TW201219109A - Stirring blade and stirring device - Google Patents

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TW201219109A
TW201219109A TW100133756A TW100133756A TW201219109A TW 201219109 A TW201219109 A TW 201219109A TW 100133756 A TW100133756 A TW 100133756A TW 100133756 A TW100133756 A TW 100133756A TW 201219109 A TW201219109 A TW 201219109A
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TW
Taiwan
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TW100133756A
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Inventor
Nicole Rohn
Original Assignee
Ekato Ruehr Mischtechnik
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/113—Propeller-shaped stirrers for producing an axial flow, e.g. shaped like a ship or aircraft propeller

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Description

201219109 六、發明說明： L号务明戶斤屬々貝】 發明領域 本發明大體上是有關一種應用於工業攪拌技術中的攪 拌裝置’且特別是有關一種用於該授拌裝置的授拌葉片。 【前冬好;3 發明背景 在工業搜拌技術中，授拌機件(Rtihr〇rgane)是按照其主 要的輸送技術來分類。舉例而言，有徑向輸送器以及軸向 輸送器。軸向輸送器會產生基本上平行於攪拌軸(Riihrwelle) 的流動(Stromung)。其中，透過混合液體或懸浮固體而達到 處理效果所必要的能量需求係取決於攪拌機件的效率，亦 即泵功率(Pumpleistung)相對於軸功率（WeUenleistung)之比 率。 現今的授拌機件含有簡易建置的授拌葉片，該等授拌 葉片具有以用於加i和成型薄板件的已知方法所製成的形 狀。目前有讀字控制㈣械為基礎來製造祕葉片的新 方法。料方法針對建構麟葉片提出相當具開創性的選 擇。 C 明内容】 發明概要 本發明之課題在於，藉著運用新方法而提供一種可供 使用㈣拌葉片拌葉片的形狀（例如縱斷面曲率 (Pr〇mw01bung)、弦長（Sehnen_e)、葉片交錯角 201219109 (Blaustaffelungswinkel)、葉片厚度等)被建構成能夠提高攪 掉機件的效率或其氣體動力學性能，並且使攪拌機件 會遭受磨損。 依據本發明，此課題是透過申請專利範圍第丨項中所示 的攪拌葉片予以解決。附屬項申請專利範圍第2至5項揭示 如申請專利範圍第1項之攪拌葉片的特定實施態樣。申請專 利範圍第6項描述一種具有至少兩個如本發明之攪拌葉片 的攪拌裝置，而申請專利範圍第7至9項揭示如申請專利範 圍第6項之攪拌裝置的特定實施態樣。 依據本發明之攪拌葉片特別適於用在被建構成軸向輸 送器的攪拌裝置中，該攪拌葉片在其總長度上具有斷面本 身會改變的縱斷面形狀(pr0filf0rm)，該縱斷面形狀在各斷 面處具有圓形前沿並接著轉變成突起的壓側(Druckseite)& 吸側（Saugseite)，該壓側與吸側結合成鈍狀末尾端。 較佳地’在該攪拌葉片的頂部設有小翼（Winglets)。 較佳地’該攪拌葉片之斷面形狀是以NACA_曲線圖 (NAC A-Profile)的數學定義為基礎，其中縱斷面曲率以及厚 度分布(Dickenverteilung)是沿著骨架線(Skelet山nie)按照旋 轉對稱的前導向（rotationssymmetrische Anstr0mung)來調 整。 特別地，該縱斷面形狀具有隨著該攪拌葉片長度而改 變的最大縱斷面厚度與縱斷面長度相比之d/l是介於0.01至 0.4，較佳地介於〇.〇3至〇.2 ;厚度後段(Dickenriicklage)與縱 斷面長度相比之xd/l是介於0.1至0.5，較佳地介於0.2至0.4 ;
