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CN107433176A - 一种强化矿物浸出的刚柔组合式搅拌桨 - Google Patents

一种强化矿物浸出的刚柔组合式搅拌桨 Download PDF

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CN107433176A
CN107433176A CN201710621138.7A CN201710621138A CN107433176A CN 107433176 A CN107433176 A CN 107433176A CN 201710621138 A CN201710621138 A CN 201710621138A CN 107433176 A CN107433176 A CN 107433176A
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China
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rigid
paddle
earrings
earclip
agitating paddle
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CN201710621138.7A
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刘作华
杨义
陶长元
谷德银
邱发成
李兵
范兴
杜军
刘仁龙
谢昭明
周小霞
吴丙山
唐金晶
孔令峰
李文生
许传林
许恢琴
张柱
张旭娟
张红晶
罗自萍
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Chongqing University
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Chongqing University
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Abstract

本发明公开了一种强化矿物浸出的刚柔组合式搅拌桨,包括搅拌轴、刚性搅拌桨、固定装置、耳扣、焊接片、耳环和柔性绳。主要由固定在搅拌轴上的刚性搅拌桨、焊接片与通过耳扣和耳环连接的柔性绳构成。通过电机带动刚柔组合桨在搅拌槽内转动,向搅拌槽内流体输入机械能,使流体获得适宜的流场,强化流体混合过程。本发明的柔性绳式刚柔组合搅拌桨中能够减小刚柔组合桨在旋转过程中桨叶受到的阻力,减小扭矩,降低功耗。柔性绳在搅拌桨与物料的相互作用下,自身能够不断抖动或做多体运动,降低了固体颗粒的轴向运动,增大桨叶区域附近流体的流动效果,增大搅拌槽内流体的湍动程度,强化能量传递过程,提高物料的混合效果,并且能够节省装置成本。

Description

一种强化矿物浸出的刚柔组合式搅拌桨
技术领域
本发明涉及化工、冶金工业浸出工艺中搅拌装置的搅拌桨,具体是一种强化矿物浸出的刚柔组合式搅拌桨。
