CN219615423U - 一种用于搅拌的导流器及磁悬浮搅拌装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于搅拌的导流器及磁悬浮搅拌装置,导流器包括环形载板和至少一个导流叶片,环形载板的中空部分配置为容置用于搅拌的叶轮,至少一个导流叶片呈放射状布置在叶轮的外围,至少一个导流叶片配置为改变叶轮旋转排出的流体的方向,以部分或全部消除叶轮旋转排出的流体的周向流部分。通过导流器的导流作用,本实用新型能够削弱或消除叶轮搅拌排出流体的周向流部分,使流体沿径向或轴向流动,从而达到改善或消除漩涡的目的。本实用新型磁悬浮搅拌装置,能够显著提高混合效果,提高搅拌效率,避免漩涡对叶轮产生影响,避免由于漩涡导致的空化及破坏介质,能够更好的满足生物制药、半导体及芯片制造等洁净环境下搅拌混合的需要。
Description
技术领域
本实用新型涉及混合搅拌技术领域,尤其是一种用于搅拌的导流器及磁浮搅拌器。
背景技术
混合搅拌技术广泛运用于化エ、石油、治金、食品、材料、废弃物处理等行业,通过搅拌器内设置的搅拌叶轮让几种不同的物质实现在相互之间的融合、分散,从而形成组分接近的均一体系,例如液体与液体的混合,固体或粉末与液体的混合。传统的混合系统通常包括机械连接到驱动轴的搅拌器,该搅拌器通过容器顶部的开口伸入到容器的流体中,然后使用外部电机驱动旋转。在这种混合系统中,搅拌器的驱动轴通过密封结构连接到外部电机。由于容器中流体的潜在污染和潜在的泄漏,这种类型的搅拌器通常不适用于生物制药、半导体和芯片制造领域中的搅拌器或生物反应器。
容器内的搅拌器与容器外部的驱动装置的磁耦合可以消除污染问题,实现完全封闭的系统并防止泄漏。因此,在生物制药、半导体和芯片制造领域,磁悬浮搅拌装置具有天然的优势,因为不需要驱动轴穿过容器壁以使搅拌器旋转,所以磁悬浮搅拌装置可以消除在驱动轴和容器之间设置密封结构的需要。磁悬浮搅拌装置通常包括在容器外部设置的磁旋转驱动器和在容器内部设置的磁悬浮搅拌器。磁搅拌器也称为叶轮,叶轮主要由带磁性体的转子和多个用于搅拌的搅拌叶片组成,磁旋转驱动器也称为磁悬浮电机或无轴承电机,磁旋转驱动器产生旋转扭矩和悬浮力并通过磁耦合的方式传递给叶轮的转子,进而带动叶轮悬浮旋转,以对容器内的物质进行搅拌,达到混合或分散的目的。
磁悬浮搅拌装置通常设置在容器的底部,在流体粘度较低,搅拌器转速较高的情况下,容易产生漩涡效应,漩涡效应是漩涡式离心力作用与旋转的流体所产生的。漩涡效应的产生带来如下技术问题:
漩涡的存在,致使叶轮转速无法得到有效提高,而叶轮转速直接影响搅拌效率,导致搅拌效率的降低;当漩涡存在或较大时,流体循环的周向流作用被放大,影响流体循环的径向流及轴向流的循环速率,导致混合不均匀,严重影响搅拌效果。2)随着搅拌转速的增加,漩涡可能到达叶轮的位置,由于叶轮为悬浮状态,漩涡将影响叶轮的平衡或稳定;且漩涡到达叶轮,叶轮附近的空气被叶轮打碎,产生气泡,进入介质,介质混入气体后密度减小,导致空化及破坏介质。为了避免搅拌在生产工艺过程中产生漩涡,通常采用在容器内安装多个挡板的方式达到消漩涡的目的,然而在容器内设置挡板,一方面结构复杂且成本昂贵,特别是在生物制药、半导体及芯片制造等洁净度要求非常高的场合,挡板的清洗及维护是十分困难和昂贵的。另一方面,挡板通常安装在容器的侧壁上,把回转的周向流改变为径向流和轴向流,挡板的阻流方式导致流体的功率损耗较大。
实用新型内容
为解决上述技术问题,本实用新型提供了一种用于搅拌的导流器及磁悬浮搅拌装置,以功率损耗较低的方式达到了改善漩涡或消除漩涡的目的。
根据本实用新型的一方面,提供了一种用于搅拌的导流器,所述导流器包括环形载板和设置于所述环形载板上的至少一个导流叶片,所述环形载板的中空部分配置为容置用于搅拌的叶轮,所述至少一个导流叶片呈放射状布置在所述叶轮的外围,所述至少一个导流叶片配置为改变所述叶轮旋转排出的流体的方向,以部分或全部消除所述叶轮旋转排出的流体的周向流部分。
根据本实用新型的另一方面,提供了一种磁悬浮搅拌装置,包括容器和设置在所述容器内的带有磁性体的叶轮,还包括上述的用于搅拌的导流器,所述导流器的环形载板及至少一个导流叶片设于所述叶轮的外围。
本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:由于叶轮搅拌排出的流体有和叶轮旋转方向一致的速度分量(周向流),这个速度分量是引起搅拌漩涡的主要原因,本实用新型导流器通过呈放射状的导流叶片在叶轮的径向或与叶轮的旋转方向相反的方向对叶轮搅拌排出的流体进行导流,实现了改变叶轮搅拌排出流体的周向流的功能。即通过导流器的导流叶片的导流作用,能够削弱或消除叶轮搅拌排出流体的周向流部分,使流体只沿径向或轴向流动或大部分沿径向或轴向流动,从而达到改善或消除漩涡的目的。此外,本实用新型导流器基于导流叶片的直接顺势导流改变流体的周向流,相对于现有技术中挡板的阻流方案,具有功率损耗较低的优势,且导流器集中设置在叶轮的外围,相比分散设置的挡板方案,具有材料成本更低,清洗维护更方便,消漩涡效果更好的优点。本实用新型磁悬浮搅拌装置,通过在叶轮外围设置导流器,将导流器的至少一个导流叶片的导流作用直接附加在叶轮排出的流体上,利用径向导流、反向导流和变换导流方向等减缓或消除叶轮旋转角动量带来的流体周向流,能够显著提高混合效果,提高搅拌效率,避免漩涡对叶轮产生影响,保证叶轮稳定运行,且还可以避免由于漩涡导致的空化及破坏介质,能够更好的满足生物制药、半导体及芯片制造等洁净环境下搅拌混合的需要。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解,下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图,对本实用新型作进一步详细的说明,其中
图1为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例1的立体图;
图2为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例1的结构示意图;
图3为图2中A-A向的剖面视图;
图4为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例1与叶轮配合的结构示意图;
图5为图4中B-B向的剖面视图;
图6为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例2的结构示意图;
图7为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例3的结构示意图;
