攪拌反應釜用的翼型軸流攪拌漿制造技術

一種攪拌反應釜用的翼型軸流攪拌槳，包括一輪轂，二片或二片以上可拆卸或不可拆卸地安裝在輪轂上的葉片，該葉片在其半徑方向的寬度范圍內與任一與其輪轂共軸的圓柱面相交所形成的剖面均為機翼型。從葉片的葉梢至葉根，每一半徑處的翼型剖面的最大拱度比，最大翼厚比，以及螺距角和盤面比根據不同的混合要求，可采取不同的值。這種葉片造成的流動是軸向流，具有很高的升阻比，在較小的功耗下可獲得較大的流量，適用于液固、氣液、液液及氣液固各相物料間的混合。（*該技術在2002年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種反應釜用的攪拌槳，特別涉及一種反應釜用的翼型軸流攪拌槳。目前反應釜用的攪拌槳，因攪拌物料的物性及混合要求的不同而有各種類型。但在很多攪拌反應釜中，現在使用的槳型尚不夠理想。例如，搪玻璃反應釜中所用的槳葉，槳型單調，功耗大而混合效果不理想。又如抗生素發酵罐中使用的槳葉多為平葉(或彎葉，剪葉)透平槳，此類槳葉屬徑向流槳葉，它們具有較大的剪切速率，雖然有利于分散通入罐內的空氣，但會對某些菌體的生長不利，也不利于具有剪切稀化性質物料的混合。而且此類槳葉本身存在一圓盤，會影響全釜的充分混合及溶氧的傳輸，因此并不是理想的槳型。本技術的目的是提供一種新型的用于反應釜的翼型軸流攪拌槳，其葉片剖面為經過合理選擇的機翼型剖面，具有高的升阻比，因此能在消耗較少功率的情況下產生較大的推力。此種槳葉在相同的功耗下，能產生比徑向流槳葉大得多的流量，使反應釜內物料得到更充分的攪動。此種槳葉造成的流動是軸向流，反應釜內剪切速率分布比較均勻，且最大剪切速率比較小，此外，當此種槳葉用于氣液兩相混合時，在相同的單位體積功耗下，可得到較高的傳質系數。本技術的目的是通過以下方式實現的，一種反應釜用的翼型軸流槳，包括一輪轂，二片或二片以上可拆卸或不可拆卸地安裝在輪轂上的葉片。其中，所述葉片在其半徑方向的寬度范圍內與任一與其輪轂共軸的圓柱面相交所形成的剖面均為機翼型。從翼型軸流槳的葉片的葉梢至葉根，每一半徑處的翼型剖面的最大拱度比，最大翼厚比，螺距角和槳葉盤面比根據不同的混合要求，可采取不同的值。其中，最大拱度比范圍為0％＜ ≤12％；自葉根處至近葉梢處葉片的最大翼厚比范圍為1％＜ m≤20％；葉片在葉根處的螺距角范圍為25°－60°，在葉梢處的螺距角范圍為15°－30°，且葉根處的螺距角總是大于或等于葉梢處的螺距角。軸流槳的盤面比范圍為0.15－1.2。本技術的優點是這種剖面為機翼型的葉片造成的流動是軸向流，具有高的升阻比，能在消耗較少功率的情況下產生較大的推力。由于槳葉造成的流動是軸向流，因此特別適合在液固混合時使用，可使固體顆粒均勻分散在液體中；由于此種槳葉功耗小而流量大，也特別適合使用于那些不需強力剪切而需充分攪拌的場合；由于反應釜內剪切速率分布比較均勻，且最大剪切速率比較小，用于生物發酵時，對菌體損傷小；當此種槳葉用于氣液兩相混合時，在相同的單位體積功耗下，可得到較高的傳質系數，因此可減少通氣量，減少功率消耗。下面將結合附圖對本技術的實施例作詳細的說明。附圖說明圖1是利用本技術軸流槳的反應釜的局部剖視的立體圖；圖2是本技術翼型軸流槳的結構示意圖；圖3是本技術中的葉片與任一與其旋轉軸共軸的圓柱面相交所形成的剖面形狀圖；圖4是將圖3所示剖面展開在平面上所形成的圖形；圖5是本技術中的葉片結構示意圖。參看圖1，在反應釜1內安裝著旋轉軸2，在旋轉軸2位于反應釜1內的部分上可拆卸地或不可拆卸地安裝著本技術提供的一個(或數個)翼型軸流槳3，而旋轉軸2位于反應釜1外的另一端則與減速裝置4連接，而減速裝置4通過傳動機構(如皮帶)由馬達5帶動。當馬達5通過減速裝置4帶動旋轉軸2和翼型軸流槳3轉動，會產生如圖1中箭頭所示的軸向流動。參看圖2，這是翼型軸流槳3的結構示意圖。這里畫了四個葉片6，實際上，二個或二個以上的葉片6也適用于本技術。各葉片6用可拆卸或不可拆卸的方式互相間隔均勻地固定在輪轂7上。翼型軸流槳3通過輪轂7而可拆卸地或不可拆卸地固定在旋轉軸2上。