背景技术
搅拌反应器广泛应用于湿法冶金行业,是矿物浸出工艺流程的核心设备,其经济性与流体混合性能密切相关。大多数矿物浸出装置都是无挡板搅拌反应器,搅拌槽高径比较大,传统刚性桨的轴向混合较差,矿物矿粉不能充分悬浮,搅拌槽底部常出现堆积现象,矿物矿粉与硫酸接触不充分,固液两相有效接触面积较小,导致矿物浸出时间长,浸出效率低;且由于搅拌槽内流场结构的对称性,容易形成“柱状回流”,使搅拌桨的大部分能量用于维持固液混合体系的旋转运动和流动,以及消耗在搅拌桨边缘和搅拌桨后的尾涡处。
刚柔组合桨其不但具有刚性桨的剪切作用,还具有柔性体的多体运动,通过刚-柔-流的耦合作用,在流场中可形成明显不同于刚性桨的涡结构,其多尺度流场结构不稳定性增强,且能够从“涡街”中汲取能量,提高流体混合效率;但现有刚柔组合桨在旋转过程容易产生较大的离心力,导致搅拌槽壁附近的固含率较高,搅拌轴附近的固含率较低,径向固体颗粒浓度存在差异。针对传统刚柔组合桨的弊端,本发明通过在上下桨叶中间位置处的搅拌轴上安装固定装置,将上下桨叶上的耳扣与固定装置的焊接片上的耳环相连接,降低搅拌过程中桨叶所产生的离心力,改善固体颗粒在搅拌槽径向的分布情况,提高矿酸的混合效果,提高矿物的浸出率,缩短矿物的浸出时间。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中,搅拌效率低、混合程度不高等问题,提供一种强化矿物浸出的刚柔组合式搅拌桨。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的,一种强化矿物浸出的刚柔组合式搅拌桨,其特征在于,包括:搅拌轴、柔性绳Ⅰ、耳环Ⅰ、柔性绳Ⅱ、耳扣Ⅰ、刚性搅拌桨Ⅰ、耳扣Ⅱ、耳环Ⅱ、焊接片和刚性搅拌桨Ⅱ。
所述柔性绳Ⅰ、耳环Ⅰ、耳扣Ⅰ和刚性搅拌桨Ⅰ构成系统Ⅰ。
所述柔性绳Ⅱ、耳环Ⅱ、耳扣Ⅱ和刚性搅拌桨Ⅱ构成系统Ⅱ。
所述搅拌轴为圆柱体结构。
所述搅拌轴的柱面上设置有若干个连接节点A。所述焊接片、系统Ⅰ中的刚性搅拌桨Ⅰ和系统Ⅱ中的刚性搅拌桨Ⅱ均通过连接节点A与搅拌轴相连。
若干个所述焊接片所在节点位置位于同一个平面上,所述平面为搅拌轴的截面。所述焊接片在搅拌轴的柱面上均匀分布。
所述系统Ⅰ中包括若干个刚性搅拌桨Ⅰ,所有刚性搅拌桨Ⅰ所在节点位置也位于同一平面上,所述平面为搅拌轴的截面。所述刚性搅拌桨Ⅰ在搅拌轴的柱面上呈风扇扇叶状均匀分布。
所述系统Ⅱ中包括若干个刚性搅拌桨Ⅱ,所有刚性搅拌桨Ⅱ所在节点位置也位于同一平面上,所述平面为搅拌轴的截面。所述刚性搅拌桨Ⅱ在搅拌轴的柱面上呈风扇扇叶状均匀分布。
所述系统Ⅰ中的刚性搅拌桨Ⅰ和系统Ⅱ中的刚性搅拌桨Ⅱ关于节点B对称,所述节点B位于搅拌轴的中心轴上。
所述系统Ⅰ和系统Ⅱ分别位于搅拌轴的两端。所述焊接片位于系统Ⅰ和系统Ⅱ之间。所述焊接片与刚性搅拌桨Ⅰ、刚性搅拌桨Ⅱ的数量相等。
每一个所述焊接片的一端与搅拌轴相连,另一端上安装有耳环Ⅰ和耳环Ⅱ。所述耳环Ⅰ和耳环Ⅱ呈闭合的圆环状结构。所述耳环Ⅰ和耳环Ⅱ分别位于焊接片的两端且位置对称。
每一个所述刚性搅拌桨Ⅰ的一端与搅拌轴相连,另一端上安装有耳扣Ⅰ。所述耳扣Ⅰ在刚性搅拌桨Ⅰ上呈闭合的半圆环状结构。