图8为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例4的结构示意图;
图9为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例5的结构示意图;
图10为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例6的结构示意图;
图11为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例7的结构示意图;
图12为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例8的结构示意图;
图13为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例9的结构示意图;
图14为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例10的结构示意图;
图15为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例11的结构示意图;
图16为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例12的结构示意图;
图17为本实用新型磁悬浮搅拌装置的第一实施例的结构示意图;
图18为本实用新型磁悬浮搅拌装置的第二实施例(省略叶轮)的结构示意图;
图19为本实用新型磁悬浮搅拌装置的第三实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施,但所举实施例不作为对本实用新型的限定。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“设有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。
现有技术中,磁力搅拌装置或磁悬浮搅拌装置通常设置在容器的底部,在流体粘度较低,搅拌器转速较高的情况下,容易产生漩涡效应,漩涡效应是漩涡式离心力作用与旋转的流体所产生的。漩涡效应的产生导致搅拌效率的降低,混合不均匀,严重影响搅拌效果。且漩涡效应还会影响叶轮的平衡或稳定,导致空化及破坏介质等。
为了避免磁力搅拌装置或磁悬浮搅拌装置在生产工艺过程中产生漩涡,传统的方式是采用在容器内安装多个挡板的方式达到消漩涡的目的,然而在容器内设置挡板,一方面结构复杂且成本昂贵,特别是在生物制药、半导体及芯片制造等洁净度要求非常高的场合,挡板的清洗及维护是十分困难和昂贵的。另一方面,挡板通常安装在容器的侧壁上,把回转的周向流改变为径向流或轴向流,挡板的阻流方式导致流体的功率损耗较大。
为了解决上述技术问题,本实用新型提出了一种用于搅拌的导流器,以功率损耗较低的方式达到了改善漩涡或消除漩涡的目的。导流器包括环形载板和设置于环形载板上的至少一个导流叶片,环形载板的中空部分配置为容置用于搅拌的叶轮,至少一个导流叶片呈放射状布置在叶轮的外围,至少一个导流叶片配置为改变叶轮旋转排出的流体的方向,以部分或全部消除叶轮旋转排出的流体的周向流部分。相对于现有技术中阻流的挡板方案,本实用新型导流器基于导流叶片的顺势导流改变流体的周向流,具有功率损耗较低的优势,且导流器集中设置在叶轮的外围,相比分散设置的挡板方案,具有材料成本更低,清洗维护更方便,消漩涡效果更好的优点。本实用新型还提出了一种磁悬浮搅拌装置,基于本实用新型导流器的消漩涡优势,能够提高混合效果,提高搅拌效率,避免漩涡对叶轮产生影响,保证叶轮稳定运行,且还可以避免由于漩涡导致的空化及破坏介质,能够更好的满足生物制药、半导体及芯片制造等洁净环境下搅拌混合的需要。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明,其中,图1为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例1的立体图;图2为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例1的结构示意图;图3为图2中A-A向的剖面视图;
图4为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例1与叶轮配合的结构示意图;
图5为图4中B-B向的剖面视图;图6为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例2的结构示意图;图7为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例3的结构示意图;图8为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例4的结构示意图;
图9为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例5的结构示意图;图10为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例6的结构示意图;图11为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例7的结构示意图;图12为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例8的结构示意图;图13为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例9的结构示意图;图14为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例10的结构示意图;图15为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例11的结构示意图;图16为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例12的结构示意图;图17为本实用新型磁悬浮搅拌装置的第一实施例的结构示意图;图18为本实用新型磁悬浮搅拌装置的第二实施例(省略叶轮)的结构示意图;图19为本实用新型磁悬浮搅拌装置的第三实施例的结构示意图。
实施例1
参见图1、图2、图3、图4和图5,本实施例的一种用于搅拌的导流器,包括环形载板11和至少一个导流叶片12。本实施例中,至少一个导流叶片配置为径向导流,径向导流为沿叶轮的径向导引叶轮旋转排出的流体。
