攪拌器葉輪裝置的制造方法
【專利摘要】一種用于將氣體分散至固體和液體的漿料內的攪拌器葉輪裝置(1)，包括葉輪(6)，葉輪(6)有多個攪拌葉片(8)，攪拌葉片(8)沿徑向等間距地安裝在圓形輪轂盤(7)上。各攪拌葉片(8)包括：下部豎直分散葉片(9)，其與圓形輪轂盤的半徑平行地布置在圓形輪轂盤(7)的平面下面，所述豎直分散葉片(9)有：直的豎直外邊緣(10)，其靠近圓形輪轂盤(7)的周邊(11)；內邊緣(12)，其靠近軸(2)；圓角邊緣(13)，其在外邊緣和內邊緣之間以一半徑r彎曲；上部豎直分散葉片(14)，其布置在圓形輪轂盤(7)的平面上方，并平行于圓形輪轂盤的半徑；傾斜懸垂葉片(15)，其布置在圓形輪轂盤(7)的周邊的徑向外部，相對于豎直方向成第一角度(α)，在圓形輪轂盤的平面下面。
【專利說明】
橫拌器葉輪裝置
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及一種用于將氣體分散至固體和液體的漿料內的攬拌器葉輪裝置。
【背景技術】
[0002] 在現(xiàn)有技術中由US4548765已知一種用于將氣體分散至固體和液體的漿料內的攬 拌器葉輪裝置。該裝置包括旋轉軸，該旋轉軸有與旋轉裝置連接的上端W及自由的下端。該 裝置還包括葉輪，該葉輪相對于中屯、軸線同軸地中屯、地與旋轉軸的下端連接。葉輪有水平 的圓形輪穀盤，該圓形輪穀盤中屯、地水平地與旋轉軸的下端連接。多個攬拌葉片沿徑向等 間距地安裝在圓形輪穀盤上。
[0003] US4548765公開了各攬拌葉片包括下部豎直分散葉片，該下部豎直分散葉片與圓 形輪穀盤的半徑平行地布置在圓形輪穀盤的平面下面。豎直分散葉片有:直的豎直外邊緣， 該外邊緣靠近圓形輪穀盤的周邊；內邊緣，該內邊緣靠近軸；W及圓角邊緣，該圓角邊緣在 外邊緣和內邊緣之間W-定半徑彎曲。葉輪還包括上部豎直分散葉片，該上部豎直分散葉 片布置在圓形輪穀盤的平面上方，并平行于圓形輪穀盤的半徑。葉輪還包括傾斜懸垂葉片， 該傾斜懸垂葉片相對于豎直方向W第一角度布置在圓形輪穀盤的周邊的徑向外部并在圓 形輪穀盤的平面下面。
[0004] 與US4548765的葉輪相對應，還有商標名為OKTOP⑧2000的市場產品。 OKTOP⑩2000葉片的性能特征突出。它是用于將氣體分散至Ξ相系統(tǒng)(氣體、液體和固 體）中的高效葉輪。問題是所述已知葉輪是相當復雜的結構，具有超過20個部件，運些部件 通過50處焊接來裝配，需要將六個攬拌葉片裝配在圓形輪穀盤上。各攬拌葉片由四個分離 的葉片部件來裝配，因為上部分散葉片和下部分散葉片是焊接在圓形輪穀盤上的分離部 件，在周邊外部的傾斜懸垂葉片焊接在臂上，該臂焊接在圓形輪穀上。復雜的結構導致較高 的制造成本。大量的部件和焊接也使得質量控制非常困難。另一問題是焊接接頭易遭受疲 勞裂紋和腐蝕。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的是減輕上述缺點。
[0006] 特別是，本發(fā)明的目的是提供一種具有葉輪的葉輪裝置，該葉輪裝置是具有很少 部件的簡單結構，能夠在沒有焊接的情況下制造，并減小制造成本和提高質量。
[0007] 而且，本發(fā)明的目的是提供一種具有葉輪的葉輪裝置，該葉輪裝置具有提高的混 合性能和高功率指數(shù)。
