一种回转流道推流式大型搅拌槽制造技术

本发明专利技术提出了一种回转流道推流式大型搅拌槽，包括外筒、转轴，转轴上固定有叶轮，外筒中设有内筒，内筒通过支撑固定在外筒中，内筒的外径和高度分别为外筒内径和高度的0.25～0.4和0.8～0.9，内筒的进口端低于液面高度，内筒的进口端呈流线型圆弧；叶轮置于内筒中，内筒的内筒壁上装有固定翼，固定翼位于叶轮的下方，叶片数量比叶轮多1～2片；内筒下端开有条形槽，条形槽的高度为内筒高度的0.4～0.6。本发明专利技术能够获得很好的搅拌均匀性，高、低层悬浊液的浓度差可控制在5％左右，同时，与现有技术相比，可以节省功率三分之一以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种大型工程搅拌槽，特别涉及搅拌筒结构的改进。
技术介绍
现有的大型工程搅拌槽包括筒体，转轴安装在筒体中，在转轴不同高度位置上等间距设有N层轴对称的搅动叶片，转轴带动搅动叶片一同旋转，搅拌筒内液体。这是一种立式多层搅拌方式，即通过串联安装在一根轴上的多个搅动装置，在不同高度位置上对悬浊液进行搅拌。这种结构的搅拌桶，悬浊液无法实现上下循环流动，只能在各自高度上搅拌，在重力的作用下，悬浮物不能在槽体内沿高度方向充分混合，致使上下层溶液浓度差较大，所得到的悬浊液浓度均匀性很不理想；同时这种串联安装的多个搅动装置的驱动效率很低，功率消耗大，既浪费能源，又增加了生产成本。改善和提高悬浊液在搅拌槽内的搅拌均匀性，是提高搅拌槽性能需要解决的关键技术之一。同时，随着世界能源和环境危机的凸现，对于工业企业而言，一方面是降低能源成本压力越来越大，另一方面在当前节能减排受到国际社会广泛关注的形势下，高能耗设备的淘汰与更新是一种必然趋势，开发高效低能耗的新型搅拌槽己成为化工等相关行业的迫切需求。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的搅拌均匀性差、效率低能耗高等问题，本专利技术提出了一种回转流道推流式搅拌槽，以提高槽内搅拌悬浊液浓度的均匀性，降低功耗。本专利技术提出的一种回转流道推流式搅拌槽，包括外筒、转轴，转轴上固定有叶轮，其特征在于，外筒中设有内筒，内筒通过支撑固定在外筒中，内筒的外径和高度分别为外筒内径和高度的0.25～0.4和0.8～0.9，内筒的进口端低于液面高度，内筒的进口端呈流线型圆弧；叶轮置于内筒中，内筒的内筒壁上装有固定翼，固定翼位于叶轮的下游，叶轮的叶片数量为2～4片，固定翼叶片数为3～6片；内筒下端开有条形槽，条形槽的高度为内筒高度的0.4～0.6。所述内筒的出口端为流线型圆弧。所述内筒的条形槽的宽度之和与内筒外径的比值为0.04～0.18，条形槽数量为6～10个。所述叶轮的盘面比为叶片数乘以0.07～0.1。所述叶轮的叶片为径向变螺距形式，螺距大小根据搅拌流动所需要的流速确定，平均螺距0.6～0.8。本专利技术一种回转流道推流式大型搅拌槽，通过在内筒与外筒之间建立一个循环流道，采用固定翼和叶轮结构，推动悬浊液在搅拌槽内进行循环流动和揽拌，从而获得很好的搅拌均匀性，高、低层悬浊液的浓度差可控制在5％左右，同时，与现有技术相比，可以节省功率三分之一以上。附图说明图1为本专利技术回转流道推流式大型搅拌槽的结构示意图图2为图1的E-E视图；图3为图1的F-F视图。图中：1-外筒、2-内筒、3-转轴、4-叶轮、5-固定翼、6-条形槽、7-电机、8-支撑。具体实施方式下面结合附图对本专利技术回转流道推流式搅拌槽做详细描述。本专利技术的回转流道推流式搅拌槽的技术特点可归纳为：1.低阻回转流道：如图1所示，回转流道推流式搅拌槽包括外筒1，内筒2。内筒将槽体的内空间分隔成两部分，即内筒的内空间和内、外筒之间的空间，经由推流器推动的悬浊液由内筒喷出后，通过内、外筒之间的空间向上返回进入内筒，建立了一个循环流道。内筒2利用支撑8固定在外筒1中，支撑8的数量根据内筒2的高度确定，以保证内筒2能够稳定固定在外筒1中，内筒2将外筒1分为两个空间，即内筒2内壁形成的空间，以及在内筒2外壁与外筒1内壁之间形成的空间，如图2所示，后者为悬浮液的流动提供了循环流道，使悬浮液可以返回进入内筒2。内筒2的进口端和出口端呈流线型圆弧，以消除悬浮液在出入口形成死水区和回流区，从而保证循环流道的均匀顺畅与低阻特性。内筒出口和入口均采用下述方法确定的弧型出口曲线形状，这样的出入口可以消除死水区和回流区，保证了流道的均匀顺畅与低阻特性，这是本专利的重要内涵之一。