本發(fā)明涉及化工、冶金、發(fā)酵、環(huán)保和制藥等領(lǐng)域的多相攪拌設(shè)備，具體涉及一種翼型圓盤渦輪攪拌器。

背景技術(shù)：

1、攪拌槳是攪拌設(shè)備的核心內(nèi)構(gòu)件，決定了攪拌設(shè)備的流場特性和功率消耗，在氣液兩相攪拌設(shè)備中還決定了氣體的分散和傳質(zhì)性能。在氣液狀態(tài)下，氣體會占據(jù)槳葉后方的低壓區(qū)域并形成氣穴，從而導(dǎo)致輸入攪拌槽內(nèi)的功率降低和泵送能力下降，進(jìn)而導(dǎo)致氣體分散效果不佳和傳質(zhì)性能下降。因此在滿足生產(chǎn)目標(biāo)的前提下，保持較低的功率消耗和較高的相對功率需求是氣液攪拌槳的工業(yè)應(yīng)用需求。標(biāo)準(zhǔn)圓盤渦輪槳自20世紀(jì)50年代問世以來，一直是氣液混合攪拌設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置。然而，標(biāo)準(zhǔn)圓盤渦輪槳的每一個平直葉片的后方都存在一對尾渦，造成較高的攪拌功耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種翼型圓盤渦輪攪拌器，此翼型圓盤渦輪攪拌器在用于氣液設(shè)備攪拌過程中，可有效降低攪拌功耗，提高氣液傳質(zhì)性能。

2、為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明公開了一種翼型圓盤渦輪攪拌器，包括圓盤、槳葉和攪拌軸，所述攪拌軸穿設(shè)于所述圓盤，所述槳葉為多個，且沿所述圓盤的周向間隔布置在所述圓盤的外周壁上，每個所述槳葉的截面形狀為翼型結(jié)構(gòu)，所述翼型結(jié)構(gòu)為由徑向內(nèi)緣沿直線/曲線的路徑徑向向外延伸的一條直線和一條曲線組成的封閉圖形，或者由徑向向外延伸的兩條曲線組成的封閉圖形。

4、在一些實(shí)施例中，所述翼型結(jié)構(gòu)包括平凸型結(jié)構(gòu)、凹凸型結(jié)構(gòu)和雙凸型結(jié)構(gòu)中的任何一種，所述翼型結(jié)構(gòu)具有翼弦，所述槳葉的前緣與后緣之間的連線為翼弦；其中：所述平凸型結(jié)構(gòu)全部位于所述翼弦的一側(cè)；所述凹凸型結(jié)構(gòu)的一部分位于所述翼弦的一側(cè)，另一部分位于所述翼弦的另一側(cè)，所述翼弦在所述圓盤上的投影的一部分位于所述凹凸型結(jié)構(gòu)的外側(cè)；所述雙凸型結(jié)構(gòu)的一部分位于所述翼弦的一側(cè)，另一部分位于所述翼弦的另一側(cè)，所述翼弦在所述圓盤上的投影的全部位于所述雙凸型結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)。

