[发明专利]一种射流喷射驱动式叶片搅拌器

说明书

技术领域

本发明主要涉及喷射技术与叶片旋转搅拌技术领域，应用于大容器（大直径、大深度）内液体的混合、搅拌及防沉淀等，具体是一种射流喷射驱动式叶片搅拌器。

背景技术

在化工行业的各种反应釜、采矿行业的浓密池、石油行业的大型储罐防沉淀、环保行业的污水处理池内，现有叶片式混合搅拌器均是机械驱动形式。其动力传递的基本工作原理是：原动机（常用电动机）驱动主轴，主轴带动叶片旋转，叶片驱动液体流动，从而实现溶液搅拌混合或防沉淀等功能。这种做功原理必然对主轴强度、叶片与主轴连接处（叶片根部）的强度以及叶片自身的强度与刚度等，都需随搅拌器功率有相应的要求。对一般小容器、低功率搅拌器（适用小直径、低液位深度），上述部件强度、刚度很容易实现，但对大直径、大深度（如矿山选矿浓密池直径可达20m，大型储油罐直径可达80m，深度可达20m）容器内溶液的混合搅拌，现有叶片式搅拌器的设计、制造就很难实现，使用可靠性也大大降低，经常发生叶片变形、卡死、根部断裂，驱动电机烧毁损坏等事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种射流喷射驱动式叶片搅拌器，叶片旋转运动的驱动力作用点与液体阻力均是沿叶片径向对称分布，使叶片的受力状况极大改善，从根本上避免了叶片根部受力大易断裂，及叶片因刚度不够而变形。

本发明的技术方案如下：

一种射流喷射驱动式叶片搅拌器，包括有支座，支座内固定设置有轴承座套，轴承座套内转动设置有旋转空心轴，旋转空心轴与轴承座套之间设有轴承、密封组件，旋转空心轴下端接通有横向的进水接头，旋转空心轴上端安装有分水块，分水块外侧接通有多个环形排布的喷杆，喷杆上安装有径向分布的喷嘴，喷嘴的朝向与驱动旋转方向一致，喷杆上安装有搅拌叶片。

    所述的喷嘴的朝向倾斜向上、倾斜向下。

本发明产生射流的喷嘴可沿叶片径向长度方向均布，使叶片受射流喷射反推力作用点（即叶片旋转运动的驱动力作用点）也沿叶片分散均布，这样，叶片旋转运动的驱动力作用点与液体阻力均是沿叶片径向对称分布，使叶片的受力状况极大改善，从根本上避免了叶片根部受力大易断裂，及叶片因刚度不够而变形。同时，由于射流反冲力是液体压力转化而来，而液体压力是靠泵做功实现，是一种“柔性力”传递，避免了叶片卡死、电机烧毁损坏等事故的发生。

本发明实现了射流喷射搅拌与叶片旋转搅拌相结合的搅拌工艺，既提高了搅拌效果，又实现了搅拌装置的高可靠性，尤其是解决了大直径、高液位搅拌装置设计、制造及运行可靠性难以保证的问题。其装置运行工艺原理图如图1所示。被搅拌液经泵加压后进入搅拌器进液口，再经搅拌器空心旋转轴中心流道进入分液块，再进入叶片体中心流道，再经叶片上安装的喷嘴喷出，形成喷射射流，射流反冲力驱动叶片绕中心轴旋转，从而实现了射流喷射与叶片旋转共同作用的搅拌混合功能。

附图说明

图1为本发明运行工艺原理图。

图2为本发明的结构示意图。

图3 为本发明的俯视图。

图4 为本发明喷嘴安装角度示意图。

具体实施方式

参见附图，一种射流喷射驱动式叶片搅拌器，包括有支座10，支座10内固定设置有轴承座套5，轴承座套5内转动设置有旋转空心轴2，旋转空心轴2与轴承座套5之间设有轴承4、密封组件3，旋转空心轴2下端接通有横向的进水接头1，旋转空心轴2上端安装有分水块6，分水块6外侧接通有多个环形排布的喷杆7，喷杆7上安装有径向分布的喷嘴8，喷嘴8的朝向与驱动旋转方向一致，喷杆7上安装有搅拌叶片9，喷嘴8的朝向倾斜向上、倾斜向下。

液体进口接头1与空心旋转轴2中心流道相通，空心旋转轴由轴承4支撑安装在轴承座套5上；轴承座套与旋转密封壳体（如填料函）连接成一体，液体进口接头1与旋转密封体连接；液体进口接头1与空心旋转轴2之间的密封组件3，保证了旋转轴2与液体进口接头1相对旋转时，流道中高压液体与外界之间的密封；空心旋转轴2上端连接分液块6，分液块6再与喷杆7连接，叶片9安装在喷杆7上（也可将叶片9与喷杆7制成带空心流道的一体式叶片结构）；一定数量的喷嘴8安装在喷杆7上（沿径向按适当间隔分布）；喷嘴8的安装角度（如图3所示），根据搅拌要求，可水平安装（与驱动旋转方向一致），也可向上或向下倾斜一定角度安装（上冲或下冲），实现不同的搅拌效果；轴承座套5固定在支架10上，最终使整个搅拌器固定在容器底座或其他适当位置。

射流喷射驱动式叶片搅拌器的工作原理是：被搅拌液经泵加压后进入液体进口接头1，再经空心旋转轴2的中心流道进入分液块6，再进入喷杆7中心流道，最后经喷嘴8喷出形成射流，射流喷射到液体中即可产生混合搅拌效果，同时射流反冲力又推动喷杆7同时带动叶片9绕空心旋转轴2旋转，叶片旋转推动容器中液体流动，也达到混合搅拌作用。很显然，泵的流量越大，压力越高，产生射流的喷射速度也就越大，射流冲击力与反冲力也越大，叶片转速也越高，推动容器中液体流速也越高，搅拌烈度也越强。而叶片推动容器中液体流动的同时，也承受液体阻力，转速越高，阻力也越大；这样，射流的反冲力与液体的阻力最终会自动平衡，使搅拌器进入稳定工况。而搅拌所需的原动力功率，即泵的流量、压力、功率，将根据容器直径的大小、液体深度、搅拌烈度（效果）等决定。