CS249840B1

CS249840B1 - Rotating axial stirrer

Info

Publication number: CS249840B1
Application number: CS343185A
Authority: CS
Inventors: Konstantin Hruban; Jan Kvasnicka; Jan Kvapil; Josef Soukup
Original assignee: Konstantin Hruban; Jan Kvasnicka; Jan Kvapil; Josef Soukup
Priority date: 1985-05-14
Filing date: 1985-05-14
Publication date: 1987-04-16

Abstract

Míchadlo sestává z náboje a nejméně dvou šikmo uložených radiálních lopatek, pevně spojených 8 nábojem, a je charakterizováno tím, že konce všech, popřípadě alespoň některých radiálních lopatek jsou opatřen; tangenciálními lopatkami, jejichž podélná Osa svírá s vertikální rovinou úhel 5 0 až 85 0 a s osou radiálních lopatek úhel 30 0 až 150 °. Tangenciální lopatkv jsou k radiálním lopatkám připojeny bua nerozebíratelně anebo jsou po výšce stavitelné.The stirrer consists of a charge and the least two inclined radial blades, tightly coupled by 8, and is characterized by ending all, optionally at least some radial blades are opatřen; tangential blades the longitudinal axis forms with the vertical plane angle 5 0 to 85 0 and with radial blade axis an angle of 30 ° to 150 °. The tangential blades are to the radial blades connected either or not they are adjustable over height.

Description

Vynález ee týká rotačního axiálního míchadla opatřeného šikmo uloženými radiálními lopatkami, spojenými pevně s nábojem míchadla a vytvářejícími svým pohybem v kapalině převážně axiální tok®The invention relates to a rotary axial agitator provided with inclined radial vanes, fixedly coupled to the agitator hub and generating a predominantly axial flow with their movement in the liquid.

Známá lopatková míchadla, určená pro vytváření převážně axiálního toku míchané kapaliny, jsou obvykle opatřena dvěma či více rovnými, šikmo uloženými radiálními lopatkami. Kromě toho jsou pro vyvolání axiálního proudění kapaliny užívána i míchadla vrtulová, al již provedená ve tvaru lodního šroubu anebo v jednodušším případě opatřená lopatkami se zaoblenými konci, tvořícími část šroubovice s konstantním stoupáním šroubovicové plochy.Known paddle stirrers designed to generate a predominantly axial flow of mixed liquid are usually provided with two or more straight, oblique radial blades. In addition, propeller stirrers, already made in the shape of a propeller or, in a simpler case, provided with blades with rounded ends forming part of a helix with a constant helix surface, are also used to induce axial fluid flow.

Jsou rovněž známa a užívána míchadla s tvarovanými lopatkami, tvořícími část válcové plochy. V jednom ze známých provedení je tato plocha rovnoběžná s podélnou osou lopatky, přičemž odtoková hrana lopatky má přibližně tvar paraboly, u jiného uspořádání (čs. AO 182 028) je osa válcové plochy u lopatky ve tvaru pravoúhlého lichoběžníku rovnoběžná s kratší úhlopříčkou lichoběžníku.Agitators with shaped vanes forming part of the cylindrical surface are also known and used. In one known embodiment, this surface is parallel to the longitudinal axis of the blade, the trailing edge of the blade being approximately parabola-shaped, in another arrangement (U.S. Pat. No. AO 182 028) the axis of the cylindrical surface of the rectangular trapezoid blade is parallel to the shorter trapezoidal diagonal.

Vrtulové míchadlo ve tvaru lodního šroubu má tvar výhodný pro. vyvození axiální síly při nízké turbulenci, není však vhodné pro homogenizační míchání, kdy je naopak žádoucí vyšší turbulence. Nevýhodou vrtulových míchadel a míchadel ve tvaru lodních šroubů je kromě toho i nákladná výroba lisováním či odléváním.The propeller stirrer in the shape of a propeller has a shape suitable for. exerting an axial force at low turbulence, but not suitable for homogenizing mixing, where higher turbulence is desirable. The disadvantage of propeller stirrers and propellers in the form of propellers is, moreover, the costly production by pressing or casting.

Z hlediska pracnosti je nevýhodná i výroba míchadel s lopatkami tvarovanými ohýbáním, která vyžaduje lisovací a ohýbací přípravky·Also disadvantageous in terms of labor is the production of stirrers with blades shaped by bending, which requires pressing and bending jigs.

Nevýhodou míchadel se šikmo umístěnými rovnými lopatkami, popřípadě s lopatkami vytvořenými jako část válcové plochy s osou souměrnosti rovnoběžnou s podélnou osou lopatky je, že při zvýšených požadavcích na přenos energie míchadlem do kapaliny, zejména při míchání suspenzí s abraziVními účinky a při vysokých obvodových rychlostech, dochází k rychlému opotřebení lopatek, popřípadě ke vzniku vibrací a kavitací, jež rovněž vyvolávají místní porušení tvaru lopatek a ztrátu jejich účinnosti.A disadvantage of stirrers with obliquely positioned straight blades or blades formed as part of a cylindrical surface with an axis of symmetry parallel to the longitudinal axis of the blade is that, with increased power transfer requirements of the stirrer into the liquid, particularly when mixing suspensions with abrasive effects and high peripheral speeds, the paddles wear rapidly, or vibrations and cavitations arise, which also cause local blade failure and loss of effectiveness.