其中,环形载板11作为承载主体起到支撑固定导流叶片12的作用,通过环形载板11可以实现与容器的连接,这里对容器的形式不做限定,比如,可以是刚性的容器,类似混合器、反应器或反应釜等,也可以是柔性容器,比如一次性搅拌袋等。
环形载板11的形状不限,由于本实用新型导流器用于解决搅拌的漩涡问题,而搅拌采用带有搅拌叶片并进行圆周旋转的叶轮,因此,在环形载板11的中部设有中空部分111,中空部分111配置为容置用于搅拌的叶轮2,中空部件111优选为圆形通孔,以适配叶轮2上呈圆周布置的搅拌叶片。优选的,环形载板11整体呈圆环形,圆环形可满足呈圆周排布的导流叶片12的承载需求,但不限于此,环形载板11还可以是其他形状,例如方环形,椭圆环形等。
环形载板的厚度不限,作为优选的实施例,本实施例中,环形载板呈扁平的盘形,但不限于此,环形载板还可以是其他立体形状的结构,只需要在其上配置可支撑导流叶片的承载面即可。本实施例中,参见图1和图2,在环形载板11的一面上设置了承载面,且承载面为平面,这样,可以满足叶轮设置在容器的底部的导流需要。在其他实施例中,如配合双叶轮结构的搅拌器,还可以在环形载板相对的两面上均设置承载面,也就是说,环形载板11相对的两面中至少一面为承载面,导流叶片12设置在对应的承载面上。
环形载板的材质不限,在一些金属容器中,环形载板可以是金属材质,以方便与金属容器的底部进行焊接,但不限于此,在其他实施例中,环形载板还可以是塑料、橡胶或其他材质,比如,在应用于一次性柔性搅拌袋中时,为了便于与塑料材质的柔性搅拌袋相互融合密封,环形载板可以采用塑料材质。
其中,参见图1和图2,至少一个导流叶片12设置于环形载板11上,呈放射状布置在叶轮的外围,用于实现改变离心叶轮旋转排出的流体的周向流的方向。为了清楚表征本实用新型的技术特征,其中,定义叶轮的径向为第一方向U,导流叶片沿第一方向设置,或者流体经导流叶片后的排出方向沿第一方向均可实现径向导流,本实施例中,流体经导流叶片后的排出方向沿第一方向设置,即导流叶片远离叶轮的一端趋近至第一方向U。本实施例中,在导流叶片12的导流作用下,叶轮2旋转排出的流体L经至少一个导流叶片12导流后沿第一方向U流出。由于叶轮2搅拌排出的流体L包括与叶轮旋转方向一致的速度分量(周向流)和与叶轮径向一致的速度分量,而这个周向流的速度分量是引起搅拌漩涡的主要原因,本实施例中,将导流叶片12设置为对流体L进行第一方向U导流,即沿叶轮的径向导流,能够实现改变叶轮2搅拌排出流体L的周向流的功能。这样,在导流器1的导流叶片12的导流作用下,通过削弱或消除叶轮搅拌排出流体的周向流部分,使流体只沿径向或轴向流动或大部分沿径向或轴向流动,可以达到改善或消除漩涡的目的。
其中,至少一个导流叶片与环形载板的连接方式不限,在工艺条件允许的情况下,至少一个导流叶片可以与环形载板通过焊接、粘结、卡扣、锁固等方式固定在一起,优选的,至少一个导流叶片与环形载板为一体成型的部件。即导流器整体是一个部件,至少一个导流叶片与环形载板都是该部件的一部分。比如,导流器是塑料材质时,通过注塑工艺可以实现环形载板与至少一个导流叶片的一体成型。一体成型的导流器具有牢固性好,制作成本低等优点。
其中,导流叶片数量不做限定,至少一个导流叶片可以是一个或多个导流叶片,可以根据叶轮的形态以及排出流体的特点,选取合适的数量。由于一个导流叶片的导流作用有限,且在圆周方向上无法对称排布,因此,为了达到更好的导流效果,通常设置两个以上的导流叶片。本实施例中,示例出了14个导流叶片,14个导流叶片沿叶轮的圆周方向均匀间隔排布,也可以间隔设置但分布不均匀,但不限于此。
其中,导流叶片与叶轮之间的距离不做限定,由于导流叶片整体呈放射状,优选的,导流叶片的一端靠近叶轮设置并与叶轮的外径相距第一距离,导流叶片相对的另一端远离叶轮设置。这样,通过设置第一距离,可以防止叶轮工作时由于振动与导流叶片相撞。这里,导流叶片的一端即为导流叶片内径,导流叶片的另一端即为导流叶片的外径,导流叶片的内径与叶轮的梢部之间应设定第一距离,在磁悬浮电机驱动叶轮旋转的情形下,优选的,第一距离不小于2mm。导流叶片的内径距离叶轮的梢部的距离并非越大越好,因此,优选的,在导流效果与两者的距离之间寻求一个折衷点。
其中,导流叶片在叶轮的轴线方向的高度不限,优选的,导流叶片靠近叶轮的一端在叶轮的轴线方向的高度不低于叶轮的搅拌叶片的外径的高度且不高于叶轮的搅拌叶片的外径的高度的2倍。该高度过小导流效果不好,过大流体阻塞太大,功耗消耗大,且削弱径向流的循环速度。
其中,导流叶片远离叶轮的一端在叶轮的轴线方向的高度不高于叶轮的搅拌叶片的叶尖的高度的2倍。同样,该高度过小导流效果不好,过大流体阻塞太大,功耗消耗大,且削弱径向流的循环速度。
其中,导流叶片在叶轮的轴线方向的高度可以是等高的,也可以是变化的,优选的,自靠近叶轮的一端至远离所述叶轮的一端,导流叶片在叶轮的轴线方向的高度相同或逐渐升高或逐渐降低。参见图1和图3,本实施例中,自靠近叶轮的一端至远离所述叶轮的一端,导流叶片在叶轮的轴线方向的高度逐渐降低。将导流叶片设置为内高外低的形式,更符合流体从上至下的流动特点,在相同搅拌叶片面积的情况下,导流效果更好。
其中,导流叶片整体呈片状,导流叶片具有两个相对的延展面,用于实现导流的功能。导流叶片的相对的两面可以是平面或曲面,导流叶片可以是等厚的或不等厚的,导流叶片的相对的两面中至少一面具有导流的功能,以叶轮预设旋转方向为基准,导流叶片对叶轮的搅拌叶片排出的流体进行顺势导流,此时,导流叶片相对的两面中的一面相对另一面能够起到更好的引导作用,参见图1、图2和图4,本实施例中,叶轮2的预设旋转方向为顺时针,如图2中箭头s所示,相反的,在导流效果稍逊的情况下,叶轮2还可以沿逆时针旋转,如图中箭头N所示。导流叶片12用于对叶轮2排出的流体L进行第一方向U导流,导流叶片12为等厚叶片,导流叶片12的相对的两面均为导流弧形面,靠近叶轮的导流弧形面背向叶轮的预设旋转方向偏转第一角度θ1,远离叶轮的导流弧形面趋近至第一方向U,如图2所示,第一方向U与导流叶片远离叶轮的一端相切,导流叶片靠近叶轮的一端背向叶轮的预设旋转反向偏转第一角度θ1,即导流弧形面一端趋近至第一方向U,导流弧形面另一端背向叶轮的预设旋转方向偏转第一角度θ1。这样,叶轮2沿箭头S进行顺时针旋转时,叶轮2排出的流体L的方向与偏转第一角度θ1的导流弧形面(凹型面)相吻合,流体L排出后顺势沿导流叶片12流动,经导流弧形面持续引导后从第一方向U流出(径向导流),即沿叶轮2的径向流出导流器1。同样,叶轮2沿箭头N进行逆时针旋转时,叶轮2排出的流体L的方向与偏转第一角度θ1的导流弧形面(凸型面)相干涉,流体排出后与凸型面干涉后沿导流叶片12流动,经导流弧形面持续引导后从第一方向U流出,即沿叶轮2的径向流出导流器1。由于是等厚叶片,呈凹型面的导流弧形面相对于呈凸型面的导流弧形面具有更好的导流效果,此时,导流器对叶轮的旋转方向没有限定,可以自由选择叶轮形式。如果在给定叶轮旋转方向时,比如,由于搅拌的需要,叶轮只沿预设旋转方向旋转,此时,可以对应选择导流效果更好的导流器与其搭配使用,即选取导流叶片呈凹型面的一面为导流弧形面,而相对的另一面可以不为导流弧形面,这样,即使叶轮沿箭头N进行逆时针旋转时,叶轮排出的流体也不与导流叶片相干涉。其中,第一角度θ1的选取由叶轮2排出的流体L的方向决定,以在尽量减少功率损耗的情况下,达到改善漩涡或消除漩涡的目的。