流道水动力特性的评估计算应用计算流体力学方法，求解N-S方程。计算流体力学主要求解不可压N-S流体控制方程，由于N-S方程求解需要满足覆盖湍流能谱范围，物理量需要在时间尺度和空间尺度上同时满足宏观和微观的要求，导致计算量巨大无法工程应用。一般采用时间平均的方法将所有物理量表示为平均量和脉动量之和，并修改N-S方程得到所谓的RANS方程(1)、(2)，然后采用有限体积法求解此流体控制方程，并引入相应的湍流模型使控制方程封闭。求解此流体控制方程即可以得到流场内的速度场分布和压力场分布，用于分析流场的流动情况。∂ui∂xi=0---(1)]]>ρ∂ui∂t+ρuj∂ui∂xj=-∂p∂xi+∂∂xj(μ∂ui∂xj-ρui′uj′‾)---(2)]]>一般而言，内筒外径根据外筒内径Dc确定，取0.25Dc～0.4Dc；内筒高度根据外筒高度Hc及常用溶液高度决定，上端低于液面0.5Dc～1.0Dc，内筒高度Hn取0.8Hc～0.9Hc；内筒进、出口均为流线形形状。内筒2的进口端低于液面，为外筒1外径的0.5～1.0。2.高效推流器：由叶轮与固定翼组成的高效推流器是本专利另一特征。作为搅拌器的核心部件，设计中以追求其能量转换的高效率为目标，对于降低搅拌槽装机功率，减少能源消耗具有决定性作用。一般而言，高效推流器叶轮4安装在转轴3上，叶轮4的直径略小于内筒2的内径，叶片数为2～4叶，叶剖面为带有拱度的流线型机翼剖面。盘面比随叶片数变化，盘面比为叶片数乘以0.07～0.1，叶轮4的叶片为径向变螺距形式，螺距大小根据搅拌流动所需要的流速确定，平均螺距0.6～0.8。装有叶轮4的转轴3置于内筒2中，转轴3由电机7驱动。内筒2的内筒壁上装有固定翼5，固定翼5位于叶轮4的下方，以减少叶轮尾流的旋转能损耗，进一步提高推流器推流效率，降低搅拌槽的能源消耗。固定翼5的叶梢与内筒2内壁采用焊接方式相连接，叶片数量3～6片。叶片安装角等参数需在推流器设计过程中与叶轮参数一起确定。3.内筒下端开条形槽：内筒2下端开有条形槽6，以降低启动阶段的流动阻力，利于整体循环流动的建立，如图3所示，条形槽6的高度为内筒高度的0.4～0.6，条形槽6的宽度不大于400毫米，条形槽6的宽度之和与内筒(2)外径的比值为0.04～0.18，条形槽6的数量为6～10个。工作时，电机7带动转轴3上的叶轮4旋转，叶轮4与安装在内筒2内壁上的固定翼5组成高效推流器，将槽内的悬浊液由内筒2上部吸入，经推流器搅拌加速后从内筒2下端喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种回转流道推流式大型搅拌槽，包括外筒(1)、转轴(3)，转轴(3)上固定有叶轮(4)，其特征在于，外筒(1)中设有内筒(2)，内筒(2)通过支撑(8)固定在外筒(1)中，内筒(2)的外径和高度分别为外筒(1)内径和高度的0.25～0.4和0.8～0.9，内筒(2)的进口端低于液面高度，内筒(2)的进口端呈流线型圆弧；叶轮(4)置于内筒(2)中，内筒(2)的内筒壁上装有固定翼(5)，固定翼(5)位于叶轮(4)的下游，叶轮(4)的叶片数量为2～4片，固定翼(5)叶片数为3～6片；内筒(2)下端开有条形槽(6)，条形槽(6)的高度为内筒高度的0.4～0.6。

【技术特征摘要】
1.一种回转流道推流式大型搅拌槽，包括外筒(1)、转轴(3)，转轴(3)上固定有
叶轮(4)，其特征在于，外筒(1)中设有内筒(2)，内筒(2)通过支撑(8)固定在外筒
(1)中，内筒(2)的外径和高度分别为外筒(1)内径和高度的0.25～0.4和0.8～0.9，内
筒(2)的进口端低于液面高度，内筒(2)的进口端呈流线型圆弧；叶轮(4)置于内筒(2)
中，内筒(2)的内筒壁上装有固定翼(5)，固定翼(5)位于叶轮(4)的下游，叶轮(4)
的叶片数量为2～4片，固定翼(5)叶片数为3～6片；内筒(2)下端开有条形槽(6)，条
形槽(6)的高度为内筒高度的0.4～...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏程，翟树成，周伟新，吴幼华，黄国富，韩用波，周滨，刘登成，
申请(专利权)人：中船重工上海节能技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31