[实用新型]一种强对流搅拌器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种搅拌器，具体为一种经过改进的、可使搅拌器内介质强迫对流并搅拌均匀的强对流搅拌器。

背景技术

搅拌器是化学实验中常用器件，在实验中起到可使容器内介质强对流加速介质的传热和传质的作用，搅拌器主要由叶轮、搅拌轴、电机、机架等几部分构成。传统的搅拌器叶轮是一单层叶片，它不能使搅拌器在搅拌时使搅拌器内介质搅拌均匀。使用时，只需先将介质放入搅拌器内，然后将搅拌器的电机接上电源，搅拌器的电机带动搅拌轴转动再带动叶轮转动使搅拌器内介质搅拌即可。随着电机功率的增大，搅拌轴转动越快叶轮转动越快，搅拌功率越大，搅拌器内介质搅拌越快。但是由于介质在搅拌器内搅拌过程中容易沉积在容器底部而导致介质搅拌不均匀，从而达不到实验效果，有时甚至造成物料的浪费。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种强对流搅拌器，在搅拌器搅拌过程中，能够增大搅拌器内流体的对流强度，使得搅拌器内流体带动介质朝两片叶轮相对的空间运动并搅拌均匀，达到实验效果。

本实用新型提供的技术方案是：一种强对流搅拌器，包括转动轴以及设置在转动轴两端的叶轮，转动轴与电机连接，电机连接电源，设置在转动轴两端的叶轮完全相同，二者关于转动轴中心对称，该叶轮由上缘和下缘两部分组成，下缘水平设置，上缘分别竖直连接在下缘的两侧，上缘的其中一侧凸起，另一侧凹陷。

优选地，所述的转动轴和叶轮均由硬质材料制成，该硬质材料可为铝或铝合金。

随着电机功率的增大，转动轴的转速加快；随着搅拌器叶轮的增大，搅拌功率越大，搅拌器内介质搅拌速率越快；反之，搅拌器内介质搅拌则越慢。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过改进搅拌器叶轮的结构，使得搅拌器叶轮在转动时可以使搅拌器内流体带动介质朝两片叶轮相对的空间运动，然后搅拌均匀，这样就不至于使搅拌器内介质在搅拌过程中沉积在搅拌器底部而使得搅拌不均匀，既节省了物料，又达到了实验效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中叶轮的结构示意图。

图中：1、叶轮，2、转动轴，3、叶轮下缘，4、叶轮上缘，5、叶轮边沿。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明，本实用新型不局限于此。

如图1所示，本实用新型提供一种强对流搅拌器，包括转动轴以及设置在转动轴两端的叶轮，转动轴与电机连接，电机连接电源，设置在转动轴两端的叶轮完全相同，二者关于转动轴中心对称，该叶轮由上缘和下缘两部分组成，下缘水平设置，上缘分别竖直连接在下缘的两侧，上缘的其中一侧凸起，另一侧凹陷。其中转动轴和叶轮均由硬质材料制成，该硬质材料可为铝或铝合金。

具体操作过程如下：首先在搅拌器内放入需搅拌的介质，然后将搅拌器电机接上电源，打开搅拌器开关，搅拌器的电机带动转动轴转动再带动叶轮转动使搅拌器内介质受力搅拌即可。

搅拌器叶轮在刚开始转动时，由于没有环流，通过叶轮上下边缘的流体流速相等，导致叶轮下缘流体到达叶轮边沿时叶轮上缘流体还没有到达该边沿，下缘流体绕过叶轮边沿与叶轮上缘流体汇合，由于流体粘性，叶轮下缘流体绕过叶轮边沿时会产生一个低压旋涡，导致叶轮边沿存在很大的逆压梯度，低压旋涡会很快被流体冲跑，这个涡蹦成为起动涡。根据海姆霍兹旋涡守恒定律，对于理想不可压缩流体在有势力作用下翼型周围也会存在一个与启动涡旋强度相等方向相反的涡，叫做环流，当搅拌器叶轮产生环流后，由于在相同的时间内，到达叶轮边沿的路程相等，经过叶轮上缘的流体比下缘的流体流过了较多的流体（曲线大于直线），即叶轮上缘的流体比下缘的流体速度快。由伯努利方程可知：同样是流过某个表面的流体，速度快的对这个表面产生的压强越小。因此叶轮上缘所受的压力小于叶轮下缘，由于叶轮上下缘表面压力差的存在，使得容器里流体带动介质最终受到朝叶轮上缘运动的合力，根据牛顿第三定律，介质不断撞击叶轮上缘又朝叶轮相反的方向运动。当叶轮转动到一定速度时，这个合力就达到了足以使搅拌器内介质朝两端叶轮相对的空间运动，然后搅拌，使得介质不会沉积在搅拌器底部而导致介质搅拌不均匀。