其中,导流叶片所在平面或曲面(比如弧形面)与环形载板的承载面之间的夹角不限,本实施例中,导流叶片垂直于或接近垂直于环形载板的承载面。导流叶片垂直于或接近垂直于环形载板的承载面主要应用于径向流叶轮,即叶轮的搅拌叶片是径向流搅拌叶片,比如,搅拌叶片与叶轮转子的径向平面相垂直。参见图4和图5,叶轮2的搅拌叶片23呈弧形,叶轮2的搅拌叶片23垂直于或接近垂直于叶轮的转子22,导流器1的环形载板11和至少一个导流叶片12设置在叶轮2的外围,特别的,导流器1的环形载板11和至少一个导流叶片12设置在叶轮2的搅拌叶片23的外围,磁性体21内嵌于转子22的内部。本实用新型对叶轮2的形式不做限定,本实施例中仅示例出了叶轮的一种形式,但不限于此。
图6至16为本实用新型其他实施方式的变形示例。在这些图中,与上述实施例1具有相同或相似的特征,因此,具有与上述实施例1相同的附图标记。
实施例2
图6为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例2的结构示意图;本实施例中,至少一个导流叶片配置为径向导流,径向导流为沿叶轮的径向导引叶轮旋转排出的流体。
如图6所示,本实施例导流器1与上述实施例1具有相同或相似的特征,区别在于,本实施例中,导流叶片12为不等厚叶片,导流叶片12包括靠近叶轮2的引流段121和远离叶轮2的导流段122,引流段121的相对的两面中至少一面为引流弧形面,导流段122的相对的两面中至少一面为导流直平面,引流段121的引流弧形面与对应的导流段122的导流直平面过渡连接,靠近叶轮2的引流弧形面背向叶轮的预设旋转方向偏转第二角度θ2,远离叶轮2的导流直平面沿第一方向U设置。与实施例1相比,本实施例中,导流叶片12包括两段,分别为引流段121和导流段122,引流段121靠近叶轮2设置,与实施例1相似,引流段121的相对的两面中至少一面为引流弧形面,即引流段的相对的两面均可以起到引流的作用,或者只有一面可以起到引流的作用,在两面均可以引流的情形下,导流器1对叶轮2的旋转方向没有限定,可以自由选择叶轮形式。如果在给定叶轮旋转方向时,比如,由于搅拌的需要,叶轮只沿预设旋转方向旋转,此时,可以对应选择导流效果更好的导流器与其搭配使用,即选取导流叶片呈凹型面的一面为引流弧形面,而相对的另一面可以不为引流弧形面,这样,即使叶轮沿箭头N进行逆时针旋转时,叶轮排出的流体也不与导流叶片相干涉。其中,第二角度θ2的选取由叶轮排出的流体L的方向决定,以在尽量减少功率损耗的情况下,达到改善漩涡或消除漩涡的目的。特别需要说明的是,本实施例中,导流器的导流段具有预设长度的导流直平面,通过径向设置导流直平面在径向上持续一段距离进行导流,在容器与叶轮的直径比较大时,可以发挥更好的导流效果。
实施例3
图7为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例3的结构示意图;本实施例中,至少一个导流叶片配置为径向导流,径向导流为沿叶轮的径向导引叶轮旋转排出的流体。
如图7所示,本实施例导流器与上述实施例1具有相同或相似的特征,区别在于,本实施例中,导流叶片12为不等厚叶片,导流叶片12的相对的两面中至少一面为沿第一方向U的导流直平面;与实施例1相比,本实施例中,导流叶片12靠近叶轮2的一端和远离叶轮2的另一端均沿叶轮2的径向设置,靠近叶轮的导流直平面与叶轮的预设旋转方向无直接关联,只需要保证叶轮排出的流体L能够与导流叶片12发生干涉即可。由于导流叶片12的导流直平面沿第一方向U即叶轮的径向设置,流体L经导流叶片12后将改变周向流的流动方向,从而达到改善漩涡或消除漩涡的目的。与实施例1相比,由于在靠近叶轮的一端未做顺势导流,因此,相对功率损耗会稍高一些。本实施例中导流叶片12的相对的两面中至少一面为沿第一方向U的导流直平面,即导流叶片12的相对的两面均可以起到导流的作用,或者只有一面可以起到导流的作用,在两面均可以导流的情形下,导流器1对叶轮的旋转方向没有限定,可以自由选择叶轮形式。如果在给定叶轮旋转方向时,比如,由于搅拌的需要,叶轮只沿预设旋转方向旋转,此时,可以对应选择一面具有导流直平面的导流器与其搭配使用,即导流叶片一面设置为导流直平面,而相对的另一面可以为其他结构形式,这样,在叶轮沿箭头N进行逆时针旋转时,叶轮排出的流体不与导流叶片相干涉。
实施例4
图8为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例4的结构示意图;本实施例中,至少一个导流叶片配置为径向导流,径向导流为沿叶轮的径向导引叶轮旋转排出的流体。
如图8所示,本实施例导流器与上述实施例1具有相同或相似的特征,区别在于,本实施例中,导流叶片12为不等厚叶片,导流叶片12的厚度自靠近叶轮的一端向远离叶轮的一端逐渐增大,导流叶片12的一面为导流弧形面,靠近叶轮的导流弧形面背向叶轮的预设旋转方向的偏转第三角度θ3,远离叶轮的导流弧形面趋近至第一方向U。如图8所示,本实施例中,由于导流叶片为不等厚叶片,区别于实施例1中第一方向U与导流叶片远离叶轮的一端相切,本实施例中,第一方向U与导流叶片的导流弧形面远离叶轮的一端相切,这样,导流弧形面该端趋近至第一方向U,导流弧形面的另一端背向叶轮的预设旋转方向偏转第一角度θ1。与实施例1相比,本实施例中,导流叶片12为不等厚叶片,导流叶片12的一面为导流弧形面,此时,叶轮的预设旋转方向与导流叶片12有严格的限制,叶轮2只有沿预设旋转方向旋转,导流叶片12才可以起到导流效果。即选取导流叶片12呈凹型面的一面为导流弧形面,而相对的另一面可以不为导流弧形面,这样,在叶轮进行逆时针旋转时,叶轮排出的流体L将不进行导流。其中,第三角度θ3的选取由叶轮排出的流体的方向决定,以在尽量减少功率损耗的情况下,达到改善漩涡或消除漩涡的目的。特别需要说明的是:本实施例中导流叶片的厚度自靠近叶轮的一端向远离叶轮的一端逐渐增大,这样设置的目的是减少相邻两个导流叶片之间的入口间距和出口间距的差值,与实施例1相比,本实施例中相邻两个导流叶片之间的入口间距和出口间距的差值减少,以利于满足一些要求入口流量与出口流量变化不大的应用场景。