[000引而且，本發(fā)明的目的是提供一種具有葉輪的葉輪裝置，該葉輪裝置具有提高的疲 勞強度和較長壽命。
[0009]根據一個方面，本發(fā)明提供了一種用于將氣體分散至固體和液體的漿料內的攬拌 器葉輪裝置。該裝置包括旋轉軸，該旋轉軸有與旋轉裝置連接的上端W及自由的下端。旋轉 軸有中屯、軸線。所述裝置還包括:葉輪，該葉輪相對于中屯、軸線同軸地中屯、地與旋轉軸的下 端連接。葉輪包括水平的圓形輪穀盤，該圓形輪穀盤中屯、地水平地與旋轉軸的下端連接；w 及多個攬拌葉片，運些攬拌葉片沿徑向等間距地安裝在圓形輪穀盤上。各攬拌葉片包括下 部豎直分散葉片，該下部豎直分散葉片與圓形輪穀盤的半徑平行地布置在圓形輪穀盤的平 面下面，所述豎直分散葉片有:直的豎直外邊緣，該豎直外邊緣靠近圓形輪穀盤的周邊；內 邊緣，該內邊緣靠近旋轉軸線；W及圓角邊緣，該圓角邊緣在外邊緣和內邊緣之間W-定半 徑彎曲。各攬拌葉片還包括上部豎直分散葉片，該上部豎直分散葉片布置在圓形輪穀盤的 平面上方，并平行于圓形輪穀盤的半徑。各攬拌葉片還包括傾斜懸垂葉片，該傾斜懸垂葉片 布置在圓形輪穀盤的周邊的徑向外部，相對于豎直方向成第一角度，在圓形輪穀盤的平面 下面。
[0010] 根據本發(fā)明，攬拌葉片為一個整體的金屬板零件，下部豎直分散葉片、上部豎直分 散葉片和傾斜懸垂葉片由單個金屬板巧料來彎曲。
[0011] 本發(fā)明的優(yōu)點是它提供了具有簡單結構和較少部件的葉輪。葉輪能夠在沒有焊接 的情況下制造，并降低了制造成本和提高了質量。而且，葉輪有提高的疲勞強度和較長壽 命。
[0012] 在本發(fā)明的實施例中，攬拌葉片包括:水平部件，該水平部件布置在上部豎直分散 葉片和下部豎直分散葉片之間；螺栓孔布置在水平部件上，用于通過螺栓接頭而將攬拌葉 片附接在圓形輪穀盤上。
[0013] 在本發(fā)明的實施例中，攬拌葉片有外端和內端，該內端比外端更接近中屯、軸線，外 端和內端限定了攬拌葉片的長度;在中屯、軸線和外端之間的徑向距離限定了葉輪的半徑， 該半徑是葉輪的直徑的一半;攬拌葉片的長度為0.35XD，公差為±0.050。
[0014] 在本發(fā)明的實施例中，下部豎直分散葉片具有從水平部件的下表面開始測量的高 度，該高度為0.175 X D，公差為± 0.02D，其中，D是葉輪的直徑。
[0015] 在本發(fā)明的實施例中，下部豎直分散葉片具有寬度W，該寬度為0.15 XD，公差為± 0.02D，其中，D是葉輪的直徑。
[0016] 在本發(fā)明的實施例中，下部豎直分散葉片的彎曲圓角邊緣的半徑r為0.1 XD，公差 為±0.010,其中，D是葉輪的直徑。
[0017] 在本發(fā)明的實施例中，傾斜懸垂葉片的第一角度(α)為45°，公差為±5°。
[0018] 在本發(fā)明的實施例中，上部豎直分散葉片具有長度，該長度對應于攬拌葉片的長 度。
[0019] 在本發(fā)明的實施例中，上部豎直分散葉片具有從水平部件的上表面開始測量的高 度，該高度為0.105 X D，公差為± 0.01D，其中，D是葉輪的直徑。
[0020] 在本發(fā)明的實施例中，上部豎直分散葉片與水平部件的上表面成第二角度，該第 二角度為90°，公差為±5°。
[0021] 在本發(fā)明的實施例中，傾斜懸垂葉片有直的下邊緣，該下邊緣與傾斜懸垂葉片的 外邊緣成第Ξ角度，所述外邊緣與攬拌葉片的外端一致，該第Ξ角度為75°，公差為±5°。
