CN215234207U - 一种叶轮结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种叶轮结构，包括叶盘（1），所述叶盘（1）的周侧均匀分布有多个匚形的刮刀片（2），刮刀片（2）相对叶盘（1）倾斜设置，且匚形的刮刀片（2）与厚度方向上的叶盘（1）构成E型刮刀。本实用新型的叶轮结构通过E型刮刀的相互作用，能够最大限度的减少死区、降低物料长时间停留造成的分解，实现叶轮结构之间、叶轮结构的外缘和搅拌轴的外壁之间、叶轮结构的外缘和反应腔的内壁之间的自清洁；具备倾斜设置的E型刮刀的叶轮结构具备柔性的捏合、低剪切力的特点，有效防止物料分解同时可以使物料混合均匀；且叶轮结构的表面更新效率高，有利于溶剂、单体等挥发分从高粘聚合物中脱出，增加聚合、干燥、脱挥的效果。

Description

一种叶轮结构

技术领域

本实用新型属于搅拌技术领域，尤其涉及具有推进功能的搅拌轴，具体地说是一种能够用于推进式搅拌轴上的叶轮结构。

背景技术

对于高粘聚合反应过程而言，反应后期体系的粘度随着反应的进行而不断增大，有数十毫帕秒最终甚至可达到数十万毫帕秒，此时物料的流动变得极为困难，对于高沸点物料，尤其是同时具有高粘度、高凝固点、高热敏性特点的重质焦油或酚焦油、煤焦油、高分子等类似物料，通常会出现在高温下发泡或膨化，有的还甚至会出现流变固化的现象。对于常规的搅拌反应器，由于物料的粘度较大，温度很高，流动性差，容易在反应器釜体内结块，形成死区，造成碳化或者膨胀导致局部反应温度过高，聚合物分子量失控，使操作无法正常进行。 同时由于在高粘度时，聚合生成物往往包裹单体、催化剂，体系中界面更新无法进行。 所以常规的搅拌反应器已经不能适用于缩聚反应的终缩聚过程。

釜式搅拌设备对上述工艺过程无能为力，主要问题：随着挥发组分的减少，物料在某一阶段其粘度迅猛增加数百倍甚至上千倍，釜式搅拌设备无法逾越极限，最终超载停车；粘性物料抱团结块，或包裹在搅拌器及搅拌轴上，表面无法更新，蒸发面积减少；釜内壁粘附物料，传热能力大幅度降低。

同样的，双螺杆挤出机常用于高粘聚合物加工。在其中，产物会被压向容器壁并在该处产生摩擦。此时，螺杆侧面沿螺杆的传送方向推动由于壁摩擦而受到阻碍的产物。但是其缺陷在于停留时间短，不适用于反应速度较慢的反应，同时输送率随着螺杆直径的增大而呈平方递增。倘若构建较大的料筒，为设定较高的填充度则要求螺纹距极小。因此导致轴体积庞大且沉重，这会严重限制双螺杆挤出机的实际工业应用。

因此，需要研发一种能够很好的避免高粘物料粘附在反应器与釜体上、避免死区出现且停留时间可控的反应器，则反应器中所采用的的搅拌轴上的叶轮结构则成为研发的难点。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种推进性能好、具备低剪切力和柔性捏合性能的叶轮结构。

本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的：

一种叶轮结构，包括叶盘，其特征在于：所述叶盘的周侧均匀分布有多个匚形的刮刀片，刮刀片相对叶盘倾斜设置，且匚形的刮刀片与厚度方向上的叶盘构成E型刮刀。

所述的刮刀片分布在叶盘的对应盘角上，盘角的外缘为圆弧面。

所述盘角的数量不少于三个。

所述刮刀片的外底面沿叶盘的周向为与盘角的外缘相吻合的圆弧面。

任意两相邻盘角之间皆通过依次相连的外凸的第一衔接弧面、短平面、内凹的中间弧面、长平面、外凸的第二衔接弧面相衔接。

所述短平面的长度与长平面的长度之比为1:1.4-2.0。

所述短平面所对应的圆心角的度数为6°～15°，所述长平面所对应的圆心角的度数为30°～80°；且长平面所对应的圆心角的度数与短平面所对应的圆心角的度数之比与盘角的数量成反比。