实施例5
图9为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例5的结构示意图;如图9所示,本实施例导流器与上述实施例1具有相同或相似的特征,区别在于,本实施例中,至少一个导流叶片配置为反向导流,反向导流为沿与叶轮旋转的方向相反的方向导引叶轮旋转排出的流体。其中,导流叶片12为等厚叶片,叶轮2排出的流体L经导流叶片12后沿与叶轮旋转的方向相反的方向流出,其中,导流弧形面靠近叶轮的一端背向叶轮的预设旋转方向偏转第四角度θ4,导流弧形面远离叶轮的一端背向叶轮的预设旋转方向偏转第五角度θ5,导流弧形面排出的流体的方向如图9中的第二方向V所示。这样,导流弧形面的两端均背向预设偏转方向偏转,但偏转的角度可能不同,这里,与实施例1相比,本实施例中,导流弧形面远离叶轮的一端趋近至第二方向V,这样,经导流器1的导流叶片12导流后流出的流体L旋转方向和叶轮2的旋转方向相反,给流体一个反方向旋转的角动量(反向导流),该角动量和沿叶轮旋转方向的角动量相消除,从而达到消除漩涡的目的。由于本实施例导流叶片12相对于实施例1中导流叶片具有更大的弧度,因此,不利于在导流叶片的两面均设置导流弧形面。作为一种优选实施例,本实施例中,导流叶片12的一面为导流弧形面,此时,叶轮2的预设旋转方向与导流叶片12有严格的限制,叶轮只有沿预设旋转方向旋转,导流叶片才可以起到导流效果。即选取导流叶片呈凹型面的一面为导流弧形面,而相对的另一面可以不为导流弧形面,这样,在叶轮进行逆时针旋转时,叶轮排出的流体将不进行导流。其中,第四角度θ4的选取由叶轮排出的流体的方向决定,以在尽量减少功率损耗的情况下,达到改善漩涡或消除漩涡的目的。其中,第五角度θ5的选取根据需要消除叶轮旋转的角动量大小设定,优选的,第五角度小于等于60度。第五角度过小起到的消除漩涡的效果与实施例1沿径向导流的效果接近,第五角度过大,会对叶轮排出流体的径向流或轴向流产生不利影响,从而会削弱搅拌效果。
实施例6
图10为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例6的结构示意图;本实施例中,至少一个导流叶片配置为反向导流,反向导流为沿与叶轮旋转的方向相反的方向导引叶轮旋转排出的流体。
如图10所示,本实施例导流器与上述实施例5具有相同或相似的特征,区别在于,本实施例中,导流叶片12为等厚叶片,导流叶片12的一面为导流折弯面,导流折弯面包括多段依次连接并整体折弯呈弧形的导流子段123,靠近叶轮2的导流子段123背向叶轮的预设旋转方向偏转第六角度θ6,远离叶轮的导流子段背向叶轮的预设旋转方向偏转第五角度θ7,导流折弯面排出的流体的方向如图10中第二方向V所示;与实施例5相比,本实施例中,导流叶片12的导流折弯面包括多段依次连接的导流子段123,各导流子段123整体呈弧形,从而起到类似实施例5的导流效果。其技术原理与实施例5相同,即经导流叶片12的导流折弯面导流后流出的流体L的旋转方向和叶轮2的旋转方向相反,给流体L一个反方向旋转的角动量,该角动量和沿叶轮旋转方向的角动量相消除,从而达到消除漩涡的目的。由于本实施例导流叶片12相对于实施例5中导流叶片12具有折弯点,因此,本实施例的导流效果将不及实施例5。同样,本实施例中,叶轮的预设旋转方向与导流叶片12有严格的限制,叶轮2只有沿预设旋转方向旋转,导流叶片12才可以起到导流效果。即选取导流叶片呈凹型面的一面为导流折弯面,这样,在叶轮进行逆时针旋转时,叶轮排出的流体将不进行导流。其中,第六角度θ6的选取由叶轮排出的流体的方向决定,以在尽量减少功率损耗的情况下,达到改善漩涡或消除漩涡的目的。同样,本实施例中,第七角度θ7的选取根据需要消除叶轮旋转的角动量大小设定,优选的,第七角度θ7小于等于60度。第七角度过小起到的消除漩涡的效果与实施例1沿径向导流的效果接近,第七角度过大,会对叶轮排出流体的径向流或轴向流产生不利影响,从而会削弱搅拌效果。本实施例中第七角度θ7与实施例5中第五角度θ5可以相同或不同。
实施例7
图11为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例7的结构示意图;本实施例中,至少一个导流叶片配置为反向导流,反向导流为沿与叶轮旋转的方向相反的方向导引叶轮旋转排出的流体。
如图11所示,本实施例导流器与上述实施例5具有相同或相似的特征,区别在于,本实施例中,导流叶片12为不等厚叶片,导流叶片12的厚度自靠近叶轮的一端向远离所述叶轮的一端逐渐增大,导流叶片12的一面为导流弧形面,导流弧形面靠近叶轮的一端背向叶轮的预设旋转方向的偏转第八角度θ8,导流弧形面远离叶轮的一端背向叶轮的预设旋转方向偏转第九角度θ9,导流弧形面排出的流体的方向如图11中第二方向V所示;与实施例5相比,本实施例中,导流叶片12的厚度自靠近叶轮的一端向远离叶轮的一端逐渐增大,这样设置的目的是减少相邻两个导流叶片12之间的入口间距和出口间距的差值,与实施例5相比,本实施例中相邻两个导流叶片12之间的入口间距和出口间距的差值减少,以利于满足一些要求入口流量与出口流量变化不大的应用场景。本实施例技术原理与实施例5相同,即经导流叶片12的导流弧形面导流后流出的流体L的旋转方向和叶轮的旋转方向相反,给流体一个反方向旋转的角动量,该角动量和沿叶轮旋转方向的角动量相消除,从而达到消除漩涡的目的。同样,本实施例中,叶轮的预设旋转方向与导流叶片有严格的限制,叶轮只有沿预设旋转方向旋转,导流叶片才可以起到导流效果。即选取导流叶片呈凹型面的一面为导流弧形面,这样,在叶轮进行逆时针旋转时,叶轮排出的流体将不进行导流。其中,第八角度θ8的选取由叶轮排出的流体的方向决定,以在尽量减少功率损耗的情况下,达到改善漩涡或消除漩涡的目的。同样,本实施例中,第九角度θ9的选取根据需要消除叶轮旋转的角动量大小设定,优选的,第九角度θ9小于等于60度。第九角度过小起到的消除漩涡的效果与实施例1沿径向导流的效果接近,第九角度过大,会对叶轮排出流体的径向流或轴向流产生不利影响,从而会削弱搅拌效果。本实施例中第九角度θ9与实施例5中第五角度θ5可以相同或不同。