[0022] 在本發(fā)明的實施例中，傾斜懸垂葉片有直的內邊緣，該內邊緣平行于外邊緣。
[0023] 在本發(fā)明的實施例中，間隙限定于傾斜懸垂葉片的內邊緣和下部豎直分散葉片的 外邊緣之間，所述間隙具有：寬度，該寬度為0.025 X D，公差為±0.00加；W及封閉端，該封 閉端布置在離下部豎直分散葉片的第一后部面有一側向距離A處，該側向距離A為0.045 X D，公差為±0.00抓，其中，D是葉輪的直徑。
[0024] 在本發(fā)明的實施例中，上部豎直分散葉片有第二后部面，下部豎直分散葉片有平 行于第二后部面的前部面，且在第二后部面和前部面之間的側向距離B為0.1 XD，公差為± 0.01D，其中，D是葉輪的直徑。
[0025] 在本發(fā)明的實施例中，攬拌葉片的金屬板具有厚度，該厚度為0.01 XD，公差為 0.01XD/-0.005XD。
[0026] 根據上述原理確定尺寸的葉輪具有提高的混合性能和高功率指數(shù)。在測試中，通 過本發(fā)明的原理構成的葉輪在與ΟΚΤΟΡ?2000湘同的功率輸入情況下產生類似的氣 體分散。而且，它在與ΟΚΤΟΡ敏2000相同的功率輸入情況下產生更好的固體分散。而 且，由于比ΟΚΤΟΡ獲2000更高的功率系數(shù)，它在更低尖端速度的情況下產生相同的混 合性能。因此，葉輪受到更小磨損和腐蝕，并能夠預期有更長壽命。還有， ΟΚΤΟΡ⑩2000的當前按比例放大的準則也能夠用于本發(fā)明的葉輪。
[0027] 應當知道，上述本發(fā)明的方面和實施例可W相互組合地使用。多個方面和實施例 可W組合在一起，W便形成本發(fā)明的另一實施例。
【附圖說明】
[0028] 包含為用于進一步理解本發(fā)明和構成本說明書一部分的附圖表示了本發(fā)明的實 施例，并與說明書一起幫助解釋本發(fā)明的原理。附圖中：
[0029] 圖1表示了反應器的豎直剖視圖，根據本發(fā)明一個實施例的葉輪裝置安裝在該反 應器中；
[0030] 圖2表示了圖1的葉輪裝置從上面斜向看時的軸測圖；
[0031] 圖3表示了圖2的葉輪裝置從下面斜向看時的軸測圖；
[0032] 圖4表示了圖2的葉輪裝置從上面看時的平面圖；
[0033] 圖5是圖2至4中所示的葉輪裝置的一個攬拌葉片的軸測圖；
[0034] 圖6表示了圖5的攬拌葉片的側視圖；
[0035] 圖7表示了圖5的攬拌葉片的端視圖；W及
[0036] 圖8表示了圖4的細節(jié)Ε。
【具體實施方式】
[0037] 圖1表示了反應器100,該反應器100裝備有攬拌器葉輪裝置1和布置在該葉輪裝置 下面的氣體進口 101。葉輪裝置1用于將從氣體進口 101排出的氣體有效地分散成小氣泡，同 時保持粉末狀固體在液體溶液中的良好懸浮，還在氣體-固體-液體懸浮液中產生較強的懸 浮保持的端流流場，該端流流場在反應器的中屯、向下，沿它的側部向上。操作方法與在 US4548765中所述類似。
[0038] 攬拌器葉輪裝置1包括旋轉軸2，該旋轉軸2有上端3，該上端3直接或通過傳動裝置 而與旋轉裝置4(例如電馬達)連接。旋轉軸2具有自由的下端5。軸的中屯、對稱軸線X是豎直 的。葉輪6相對于中屯、軸線X同軸地中屯、地與旋轉軸2的下端5連接。