每一个所述刚性搅拌桨Ⅱ的一端与搅拌轴相连,另一端上安装有耳扣Ⅱ。所述耳扣Ⅱ在刚性搅拌桨Ⅱ上呈闭合的半圆环状结构。
所述耳扣Ⅰ和耳扣Ⅱ关于节点B对称。
所述柔性绳Ⅰ的一端穿过耳环Ⅰ,另一端穿过耳扣Ⅰ,在焊接片和刚性搅拌桨Ⅰ之间形成连接结构。
所述柔性绳Ⅱ的一端穿过耳环Ⅱ,另一端穿过耳扣Ⅱ,在焊接片和刚性搅拌桨Ⅱ之间形成连接结构。
所述柔性绳Ⅰ、柔性绳Ⅱ、耳环Ⅰ、耳环Ⅱ、耳扣Ⅰ、耳扣Ⅱ、刚性搅拌桨Ⅰ、刚性搅拌桨Ⅱ和焊接片的数量相等。
一种强化矿物浸出的刚柔组合式搅拌桨,其特征在于,包括:搅拌轴、柔性绳Ⅰ、固定装置、耳环Ⅰ、柔性绳Ⅱ、耳扣Ⅰ、刚性搅拌桨Ⅰ、耳扣Ⅱ、耳环Ⅱ、焊接片和刚性搅拌桨Ⅱ。
所述柔性绳Ⅰ、耳环Ⅰ、耳扣Ⅰ和刚性搅拌桨Ⅰ构成系统Ⅰ。
所述柔性绳Ⅱ、耳环Ⅱ、耳扣Ⅱ和刚性搅拌桨Ⅱ构成系统Ⅱ。
所述搅拌轴为圆柱体结构。
所述固定装置为两端开口且内中空的圆柱体管状结构。所述固定装置套在搅拌轴上。所述固定装置的内径与搅拌轴的直径相契合。所述固定装置在搅拌轴上能够保持位置固定,还能够上下滑动后进行位置固定。
所述固定装置的柱面上设置有若干个连接节点C,若干个所述连接节点C位于同一个平面上,所述平面为固定装置的截面。
若干个所述焊接片通过连接节点C与固定装置相连。所述焊接片在固定装置的柱面上均匀分布。
所述固定装置位于搅拌轴的中间位置上。
所述搅拌轴的两端柱面上分别设置有若干个连接节点D和连接节点E。若干个所述连接节点D位于同一个平面上,若干个所述连接节点E位于同一个平面上。这些平面均为搅拌轴的截面。
所述刚性搅拌桨Ⅰ通过连接节点D与搅拌轴相连。所述刚性搅拌桨Ⅱ通过连接节点E与搅拌轴相连。所述刚性搅拌桨Ⅰ和刚性搅拌桨Ⅱ在搅拌轴的柱面上呈风扇扇叶状均匀分布。所述刚性搅拌桨Ⅰ和刚性搅拌桨Ⅱ关于节点F对称,所述节点F位于搅拌轴的中心轴位置处。
所述刚性搅拌桨Ⅰ、刚性搅拌桨Ⅱ和焊接片的数量相等。
每一个所述焊接片的一端与固定装置相连,另一端上安装有耳环Ⅰ和耳环Ⅱ。所述耳环Ⅰ和耳环Ⅱ呈闭合的圆环状结构。所述耳环Ⅰ和耳环Ⅱ分别位于焊接片的两端且位置对称。
每一个所述刚性搅拌桨Ⅰ的一端与搅拌轴相连,另一端上安装有耳扣Ⅰ。所述耳扣Ⅰ在刚性搅拌桨Ⅰ上呈闭合的半圆环状结构。
每一个所述刚性搅拌桨Ⅱ的一端与搅拌轴相连,另一端上安装有耳扣Ⅱ。所述耳扣Ⅱ在刚性搅拌桨Ⅱ上呈闭合的半圆环状结构。
所述耳扣Ⅰ和耳扣Ⅱ关于节点F对称。
所述柔性绳Ⅰ的一端穿过耳环Ⅰ,另一端穿过耳扣Ⅰ,在焊接片和刚性搅拌桨Ⅰ之间形成连接结构。
所述柔性绳Ⅱ的一端穿过耳环Ⅱ,另一端穿过耳扣Ⅱ,在焊接片和刚性搅拌桨Ⅱ之间形成连接结构。
所述柔性绳Ⅰ、柔性绳Ⅱ、耳环Ⅰ、耳环Ⅱ、耳扣Ⅰ、耳扣Ⅱ、刚性搅拌桨Ⅰ、刚性搅拌桨Ⅱ和焊接片的数量相等。
进一步,所述柔性绳Ⅰ和柔性绳Ⅱ的材质包括尼龙绳、钢丝绳或聚四氟乙烯绳。
进一步,所述柔性绳Ⅰ和柔性绳Ⅱ的直径为d1和d2,所述刚性搅拌桨Ⅰ和刚性搅拌桨Ⅱ的直径D1和D2,d1或d2是D1或D2的1/60~1/40。
进一步,所述耳环Ⅰ和耳环Ⅱ的直径均为Φ1,所述耳扣Ⅰ和耳扣Ⅱ的直径均为Φ2。Φ1或Φ2是d1或d2的1.2~1.6倍。