上述实施例中,一类型是至少一个导流叶片配置为径向导流,另一类型是至少一个导流叶片配置为反向导流,除此之外,本实用新型还包括第三类型,第三类型是至少一个导流叶片配置为混合导流,混合导流包括第一混合模式、第二混合模式、第三混合模式和第四混合模式。
第一混合模式为导流叶片包括先用于径向导流的第一部分和后用于反向导流的第二部分,在这种混合模式下,导流叶片被分成两个组成部分,通过两个部分的叠加效果实现改变叶轮旋转排出的流体的方向,以部分或全部消除叶轮旋转排出的流体的周向流部分的功能。
第二混合模式包括先用于反向导流的第一部分和后用于径向导流或用于同向导流的第二部分,在这种混合模式下,导流叶片同样被分成两个组成部分,区别在于,第二混合模式先进行反向导流,其中,第二部分用于同向导流的情形参见下文具体实施例8。
第三混合模式为至少一个导流叶片中,一部分导流叶片用于径向导流,另一部分导流叶片用于反向导流,两部分导流叶片沿同一圆周排布;在这种混合模式下,在同一圆周上排布有两部分导流叶片,一部分用于径向导流,而另一部分用于反向导流,两部分中的多个径向导流的导流叶片与多个反向导流的导流叶片可以交替间隔排布,也可以两部分分隔开成为各自独立的区域。
第四混合模式为至少一个导流叶片包括沿第一圆周排布并靠近叶轮设置的内叶片和沿第二圆周排布并远离叶轮设置的外叶片,内叶片用于径向导流或反向导流,外叶片用于基于所述内叶片接续径向导流或反向导流;在这种混合模式下,至少一个导流叶片在径向包括两组导流叶片,一组导流叶片沿第一圆周排布,我们称为内叶片。另一组导流叶片沿第二圆周排布,我们称为外叶片,根据导流方式的不同,内叶片可以是用于径向导流的导流叶片,也可以是用于反向导流的导流叶片。同样,外叶片可以是用于径向导流的导流叶片,也可以是用于反向导流的导流叶片。其中,内叶片为反向导流,而外叶片也为反向导流的情形参见下文具体实施例9。
上述各混合导流的实施方式与单独径向导流和反向导流一下,本实用新型定义径向导流为沿叶轮的径向导引叶轮旋转排出的流体,反向导流为沿与叶轮旋转的方向相反的方向导引叶轮旋转排出的流体,同向导流为沿与叶轮旋转的方向相同的方向导引叶轮旋转排出的流体。
实施例8
图12为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例8的结构示意图;本实施例详细说明一种第二混合模式,该第二混合模式包括先用于反向导流的第一部分和后用于同向导流的第二部分。如图12所示,本实施例导流器与上述实施例5具有相同或相似的特征,区别在于,导流叶片12为等厚叶片,叶轮排出的流体L经导流叶片12后沿第三方向W,这里的第三方向W是与叶轮的预设旋转方向相同的方向。其中,导流叶片12相对的两面中至少一面为导流曲面,导流曲面靠近叶轮的一端背向叶轮的预设旋转方向偏转第十角度θ10,导流曲面的远离叶轮的一端,朝向叶轮的预设旋转方向偏转第十一角度θ11,导流曲面排出的流体的方向如图12中第三方向W所示;与实施例1相比,本实施例中,导流叶片12整体呈样条曲线状,比如,导流叶片靠近叶轮的一段可以为与实施例5相似的导流弧形面,导流叶片12远离叶轮的一段为相反方向弯曲的导流弧形面。本实施例技术原理为:流体L的流动方向由第一段的弯曲面改变为一个方向再由第二段的弯曲面改变为与第一方向相反的一个方向,两个方向的角动量相消除,从而达到消除漩涡的目的。本实施例中,导流叶片的相对的两面均可以起到导流的作用,或者只有一面可以起到导流的作用,在两面均可以导流的情形下,导流器对叶轮的旋转方向没有限定,可以自由选择叶轮形式。如果在给定叶轮旋转方向时,比如,由于搅拌的需要,叶轮只沿预设旋转方向旋转,此时,可以对应选择一面具有导流曲面的导流器与其搭配使用,即导流叶片一面设置为导流曲面,而相对的另一面可以为其他结构形式,这样,在叶轮沿箭头N进行逆时针旋转时,叶轮排出的流体L不与导流叶片相干涉。其中,第十角度θ10的选取由叶轮排出的流体的方向决定,以在尽量减少功率损耗的情况下,达到改善漩涡或消除漩涡的目的。本实施例中,第十一角度θ11的选取根据需要消除叶轮旋转的角动量大小设定,优选的,第十一角度小于等于30度。第十一角度过小起到的消除漩涡的效果与实施例5沿径向导流的效果接近,第十一角度过大,起到的消除漩涡的效果较差。
实施例9
图13为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例9的结构示意图;本实施例详细说明一种第四混合模式,该第四混合模式为至少一个导流叶片包括沿第一圆周排布并靠近叶轮设置的内叶片124和沿第二圆周排布并远离叶轮设置的外叶片125,内叶片124用于反向导流,外叶片125用于基于内叶片接续反向导流。如图13所示,本实施例导流器与上述实施例5具有相同或相似的特征,区别在于,本实施例中,至少一个导流叶片包括多个内叶片124和多个外叶片125,多个内叶片沿第一圆周排布,多个外叶片125沿第二圆周排布在多个内叶片124的外围,多个内叶片的结构与实施例5的结构相同,多个外叶片125在多个内叶片导流的基础上接续反向导流。即多个内叶片配置为反向导流,叶轮2排出的流体L经内叶片124后沿与叶轮旋转的方向相反的方向流入外叶片125,经外叶片后沿与叶轮旋转的方向相反的方向接续导流。该实施例与实施例5的工作原理相似,即经导流器1的内叶片124和外叶片125导流后流出的流体L旋转方向和叶轮2的旋转方向相反,给流体一个反方向旋转的角动量(反向导流),该角动量和沿叶轮旋转方向的角动量相消除,从而达到消除漩涡的目的。
实施例10
图14为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例10的结构示意图;如图14所示,本实施例导流器与上述实施例1具有相同或相似的特征,区别在于,自靠近叶轮的一端至远离叶轮的一端,导流叶片在叶轮的轴线方向的高度逐渐升高。将导流叶片设置为内低外高的形式,便于叶轮排出的流体具有向上的轴向分量的情形,在相同搅拌叶片面积的情况下,导流效果更好。
实施例11
图15为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例11的结构示意图;如图15所示,本实施例导流器与上述实施例1具有相同或相似的特征,区别在于,自靠近叶轮的一端至远离叶轮的一端,导流叶片在叶轮的轴线方向的高度相同。将导流叶片设置为内外等高的形式,在相同搅拌叶片面积的请下,具有一定的导流效果,但由于内外等高,制作工艺相对简单。