所述短平面与长平面之间的夹角为90℃～135℃。

所述刮刀片的匚形中的竖边与叶盘的中轴线之间的夹角为3°～8°；所述刮刀片的匚形中的两横边的任一边在叶盘上的投影线与叶盘上对应的径向线之间的夹角为6°～10°。

所述刮刀片的厚度与叶盘的厚度之比为1:1-1.2；所述刮刀片的匚形中的横边的宽度与叶盘的厚度之比为1:1-1.2。

所述的叶盘采用空心结构的盘片。

本实用新型相比现有技术有如下优点：

本实用新型的叶轮结构通过E型刮刀的相互作用，能够最大限度的减少死区、降低物料长时间停留造成的分解，实现叶轮结构之间、叶轮结构的外缘和搅拌轴的外壁之间、叶轮结构的外缘和反应腔的内壁之间的自清洁。

本实用新型通过在叶盘上倾斜设置刮刀片，且刮刀片相对叶盘的轴向翻转、径向扭转，使得具有E型刮刀的叶轮结构具备柔性的捏合、低剪切力的特点，有效防止物料分解同时可以使物料混合均匀；且通过对叶盘的形状进行处理，使得该叶盘的形状和E型刮刀相配合构成的叶轮结构的表面更新效率高，有利于溶剂、单体等挥发分从高粘聚合物中脱出，增加聚合、干燥、脱挥的效果。

附图说明

附图1为本实用新型的四角形叶盘的结构示意图；

附图2为本实用新型的四角形叶轮结构的示意图；

附图3为本实用新型的刮刀片的结构示意图；

附图4为本实用新型的五角形叶盘的结构示意图；

附图5为本实用新型的五角形叶轮结构的立体图；

附图6为本实用新型的五角形叶轮结构的平面图；

附图7为附图6的左视图。

其中：1—叶盘；2—刮刀片；3—盘角；31—第一衔接弧面；32—短平面；33—中间弧面；34—长平面；35—第二衔接弧面；4—安装槽。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1-7所示：一种叶轮结构，包括叶盘1，叶盘1上设有多个均匀分布的盘角3且盘角3的外缘为圆弧面，使得多个盘角3的外缘相连时构成一圆形，在任一盘角3上皆对应设置一安装槽4，每个安装槽4上固定安装一匚形的刮刀片2，使得叶盘1的周侧均匀分布有多个匚形的刮刀片2，刮刀片2相对叶盘1倾斜设置，且匚形的刮刀片2与厚度方向上的叶盘1构成E型刮刀。

如图2、图5、图6、图7所示，在本实用新型的叶轮结构中，刮刀片2直接镶嵌在安装槽4内即可。

如图1、图2、图4、图5、图6、图7所示，在上述结构中，盘角3的数量不少于三个，任意两相邻盘角3之间皆通过依次相连的外凸的第一衔接弧面31、短平面32、内凹的中间弧面33、长平面34、外凸的第二衔接弧面35相衔接。在上述结构中，为提高叶轮结构的表面更新效率，利于溶剂、单体等挥发分从高粘聚合物中脱出，增加聚合、干燥、脱挥的效果，将短平面32的长度与长平面34的长度之比设定为1:1.4-2.0；短平面32所对应的圆心角的度数为6°～15°、长平面34所对应的圆心角的度数为30°～80°，且长平面34所对应的圆心角的度数与短平面32所对应的圆心角的度数之比与盘角3的数量成反比；短平面32与长平面34之间的夹角为90℃～135℃。

如图2、图5、图6、图7所示，在上述结构中，刮刀片2的外底面沿叶盘1的周向为与盘角3的外缘相吻合的圆弧面，根据需要也可采用平面。刮刀片2的匚形中的竖边与叶盘1的中轴线之间的夹角为3°～8°，即相当于刮刀片2以叶盘1的径向线为轴扭转了3°～8°；刮刀片2的匚形中的两横边的任一边在叶盘1上的投影线与叶盘1上对应的径向线之间的夹角为6°～10°，即相当于刮刀片2以叶盘1的中轴线为轴翻转了6°～10°。

如图2、图3、图5、图6、图7所示，因为刮刀片2的工作强度高，因此在本实用新型中，刮刀片2的常用材质为304钢、304L钢、316L钢，特殊情况时采用HC276（哈氏合金）；另外刮刀片2的厚度不能太低，刮刀片2的厚度与叶盘1的厚度之比为1:1-1.2，刮刀片2的匚形中的横边的宽度与叶盘1的厚度之比为1:1-1.2；另外刮刀片2的整体宽度或者横边长度根据具体的使用场合确定。