进一步,所述刚性搅拌桨Ⅰ与焊接片之间的距离为F1。刚性搅拌桨Ⅱ与焊接片之间的距离为F2。所述柔性绳Ⅰ和柔性绳Ⅱ的长度为f1和f2。f1或f2是F1或F2的1.3~1.8倍。
进一步,所述柔性绳Ⅰ、柔性绳Ⅱ、焊接片、刚性搅拌桨Ⅰ和刚性搅拌桨Ⅱ的数量为至少一个。
进一步,所述搅拌轴由电机驱动,并置于搅拌槽中进行旋转。
本发明的技术效果是毋庸置疑的,本发明具有以下优点:
1)在搅拌桨旋转过程中,降低固体颗粒的轴向运动,增大桨叶区域附近流体的流动效果,增大搅拌槽内流体的湍动程度,强化搅拌槽内流体混合过程,提高流体的混合效率,缩短了混合时间。
2)与现有技术(如图3所示)相比,本发明公开的刚柔组合式搅拌桨中的柔性绳在桨叶旋转过程中能够减小流体对其的曳力作用,进而减小扭矩,降低功耗。
3)柔性绳在搅拌桨与物料的相互作用下,自身能够不断抖动或做多体运动,强化能量传递过程,提高流体的混合效果,并且能够节省装置成本。
附图说明
图1为本发明的新型刚柔组合式搅拌桨的搅拌装置示意图;
图2为本发明的新型刚柔组合式搅拌桨的结构示意图;
图3为现有技术搅拌桨的结构示意图。
图中:电机1、搅拌轴2、搅拌槽3、柔性绳Ⅰ4、固定装置5、耳环Ⅰ6、柔性绳Ⅱ7、耳扣Ⅰ8、刚性搅拌桨Ⅰ9、耳扣Ⅱ10、耳环Ⅱ11、焊接片12和刚性搅拌桨Ⅱ13。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明,但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段,做出各种替换和变更,均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1:
一种强化矿物浸出的刚柔组合式搅拌桨,其特征在于,包括:搅拌轴2、柔性绳Ⅰ4、耳环Ⅰ6、柔性绳Ⅱ7、耳扣Ⅰ8、刚性搅拌桨Ⅰ9、耳扣Ⅱ10、耳环Ⅱ11、焊接片12和刚性搅拌桨Ⅱ13。
所述柔性绳Ⅰ4、耳环Ⅰ6、耳扣Ⅰ8和刚性搅拌桨Ⅰ9构成系统Ⅰ。
所述柔性绳Ⅱ7、耳环Ⅱ11、耳扣Ⅱ10和刚性搅拌桨Ⅱ13构成系统Ⅱ。
所述搅拌轴2为圆柱体结构。
所述搅拌轴2的柱面上设置有若干个连接节点A。所述焊接片12、系统Ⅰ中的刚性搅拌桨Ⅰ9和系统Ⅱ中的刚性搅拌桨Ⅱ13均通过连接节点A与搅拌轴2相连。
若干个所述焊接片12所在节点位置位于同一个平面上,所述平面为搅拌轴2的截面。所述焊接片12在搅拌轴2的柱面上均匀分布。
所述系统Ⅰ中包括若干个刚性搅拌桨Ⅰ9,所有刚性搅拌桨Ⅰ9所在节点位置也位于同一平面上,所述平面为搅拌轴2的截面。所述刚性搅拌桨Ⅰ9在搅拌轴2的柱面上呈风扇扇叶状均匀分布。
所述系统Ⅱ中包括若干个刚性搅拌桨Ⅱ13,所有刚性搅拌桨Ⅱ13所在节点位置也位于同一平面上,所述平面为搅拌轴2的截面。所述刚性搅拌桨Ⅱ13在搅拌轴2的柱面上呈风扇扇叶状均匀分布。
所述系统Ⅰ中的刚性搅拌桨Ⅰ9和系统Ⅱ中的刚性搅拌桨Ⅱ13关于节点B对称,所述节点B位于搅拌轴2的中心轴上。
所述系统Ⅰ和系统Ⅱ分别位于搅拌轴2的两端。所述焊接片12位于系统Ⅰ和系统Ⅱ之间。所述焊接片12与刚性搅拌桨Ⅰ9、刚性搅拌桨Ⅱ13的数量相等。
每一个所述焊接片12的一端与搅拌轴2相连,另一端上安装有耳环Ⅰ6和耳环Ⅱ11。所述耳环Ⅰ6和耳环Ⅱ11呈闭合的圆环状结构。所述耳环Ⅰ6和耳环Ⅱ11分别位于焊接片12的两端且位置对称。