上述各实施例中,至少一个导流叶片可以均为相同的搅拌叶片,也可以为不同的搅拌叶片形式的组合,优选的,至少一个导流叶片均为相同的搅拌叶片,这样,一方面便于加工制作,另一方面,在搅拌混合时,圆周各方向的液体流动的一致性较好。但不限于此,在一些特殊的需求情况下,可以根据需要,设置一些导流叶片的组合,比如,实施例1中的导流叶片与实施例5中的导流叶片的组合。上述各实施例中,至少一个导流叶片,可以在沿叶轮的圆周方向均匀间隔排布,也可以间隔设置但分布不均匀。优选的,至少一个导流叶片沿叶轮的圆周方向均匀间隔排布,这样,在搅拌混合时,圆周各方向的液体流动的一致性较好。
上述各实施例中,至少一个导流叶片在整个圆周范围内沿叶轮的圆周方向间隔排布。可以对叶轮整个圆周方向排出的流体进行导流,这种情况较多应用于在容器的中心位置设置叶轮的情形。在其他实施例中,比如在一些偏心搅拌的情形下,至少一个导流叶片还可以在圆周的一个或多个局部角度范围内沿叶轮的圆周方向间隔排布,如图16所示。
实施例12
图16为本实用新型用于搅拌的导流器的实施例12的结构示意图;本实施例中,至少一个导流叶片配置为反向导流,反向导流为沿与叶轮旋转的方向相反的方向导引叶轮旋转排出的流体。如图16所示,本实施例导流器与上述实施例5具有相同或相似的特征,区别在于,本实施例中,至少一个导流叶片在圆周的局部角度范围内沿叶轮的圆周方向间隔排布。
根据本发明实施例,基于同样的发明构思,提出一种磁悬浮搅拌装置。本实用新型磁悬浮搅拌装置对容器的形式不做限定,比如,可以是刚性容器,类似混合器、反应器或反应釜等,也可以是柔性容器,比如一次性搅拌袋等。本实用新型磁悬浮搅拌装置对叶轮的转子形式不做限定,比如,叶轮的转子可以是外转子,也可以是内转子。图17为本实用新型磁悬浮搅拌装置的第一实施例的结构示意图;图18为本实用新型磁悬浮搅拌装置的第二实施例(省略叶轮)的结构示意图;图19为本实用新型磁悬浮搅拌装置的第三实施例的结构示意图。
第一实施例
参见图17,一种磁悬浮搅拌装置,包括容器3和设置在容器3内的带有磁性体21的叶轮2,还包括上述各实施例中用于搅拌的导流器1,导流器1的环形载板11及至少一个导流叶片12设于叶轮2的外围。作为一种优选实施例,本实施例中,容器为刚性容器,环形载板与刚性容器的底部通过紧固件或通过焊接或通过粘结或通过卡扣的方式固定连接在一起。本实用新型磁悬浮搅拌装置,通过在叶轮2外围设置导流器1,将导流器1的至少一个导流叶片12的导流作用直接附加在叶轮2排出的流体L上,利用径向导流、反向导流和变换导流方向等减缓或消除叶轮旋转角动量以消漩涡的原理,基于导流器2消漩涡的优势,能够显著提高混合效果,提高搅拌效率,避免漩涡对叶轮2产生影响,保证叶轮2稳定运行,且还可以避免由于漩涡导致的空化及破坏介质,能够更好的满足生物制药、半导体及芯片制造等洁净环境下搅拌混合的需要。
作为第一实施例的变化例,磁悬浮搅拌装置还包括设置在容器外部的无接触驱动装置(图中未示出),无接触驱动装置配置为以磁耦合的方式驱动叶轮旋转。这样,容器内的叶轮与无接触驱动装置磁耦合可以消除污染问题,实现完全封闭的系统并防止泄漏。磁悬浮搅拌装置包括磁力搅拌装置或磁悬浮搅拌装置,它们都包括在容器外部设置的磁旋转驱动器和在容器内部设置的叶轮。磁旋转驱动器根据磁耦合方式不同分为磁力电机或磁悬浮电机,磁旋转驱动器产生旋转扭矩并通过磁耦合的方式传递给叶轮的转子,进而带动搅拌叶片旋转,以对容器内的物质进行搅拌,达到混合或分散的目的。磁力电机或磁悬浮电机与带有磁性体的叶轮之间的磁耦合工作原理为现有技术,在此不再赘述。
继续参见图17,叶轮2的转子22为内转子,磁悬浮搅拌装置的容器3的底部具有向外凸的呈U型的转子腔31,叶轮2包括转子22和设置在转子22一侧的多个搅拌叶片23,用于与无接触驱动装置磁耦合的磁性体21内嵌于转子22的内部,转子22容置于转子腔31内,至少一个导流叶片11设于多个搅拌叶片23的外围。这样,工作时,磁悬浮电机驱动叶轮2的转子22旋转,转子22进而带动搅拌叶片23旋转和悬浮,搅拌叶片23旋转驱动容器3内的流体沿叶轮2的轴向进入叶轮2的搅拌叶片23的工作区域,在搅拌叶片23的搅拌作用下,叶轮2排出流体,流体直接由导流器1的导流叶片11改变流动方向,削弱或消除叶轮2排出流体的周向流部分,使流体只沿径向或轴向流动或大部分沿径向或轴向流动,从而达到改善或消除漩涡的目的。基于导流器的消除漩涡的功效,磁悬浮搅拌装置能够提高混合效果,提高搅拌效率,避免漩涡对叶轮产生影响,保证叶轮稳定运行,且还可以避免由于漩涡导致的空化及破坏介质。
第二实施例
参见图18,叶轮的转子为外转子,磁悬浮搅拌装置的容器3的底部具有向外凸的呈环形的转子腔31,叶轮包括转子和设置在转子一侧的多个搅拌叶片,磁性体内嵌于转子的内部,转子容置于转子腔31内,至少一个导流叶片12设于多个搅拌叶片的外围。由于本实施例与上述第一实施例具有相同或相似的特征,因此,具有相同的附图标记。本实施例包括第一实施例的大部分特征,并与其具有相同或相似的技术原理,图18中仅示出了容器和导流器,叶轮及磁悬浮电机未示出,与第一实施例相比,区别在于,本实施例中,转子为外转子,与外转子对应的容器的底部形成向外凸的环形的转子腔,磁悬浮电机的磁耦合部件设置在环形转子腔的中空部分32。作为第二实施例的变化例,叶轮的转子为外转子,容器底部的转子腔还可以是其他结构形式,比如,容器的底部具有向内凸的呈n型的转子腔,磁悬浮电机的磁耦合部件设置在n型转子腔内。
第三实施例
参见图19,本实施例中,容器为柔性容器,为了区别上述第一实施例中的刚性容器,本实施例采用了不同的附图标记,附图标记上增加了上单引号。如图19所示,柔性容器包括柔性袋3’和刚性隔离套30’,转子腔31’形成于刚性隔离套30’上,环形载板12’与刚性隔离套30’为一体成型的部件,或者,环形载板12’是刚性隔离套30’的一部分,至少一个导流叶片形成于刚性隔离套30’上。本实施例包括第一实施例的大部分特征,并与其具有相同或相似的技术原理,图19中仅示出了容器、叶轮和导流器,磁悬浮电机未示出,与第一实施例相比,区别在于,本实施例中,容器为柔性容器,这样,柔性容器与叶轮可以制成一次性搅拌袋。一次性搅拌袋除了柔性袋和叶轮外,还包括设置在柔性袋上的投料口、进液管、出液管、取样管等配件,一次性搅拌袋与磁旋转驱动器搭配使用,可轻松实现稳定的放大混匀效果。图19仅示例出了柔性容器的一种实施例,以搭配内转子式的叶轮。根据搭配使用的叶轮的转子形式,柔性容器的刚性隔离套可以变化不同的实施方式,具体实施方式,可以类比刚性容器的转子腔部分,在此不再赘述。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
Claims (18)
