NO764085L - - Google Patents

Description

Propell

Denne oppfinnelse vedrører et propellignende omrøreor-gan for tilveiebringelse av en aksial strømning i et væskeformig medium, hvilket omrøreorgan har til et sentralt nav tilsluttede blad av plate ., hvilke utgjør deler av en sylinders mantelflate og har mot basen tiltagende bredde,, rette fremre kanter og avrundede spisser.

Det er kjent å tilvirke omrøreorganer ved fra plate med sylindermantelform å skjære ut blad av ønsket form og feste et ønsket antall slike blad på et nav for å danne omrøreorganer avpasset for anvendelse først og fremst i væskeformede medier. En vesentlig fordel med slike omrøreorganer i samligning med støp-te propellomrørere er at man kan unngå støpningsoperasjoner, hvilket er betydningsfullt fremstillingsteknisk, spesielt når det er tale om korrosjonsbestandig rustfritt stål som er vanskelig å støpe og små produksjonsserier. En ulempe ved de tidligere kjente propellomrørere i plateutførelse har dog vært at man ikke har lykkes i å tilveiebringe en tilstrekkelig stor aksialstrømnings-komponent, hvilket ville være ønskelig spesielt når man forsøker å sirkulere store væskemengder med lav blandingseffekt og med unngåelse av unødig turbulens.

Foreliggende oppfinnelse har derfor til formål å tilveiebringe et omrøreorgan av den innledningsvis nevnte type, hvor det er mulig å produsere en stor aksialstrømningskomponent i et væskeformig.medium med unngåelse av ikke ønsket turbulens, hvorved det således er mulig med lav blandingseffekt å tilveiebringe høy sirkulasjonseffekt.

Denne hensikt oppnås ved i samsvar med foreliggende oppfinnelse- å utforme omrøreorganet på en slik måte at den rette fremre kant hos hvert blad danner en vinkel på 10-20° med den nevnte mantelflates generatrise, idet bladet har en stigning på 0,65-1,00, det er hellende i strømningsretningen, og bladets krumningsradius er -på det høyeste Like star som bladets lengde fra rotasjonssentrum til bladets spiss.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i den følgende under henvisning til tegningene som viser en foretrukket utførelse av et omrøreorgan i henhold til oppfinnelsen.

På tegningen viser fig. 1 et blad av omrøreorganet sett i omrørerens aksialretning, fig. 2,3 og 4 viser tverrsnitt gjen-nom bladet langs linjene I-l, II-II og III-III på fig. 1, og fig. 5 viser i perspektiv omrøreorganets nav og et blad og anskuelig-gjør samtidig forutsetningene for det såkalte propellvilkår.

På fig. 1 vises for oversiktens skyld bare et blad 1 av et omrøreorgan festet til et sentralt nav 2, men i virkeligheten omfatter omrøreorganet minst to blad. Festingen til navet kan skje på en hvilken som helst passende og i og for seg kjent måte. Bladet 1 er dannet ved utskjæring av en sylindermantel på en slik måte at bladet har rett fremre kant og danner en vinkel y på 10-20° og fortrinnsvis ca. 15° med generatrisen E for den nevnte sylindermantelflate. Derved blir det på fig. 5 anskueliggjorte propellvilkår tana^R^= tant^I^ oppfylt over den størst mulige del av bladets lengde. Bladet er videre utført slik at dets flate øker eller bladet blir bredere mot basen.

For tilveiebringelse av en effektiv aksialstrømning spiller stigningen hos omrørerens blad en viktig rolle. Da omrø-reorganet drives med et slipp på ca. 10-30%, bør bladene møte mediet i en slik vinkel at man oppnår størst mulige bærekraft (ak-sialktaft) i samsvar med bæreplanteorien med minst mulige mot-standskraft eller med andre ord bør glidetallet L, i hvilket CT

betegner en bærekraftfaktor og CD en motstandskraftfaktor, ha en maksimal verdi langs størstedelen av bladets lengde. Dette vilkår blir oppfylt når mediet treffer bladet under en vinkel på 1-4°, hvorved stigningen er 0,65-1.

