[实用新型]镂空带栅条螺旋叶片转子

说明书

技术领域

本发明是一种应用于管路内两种及多种流体混合的内插件—镂空带栅条螺旋叶片转子。

背景技术

流体混合操作广泛存在于化工、石油、制药、造纸、食品等行业，且与节能和环保两大社会主题息息相关，因此，开发设计新型高效的混合设备意义重大。目前，两种及多种流体混合中应用比较广泛的装置主要有搅拌器和静态混合器。搅拌器的应用非常广泛，技术也非常成熟，关于应用于液体混合的搅拌器的专利有：CN202113797U，专利名称为“液体混合搅拌器”、CN2035268，专利名称为“液体混合搅拌器”等。虽然搅拌器的发展已经相当成熟，但仍存在许多缺陷：需要动力辅助装置，整体装置复杂、占地面积大、能耗大；搅拌器与动力辅助装置连接处的轴封部件往往存在泄露；搅拌桨不同部位线速度、流场不均匀，存在死区，使混合物料雷诺数差别很大，导致混合均匀度不高；不能实现连续生产等。静态混合器是一种没有运动部件的高效混合设备，其基本工作机理是利用固定在管路内的混合单元体改变流体在管路内的流动状态，以达到不同流体之间良好分散和充分混合的目的，关于静态混合器的专利有：CN202263534U，专利名称为“一种管道静态混合器”；CN202289891U，专利名称为“流体静态混合器”；CN202297417U，专利名称为“大流量静态混合器”。相比搅拌器，静态混合器具有结构简单、占地面积小、能耗少等优点，但静态混合器对于流速低、粘性大的流体，不再具有良好的混合效果，而且，静态混合器往往会产生较大的压力差，增加动力设备的负担。

发明内容

本发明的目的是设计一种应用于管路内两种及多种流体混合的内插件——镂空带栅条螺旋叶片转子，该结构转子能够实现对处于管路横截面不同部位的混合流体产生“分割-移位-重新混合”的作用，在提高混合流体混合性能的同时还具有防止粘性流体粘贴管壁及流体中杂质附着于管壁形成污垢的作用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：镂空带栅条螺旋叶片，该转子主要由空心轴、螺旋叶片、螺旋栅条组成，镂空带栅条螺旋叶片转子置于管路内，部分螺旋叶片镂空，在镂空部位嵌入螺旋型栅条，螺旋栅条与螺旋叶片之间无相对运动，螺旋栅条沿管路轴向、管路径向或与管路中心线呈一定角度方向延伸；螺旋叶片绕空心轴呈螺旋状，螺旋叶片表面距空心轴中心线的最大距离小于管路内径，螺旋叶片边缘棱边进行倒斜角或倒圆角。混合流体由连续相和分散相组成，混合流体流经内置镂空带栅条螺旋叶片转子的管路时，冲击管路内镂空带栅条螺旋叶片转子，使镂空带栅条螺旋叶片转子发生转动，镂空带栅条螺旋叶片转子转动后反作用于混合流体，使混合流体流动方向发生改变，形成旋流，使混合流体流动路径增加，混合时间提高；螺旋叶片的径向螺棱将分散相流体的大集团分割成若干分散相小集团，螺旋叶片的螺旋型结构和旋转特性使被分割成的分散相小集团发生移位，在移位过程中，螺旋叶片的轴向螺棱将分散相小集团进一步分割成更小的集团；沿管路轴向延伸的螺旋栅条——轴向螺旋栅条、沿管路径向延伸的螺旋栅条——径向螺旋栅条、沿与管路中心线呈一定角度方向延伸的螺旋栅条——斜向螺旋栅条的螺棱将流经叶片表面的分散相集团分割成若干分散相小集团，部分分散相小集团继续沿螺旋叶片螺旋方向流动，部分分散相小集团穿过螺旋叶片镂空部分，与螺旋叶片另一侧流体进行混合；径向螺旋栅条和斜向螺旋栅条对处于管路中心部位的混合流体产生分割和折流作用，促进混合流体的径向流动；镂空带栅条螺旋叶片转子转动过程中，螺旋叶片的轴向螺棱对管壁产生轻微的刮擦作用，对于一些混合中易结垢、易粘贴管壁的工况具有防垢和防粘贴的作用。

本发明镂空带栅条螺旋叶片转子，沿空心轴圆周方向均匀分布的螺旋叶片个数为两个、三个或多个。

本发明镂空带栅条螺旋叶片转子，同一螺旋叶片上沿相同方向或不同方向延伸、延伸长度相同或者不同、位于相同或不同镂空部位的螺旋栅条个数为一个、两个或多个。

本发明镂空带栅条螺旋叶片转子，螺旋栅条横截面为三角形或矩形、菱形等四边形或锯齿形、阶梯形等多边形，螺旋栅条横截面沿管路径向方向的长度小于螺旋叶片镂空部分沿管路径向方向的长度，螺旋栅条厚度大于螺旋叶片厚度。

本发明镂空带栅条螺旋叶片转子，镂空带栅条螺旋叶片转子的空心轴两端设置球窝方式、圆锥方式、卡扣方式或者万向节方式等同轴结构，镂空带栅条螺旋叶片转子的空心轴尾部和与之相邻的镂空带栅条螺旋叶片转子的空心轴头部配合连接。

本发明镂空带栅条螺旋叶片转子，其空心轴横截面形状为空心圆锥形、空心圆柱形、空心波节形或空心多棱形。