S 4 201219109 縱斷面曲率與縱斷面長度相比之f/l是介於0 (^至^) 4，較佳 地介於0.05至0.2，而曲率後段(W0lbungsriicklage)與縱斷面 長度相比之Xf/Ι是介於0.1至0.75，較佳地介於〇.3至〇.5。 依據本發明之攪拌葉片縱斷面形狀的特定具體例在半 徑上產生獨特葉片運轉之（無維度）形狀為凹的流路，取代現 有構形中近乎為線性的流路。伴隨而來的是減低頂部斷面 的負載’亦即在葉片頂部處的些微流動偏差 (Striimungsumlenkung)，有助於被安裝在葉片頂部處用以抑 制壓力補償渦流(Druckausgleichswirbel)的小翼運轉。由此 而大幅降低二級渦流，並且改善用以束聚焦 (Strahlblindelung)之獨特葉片運轉的徑向流路。透過此手段 能夠同時降低葉片頂部範圍的易磨損性。 特別地’負載因數(Belastungszahl)(cA *t/s，其中CA為 浮力係數，t/s為商’ t為分割部分，而s為弦長)被選定為介 於0.1至7，較佳地介於〇.4至4。特別地，其流路沿著葉片具 有對數形狀。因此，該縱斷面形狀被建構成會產生全部攪 拌葉片的自由轉化溢流。 此外’依據本發明之攪拌裝置具有一攪拌容器以及至 少一攪拌機件，其中該攪拌機件具有一含輪轂的轉軸以及 至少兩個安裝在該輪轂處之依據本發明的攪拌葉片。 同時，該葉片設置在其前端緣處是以確保在整個半徑 上有理想的前導向來構形。 特別地’該攪拌葉片是如此過渡到該攪拌裝置的一輪 轂中，使得在連結處，其斜度位於〇·5至5之間。該輪轂的 5 201219109 半徑平均低於該攪拌裝置之攪拌機件直徑的20%，較佳地 低於12%。透過選定一個這樣獨特的輪轂形狀使得軸向輸 送運轉超過攪拌葉片的最大可能範圍。 圖式簡單說明 對於熟習於本技藝者來說，本發明之所述標記及其他 標記將因為下面詳細說明及附圖而變得清楚，本發明之標 記是借助實施例來說明且其中： 第1圖揭示一攪拌葉片之縱斷面的幾何學。 I：實施方式3 較佳實施例之詳細說明 在下文中將借助關於附圖的較佳實施態樣來詳細說明 本發明。 第1圖以xy-座標系統揭示依據本發明之攪拌葉片的縱 斷面幾何學。如第1圖中所示，厚度後段是以xd表示，曲率 後段是以xf表示，縱斷面長度是以1表示，最大縱斷面厚度 是以d表示，而縱斷面曲率是以f表示。 如第1圖之攪拌葉片在其總長度1上具有本身會改變的 縱斷面厚度。該攪拌葉片如第1圖在半徑上具有不同斷面， 其中各斷面具有一圓形前沿並接著轉變成突起的壓側與吸 側，該壓側與吸側結合成鈍狀末尾端。 要注意的是，在該攪拌葉片的頂部處設有小翼。 第1圖中所示的尺寸對於縱斷面的特徵來說是極為重 要的，因而借助這個尺寸來說明NACA-曲線圖。該攪拌葉 片之斷面形狀都是以NACA-曲線圖的數學定義為基礎。儘 201219109 管它們不是以現有的NACA_曲線圖來表示，但縱斷面曲率 及厚度分布是依據本發明沿著骨架線按照作為軸向輸送器 之流動技術課題來建構。 特別地明搜拌葉片之縱斷面形狀具有隨著該授 拌葉片長度而改變的最大縱斷面厚度與縱斷面長度相比之 d/l是介於G.G1至G·4 ’較佳地介於G观封2 ;厚度後段與縱 斷面長度減^xd/l是介飢㈣5，較佳地介於q 2至〇.4 ; 縱斷面曲率與縱斷面長度相比之m是介於㈣至0.4,較佳 地介於⑽至〇.2;而曲率後段與縱斷面長度相比之_是介 於0.1至0.75，較佳地介於〇 3至〇 5。 本發明授拌葉片之獨特縱斷面形狀在半徑上產生獨特 葉片運轉之(錄度)職為㈣祕，取代财構形中近乎 為線性的祕。因研低頂輯_負載，亦即在葉片頂 部處產生錢軸偏差。這有助於被絲在葉4頂部處用 :抑制壓力補償堝流的小翼運轉。由此而大幅降低二級渴 μ並且改善用以束聚焦之獨特葉片運轉的徑向流路 此亦能同時降低葉片頂部範_易磨損性。 曰 轉因數(eA、，其中Ca為浮力係數，^為商， 兮縱斷 寺別地’其流路沿著葉片具有對數形狀。 =縱斷面形狀被建構成會產生全部㈣葉片的自由轉化溢 .別地，具有如第1圖中所义 狀的㈣面形 在被建構作為軸向輸送器之攪拌裴置 201219109 上，該攪拌裝置具有一攪拌葉片以及至少一攪拌機件，其 中該攪拌機件具有一含輪轂的轉軸以及至少兩個安裝在該 輪轂處的攪拌葉片。 為改良該攪拌裝置，該葉片設置在其前端緣處是以確 保在整個半徑上有理想的前導向來構形。 特別地，該攪拌葉片是如此過渡到該攪拌裝置的一輪 轂中’使得在連結處，其斜度位於0.5至5之間。特別地， 該輪轂的半徑平均低於該攪拌裝置之攪拌機件直徑的 20%，較佳地低於12%。透過選定一個這樣獨特的輪轂形 狀，使得軸向輸送運轉超過攪拌葉片的最大可能範圍。 透過依據本發明之攪拌葉片的構形，可以得到具有強 大聚焦束及對應有效距離的軸向輸送。相較於現有技術， 攪拌機件的效率（依照泵功率相對於軸功率之比率）可提高 10-20%。此外，除了增進本發明攪拌葉片之氣體動力學: 能，該勝f片之易磨祕可依據本發㈣被減低。 在㈣裝置中採用本發明之授拌葉片可提供極富效率 的攪拌裝置供作❹。在《置本身㈣職構時，此運 轉還可進一步被增進。 【圖式簡單説明】 第1圖揭示一攪拌葉片之縱斷面的幾何學 【主要元件符號說明】 xd...厚度補償 xf...曲率補償 1...縱斷面長度 d···最大縱斷面厚度 f.. ·縱斷面曲率 xy..·座標系統