另外需要说明的是，根据实际需要，本实用新型的叶盘1可以采用空心结构的盘片，此时需要根据媒介的温度、压力、换热面积来设计叶盘1的盘片厚度及相对应尺寸。

实施例一

如图1、图2所示，叶盘1采用具有四个盘角3的盘片，短平面32所对应的圆心角的度数为11°、长平面34所对应的圆心角的度数为55°，且短平面32与长平面34之间的夹角为125℃；在盘角3上设有安装槽4，每个安装槽4上固定安装一匚形的刮刀片2，相对于沿叶盘1的径向垂直于叶盘1安装的方式，刮刀片2以叶盘1的中轴线为轴翻转了10°、以叶盘1的径向线为轴扭转了5°。

实施例二

如图4、图5、图6、图7所示，叶盘1采用具有五个盘角3的盘片，短平面32所对应的圆心角的度数为8°、长平面34所对应的圆心角的度数为40°，且短平面32与长平面34之间的夹角为110℃；在盘角3上设有安装槽4，每个安装槽4上固定安装一匚形的刮刀片2，相对于沿叶盘1的径向垂直于叶盘1安装的方式，刮刀片2以叶盘1的中轴线为轴翻转了7°、以叶盘1的径向线为轴扭转了3°。

以图2或图5所示的叶轮机构为例，当叶轮机构安装在转子上时，叶轮机构的整体沿轴线有一个螺旋角，这样能有效的使物料有一个向前移动的平推流，由于相邻两叶盘1的盘角3相当于阻挡堰板，通过改变转子的速度，能够有效的控制物料的停留时间。

本实用新型通过在叶盘1上倾斜设置刮刀片2，且刮刀片2相对叶盘1的轴向翻转、径向扭转，使得具有E型刮刀的叶轮结构具备柔性的捏合、低剪切力的特点，有效防止物料分解同时可以使物料混合均匀；且通过对叶盘1的形状进行处理，使得该叶盘1的形状和E型刮刀相配合构成的叶轮结构的表面更新效率高，有利于溶剂、单体等挥发分从高粘聚合物中脱出，增加聚合、干燥、脱挥的效果。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内；本实用新型未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种叶轮结构，包括叶盘（1），其特征在于：所述叶盘（1）的周侧均匀分布有多个匚形的刮刀片（2），刮刀片（2）相对叶盘（1）倾斜设置，且匚形的刮刀片（2）与厚度方向上的叶盘（1）构成E型刮刀。

2.根据权利要求1所述的叶轮结构，其特征在于：所述的刮刀片（2）分布在叶盘（1）的对应盘角（3）上，盘角（3）的外缘为圆弧面。

3.根据权利要求2所述的叶轮结构，其特征在于：所述盘角（3）的数量不少于三个。

4.根据权利要求2或3所述的叶轮结构，其特征在于：所述刮刀片（2）的外底面沿叶盘（1）的周向为与盘角（3）的外缘相吻合的圆弧面。

5.根据权利要求2或3所述的叶轮结构，其特征在于：任意两相邻盘角（3）之间皆通过依次相连的外凸的第一衔接弧面（31）、短平面（32）、内凹的中间弧面（33）、长平面（34）、外凸的第二衔接弧面（35）相衔接。

6.根据权利要求5所述的叶轮结构，其特征在于：所述短平面（32）的长度与长平面（34）的长度之比为1:1.4-2.0。

7.根据权利要求5所述的叶轮结构，其特征在于：所述短平面（32）所对应的圆心角的度数为6°～15°，所述长平面（34）所对应的圆心角的度数为30°～80°；且长平面（34）所对应的圆心角的度数与短平面（32）所对应的圆心角的度数之比与盘角（3）的数量成反比。

8.根据权利要求5所述的叶轮结构，其特征在于：所述短平面（32）与长平面（34）之间的夹角为90℃～135℃。

9.根据权利要求1所述的叶轮结构，其特征在于：所述刮刀片（2）的匚形中的竖边与叶盘（1）的中轴线之间的夹角为3°～8°；所述刮刀片（2）的匚形中的两横边的任一边在叶盘（1）上的投影线与叶盘（1）上对应的径向线之间的夹角为6°～10°。

10.根据权利要求1或9所述的叶轮结构，其特征在于：所述刮刀片（2）的厚度与叶盘（1）的厚度之比为1:1-1.2；所述刮刀片（2）的匚形中的横边的宽度与叶盘（1）的厚度之比为1:1-1.2。

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