CN2243332Y - 多流道高效自吸气叶轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型是多流道高效自吸气叶轮，它由外壳叶片、内导流片、空心叶轮轴、叶轮上下盖板共同连接构成，其连接关系为：外壳叶片和内导流片分别与上下盖板固接成整体叶轮再套装在叶轮轴上并与叶轮轴固接，四个轴孔成90°对称分在叶轮轴上，叶轮轴与马达连接。它还可加装外导流片，外导流片固接在上盖板出口处及外壳叶片上。本叶轮可大大提高吸气量及比传质系数、缩短混匀时间，节能效果显著、有较大经济效益。

Description

多流道高效自吸气叶轮

本实用新型是多流道高效自吸气叶轮，属搅拌装置技术，特别涉及气液两相搅拌装置。

自吸气叶轮由于可省去空气压缩机而能节约投资和操作费各约40％，其中三棱形叶轮具有较大的吸气量和较低的功耗。而目前国内外公认的性能较好的自吸气叶轮是三弯叶自吸气叶轮。但这种叶轮的缺点是吸气量还不够大、喷射速度还不够高、传质还不够均匀。而且一般须装在搅拌器的底部或近底部位置，因而功耗较大以单位功耗计的比传质系数还不够大，搅拌器的液面高度与搅拌罐的内径之比必须严格地限制在1～1.2之间。

本实用新型的目的是为了克服现有的自吸气叶轮存在上述的吸气量还不够大、喷射速度还不够高、传质不够均匀、功耗较大等缺点，研究设计一种吸气量大、喷射速度高、功耗小的多流道高效自吸气叶轮。

本实用新型是通过下述结构技术方案来实现的：多流道高效自吸气叶轮的结构示意图如图1和图2所示，其中：图2是加装外导流片的多流道高效自吸气叶轮的结构示意图。多流道高效自吸气叶轮由外壳叶片1、内导流片2、空心叶轮轴3、叶轮上下盖板6共同连接构成，其相互位置及连接关系为：外壳叶片1和内导流片2分别于上、下盖板6固定连接形成一个整体叶轮，整体叶轮套装在空心叶轮轴3上，并与空心叶轮轴3固定连接，四个轴孔4成90°对称地分布在叶轮轴上，空心叶轮轴3与马达连接；一般自吸气叶轮只能安装在搅拌罐下部，本多流道高效自吸气叶轮，由于出口喷射速度高，还可以如图2所示加装外导流片5，外导流片5可固接在上盖板出口处及外壳叶片1上。加装外导流片5后的本多流道高效自吸气叶轮能将叶轮位置大大提高，以实现气液流下喷方法使比传质系数进一步提高，而且混匀时间大大缩短；本多流道高效自吸气叶轮的作用原理为：当马达转动时，空心叶轮轴即带动叶轮旋转。旋转时，由于外壳叶片及内导流片产生了负压，被搅拌的液体及需要吸入气体(通常为空气)即由搅拌罐及吸气通道进入空心叶轮轴，再由四个轴孔进入叶轮内部(气液混合物的流动路径如图1中虚线所示)。本多流道高效自吸气叶轮由于能使气液流沿弧线型长流道流动，能产生较大负压，又由于内导流片的分隔作用而减小了扩散损失及撞击损失，并且不会形成徒然消耗能量的中心旋涡，因此使吸气量及以单位功耗计的比传质系数大大增加。

本实用新型与目前公认的性能较好的三弯叶自吸气叶轮相比有如下的优点和有益效果：(1)在1170rpm～1750rpm的常见转速范围内，其吸气量提高50％～75％，比传质系数提高6～81％，混匀时间缩短25％；(2)当加装外导流片后，本多流道自吸气叶轮有更高的喷射速度，可实现叶轮在高位将气液流向斜下方喷射的搅拌器结构，与在低位时相比，比传质系数又可提高32％～110％，而且传质均匀；与三弯叶自吸气叶轮在低位时相比，比传质系数可提高39.9％～280％；(3)本多流道高效自吸气叶轮的实质性突出优点是能大大减少叶轮内部的阻力并大大增加吸气能力，降低功耗，因此，节能效果显著、具有较大经济效益；(4)本多流道叶轮在高位上加外导流叶片将气液流向斜下方喷射的搅拌器的混匀时间远小于十二直叶叶轮，而且比低位上的多流道自吸气叶轮的混匀时间也小得多，仅为其1/4。这是因为多流道叶轮在高位上向下喷气液流的搅拌器能产生可和切向速度相比拟的轴向及径向速度，即本高效多流道叶轮此时兼具径流式叶轮和轴流式叶轮的优点；(5)本加外导流片的多流道高效自吸气叶轮在高位向下喷气液流的搅拌可打破液面高与搅拌罐罐径之比应为1～1.2的限制，液面高与罐径比可达到2.4，即可采用较高的筒形搅拌罐，大大有利于气体的利用。

下面对说明书附图进一步说明如下：图1为多流道高效自吸气叶轮的结构示意图，图2为加外导流片后的多流道高效自吸气叶轮的结构示意图，图2中(a)为俯视图，(b)为侧视图。各图中：1为外壳叶片、2为内导流片、3为空心叶轮轴、4为轴孔、4个轴孔成90°对称地分布在轮轴上，5为外导流片、6为上、下盖板、D为叶轮直径、B为叶轮厚度，H为出口流道的内外宽度。为能在图中观看到内导流片2和空心叶轮轴3，图1中未画出上盖板6。

本实用新型的实施方式如下：(1)按图1所示设计本多流道高效自吸气叶轮，然后按一般自吸气叶轮的加工制造工艺和方法，按上面说明书所述的相互连接关系便可加工制造本多流道高效自吸气叶轮。再按图2所示，加外导片5后，便可实现性能最佳的气液两相传质搅拌器，液面高度与搅拌罐内径之比可选为2.4～3.0，叶轮直径D与搅拌罐内径之比可在0.2～0.4之间选取，叶轮厚度B与叶轮直径D之比可在0.2～0.2 5之间选取，叶轮出口数可在3～4间选取；(2)多流道高效自吸气叶轮与搅拌器的材料及尺寸，可按所处理的液体数量及要求处理的强度，按一般自吸气叶轮的常规设计方法设计。本实用新型的设计人按上述实施方式不但很好地实施了本实用新型，而且还把它与三弯叶自吸气叶轮以及把其安装在搅拌罐的高、低位的情况下进行了比较实验，其实验结果如下面表1、表2、表3所示。其中：表1为多流道高效自吸气叶轮与三弯叶自吸气叶轮的实验比较；表2为多流道高效自吸气叶轮在高位向下喷气液流与其在低位时的比传质系数的实验比较；表3为多流道高效自吸气叶轮在高位向下喷气液流与其在低位时的混匀时间(秒)的实验比较。

表1

表2表3

Claims (2)

1、一种多流道高效自吸气叶轮，其特征在于它由外壳叶片(1)、内导流片(2)、空心叶轮轴(3)、叶轮上下盖板(6)共同连接构成，其相互位置及连接关系为：外壳叶片(1)和内导流片(2)分别与上、下盖板(6)固定连接形成一个整体叶轮，整体叶轮套装在空心叶轮轴(3)上并与空心叶轮轴(3)固定连接，四个轴孔(4)成90°对称地分布在叶轮轴上，空心叶轮轴与马达连接。

2、按权利要求1所述的多流道高效自吸气叶轮，其特征还在于它可以加装外导流片(5)，外导流片(5)固接在上盖板出口处及外壳叶片(1)上，以便可将叶轮位置提高实现向下喷气液流。

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