標號8表示各葉片6的葉梢，標號9表示各葉片6的葉根，標號10表示各葉片6的導邊(即葉片朝向葉片運動方向(如圖中箭頭所示)一側的邊沿)，而標號11表示各葉片的隨邊。參看圖3，翼型軸流槳3的葉片6在其半徑方向的寬度范圍內與任一與其旋轉軸2(或輪轂7)共軸的圓柱面12相交所形成的剖面均為機翼型。這些葉片及其機翼型剖面具有特定的拱度分布、厚度分布、螺距角分布和盤面比，以適用特定的攪拌目的。參看圖4，這是圖3所示圓柱面上的翼型剖面展開在平面上所形成的圖形。在該翼型剖面中，C為弦長，δ為拱度， ＝ (δ)/(C) 為拱度比，δm為最大拱度， ＝ (δm)/(C) 為最大拱度比。X為拱度δ的弦向位置， ＝ (X)/(C) ；Xm為δm的弦向位置， m＝ (Xm)/(C) 。翼型拱度比 的分布，根據不同的混合要求可采用不同的翼型拱度分布分式和數值。這里推薦的翼型拱度分布公式是 ＝－ (f)/2 (a m － 2)(當0≤ ≤ m時)(1a) ＝ (f(a-1))/((1-Xm)2) 〔1-2 m+2XmX-X2〕當 m＜ ≤1時)(1b)式(1a)、(1b)中，f為與最大拱度比有關的常數f＝ ，其中a<p>表9 花椒精油分析結果 <p>應用例一氣液攪拌系統冷模試驗。試驗釜直徑T＝786毫米，試驗介質為1.3％－1.4％濃度的CMC濃液。共二層槳葉，試驗轉速100轉／分－350轉／分。試驗在兩種情況下進行情況Ⅰ底層槳葉為傳統的平葉透平槳，槳徑為 (T)/3 。上層為本技術翼型軸流槳，槳徑為320毫米，四葉，盤面比為0.91。葉根處螺距角為47.4°，最大拱度比為3.0％，翼厚比1.3％；葉梢處螺距角為22°，最大拱度比2.3％，翼厚比1.2％。底層槳葉距釜底距離為 (T)/3 ，翼型軸流槳距底層槳距離為 2/3 T。情況Ⅱ底層槳與上層槳均為傳統的平葉透平槳，槳徑均為 (T)/3 ，其它與情況Ⅰ同。試驗內容溶氧傳質系數的比較。試驗結果CMC溶液表現粘度為300厘泊時，在單位體積功率相同的條件下，情況Ⅰ的溶氧傳質系數比情況Ⅱ的提高20－25％。應用例二氣液攪拌系統50米3赤霉素發酵罐工業試驗。發酵罐直徑T＝3000毫米。共有三層槳葉，轉速120轉／分。試驗在下述兩種情況下進行情況Ⅰ底層槳為彎葉透平槳，直徑D＝1000毫米。上二層槳為本技術翼型軸流槳，槳葉直徑D＝1155毫米，四葉，盤面比0.85。葉根處螺距角51°，最大拱度比2.1％，最大翼厚比2.0％；葉梢處，螺距角24.8°，最大拱度比1.8％，最大翼厚比1.9％。情況Ⅱ三層均為彎葉透平槳，直徑D＝1000毫米，其余與情況Ⅰ同。試驗內容使用不同槳葉時，比較赤霉素發酵指數，攪拌功率，通氣量等參數。試驗結果情況Ⅰ與情況Ⅱ相比，赤霉素7批發酵的平均發酵指數提高10.4％，同時，攪拌功率降低6％，通氣量節約5％左右。應用例三液液分散系統冷模試驗。試驗介質磺化煤油一水，體積比V油／(V油＋V水)＝0.1。試驗釜直徑T＝284毫米。試驗在三種情況下進行情況Ⅰ單層翼型軸流槳，槳葉直徑D＝142毫米，四葉，盤面比0.4。葉根處螺距角為49.5°，最大拱度比為1.5％，最大翼厚比為11％。槳葉0.9半徑處螺距角27.6°，最大拱度比2.6％，最大翼厚比9.6％。葉梢處弦長為0.9半徑處弦長的11％，最大拱度比0.2％，螺距角23.6°。情況Ⅱ單層二葉平槳，槳徑D＝142毫米。情況Ⅲ單層三葉后掠槳，槳徑D＝142毫米。試驗內容形成一定尺寸液滴所需的功率及液滴尺寸的均勻度。試驗結果1.達到相同的平均滴徑d32，翼型軸流槳所需的單位體積功率PV最小。 亦即翼型軸流槳所需功率比二葉平槳本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種攪拌反應釜用的翼型軸流攪拌槳，包括一輪轂，若干可拆卸或不可拆卸地安裝在輪轂上的葉片，其特征在于，所述葉片是二片或二片以上，所述葉片在其半徑方向的寬度范圍內與任一與其輪轂共軸的圓柱面相交所形成的剖面均為機翼型。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳民權，戴干策，
申請(專利權)人：華東化工學院，
類型：實用新型
國別省市：31[中國|上海]