每一个所述刚性搅拌桨Ⅰ9的一端与搅拌轴2相连,另一端上安装有耳扣Ⅰ8。所述耳扣Ⅰ8在刚性搅拌桨Ⅰ9上呈闭合的半圆环状结构。
每一个所述刚性搅拌桨Ⅱ13的一端与搅拌轴2相连,另一端上安装有耳扣Ⅱ10。所述耳扣Ⅱ10在刚性搅拌桨Ⅱ13上呈闭合的半圆环状结构。
所述耳扣Ⅰ8和耳扣Ⅱ10关于节点B对称。
所述柔性绳Ⅰ4的一端穿过耳环Ⅰ6,另一端穿过耳扣Ⅰ8,在焊接片12和刚性搅拌桨Ⅰ9之间形成连接结构。
所述柔性绳Ⅱ7的一端穿过耳环Ⅱ11,另一端穿过耳扣Ⅱ10,在焊接片12和刚性搅拌桨Ⅱ13之间形成连接结构。
所述柔性绳Ⅰ4、柔性绳Ⅱ7、耳环Ⅰ6、耳环Ⅱ11、耳扣Ⅰ8、耳扣Ⅱ10、刚性搅拌桨Ⅰ9、刚性搅拌桨Ⅱ13和焊接片12的数量相等。
所述柔性绳Ⅰ4和柔性绳Ⅱ7的材质包括尼龙绳、钢丝绳或聚四氟乙烯绳。
所述柔性绳Ⅰ4和柔性绳Ⅱ7的直径为d1和d2,所述刚性搅拌桨Ⅰ9和刚性搅拌桨Ⅱ13的直径D1和D2,d1或d2是D1或D2的1/60~1/40。
所述耳环Ⅰ6和耳环Ⅱ11的直径均为Φ1,所述耳扣Ⅰ8和耳扣Ⅱ10的直径均为Φ2。Φ1或Φ2是d1或d2的1.2~1.6倍。
所述刚性搅拌桨Ⅰ9与焊接片12之间的距离为F1。刚性搅拌桨Ⅱ13与焊接片12之间的距离为F2。所述柔性绳Ⅰ4和柔性绳Ⅱ7的长度为f1和f2。f1或f2是F1或F2的1.3~1.8倍。
所述柔性绳Ⅰ4、柔性绳Ⅱ7、焊接片12、刚性搅拌桨Ⅰ9和刚性搅拌桨Ⅱ13的数量为至少一个。
所述搅拌轴2由电机1驱动,并置于搅拌槽3中进行旋转。
本发明的柔性绳式刚柔组合搅拌桨能够减小刚柔组合桨在旋转过程中桨叶受到的阻力,减小扭矩,降低功耗。柔性绳在刚性搅拌桨与物料的相互作用下,自身能够不断抖动或做多体运动,降低固体颗粒的轴向运动,增大桨叶区域附近流体的流动效果,增大搅拌槽内流体的湍动程度,强化能量传递过程,提高物料的混合效果,并且能够节省装置成本。
实施例2:
一种强化矿物浸出的刚柔组合式搅拌桨,其特征在于,包括:搅拌轴2、柔性绳Ⅰ4、固定装置5、耳环Ⅰ6、柔性绳Ⅱ7、耳扣Ⅰ8、刚性搅拌桨Ⅰ9、耳扣Ⅱ10、耳环Ⅱ11、焊接片12和刚性搅拌桨Ⅱ13。
所述柔性绳Ⅰ4、耳环Ⅰ6、耳扣Ⅰ8和刚性搅拌桨Ⅰ9构成系统Ⅰ。
所述柔性绳Ⅱ7、耳环Ⅱ11、耳扣Ⅱ10和刚性搅拌桨Ⅱ13构成系统Ⅱ。
所述搅拌轴2为圆柱体结构。
所述固定装置5为两端开口且内中空的圆柱体管状结构。所述固定装置5套在搅拌轴2上。所述固定装置5的内径与搅拌轴2的直径相契合。所述固定装置5在搅拌轴2上能够保持位置固定,还能够上下滑动后进行位置固定。
所述固定装置5的柱面上设置有若干个连接节点C,若干个所述连接节点C位于同一个平面上,所述平面为固定装置5的截面。
若干个所述焊接片12通过连接节点C与固定装置5相连。所述焊接片12在固定装置5的柱面上均匀分布。
所述固定装置5位于搅拌轴2的中间位置上。
所述搅拌轴2的两端柱面上分别设置有若干个连接节点D和连接节点E。若干个所述连接节点D位于同一个平面上,若干个所述连接节点E位于同一个平面上。这些平面均为搅拌轴2的截面。
