[发明专利]自吸式搅拌器及搅拌设备

说明书

本发明公开了一种自吸式搅拌器及搅拌设备，其包括与驱动机构联动设置的空心搅拌轴，空心搅拌轴的上侧设有吸气口，其下端与搅拌组件固定连接，搅拌组件包括轮毂，轮毂周向设有主桨叶及副桨叶，所述主桨叶由变径圆弧空心管组成，变径圆弧空心管的横截面积沿周向向外逐渐变小，并在每个叶片中形成圆弧状的喇叭口式空腔体，且所述喇叭口式空腔体与所述空心搅拌轴连通，所述主桨叶的变径圆弧空心管前端封口，且在封口处设置若干出气孔，所述副桨叶为圆弧形的叶片。借助CFD流体模拟分析，与传统的自吸式搅拌桨相比，功率可以降低约31%，混合能力提高了40%。与轴流桨同自吸式搅拌组合式搅拌设备相比，功率可以降低约44%，气含率提高了33%。

技术领域

本发明具体涉及一种自吸式搅拌器及搅拌设备。

背景技术

搅拌设备大量应用于化工、医药、食品、冶金和造纸等行业。搅拌设备常常被作为反应器用来完成传热、传质和混合等功能，自吸式搅拌设备常常被用于有气体参与的气-液和气-液-固等非均相化学反应过程。现有自吸式搅拌器的主要缺点在于，采用圆盘式桨叶型式、搅拌功耗大、气体吸入的临界转速较高、自吸效率低；采用单一自吸式桨叶、二次分散过程弱化、气泡尺寸较大、且整体介质混合效果不足；搅拌介质中含有固相颗粒时，固体悬浮效果差，固体颗粒易于沉积在反应釜底部；需要借助辅助搅拌桨才能达到很好的混合效果。循环进气孔开设在空心轴上，削弱了空心轴的刚度和强度，高速运行时有一定的安全隐患。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种自吸式搅拌器及搅拌设备。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种自吸式搅拌器，其包括与驱动机构联动设置的空心搅拌轴，所述空心搅拌轴的上侧设有吸气口，其下端与搅拌组件固定连接，所述搅拌组件包括与空心搅拌轴固定连接的轮毂，所述轮毂周向设有主桨叶及副桨叶，所述主桨叶分上下两层设置在轮毂周向，且每一层相邻的主桨叶之间交错设置，所述主桨叶由变径圆弧空心管组成，变径圆弧空心管的横截面积沿周向向外逐渐变小，并在每个叶片中形成圆弧状的喇叭口式空腔体，且所述喇叭口式空腔体与所述空心搅拌轴连通，所述主桨叶的变径圆弧空心管前端封口，且在封口处设置若干出气孔，所述副桨叶为圆弧形的叶片，且所述副桨叶沿所述主桨叶上表面延伸设置。

所述主桨叶及副桨叶的根部与所述轮毂之间具有一定的角度，所述角度的范围为30°-50°。

所述空心搅拌轴与轮毂焊接固定。

所述封口处设置10-15 个呈发散性分布的出气孔，出气孔的直径0.5-1mm。

所述主桨叶的叶片头部的变径圆弧空心管的出口端面与搅拌切线方向呈45°，出口朝向背液面。

所述轮毂与空心搅拌轴之间通过导气孔连通。

一种采用上述自吸式搅拌器的搅拌设备，其包括罐体，所述罐体内设有上述自吸式搅拌器，所述罐体上端设有机架，所述机架上设有驱动机构，所述驱动机构与自吸式搅拌器的空心搅拌轴联动设置。

本发明的有益效果：利用封口处设置的若干出气孔，使得气泡尺寸更小，从而提高了气液相间的接触面积，增大了气液传质系数，加快了反应速度，减小了气体不经分散而逸出的几率。上层的副桨叶可以二次分散下层搅拌器分散的气体，使得气泡尺寸进一步减小，增大气液相间的接触面积，提高气液传质系数，加快反应速度。同理，下层的副桨叶也可以二次分散上层搅拌器分散的气体，借助CFD流体模拟分析，与传统的自吸式搅拌桨相比，功率可以降低约31%，混合能力提高了40%。与轴流桨同自吸式搅拌组合式搅拌设备相比，功率可以降低约44%，气含率提高了33%。

附图说明

图1为搅拌设备的结构示意图。

图2为自吸式搅拌器的结构示意图。

具体实施方式