一种混流型桨叶及其设计方法技术

本发明专利技术专利涉及一种桨叶，尤其涉及一种混流型桨叶及其设计方法。包括叶根部法兰，所述的叶根部法兰中设有能提高适配范围的安装调节端，所述的叶根部法兰的底部设有向下延伸的桨叶，所述的桨叶的安放角β为15

【技术实现步骤摘要】
一种混流型桨叶及其设计方法


[0001]本专利技术专利涉及一种桨叶，尤其涉及一种混流型桨叶及其设计方法。

技术介绍

[0002]目前，医药、食品、造纸等行业中物料的流体混合或搅拌桨叶零件主要采用下列技术：
[0003]其一是采用涡轮式桨叶，它对物料的轴向推力较小，径向搅动则较大，因此它对物料的轴向推动较少，搅拌效果尚可，但循环效果不是很理想，即易使物料沉降或絮聚；水力效率很低，运行能耗较高；其二是采用推进式桨叶，它对物料的轴向推力很大，径向搅动则较小，因此它对物料的径向搅动较少，轴向推进或循环效果尚可，对物料的混合效果不是很理想；但效率较高，运行能耗较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种通过环向流、径向流和轴向流多种流体混合水力作用，提高物料的混合、循环或搅拌综合效率；优化水力性能，以最大程度地降低其运行能耗的一种混流型桨叶及其设计方法。
[0005]本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
[0006]一种混流型桨叶，包括叶根部法兰，所述的叶根部法兰中设有能提高适配范围的安装调节端，所述的叶根部法兰的底部设有向下延伸的桨叶，所述的桨叶的安放角β为15
°
～24
°
，所述的桨叶的桨叶后掠角γ为5
°
～11
°
。
[0007]作为优选，所述的桨叶正面的一端为进流面，与进流面相连通的为桨叶的工作型面，所述的桨叶正面的另一端为出流边，所述的桨叶的底部为顶缘；所述的桨叶的背面为背部型面；所述的桨叶为弧形状。
[0008]作为优选，所述的安装调节端包括设在叶根部法兰中心端的定心圆柱销，所述的叶根部法兰的边缘设有若干连接分布的定位销孔，所述的定位销孔的两端分别设有一对呈对称分布的腰形螺栓孔。
[0009]作为优选，所述的叶根部法兰的侧壁设有基准刻度线且基准刻度线与进流面呈对应分布，所述的基准刻度线与其中一组腰形螺栓孔对应；所述的叶根部法兰的侧壁设有工作角刻度线且工作角刻度线与出流边呈对应分布，所述的工作角刻度线与另一组腰形螺栓孔对应。
[0010]作为优选，所述的桨叶的工作角度为2.5
°
～23
°
，所述的叶根部法兰为叶根部圆法兰。
[0011]一种混流型桨叶的设计方法，所述的桨叶为为径向流线型和轴向流线型混合式扭曲结构；
[0012]桨叶总高H根据池槽尺寸确定，取为池槽长度或直径的5/61～8/71；
[0013]则A1、A2和A3，B1、B2和B3，T1、T2和T3，R、R1、R2和R3与桨叶总高H之间的几何关系
分别如下：窄向最大截面宽度A1为桨叶总高H的5/16～1/3，A2为桨叶总高H的3/10～4/13，A3为桨叶总高H的4/17～1/4；宽向最大截面偏心宽度B0为桨叶总高H的5/12～4/9，B1为桨叶总高H的5/13～2/5，B2为桨叶总高H的5/8～2/3，B3为桨叶总高H的2/3～11/16；中芯截面13上的厚度T1为桨叶总高H的1/13～2/25，T2为桨叶总高H的1/24～1/23，T3为桨叶总高H的3/100～1/32；
[0014]进流边和出流边的边缘厚度均为3～6mm，顶缘靠中芯截面处的边缘厚度为5～10mm，它们均为半圆状边缘，以提高过流性能；中芯截面上的曲率半径R为桨叶总高H的18/5～11/3；出流边上的曲率半径R1为桨叶总高H的1～10/9；进流边上的中下部曲率半径R2为桨叶总高H的5/11～8/17；顶缘上的曲率半径R3为桨叶总高H的9/23～2/5。
[0015]作为优选，所述桨叶的转速为190～320r/min。
[0016]β为桨叶安放角，主要起轴向推进作用；γ为桨叶后掠角，主要起径向搅动作用和自清洁能力，局部起环向流动作用。H为桨叶总高，其中H/4表示四分之一桨叶总高；A1、A2和A3分别为H/4等高下的窄向最大截面宽度；由于物料混合体系的多样性和物料流变特性的复杂性，采用先进的测试手段和计算流体力学技术，获取流体的流场、速度场、浓度场等，对混合、循环或搅拌的优化具有重要的现实意义，因此，中芯部位两侧采用非对称性设计，以破坏流体系统的周期性，可以大大提高混合、循环或搅拌效率，B0为中芯部位至进流边之间的宽向最大截面偏心宽度，B1、B2和B3分别为H/4等高下的宽向最大截面宽度；T1、T2和T3分别为H/4等高下的中芯截面上的厚度；R为中芯截面上的曲率半径，R1为出流边上的曲率半径，R2进流边上的中下部曲率半径，R3为顶缘上的曲率半径。
