[实用新型]一种变螺旋角湍流发生器式的叶轮

说明书

技术领域

本实用新型是一种叶轮，特别涉及一种变螺旋角湍流发生器式的叶轮。

背景技术

现有技术，目前中浓技术在我国尚未得到推广。由于我国造纸工业中纸浆厂生产规模较小，漂白工艺还较落后，污染严重。因此，研究和掌握中浓技术，开发适合我国造纸工业发展的中浓技术装置，有着重要的现实意义。国内中浓浆料输送系统中的中浓浆泵由输送浆料浓度为10％左右的螺旋式离心泵发展到输送浓度为15％左右的湍流式中浓浆泵，但经实际使用存在许多不足：适用浓度低、能耗较高、振动大等。

由于中浓浆料是以纤维原料为固体物质的一种三相流体，流动机理复杂，影响流动机理的因素很多，如浆料的种类、浓度、流动速度、打浆度、温度和纤维形态等都会对浆料的流动产生影响。浓度为8～18％的中浓浆料具有以下特点：一是浆料纤维易润胀与絮结交织成球状等，使这种非牛顿型流体完全丧失了流动性，并易堵塞浆泵；二是浆料中的空气含量高达15～40％。因此，直接用普通叶轮的离心泵已无法进行泵送。

中浓制浆的首要问题是实现中浓浆料输送的流态化(即类似水流的流动特性)，则必须在泵进口处设有3m以上的静压，以便通过湍流发生器这一专用装置对絮聚的浆料纤维网络施加足够的剪切应力和速度脉动，把浆料纤维网络扩散成近似由无数单根纤维或许许多多小微团所组成的连续介质，使浆料纤维在高速状态下处于完全湍动与流态化；同时，因为浆料内汽泡状空气的存在会严重影响泵送性能，当空气含量上升时，泵送能力将明显地降低，所以，还须对浆料内的空气与纤维悬浮液进行有效的分离与排出，从而为中浓浆料的顺利输送提供了保障。

中国专利CN2506681，公开一种中浓浆料湍流发生器，它由爪式转子、螺旋环带、开式离心叶轮或均匀分布筋条的圆盘、一端空心且有抽气孔的轴、轴承体、皮带轮传动装置、电动机、真空泵抽气装置、真空管共同安装连接构成，其关系为：螺旋环带2焊接于转子的长条形爪子上，爪子均匀固定于叶轮或均匀分布筋条的圆盘上，转子固定于轴上，大皮带轮固定于电动机的轴上，大、小皮带轮与皮带一起构成皮带轮传动装置，圆环圆柱形壳体4与轴承体固接；真空泵抽气装置通过真空管与圆环柱形壳体上的排气孔相连通。此实用新型结构复杂，而且是分体式结构，轴向尺寸大，输送浓度低于15％。

发明内容

本实用新型主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种流体力学设计和内部结构能使浓度8～18％的浆料流态化的变螺旋角湍流发生器式的叶轮。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种变螺旋角湍流发生器式的叶轮，包括湍流发生机构和叶轮机构，所述的湍流发生机构包括二根及以上的螺旋状凸筋，螺旋状凸筋间设有加强环；所述的叶轮机构包括叶轮片，叶轮片的中间设有轴孔；所述的螺旋状凸筋的一端与叶轮片相固定。在3m以上的进浆静压下，中浓浆料经湍流发生器的强烈剪切与高速脉动作用，把浆料纤维网络扩散成近似由无数单根纤维或许许多多小微团所组成的连续介质，使中浓浆料处于完全湍动与流态化，其中流态化过程中产生的空气通过湍流发生器被分离到低压腔，并经叶轮回流孔与内置式或外置式真空泵排出至气体收集系统；而空气中夹带的小部分浆料纤维则通过叶轮回流孔与特殊设计的长短工作叶片，在离心力作用下被送入至排料口；已流态化的中浓浆料通过半开式的叶轮片，在离心力的作用下由动能转换成压力能，并被压送至排料口，顺利完成中浓浆料泵送工作

作为优选，所述的螺旋状凸筋有三根，三根螺旋状凸筋相互均匀分布呈螺旋状，螺旋状凸筋的螺旋角β为24°～82°，螺旋状凸筋间的头部设有加强环，螺旋状凸筋的底部与叶轮片相连；叶轮机构的叶轮片中设有一个及以上的回流孔，叶轮片的表面分布有一组及一组以上的叶片分离机构，叶片分离机构包括长工作叶片和短工作叶片，长工作叶片和短工作叶片为一组，长工作叶片和短工作叶片呈凸弧状分布在叶轮片的表面上；叶轮片的背面设有一条及一条以上的叶片，叶片设在回流孔的一侧，叶片呈弧状，叶片与叶轮片的边缘和螺旋状凸筋的底部相连通；所述的叶轮片的背面设有6条叶片，叶片均匀的分布在叶轮片的背面，所述的回流孔与叶片相贴近。

作为优选，所述的螺旋状凸筋为等径式矩形爪叶；叶轮片上设有6组叶片分离机构，每组叶片分离机构中设有一个回流孔，所述的长工作叶片与叶轮片上的轴孔外缘相接触，并均匀分布在轴孔外缘的叶轮片的表面上，短工作叶片分布在长工作叶片的一侧，长工作叶片和短工作叶片的头部呈圆弧状，长工作叶片和短工作叶片为二次曲面状，长工作叶片和短工作叶片之间的间距从叶轮片的边缘向轴孔逐渐呈弧状缩小。