[0039] 葉輪6包括水平圓形輪穀盤7,該圓形輪穀盤7中屯、地水平地與旋轉軸2的下端5連 接。葉輪還包括多個攬拌葉片8,所示實例為六個葉片8,運六個葉片沿徑向地等間距地安裝 在圓形輪穀盤7上。
[0040] 葉輪6的新結構只包含屯個部件：圓形輪穀盤7和六個葉片8。在裝配中根本不需要 焊接，運使得制造成本減小90%。葉輪的總成本是普通ΟΚΤΟΡ⑥2000設計的大約50%。 疲勞強度非常高。
[0041] 如由圖2至4可見，全部攬拌葉片都相同。最好在圖3中可見，各葉片8包括下部豎直 分散葉片9,該下部豎直分散葉片9布置在水平圓形輪穀盤7的平面下面，并平行于圓形輪穀 盤7的半徑。
[0042] 參考圖3和6,豎直分散葉片9有:直線形豎直外邊緣10,該外邊緣10靠近圓形輪穀 盤7的周邊11;內邊緣12,該內邊緣12靠近旋轉軸線及圓角邊緣13,該圓角邊緣13在外 邊緣10和內邊緣12之間W-半徑r彎曲。參考圖2、3、5、6和7,上部豎直分散葉片14布置在圓 形輪穀盤7的平面上方，并平行于圓形輪穀盤的半徑。傾斜懸垂葉片15布置在圓形輪穀盤7 的周邊的徑向外部，相對于豎直方向成第一角度〇,在圓形輪穀盤的平面下方。攬拌葉片8為 一個整體的金屬板零件，下部豎直分散葉片9、上部豎直分散葉片10和傾斜懸垂葉片15由單 個金屬板巧料彎曲。
[0043] 參考圖2至5,攬拌葉片8包括水平部件16,該水平部件16布置在上部豎直分散葉片 14和下部豎直分散葉片9之間。螺栓孔17布置在水平部件16處，用于通過螺栓接頭而將攬拌 葉片8附接在圓形輪穀盤7上。
[0044] 參考圖5和8,攬拌葉片8有外端18和內端19,該內端19比外端更接近中屯、軸線X。外 端18和內端19限定了攬拌葉片8的長度L。在中屯、軸線X和外端18之間的徑向距離確定了葉 輪6的半徑R，該半徑R是葉輪的直徑D的一半。攬拌葉片8的長度L為0.35 X D ± 0.05D。
[0045] 參考圖7,下部豎直分散葉片9具有高度化(從水平部件16的下表面20開始測量）， 該高度化為0.175 XD±0.02D。
[0046] 參考圖8,下部豎直分散葉片9具有寬度W，該寬度W為0.15XD±0.02D。
[0047] 參考圖6，下部豎直分散葉片9的彎曲圓角邊緣13的半徑r為0.1 X D ± 0.01D。
[004引參考圖7,傾斜懸垂葉片15的第一角度α為45° ±5°。
[0049] 參考圖5和8,上部豎直分散葉片14具有長度L，該長度L對應于攬拌葉片8的長度L。
[0050] 參考圖7,上部豎直分散葉片14具有高度化(從水平部件16的上表面21開始測量）， 該高度 Hu 為 〇.l〇5XD±0.01D。
[0051] 參考圖7,上部豎直分散葉片14與水平部件16的上表面21成第二角度β，該第二角 度β為 90°±5°。
[0052] 參考圖5,傾斜懸垂葉片15有直的下邊緣22,該下邊緣22與傾斜懸垂葉片15的外邊 緣23成第Ξ角度丫，所述外邊緣23與攬拌葉片8的外端18-致，該第Ξ角度丫為75° ±5°。傾 斜懸垂葉片15有直的內邊緣24，該內邊緣24平行于外邊緣。
[0053] 如圖5至8中所示，間隙G限定于傾斜懸垂葉片15的內邊緣24和下部豎直分散葉片 10的外邊緣10之間。間隙G的寬度S為0.025 XD±0.00加。間隙G的封閉端25位于離下部豎直 分散葉片9的第一后部面26-側向距離A處，該側向距離A為0.045 X D ± 0.005 X D。