[0017]进流边主要起导向吸入物料的作用，使物料稳定地吸入；工作型面主要将吸入的物料通过环向流、径向流和轴向流多种流体混合水力作用，即起到“推波助澜”的作用，提高物料的混合、循环或搅拌综合效率，同时，优化水力性能，以最大程度地降低其运行能耗；顶缘主要起高速环向流的作用，使物流向四周环向流动；出流边主要将多种混合流体均匀排出，以便混合、循环和搅拌附近物料；叶根部圆法兰中的各定位销孔用于对桨叶工作角度进行定位与锁定、传递动力，根据物料的种类、混合、循环或搅拌任务、时间等工艺要求的不同，可以设置成不同的桨叶工作角度，其范围为2.5
°
～23
°
，也即工作范围很宽；定心圆柱销7用于对叶根部圆法兰的中心进行定位与锁定，便于加工、装配和调节混流型桨叶的工作角度时转动；叶根部法兰中的各腰形螺栓孔用于满足不同桨叶工作角度的旋转和穿固螺栓；叶根部圆法兰外圆上的基准刻度线主要作加工或装配时的找正基准，以提高加工或安装精度；叶根部圆法兰外圆上的工作角刻度线带有刻度线与度数值，用于显示或验证桨叶工作角度的实际度数；背部型面主要对工作型面上产生的混合流进行高效回流，使物料混合、循环或搅拌更加顺畅，也即起到“随波逐流”的作用。
[0018]工作原理：混流型桨叶在一定的功率与转速下，将物料从进流边处进入，通过工作型面上产生的环向流、径向流和轴向流，以及顶缘处排出的径向流物料携带周围的物料(包括静止的和流动的)环向流动，再从出流边轴向部排出的轴向物料作轴向推进运动，即起到“推波助澜”的作用，此时被混合的物料既有强烈的对流循环，又有很强的湍流扩散，形成前后左右上下较佳的混合流型，并如此反复地对物料进行混合、循环或搅拌；背部型面主要对工作型面上产生的混合流进行高效回流，使物料混合、循环或搅拌更加顺畅，也即起到“随波逐流”的作用；在消耗动力较小的情况下，获得较高的混合、循环或搅拌效率。
[0019]本专利技术与现有技术相比所具有的优点及效果：
[0020]通过环向流、径向流和轴向流多种流体混合水力作用，对物料的混合、循环或搅拌综合作用强。
[0021]混流型结构，水力效率高，降低了运行能耗。
[0022]转速较高，减小了桨叶体积与重量，提高了运行可靠性。
附图说明
[0023]图1是本专利技术的正面立体结构示意图；
[0024]图2是图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混流型桨叶，其特征在于：包括叶根部法兰(1)，所述的叶根部法兰(1)中设有能提高适配范围的安装调节端，所述的叶根部法兰(1)的底部设有向下延伸的桨叶(2)，所述的桨叶(2)的安放角β为15
°
～24
°
，所述的桨叶(2)的桨叶后掠角γ为5
°
～11
°
。2.根据权利要求1所述的一种混流型桨叶，其特征在于：所述的桨叶(2)正面的一端为进流面(3)，与进流面(3)相连通的为桨叶(2)的工作型面(4)，所述的桨叶(2)正面的另一端为出流边(5)，所述的桨叶(2)的底部为顶缘(6)；所述的桨叶(2)的背面为背部型面(7)；所述的桨叶(2)为弧形状。3.根据权利要求1或2所述的一种混流型桨叶，其特征在于：所述的安装调节端包括设在叶根部法兰(1)中心端的定心圆柱销(8)，所述的叶根部法兰(1)的边缘设有若干连接分布的定位销孔(9)，所述的定位销孔(9)的两端分别设有一对呈对称分布的腰形螺栓孔(10)。4.根据权利要求3所述的一种混流型桨叶，其特征在于：所述的叶根部法兰(1)的侧壁设有基准刻度线(11)且基准刻度线(11)与进流面(3)呈对应分布，所述的基准刻度线(11)与其中一组腰形螺栓孔(10)对应；所述的叶根部法兰(1)的侧壁设有工作角刻度线(12)且工作角刻度线(12)与出流边(5)呈对应分布，所述的工作角刻度线(12)与另一组腰形螺栓孔(10)对应。5.根据权利要求1或2所述的一种混流型桨叶，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚加友，
申请(专利权)人：杭州萧山美特轻工机械有限公司，
类型：发明
国别省市：