶以及所述螺带围成多个框体，多个所述框体中至少有两个所述框体不一致；及

底桨，设置在所述搅拌轴上且靠近所述搅拌轴的端部。

2.根据权利要求1所述的搅拌桨，其特征在于，多根所述螺带中至少两根所述螺带被配置为螺带之间的尺寸不一致或者多根所述螺带中至少一根所述螺带被配置为螺带的径向尺寸不一致。

3.根据权利要求1所述的搅拌桨，其特征在于，所述第一夹角为20°～70°，所述第二夹角为20°～70°，所述第三夹角γ为10°≤γ<90°。

4.根据权利要求1所述的搅拌桨，其特征在于，所述第一搅拌叶具有靠近所述搅拌轴的内侧端和远离所述搅拌轴的外侧端，所述第一搅拌叶的叶面的宽度由所述内侧端向所述外侧端逐渐扩大或保持不变；

所述第二搅拌叶具有靠近所述搅拌轴的内侧端和远离所述搅拌轴的外侧端，所述第二搅拌叶的叶面的宽度由所述内侧端向所述外侧端逐渐扩大或保持不变。

5.根据权利要求4所述的搅拌桨，其特征在于，所述螺带的一端连接在所述第一搅拌叶的外侧端，所述螺带的另一端连接在所述第二搅拌叶的外侧端。

6.根据权利要求1所述的搅拌桨，其特征在于，所述第一搅拌叶包括一片或多片子叶片，所述第二搅拌叶包括一片或多片子叶片。

7.根据权利要求6所述的搅拌桨，其特征在于，所述第一搅拌叶的子叶片之间的叶面夹角为50°～90°，和/或，所述第二搅拌叶的子叶片之间的叶面夹角为50°～90°。

8.根据权利要求1或6所述的搅拌桨，其特征在于，所述第一搅拌叶和所述第二搅拌叶中至少有一个包括多片长短不一的子叶片。

9.根据权利要求8所述的搅拌桨，其特征在于，长的所述子叶片与短的所述子叶片的长度比为(1.1～2):1。

10.根据权利要求8所述的搅拌桨，其特征在于，长的所述子叶片与短的所述子叶片的宽度比为(1～1.5)：1。

11.根据权利要求1或6所述的搅拌桨，其特征在于，所述第一搅拌叶包括第一子叶片和第二子叶片，所述第一子叶片和所述第二子叶片分别设置在所述搅拌轴上，且所述第一子叶片和所述第二子叶片在所述搅拌轴的周向上相互间隔，所述第一子叶片长于所述第二子叶片；

所述第二搅拌叶包括第三子叶片和第四子叶片，所述第三子叶片和所述第四子叶片分别设置在所述搅拌轴上，且所述第三子叶片和所述第四子叶片在所述搅拌轴的周向上相互间隔，所述第四子叶片长于所述第三子叶片；

所述第一子叶片与所述第三子叶片的俯视角为0°，所述第二子叶片与第四子叶片的俯视角为0°；

所述螺带包括第一螺带和第二螺带，所述第一螺带连接所述第一子叶片和所述第四子叶片，所述第二螺带连接所述第二子叶片和所述第三子叶片。

12.根据权利要求11所述的搅拌桨，其特征在于，所述搅拌桨还包括第三搅拌叶，所述第一搅拌叶、所述第三搅拌叶及所述第二搅拌叶沿所述搅拌轴的轴向依次设置。

13.根据权利要求12所述的搅拌桨，其特征在于，沿所述搅拌轴的轴向，所述第一搅拌叶至所述第三搅拌叶之间的距离为第一间距，所述第二搅拌叶至所述第三搅拌叶之间的距离为第二间距，所述第一间距与所述第二间距的长度比为1：(1～1.5)。