1.一种用于搅拌的导流器,其特征在于:所述导流器(1)包括环形载板(11)和设置于所述环形载板上的至少一个导流叶片(12),所述环形载板的中空部分(111)配置为容置用于搅拌的叶轮(2),所述至少一个导流叶片呈放射状布置在所述叶轮的外围,所述至少一个导流叶片配置为改变所述叶轮旋转排出的流体的方向,以部分或全部消除所述叶轮旋转排出的流体的周向流部分。
2.根据权利要求1所述的用于搅拌的导流器,其特征在于,所述至少一个导流叶片配置为径向导流,所述径向导流为沿所述叶轮的径向导引所述叶轮旋转排出的流体。
3.根据权利要求2所述的用于搅拌的导流器,其特征在于:所述导流叶片为等厚叶片,所述导流叶片的相对的两面中至少一面为导流弧形面,靠近所述叶轮的所述导流弧形面背向所述叶轮的预设旋转方向偏转第一角度(θ1),远离所述叶轮的所述导流弧形面趋近至所述叶轮的径向;或者,所述导流叶片为不等厚叶片,所述导流叶片的相对的两面中至少一面为沿所述叶轮的径向的导流直平面;或者,所述导流叶片为不等厚叶片,所述导流叶片的厚度自靠近所述叶轮的一端向远离所述叶轮的一端逐渐增大,所述导流叶片的一面为导流弧形面,靠近所述叶轮的所述导流弧形面背向所述叶轮的预设旋转方向的偏转第二角度(θ2),远离所述叶轮的所述导流弧形面趋近至所述叶轮的径向;所述导流叶片为不等厚叶片,所述导流叶片包括靠近所述叶轮的引流段(121)和远离所述叶轮的导流段(122),所述引流段的相对的两面中至少一面为引流弧形面,所述导流段的相对的两面中至少一面为导流直平面,所述引流段的引流弧形面与对应的所述导流段的导流直平面过渡连接,靠近所述叶轮的所述引流弧形面背向所述叶轮的预设旋转方向偏转第三角度(θ3),远离所述叶轮的所述导流直平面沿所述叶轮的径向设置。
4.根据权利要求1所述的用于搅拌的导流器,其特征在于,所述至少一个导流叶片配置为反向导流,所述反向导流为沿与所述叶轮旋转的方向相反的方向导引所述叶轮旋转排出的流体。
5.根据权利要求4所述的用于搅拌的导流器,其特征在于:所述导流叶片为等厚叶片,所述导流叶片的一面为导流弧形面,所述导流弧形面靠近所述叶轮的一端背向所述叶轮的预设旋转方向偏转第四角度(θ4),所述导流弧形面远离所述叶轮的一端背向所述叶轮的预设旋转方向偏转第五角度(θ5);或者,所述导流叶片为等厚叶片,所述导流叶片的一面为导流折弯面,所述导流折弯面包括多段依次连接并整体折弯呈弧形的导流子段(123),靠近所述叶轮的导流子段背向所述叶轮的预设旋转方向偏转第六角度(θ6),远离所述叶轮的导流子段背向所述叶轮的预设旋转方向偏转第七角度(θ7);或者,所述导流叶片为不等厚叶片,所述导流叶片的厚度自靠近所述叶轮的一端向远离所述叶轮的一端逐渐增大,所述导流叶片的一面为导流弧形面,所述导流弧形面靠近所述叶轮的一端背向所述叶轮的预设旋转方向的偏转第八角度(θ8),所述导流弧形面远离所述叶轮的一端背向所述叶轮的预设旋转方向的偏转第九角度(θ9)。
6.根据权利要求1所述的用于搅拌的导流器,其特征在于,所述至少一个导流叶片配置为混合导流,所述混合导流包括第一混合模式、第二混合模式、第三混合模式和第四混合模式,所述第一混合模式为所述导流叶片包括先用于径向导流的第一部分和后用于反向导流的第二部分,所述第二混合模式包括先用于反向导流的第一部分和后用于径向导流或用于同向导流的第二部分;所述第三混合模式为所述至少一个导流叶片中,一部分导流叶片用于径向导流,另一部分导流叶片用于反向导流,两部分导流叶片沿同一圆周排布;所述第四混合模式为所述至少一个导流叶片包括沿第一圆周排布并靠近叶轮设置的内叶片和沿第二圆周排布并远离叶轮设置的外叶片,所述内叶片用于径向导流或反向导流,所述外叶片用于基于所述内叶片接续径向导流或反向导流;其中,所述径向导流为沿所述叶轮的径向导引所述叶轮旋转排出的流体,所述反向导流为沿与所述叶轮旋转的方向相反的方向导引所述叶轮旋转排出的流体,所述同向导流为沿与所述叶轮旋转的方向相同的方向导引所述叶轮旋转排出的流体。
7.根据权利要求1所述的用于搅拌的导流器,其特征在于:所述环形载板呈圆环形或方环形或椭圆环形。
8.根据权利要求1所述的用于搅拌的导流器,其特征在于:所述环形载板相对的两面中至少一面为承载面,所述导流叶片垂直于或接近垂直于所述承载面连接所述环形载板。
9.根据权利要求1所述的用于搅拌的导流器,其特征在于:所述导流叶片与所述环形载板为一体成型的部件。
10.根据权利要求1所述的用于搅拌的导流器,其特征在于:所述导流叶片的一端靠近所述叶轮设置并与所述叶轮的外径相距第一距离,所述导流叶片相对的另一端远离所述叶轮设置,所述第一距离不小于2mm。
11.根据权利要求1所述的用于搅拌的导流器,其特征在于:自靠近所述叶轮的一端至远离所述叶轮的一端,所述导流叶片在所述叶轮的轴线方向的高度相同或逐渐升高或逐渐降低。
12.根据权利要求1-11任一项所述的用于搅拌的导流器,其特征在于:所述至少一个导流叶片在整个圆周范围内或圆周的一个或多个局部角度范围内沿所述叶轮的圆周方向间隔排布。
13.一种磁悬浮搅拌装置,包括容器(3)和设置在所述容器内的带有磁性体(21)的叶轮(2),其特征在于:还包括权利要求1-12任一项所述的用于搅拌的导流器(1),所述导流器的环形载板(11)及至少一个导流叶片(12)设于所述叶轮的外围。
14.根据权利要求13所述的一种磁悬浮搅拌装置,其特征在于:所述磁悬浮搅拌装置还包括设置在所述容器外部的磁悬浮电机,所述磁悬浮电机配置为以磁耦合的方式驱动所述叶轮旋转和悬浮。
15.根据权利要求13所述的一种磁悬浮搅拌装置,其特征在于:所述容器的底部具有向外凸的呈U型的转子腔(31),所述叶轮包括转子(22)和设置在所述转子一侧的多个搅拌叶片(23),所述磁性体(21)内嵌于所述转子的内部,所述转子容置于所述转子腔内,所述至少一个导流叶片设于所述多个搅拌叶片的外围。
16.根据权利要求13所述的一种磁悬浮搅拌装置,其特征在于:所述容器的底部具有向外凸的呈环形的转子腔,所述叶轮包括转子和设置在所述转子一侧的多个搅拌叶片,所述磁性体内嵌于所述转子的内部,所述转子容置于所述转子腔内,所述至少一个导流叶片设于所述多个搅拌叶片的外围。
17.根据权利要求15或16所述的一种磁悬浮搅拌装置,其特征在于:所述容器为柔性容器,所述柔性容器包括柔性袋和刚性隔离套,所述转子腔形成于所述刚性隔离套上,所述环形载板与所述刚性隔离套为一体成型的部件,或者,所述环形载板是所述刚性隔离套的一部分,所述至少一个导流叶片形成于所述刚性隔离套上。
18.根据权利要求13-16任一项所述的一种磁悬浮搅拌装置,其特征在于:所述容器为刚性容器,所述环形载板与所述刚性容器的底部通过紧固件或通过焊接或通过粘结或通过卡扣的方式固定连接在一起。
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