[0054] 如圖7中所示，上部豎直分散葉片14有第二后部面27,下部豎直分散葉片9有平行 于第二后部面27的前部面28,且在第二后部面27和前部面28之間的側向距離B為0.1 XD± 0.01D。攬拌葉片8的金屬板具有厚度C，該厚度坊J0.0 1 X D+0.01 X D/-0.005 X D。
[0055] 因為上述尺寸都確定為與葉輪6的直徑D成正比（見圖4)，因此它們可根據上述原 理來縮放。
[0056] 盡管已經結合特定類型的葉輪裝置介紹了本發(fā)明，但是應當知道，本發(fā)明并不局 限于任意特定類型的葉輪裝置。盡管已經結合多個示例實施例和實施方式介紹了本發(fā)明， 但是本發(fā)明并不局限于此，而是覆蓋落在后面的權利要求的范圍內的多種變化形式和等效 結構。
【主權項】
1. 一種用于將氣體分散至固體和液體的漿料內的攪拌器葉輪裝置(1)，該裝置包括： 旋轉軸（2 )，該旋轉軸有與旋轉裝置(4)連接的上端(3)以及自由的下端（5 )，所述旋轉 軸有中心軸線(X)，該中心軸線是旋轉軸線；以及 葉輪(6)，該葉輪相對于所述中心軸線(X)同軸地中心地與旋轉軸（2)的下端(5)連接， 所述葉輪(6)有： 水平的圓形輪轂盤(7)，該圓形輪轂盤在中心處水平地與旋轉軸(2)的下端(5)連接；以 及 多個攪拌葉片(8)，這些攪拌葉片(8)徑向地等間距地安裝在圓形輪轂盤(7)上，各攪拌 葉片(8)包括： +下部豎直分散葉片(9)，該下部豎直分散葉片（9)與所述圓形輪轂盤的半徑平行地布 置在所述圓形輪轂盤(7)的平面的下面，所述豎直分散葉片(9)有:直的豎直外邊緣（10)，該 豎直外邊緣靠近所述圓形輪轂盤(7)的周邊（11);內邊緣（12)，該內邊緣（12)靠近旋轉軸線 (X);以及圓角邊緣(13)，該圓角邊緣在所述外邊緣和內邊緣之間以一半徑r彎曲； +上部豎直分散葉片（14)，該上部豎直分散葉片（14)布置在所述圓形輪轂盤(7)的平面 的上方，并平行于所述圓形輪轂盤的半徑；以及 +傾斜懸垂葉片（15)，該傾斜懸垂葉片（15)布置在所述圓形輪轂盤(7)的周邊的徑向外 部，相對于豎直方向成第一角度(α)，在所述圓形輪轂盤的平面的下面，其特征在于:攪拌葉 片(8)是一個整體的金屬板零件，所述下部豎直分散葉片(9)、上部豎直分散葉片（14)和傾 斜懸垂葉片（15)由單個金屬板坯料彎曲。2. 根據權利要求1所述的攪拌器葉輪裝置，其特征在于:攪拌葉片(8)包括： 水平部件（16)，該水平部件（16)布置在所述上部豎直分散葉片（14)和下部豎直分散葉 片(9)之間；以及 螺栓孔（17)布置在水平部件（16)上，用于通過螺栓接頭而將攪拌葉片（8)附接在所述 圓形輪轂盤(7)上。3. 根據權利要求1或2所述的攪拌器葉輪裝置，其特征在于:攪拌葉片(8)有外端（18)和 內端（19)，該內端（19)比外端更接近中心軸線(X)，所述外端和內端限定了所述攪拌葉片的 長度(L);在中心軸線(X)和外端（18)之間的徑向距離限定了葉輪(6)的半徑(R)，該半徑(R) 是葉輪的直徑(D)的一半;所述攪拌葉片(8)的長度(L)為0.35XD±0.05D。4. 