5、在一些實(shí)施例中，所述槳葉的前緣與后緣之間的連線為翼弦，所述翼弦與水平線的夾角為0°-60°。

6、在一些實(shí)施例中，所述槳葉的前緣與后緣之間的連線為翼弦，所述槳葉的最大厚度與所述翼弦的長度比值為0.03-0.2。

7、在一些實(shí)施例中，所述槳葉沿所述圓盤的軸向的尺寸與所述翼型圓盤渦輪攪拌器的直徑之比為0.15-0.4。

8、在一些實(shí)施例中，所述槳葉沿所述圓盤的徑向的尺寸與所述翼型圓盤渦輪攪拌器的直徑之比為0.15-0.5。

9、在一些實(shí)施例中，所述圓盤的直徑與所述翼型圓盤渦輪攪拌器的直徑之比為0.3-0.8。

10、在一些實(shí)施例中，所述圓盤上設(shè)有沿其中心軸線對稱布置的穿孔。

11、在一些實(shí)施例中，所述槳葉沿所述圓盤的周向均勻間隔布置，且所述槳葉的數(shù)量為2-10個。

12、在一些實(shí)施例中，多個所述槳葉沿所述攪拌軸的軸向錯開分布于所述圓盤的外周。

13、本發(fā)明的翼型圓盤渦輪攪拌器的有益效果：槳葉的截面為翼型結(jié)構(gòu)，且翼型結(jié)構(gòu)為由徑向內(nèi)緣沿直線/曲線的路徑徑向向外延伸的一條直線和一條曲線組成的封閉圖形，或者由徑向向外延伸的兩條曲線組成的封閉圖形。翼型圓盤渦輪攪拌器在運(yùn)行過程中，槳葉的翼型結(jié)構(gòu)可使迎液面和背液面附近流體沿徑向流動時流動順暢，槳葉表面的剪切強(qiáng)度變化平穩(wěn)，流體能耗小，減弱氣液攪拌過程中的氣穴現(xiàn)象，且迎液面和背液面的壓力差形成沿旋轉(zhuǎn)方向的升力，從而降低攪拌功耗，提高氣液傳質(zhì)性能。

14、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種翼型圓盤渦輪攪拌器，其特征在于，包括圓盤(4)、槳葉(3)和攪拌軸(1)，所述攪拌軸(1)穿設(shè)于所述圓盤(4)，所述槳葉(3)為多個，且沿所述圓盤(4)的周向間隔布置在所述圓盤(4)的外周壁上，每個所述槳葉(3)的截面形狀為翼型結(jié)構(gòu)，所述翼型結(jié)構(gòu)為徑向內(nèi)緣沿直線/曲線的路徑徑向向外延伸的一條直線和一條曲線組成的封閉圖形，或者由徑向內(nèi)緣向外延伸的兩條曲線組成的封閉圖形。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型圓盤渦輪攪拌器，其特征在于，所述翼型結(jié)構(gòu)包括平凸型結(jié)構(gòu)、凹凸型結(jié)構(gòu)和雙凸型結(jié)構(gòu)中的任何一種，所述翼型結(jié)構(gòu)具有翼弦(7)，所述槳葉(3)的前緣(31)與后緣(32)之間的連線為翼弦(7)；其中：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型圓盤渦輪攪拌器，其特征在于，所述槳葉(3)的前緣(31)與后緣(32)之間的連線為翼弦(7)，所述翼弦(7)與水平線的夾角為0°-60°。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型圓盤渦輪攪拌器，其特征在于，所述槳葉(3)的前緣(31)與后緣(32)之間的連線為翼弦(7)，所述槳葉(3)的最大厚度與所述翼弦(7)的長度比值為0.03-0.2。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型圓盤渦輪攪拌器，其特征在于，所述槳葉(3)沿所述圓盤(4)的軸向的尺寸與所述翼型圓盤渦輪攪拌器的直徑之比為0.15-0.4。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型圓盤渦輪攪拌器，其特征在于，所述槳葉(3)沿所述圓盤(4)的徑向的尺寸與所述翼型圓盤渦輪攪拌器的直徑之比為0.15-0.5。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型圓盤渦輪攪拌器，其特征在于，所述圓盤(4)的直徑與所述翼型圓盤渦輪攪拌器的直徑之比為0.3-0.8。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型圓盤渦輪攪拌器，其特征在于，所述圓盤(4)上設(shè)有沿其中心軸線對稱布置的穿孔。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型圓盤渦輪攪拌器，其特征在于，所述槳葉(3)沿所述圓盤(4)的周向均勻間隔布置，且所述槳葉(3)的數(shù)量為2-10個。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型圓盤渦輪攪拌器，其特征在于，多個所述槳葉(3)沿所述攪拌軸(1)的軸向錯開分布于所述圓盤(4)的外周。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于多相攪拌設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種翼型圓盤渦輪攪拌器，翼型圓盤渦輪攪拌器包括圓盤、槳葉和攪拌軸，攪拌軸穿設(shè)于圓盤，槳葉為多個，且沿圓盤的周向間隔布置在圓盤的外周壁上，每個槳葉的截面形狀為翼型結(jié)構(gòu)，翼型結(jié)構(gòu)為徑向內(nèi)緣沿直線/曲線的路徑徑向向外延伸的一條直線和一條曲線組成的封閉圖形，或者由徑向向外延伸的兩條曲線組成的封閉圖形。此翼型圓盤渦輪攪拌器在用于氣液設(shè)備攪拌過程中，可有效降低攪拌功耗，提高氣液傳質(zhì)性能。

技術(shù)研發(fā)人員：張慶華,楊超,毛在砂,張夢瑤,馬少萍,吳雙,王聰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院過程工程研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21