Uvedené nevýhody jsou do značné míry potlačeny u rotačního axiálního michadla podle vynálezu, které je tvořeno nábojem a nejméně dvěma šikmo uloženými radiálními lopatkami, pevně spojenými s nábojem, a které je charakterizováno tím, že konce všech, popřípadě alespoň některých radiálních lopatek jsou opatřeny tangenciálními lopatkami, jejichž podélná osa svírá s vertikální rovinou uhel 5° až 85° a s osou radiálních lopatek uhel 30° až 150°.These disadvantages are largely overcome by the rotary axial agitator according to the invention, which consists of a hub and at least two inclined radial vanes fixedly connected to the hub, and characterized in that the ends of all or at least some radial vanes are provided with tangential vanes. whose longitudinal axis forms an angle of 5 ° to 85 ° with the vertical plane and an angle of 30 ° to 150 ° with the axis of the radial vanes.

Volba počtu tangenciálních lopatek je závislá především na technologických podmínkách a fyzikálních vlastnostech kapalné i tuhé fáze, jakož i na požadavcích na průtok kapaliny míchadlem.The choice of the number of tangential blades depends primarily on the technological conditions and physical properties of the liquid and solid phases, as well as on the flow requirements of the agitator.

Při méně, náročných podmínkách často postačí, jestliže při sudém počtu radiálních lopatek (nejméně však čtyřech lopatkách) jsou tangenciální lopatky umístěny ve střídavém uspořádání jen na polovičním počtu radiálních lopatek.In less demanding conditions, it is often sufficient if, with an even number of radial blades (but at least four blades), the tangential blades are placed in an alternating configuration on only half the number of radial blades.

Úhel, který svírají tangenciální lopatky jednak s vertikální rovinou, jednak s podélnou osou radiálních lopatek, se volí v závislosti na požadovaném průběhu proudění kapaliny v nádobě a na technologických požadavcích. Úhel, který svírají tangenciální lopatky s vertikální rovinou, může být v případě, kdy tangenciální·, lopatka má jiný tvar než rovinný, kupříkladu lomený či prohnutý, přitom po délce lopatky proměnlivý. V zásadě se bude u převážné části aplikací v míchacích zařízeních volit rovný tvar tangenciálních lopatek. Prohnutý nebo lomený tvar může být výhodný v případě požadavků na šetrnější proudění suspenze v některých technologických výrobách, případně z hlediska pevnostního.The angle between the tangential vanes with the vertical plane and with the longitudinal axis of the radial vanes is selected depending on the desired flow of the liquid in the vessel and on the technological requirements. The angle between the tangential vanes and the vertical plane may, in the case of a tangential vane, be of a different shape from a planar, for example angled or bent, while varying along the length of the vane. In principle, the straight shape of tangential blades will be chosen for the vast majority of mixer applications. The curved or kinked shape may be advantageous in the case of requirements for more gentle suspension flow in some technological products, possibly in terms of strength.

Tangenciální lopatky jsou v nejjednodušším případě k radiálním lopatkám připojeny nerozebíratělně, tj. kupříkladu svárem, anebo jsou zhotoveny z jednoho kusu s radiální lopatkou. Výhodnější je však uspqřádání, při němž jsou tangenciální lopatky k radiálním lopatk®¥8z?feíratelně, kupříkladu jsou přišroubovány, takže po opotřebení michadla, které se nejvíce projevuje právě na koncích lopatek, je možno tangenciální· lopatky vyměnit. Výhodné je zejména také takové uspořádání, při němž jsou tangenciální lopatky nadto přestavitelné po výšce. Toto uspořádání umožňuje snadnější při249840The tangential vanes are in the simplest case attached to the radial vanes permanently, i.e. by welding, or are made in one piece with the radial vanes. However, it is preferable that the tangential blades are flush to the radial blades ® 8z, for example they are screwed on, so that the tangential blades can be replaced after wear of the agitator, which is most pronounced at the ends of the blades. It is also particularly advantageous if the tangential vanes are additionally adjustable in height. This arrangement makes it easier to make 24,840

- 3 způsobení výkonu míchadla rozdílným technologickým podmínkám a požadavkům na dynamiku míchání. Při zvýšených požadavcích na homogenizačnl a čerpací účinky míchadla je kupříkladu výhodné uspořádání, při němž jsou tangenciální lopatky posunuty vůči radiálním lopatkám směrem nahoru. Opačné uspořádáni, při němž jsou tangenciální lopatky posunuty směrem dolů, je účelné při nízké hladině kapaliny a v případě potřeby míchání kapaliny během vypouštění z nádoby.- 3 causing the mixer performance to differing technological conditions and mixing dynamics requirements. With increased demands on the homogenization and pumping effects of the agitator, for example, an arrangement in which the tangential vanes are moved upwardly relative to the radial vanes is advantageous. The opposite arrangement, in which the tangential vanes are moved downward, is expedient at low liquid level and, if necessary, stirring the liquid during discharge from the container.