根據前述任意一項權利要求所述的攪拌器葉輪裝置，其特征在于：下部豎直分散葉 片（9)具有從水平部件（16)的下表面(20)開始測量的高度(Hl)，該高度(Hl)為0.175 XD± 0.02D，其中，D是葉輪(6)的直徑(D)。5. 根據權利要求1至4中任意一項所述的攪拌器葉輪裝置，其特征在于：下部豎直分散 葉片(9)具有寬度(W)，該寬度(W)為0.15XD±0.02D，其中，D是葉輪(6)的直徑(D)。6. 根據權利要求1至5中任意一項所述的攪拌器葉輪裝置，其特征在于：下部豎直分散 葉片(9)的彎曲圓角邊緣(13)的半徑(r)為0.1XD±0.01D，其中，D是葉輪(6)的直徑(D)。7. 根據權利要求1至6中任意一項所述的攪拌器葉輪裝置，其特征在于:傾斜懸垂葉片 (15)的第一角度(α)為45° ±5°。8. 根據權利要求1至7中任意一項所述的攪拌器葉輪裝置，其特征在于：上部豎直分散 葉片（14)具有長度(L)，該長度(L)對應于攪拌葉片(8)的長度(L)。9. 根據權利要求1至8中任意一項所述的攪拌器葉輪裝置，其特征在于：上部豎直分散 葉片（14)具有從水平部件（16)的上表面(21)開始測量的高度(Hu)，該高度(Hu)為0.105 XD ±0.01D，其中，D是葉輪(6)的直徑(D)。10. 根據權利要求9所述的攪拌器葉輪裝置，其特征在于:上部豎直分散葉片（14)與水 平部件（16)的上表面(21)成第二角度(β)，所述第二角度(β)為90° ±5°。11. 根據權利要求1至10中任意一項所述的攪拌器葉輪裝置，其特征在于:傾斜懸垂葉 片（15)有直的下邊緣（22)，該下邊緣（22)與傾斜懸垂葉片（15)的外邊緣（23)成第三角度 (γ )，所述外邊緣(23)與攪拌葉片(8)的外端（18)-致，該第三角度（γ )為75° ±5°。12. 根據權利要求1至11中任意一項所述的攪拌器葉輪裝置，其特征在于:傾斜懸垂葉 片（15)有直的內邊緣(24)，該內邊緣(24)平行于外邊緣(23)。13. 根據權利要求12所述的攪拌器葉輪裝置，其特征在于：間隙(G)限定于傾斜懸垂葉 片（15)的內邊緣(24)和下部豎直分散葉片（10)的外邊緣(10)之間，所述間隙(G)具有:寬度 (s)，該寬度(s)為0.025 XD±0.005 XD;以及封閉端(25)，該封閉端(25)布置在離下部豎直 分散葉片(9)的第一后部面(26) -側向距離A處，該側向距離A為0.045 X D±0.005D，其中，D 是葉輪(6)的直徑(D)。14. 根據權利要求1至13中任意一項所述的攪拌器葉輪裝置，其特征在于:上部豎直分 散葉片（14)有第二后部面(27)，下部豎直分散葉片(9)有平行于第二后部面(27)的前部面 (28)，且在第二后部面(27)和前部面(28)之間的側向距離B為0.1 XD±0.01 XD，其中，D是 葉輪(6)的直徑(D)。15. 根據權利要求1至14中任意一項所述的攪拌器葉輪裝置，其特征在于:攪拌葉片(8) 的金屬板具有厚度(C)，該厚度(C)為0.01 XD+0.01 XD/-0.005XD。
【文檔編號】C02F3/16GK105992637SQ201480065453
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2014年11月26日
【發(fā)明人】V·斯特勒默, M·萊赫托寧
【申請人】奧圖泰(芬蘭)公司