[实用新型]一种基于多点复合空化的搅拌装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于多点复合空化的搅拌装置，尤其是一种用于多液体或溶液均匀混合的叶轮搅拌装置。

背景技术

无论是在能源、化工、环境、土木工程等领域的工业生产过程中，还是在日常生活中，经常需要利用叶轮装置对液体与固体颗粒或多种液体的混合物进行搅拌。由于受到动力、材料强度与应用场合的限制，各类场合下叶轮的转速与尺寸都不能无限增加，这就限制了叶轮装置的搅拌能力与搅拌效率，会出现物料经过长时间的搅拌依然没有混合均匀的情况。为了在有限的条件下进一步提高叶轮的搅拌能力，需要使得叶轮运转时物料的流动掺混更加强烈。

利用空化现象可以有效地提高流动的掺混程度。在流体中，由于流道的几何边界、流动本身的不均匀性以及外界附加的超声波等物理条件的影响，流体内部某些位置会形成低压点，当压力降低至一定程度，该处的流体会发生相变，产生气泡，即发生空化现象。当空化气泡随液体流动至高压区时，该气泡将破裂并重新相变为液体。由于空化气泡的产生、运动及破裂均会对流动产生不均匀、不稳定的干扰，因此较大规模的空化现象会显著改善流动的掺混状态。通过改进搅拌装置，诱发并增强流体内发生的空化，可有效提高搅拌效果。

目前利用空化现象改善搅拌效果的搅拌装置通常是利用超声空化进行的。例如公告号为CN203400670U的中国实用新型专利，公开了“一种振动旋转复合式大桨叶低速搅拌器”，该搅拌器主要通过在桨叶轴末端加装的超声换能器促使空化的发生，但该方式并没有针对流场中最容易发生空化的低压点进行空化诱导，因此促进空化的效果有限，只有当超声强度很大时才能明显促进空化的发生，这不仅显著增加了装置的能耗，而且高强度的超声也使得装置运行时的振动显著加强。因此，提高相同条件下叶轮装置的搅拌效率。目前已有的搅拌装置中，几乎没有通过改进叶片结构的方式促进空化发生，提高搅拌效率的实例。

实用新型内容

为了克服现有叶轮搅拌装置中搅拌效率低、效果差，以及加装超声换能器后能耗显著增加、装置振动加强的问题，本实用新型对叶轮与叶片本身的结构进行了改进，采用多点复合空化的方式，改进叶片的工作效果。本实用新型实施例提供了一种基于多点复合空化的搅拌装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于多点复合空化的搅拌装置，包括一个由电动机对应的传动转轴连接的多孔式反翼型叶片，和一个在传动转轴的轴承上连接的超声换能器，所述多孔式反翼型叶片安装在立式的传动转轴的末端两侧，超声换能器通过信号输出线连接一超声发生器，搅拌叶片接收超声换能器发射的超声波信号，实现多点复合空化的搅拌过程。

优选为，通过轴承安装在传动转轴上的超声换能器位置高于多孔式反翼型叶片的安装位置。

优选为，所述超声换能器为一组多个，沿传动转轴的轴承等角度周向布置，共同接受同一超声发生器的信号。

优选为，所述多孔式反翼型叶片为沿其径向呈一侧厚一侧薄的半圆弧形结构，在半圆弧的一端设有与传动转轴相连接的凹槽，半圆弧的另一端为叶片延伸端；半圆弧的厚侧为弧面，薄侧为切面。

进一步，沿反翼型叶片半圆弧切面端内侧设有若干个贯穿叶片凹面和叶片凸面的小孔。

进一步，若干个小孔沿切面内侧边缘均布，靠近叶片凹槽端和叶片延伸端的小孔孔径比中心的小孔孔径稍小。

进一步，所述小孔为椭球形孔，椭球形孔的长轴轴线方向沿反翼型叶片厚度方向分布，叶片凹面处的孔口大于凸面处的孔口。

进一步，所述多孔式反翼型叶片的凹面向上方向安装，且多孔式反翼型叶片沿传动转轴呈倾斜角度设置，且攻角为负值。

本实用新型的有益效果是，本实用新型通过对搅拌装置几何结构和原理的改进，利用水力空化、超声空化、梢涡空化、水翼空化结合的复合空化方式，降低了叶片后端发生空化所需要的条件，并提升了空化发生的强度，进而强化了搅拌的效果。与以相同转速运行的相同尺寸的搅拌装置相比，该实用新型装置搅拌效率更高，因而达到相同目标时所需的电机能耗更低，同时所需的超声波功率也更低，从而也降低了超声发生器的能耗。另一方面，由于本实用新型使得搅拌中的空化更容易发生，因此对一定尺寸与转速条件的搅拌装置，本实用新型提升了其能产生的最大空化强度，因此提高了最大搅拌效果。在需要高搅拌效果的场合，可以利用更小型的装置达到要求。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型中多孔式反翼型叶片的俯视图；

图3为本实用新型中多孔式反翼型叶片沿着图2中A-A线的整体示意图；