Bærekraften skal endog være vesentlig konstant over bla-denes hele lengde. Denne jevne fordeling av bærekraften over hele den av bladene begrensede flate er viktig for at det ikke skal kunne oppstå unødige hastighetsgradienter. For at bærekraften skal kunne være like stor i hvert tverrsnitt av bladet, bør enten bladets areal eller bærekraftfaktoren C eller begge tilta i retning mot rotasjonssentrum. Det på tegningen viste omrøre-organs blad oppfyller dette vilkår, hvorved bærekraftfaktorens økning baserer seg på økningen 3 7 det på fig. 2,3 og 4 viste blads

krumningsforhold Y max/l, mens økningen av arealet baserer seg

3 max ^ ^

på bladets mot basen tiltagende bredde.

Krumningsradien R hos omrøreorganets blad 1, hvilken radius altså samtidig utgjør krumningsradien for den sylindermantelflate, av hvilken bladet er utskåret, er valgt slik at på den ene side de motstridende holdfasthets- og hydrodynamiske synspunk-ter .(liten krumningsradius gir høyere holdfasthet, mens på den andre side stor krumningsradius gir fordelaktige hydrodynamiske egenskaper), blir kombinert på en fra helhetssynspunktet fordel-aktig måte, og på den andre side det nevnte propellvilkår blir oppfylt over størstedelen av bladets lengde. En passende krumningsradius er derved 0,75-1 ganger avstanden av bladets spiss fra rotasjonssentrum.

Tendensen til utjevning av forskjellen mellom trykkene på bladets konvekse og konkave sider frembringer spissturbulens og ubestemt, strømning. For minskning av denne spissturbulens er spisspartiene hos omrøreorganet i samsvar med oppfinnelsens blad avrundede, hvorved man samtidig eliminerer det unødvendige effekttap et spissparti med full bredde gir opphav til i en tur-, bulent væske.

Omrøreorganets blad burde treffe strømningens strøm-ningslinjer vinkelrett, idet bladet ellers bibringer strømningen en ikke ønsket radial hastighetskomponent. Ifølge Bernoullis lov nærmer strømnings linjene seg hverandre når hastigheten øker, og når strømningshastigheten naturligvis er mindre foran omrøreorganet enn bak dette, nærmer strømningslinjene seg hverandre traktlig-nende i retning mot omrøreorganet. For at omrøreorganets blad skal møte strømningslinjene vilkelrett heller bladene i strøm-ningeretningen en vinkel som normalt er på 5-14°. Hastighetsdif-feransen mellom strømningene på begge sider av omrøreorganet, ro-tasjonshastigheten samt størrelsen av omrøreorganets diameter innvirker på størrelsen av denne vinkel, slik at ved store omrø-reorganer ligger hellingsvinkelen ved den nedre grense og ved små omrøreorganer ved den øvre grense av nevnte intervall.

Claims (4)

1. Omrøreorgan for tilveiebringelse av en aksial strømning i et væskeformig medium, hvilket omrøreorgan har til et sentralt nav (2) tilsluttede blad (1) av platemateriale,.som utgjør deler av en sylinders mantelflate og har mot basisen tiltagende bredde, rette fremre kanter og avrundede spisser, karakterisert ved at den rette fremre kant hos hvert blad danner en vinkel (y) på 10-20° med den nevnte mantelflates generatrise (E), idet bladet har en stigning på 0,65-1,00, heller i strømningsretningen og har en krumningsradius som på det høyeste er like stor som bladets lengde fra rotasjonssentrum til bladets spiss.

2. Omrøreorgan ifølge krav 1, karakterisert ved at vinkelen mellom bladets (1) fremre kant og generatrisen (E) er 15°.

3. Omrøreorgan ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at bladets hellingsvinkel i strømningsretningen er 5-14°.

4. Omrøreorgan ifølge krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at bladets krumningsradius er 0,75-1 ganger bladets lengde.