[实用新型]一种翼型轴流式搅拌器

说明书

技术领域

    本实用新型涉及搅拌器，尤其涉及一种翼型轴流式搅拌器。

背景技术

搅拌混合设备广泛地应用于化工、轻工、制药等各个行业。作为一个重要的操作单元，主要作用是通过搅拌器向液体等物料传递能量，让其作径向或轴向的运动，使两种或两种以上的液体或固体物料或两者之间进行充分的混合搅拌、溶解、分散、反应等各个过程。

目前，搅拌器通常用的桨叶形式有：轴流式搅拌桨、长叶螺旋桨、直叶涡轮桨、板框式桨、三叶后弯桨、MIG型桨、锚式桨、螺旋式桨、单螺带式桨、双螺带搅拌桨和螺旋—螺带桨等几种。其中，轴流式搅拌器广泛适用于中低黏度流体的混合、传热、循环、粒子悬浮等领域，具有低剪切、强循环、低能耗，叶片可拆等优点，一般在中低转速下使用。常用的轴流式搅拌器为推进式搅拌器和45°斜叶涡轮，推进式搅拌器具有轴向排量大、效率高等优点，但由于采用模具浇铸制造，成本高，规格少，故在大型搅拌设备中无法使用。45°斜叶涡轮设计简便，制造成本低，容易大型化，但由于该叶片的螺距角为常数，所以自叶片根部至叶片端部不同半径处螺距不等，导致流体轴向速度分布不均匀，且切向分速大，流体阻力较大，功耗高，混合效果不理想。

工业生产中常见的硝化、磺化、氧化、重氮化等都是放热量较大，有些还伴随有大量气体生成的化学反应。在这些反应中，为了适当地控制反应放热速率，保证反应平稳进行，一般选择在半间歇反应器中操作。在反应物初始滴加阶段，釜内的液体量往往较少，液位较低，如果此时反应釜内物料搅拌混合不均匀，产生的反应热不能及时移走，就会出现局部过热，进而引起反应失控。此外，随着反应的进行，反应混合物中的气体含量越来越高，这些气体需要及时地去除，保证反应的正常进行。因此，在强放热反应过程中实际搅拌器的安装高度往往较低，并要保证气体的顺利通过。若采用普通的轴流式搅拌器，则流体对搅拌桨叶面背部的冲击较大，增加了搅拌器的振动，且搅拌器的桨叶会影响气体的传输与逸出。

鉴于上述状况，有必要对已有技术中的轴流式搅拌器结构进行改进。本实用新型针对一些硝化反应进行时大量放热、并有气体生成的特点，提供一种结构简单可靠、搅拌效果好、功耗低、振动小、气体逸出快的翼型轴流式搅拌器，以利于此类反应的进行。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有轴流式搅拌器的上述不足，提供一种翼型轴流式搅拌器。

翼型轴流式搅拌器包括搅拌轴、轮毂、桨叶片；在搅拌轴上安装有轮毂，桨叶片可拆卸或不可拆卸地安装在轮毂上；所述的桨叶片为三片，叶片为光滑的空间扭曲面，桨叶片在任意半径处的截面为机翼型；所述的桨叶片上开有与桨叶片的中心线相垂直的多个等腰梯形通槽，每个等腰梯形通槽的四边分别与叶片的随边、导边、端部与根部平行，等腰梯形通槽在桨叶片上呈对称分布。

所述的桨叶片自叶片端部至叶片根部不同半径处任一截面的螺距角β_i按等螺距结构设计，螺距角β_i自叶片端部至叶片根部连续增大。所述的桨叶片的叶片端部的螺距角β_b为15°～45°，叶片根部的螺距角β_a为25°～60°，叶片端部的螺距角β_b小于叶片根部的螺距角β_a。所述的桨叶片任意横截面的中心线为弧线，弧线的弧高h与弦长a之比为0.02～0.10。所述的桨叶片的叶宽B_i自叶片端部至叶片根部逐渐增大，叶片端部的宽度B_b总是小于叶片根部的宽度B_a。所述的桨叶片的叶片导边修圆，半径r为叶片厚度δ的一半，叶片随边亦修成过渡圆弧。所述的桨叶片上所开的等腰梯形通槽的总面积与叶片面积之比为0.03～0.30。

本实用新型中的叶片具有光滑的空间扭曲面，根部的螺距角大于端部的螺距角。这种结构使流体的轴向速度沿搅拌器半径方向的分布趋向均匀，有利于优化搅拌釜内流场分布，提高混合效率；叶片在任意半径处的剖面为经过合理选择的机翼型剖面，水力学性能得到了优化，减小了流体阻力；在桨叶片上开设的梯形通槽能够减少流体对搅拌桨叶面背部的冲击力，减小搅拌器的振动，加强轴向循环和流动，使反应釜内流体流动性能得到明显改善，液固相分散好，釜内物料搅拌均匀，且可以让反应生成的气体顺利的传输与逸出，保证反应的正常进行。此外，所述的翼型搅拌器的搅拌功率小于一般的翼型桨，能耗低。

附图说明

图1是翼型轴流式搅拌器的结构示意图；

图2是翼型轴流式搅拌器中的轮毂的剖面图；