14.根据权利要求12或13所述的搅拌桨，其特征在于，所述第三搅拌叶为单片的子叶片，且周向上位于所述第一螺带所限定的空间内。

15.根据权利要求1或6所述的搅拌桨，其特征在于，

所述第一搅拌叶包括第一子叶片；

所述第二搅拌叶包括第二子叶片；

所述搅拌桨还包括第三搅拌叶，所述第一搅拌叶、所述第三搅拌叶及所述第二搅拌叶沿所述搅拌轴的轴向依次设置，所述第三搅拌叶包括第三子叶片和第四子叶片，所述第三子叶片和所述第四子叶片分别设置在所述搅拌轴上，且所述第三子叶片和所述第四子叶片在所述搅拌轴的周向上相互间隔；

所述第一子叶片与所述第三子叶片的俯视角为0°，所述第二子叶片与所述第四子叶片的俯视角为0°，且所述第三子叶片长于所述第一子叶片，所述第四子叶片长于所述第二子叶片；

所述螺带包括第一螺带和第二螺带，所述第一螺带连接所述第一子叶片和所述第四子叶片，所述第二螺带连接所述第二子叶片和所述第三子叶片。

16.根据权利要求1或2所述的搅拌桨，其特征在于，

所述搅拌桨还包括第三搅拌叶，所述第一搅拌叶、所述第二搅拌叶及所述第三搅拌叶沿所述搅拌轴的轴向依次设置；

所述第一搅拌叶包括第一子叶片、第二子叶片和第三子叶片，所述第一子叶片、所述第二子叶片和所述第三子叶片分别设置在所述搅拌轴上，且所述第一子叶片、所述第二子叶片和所述第三子叶片在所述搅拌轴的周向上相互间隔；

所述第二搅拌叶包括第四子叶片、第五子叶片和第六子叶片，所述第四子叶片、所述第五子叶片和所述第六子叶片分别设置在所述搅拌轴上，且所述第四子叶片、所述第五子叶片和所述第六子叶片在所述搅拌轴的周向上相互间隔；

所述第三搅拌叶包括第七子叶片、第八子叶片和第九子叶片，所述第七子叶片、所述第八子叶片和所述第九子叶片分别设置在所述搅拌轴上，且所述第七子叶片、所述第八子叶片和所述第九子叶片在所述搅拌轴的周向上相互间隔；

所述第一子叶片、所述第二子叶片、所述第三子叶片的长度比为(1.1～2):(1～1.1):1，所述第四子叶片、所述第五子叶片和所述第六子叶片的长度比为(1.1～2):(1～1.1):1，所述第七子叶片、所述第八子叶片和所述第九子叶片的长度比为(1.1～2):(1～1.1):1；

所述第一子叶片与所述第四子叶片之间的俯视角为180°，所述第四子叶片与所述第七子叶片之间的俯视角为180°，所述第二子叶片与所述第五子叶片之间的俯视角为180°，所述第五子叶片与所述第八子叶片之间的俯视角为180°，所述第三子叶片与所述第六子叶片之间的俯视角为180°，所述第六子叶片与所述第九子叶片之间的俯视角为180°；

所述螺带包括第一螺带，第二螺带和第三螺带，其中所述第一螺带依次连接所述第一子叶片、所述第四子叶片和所述第七子叶片，所述第二螺带依次连接所述第二子叶片、所述第五子叶片和所述第八子叶片，所述第三螺带依次连接所述第三子叶片、所述第六子叶片和所述第九子叶片。

17.根据权利要求1或2所述的搅拌桨，其特征在于，所述底桨具有靠近所述搅拌轴的内侧端和远离所述搅拌轴的外侧端，所述底桨的叶面由所述内侧端向所述外侧端逐渐扩大，或者，所述底桨的叶面由所述内侧端向所述外侧端逐渐缩小。

18.根据权利要求17所述的搅拌桨，其特征在于，所述底桨包括多片底桨叶，两片所述底桨叶之间的叶面夹角为50°～90°。

19.根据权利要求17所述的搅拌桨，其特征在于，所述底桨的叶面与所述旋转平面形成的夹角为20°～70°。

20.根据权利要求17所述的搅拌桨，其特征在于，所述底桨与相邻的搅拌叶之间的轴向距离为所述底桨长度的1～1.5倍。

21.一种搅拌反应器，其特征在于，包括外壳以及如权利要求1～20任一项所述的搅拌桨。