Claims (1)

  1. 201219109 七、申請專利範圍： 1. 一種用於被建構成軸向輸送器的攪拌裝置中的攪拌葉 片，δ玄擾拌葉片在其總長度上具有斷面本身會改變的縱 斷面形狀(Profilform)，該縱斷面形狀在各斷面處具有圓 形前沿並接著轉變成突起的壓側（Druckseite)及吸側 (Saugseite)，該壓側及吸側結合成鈍鈍狀末尾端。 2. 如申請專利範圍第丨項之攪拌葉片，其特徵在於，在其 頂部没有小翼(Winglets)。 3. 如申請專利範圍第1或2項之攪拌葉片，其特徵在於，該 攪拌葉片之斷面形狀是以NACA-曲線圖（NACA-Profile) 的數學定義為基礎，其中縱斷面曲率以及厚度分布是沿 著骨架線按照旋轉對稱的前導向 (rotationssymmetrischen Anstrijmung)來調整。 4. 如前述申請專利範圍中任一項之攪拌葉片，其特徵在 於，該縱斷面形狀具有隨著該攪拌葉片長度而改變的最 大縱斷面厚度d/Ι是介於0.01至0.4，較佳地介於〇.〇3至 0.2 ;厚度後段(Dickendicklage) xd/l是介於〇.1 至〇·5，較 佳地介於0.2至0.4 ;縱斷面曲率f/i是介於0_01至04，較 佳地；I 於0.05至0.2，而曲率後段(Wijlbungsriicklage) Xf/1 是介於0.1至0.75，較佳地介於0.3至0.5。 5. 如前述申請專利範圍中任一項之攪拌葉片，其特徵在 於’負載因數(cA *t/s，其中CA表示浮力係數，1/8表示商， t表示分割部分’而s表示弦長)被選定為介於〇丨至7，較 佳地介於0.4至4，其流路沿著葉片具有對數形狀。 201219109 6. —種攪拌裝置，其具有一攪拌葉片以及至少一攪拌機 件，其中該攪拌機件具有一含輪毂的轉軸以及至少兩個 安裝在該輪轂處之如前述申請專利範圍任一項的攪拌 葉片。 7. 如申請專利範圍第6項之攪拌裝置，其特徵在於，該葉 片設置在其前端緣處是以確保在整個半徑上有理想的 前導方向來構形。 8. 如申請專利範圍第6或7項之攪拌裝置，其特徵在於，該 攪拌葉片是如此地過渡到攪拌裝置的一輪轂中，使得在 連結處，其斜度位於0.5至5之間。 9. 如申請專利範圍第8項之攪拌裝置，其特徵在於，該輪 轂的半徑平均低於該攪拌裝置之攪拌機件直徑的 20%，較佳地低於12%。 10
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