Příkladné provedení rotačního axiálního míchadla podle vynálezu je blíže znázorněno na připojeném výkrese, kde obr. 1 představuje v nárysu míchadlo opatřené Čtyřmi radiálními lopatkami opatřenými na koncích tangenciálními lopatkami, obr. 2 míchadlo v provedení podle obr.l v půdorysném pohledu, obr. 3 příčný řez míchadlem, u něhož jsou tangenciální lopatky k radiálním lopatkám připevněny přestavitelné a jsou umístěny v poloze posunuté vůči radiálním lopatkám směrem dolů, zatímco na obr. 4 jsou v obdobném řezu znázorněny tangenciální lopatky posunuté směrem nahoru.An exemplary embodiment of a rotary axial stirrer according to the invention is illustrated in more detail in the accompanying drawing, wherein FIG. 1 is a front elevation view of a stirrer provided with four radial vanes provided with tangential vanes at their ends; a stirrer in which the tangential vanes are adjustable adjustable to the radial vanes and are positioned in a downward direction relative to the radial vanes, while in a similar section, the tangential vanes displaced upwards are shown in a similar section.

V provedení znázorněném na obr. 1 a 2 jsou na náboji 1 míchadla přivařeny Čtyři skloněné radiální lopatky 2, opatřené na koncích tangenciálními lopatkami J. Radiální lopatky 2 i tangenciální lopatky 2 mají ve znázorněném provedení tvar obdélníku o shodné šířce, volené v rozmezí 0,1 až 0,3 jmenovitého průměru míchadla. Pod pojmem jmenovitý (smluvní) průměr se přitom rozumí kolmý délkový rozměr koncových bodů tangenciální lopatky^v ose souměrnosti radiální lopatky £· Tento průměr je užíván pro značení průměru míchadla a vychází se z něho při výpočtu chemickoinženýrských dat. Skutečný průměr ji míchadla odpovídá naproti tomu průměru kružnice opsané při rotaci míchadla koncovými body tangenciálních lopatek J.In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, four inclined radial vanes 2 are welded to the stirrer hub 1, provided with tangential vanes J at their ends. Both the radial vanes 2 and the tangential vanes 2 have the shape of a rectangle of equal width, selected in the range 0; 1 to 0.3 of the nominal stirrer diameter. Nominal (contract) diameter is understood to mean the perpendicular longitudinal dimension of the tangential blade endpoints in the axis of symmetry of the radial blade. This diameter is used to indicate the diameter of the agitator and is used to calculate the chemical engineering data. On the other hand, the actual diameter of the agitator corresponds to the diameter of the circle described when the agitator rotates with the end points of the tangential blades J.

Předností shodného provedení obou týpů lopatek je snížená pracnost a standardizace výroby. Není však vyloučena možnost, že lopatky mohou vykazovat i jiný, dokonce i navzájem odlišný tvar, kupříkladu lichoběžníkový. Radiální lopatky 2 a spoluThe advantage of identical design of both types of blades is reduced labor and standardization of production. However, it is not excluded that the blades may have a different, even different, shape, for example trapezoidal. Radial vanes 2 and together

249840 ”249840 ”

- 4 s nimi i tangenciální lopatky svírají ve znázorněném provedení 8 vertikální rovinou úhel přibližně 45°»- 4 with them the tangential blades also form an angle of approximately 45 ° in the illustrated embodiment 8 »

Při rotaci axiálního míchadla v provedení podle vynálezu ve smyslu hodinových ručiček vytvářejí radiální lopatky spolu s tangenciálními lopatkami účinné axiální proudění, které je nutné pro vznos tuhých částic v kapalině a pro homogenizaci výsledné suspenze· Vzhledem ke svému účinku je míchadlo proto vhodné zejména pro homogenizaci nízkoviskozních kapalin a suspenzí tuhých částic v kapalině a to zejména suspenzí vyznačujících se abrazivními účinky·When rotating the axial agitator according to the invention in a clockwise manner, the radial vanes together with the tangential vanes create an efficient axial flow, which is necessary for solid particles in the liquid and for homogenization of the resulting suspension. liquids and suspensions of solid particles in liquids, especially suspensions with abrasive effects ·

Claims

Rotary axial agitator consisting of a hub and at least two inclined radial vanes fixedly connected to the hub, characterized in that the ends of all or at least some of the radial vanes (2) are provided with tangential vanes (3) whose longitudinal axis forms with vertical plane angle of 5 ° to 85 ° and with axis

I _ radial vanes (2) angle 30 ° 150 150 ·

Rotary axial agitator according to claim 1, characterized in that the tangential vanes (3) are attached to the radial vanes (2) in a permanent manner.

Rotary agitator according to claim 1, characterized in that the tangential vanes (3) are adjustable to the radial vanes (2).