所述刚性搅拌桨Ⅰ9通过连接节点D与搅拌轴2相连。所述刚性搅拌桨Ⅱ13通过连接节点E与搅拌轴2相连。所述刚性搅拌桨Ⅰ9和刚性搅拌桨Ⅱ13在搅拌轴2的柱面上呈风扇扇叶状均匀分布。所述刚性搅拌桨Ⅰ9和刚性搅拌桨Ⅱ13关于节点F对称,所述节点F位于搅拌轴2的中心轴位置处。
所述刚性搅拌桨Ⅰ9、刚性搅拌桨Ⅱ13和焊接片12的数量相等。
每一个所述焊接片12的一端与固定装置5相连,另一端上安装有耳环Ⅰ6和耳环Ⅱ11。所述耳环Ⅰ6和耳环Ⅱ11呈闭合的圆环状结构。所述耳环Ⅰ6和耳环Ⅱ11分别位于焊接片12的两端且位置对称。
每一个所述刚性搅拌桨Ⅰ9的一端与搅拌轴2相连,另一端上安装有耳扣Ⅰ8。所述耳扣Ⅰ8在刚性搅拌桨Ⅰ9上呈闭合的半圆环状结构。
每一个所述刚性搅拌桨Ⅱ13的一端与搅拌轴2相连,另一端上安装有耳扣Ⅱ10。所述耳扣Ⅱ10在刚性搅拌桨Ⅱ13上呈闭合的半圆环状结构。
所述耳扣Ⅰ8和耳扣Ⅱ10关于节点F对称。
所述柔性绳Ⅰ4的一端穿过耳环Ⅰ6,另一端穿过耳扣Ⅰ8,在焊接片12和刚性搅拌桨Ⅰ9之间形成连接结构。
所述柔性绳Ⅱ7的一端穿过耳环Ⅱ11,另一端穿过耳扣Ⅱ10,在焊接片12和刚性搅拌桨Ⅱ13之间形成连接结构。
所述柔性绳Ⅰ4、柔性绳Ⅱ7、耳环Ⅰ6、耳环Ⅱ11、耳扣Ⅰ8、耳扣Ⅱ10、刚性搅拌桨Ⅰ9、刚性搅拌桨Ⅱ13和焊接片12的数量相等。
所述柔性绳Ⅰ4和柔性绳Ⅱ7的材质包括尼龙绳、钢丝绳或聚四氟乙烯绳。
所述柔性绳Ⅰ4和柔性绳Ⅱ7的直径为d1和d2,所述刚性搅拌桨Ⅰ9和刚性搅拌桨Ⅱ13的直径D1和D2,d1或d2是D1或D2的1/60~1/40。
所述耳环Ⅰ6和耳环Ⅱ11的直径均为Φ1,所述耳扣Ⅰ8和耳扣Ⅱ10的直径均为Φ2。Φ1或Φ2是d1或d2的1.2~1.6倍。
所述刚性搅拌桨Ⅰ9与焊接片12之间的距离为F1。刚性搅拌桨Ⅱ13与焊接片12之间的距离为F2。所述柔性绳Ⅰ4和柔性绳Ⅱ7的长度为f1和f2。f1或f2是F1或F2的1.3~1.8倍。
所述柔性绳Ⅰ4、柔性绳Ⅱ7、焊接片12、刚性搅拌桨Ⅰ9和刚性搅拌桨Ⅱ13的数量为至少一个。
所述搅拌轴2由电机1驱动,并置于搅拌槽3中进行旋转。
本发明的柔性绳式刚柔组合搅拌桨能够减小刚柔组合桨在旋转过程中桨叶受到的阻力,减小扭矩,降低功耗。柔性绳在刚性搅拌桨与物料的相互作用下,自身能够不断抖动或做多体运动,降低固体颗粒的轴向运动,增大桨叶区域附近流体的流动效果,增大搅拌槽内流体的湍动程度,强化能量传递过程,提高物料的混合效果,并且能够节省装置成本。
实施例3:
如图1和图2所示,一种强化矿物浸出的刚柔组合式搅拌桨,其特征在于,包括:搅拌轴2、柔性绳Ⅰ4、固定装置5、耳环Ⅰ6、柔性绳Ⅱ7、耳扣Ⅰ8、刚性搅拌桨Ⅰ9、耳扣Ⅱ10、耳环Ⅱ11、焊接片12和刚性搅拌桨Ⅱ13。
所述柔性绳Ⅰ4、耳环Ⅰ6、耳扣Ⅰ8和刚性搅拌桨Ⅰ9构成系统Ⅰ。
所述柔性绳Ⅱ7、耳环Ⅱ11、耳扣Ⅱ10和刚性搅拌桨Ⅱ13构成系统Ⅱ。
所述搅拌轴2为圆柱体结构。
所述固定装置5为两端开口且内中空的圆柱体管状结构。所述固定装置5套在搅拌轴2上。所述固定装置5的内径与搅拌轴2的直径相契合。所述固定装置5在搅拌轴2上能够保持位置固定,还能够上下滑动后进行位置固定。
所述固定装置5的柱面上设置有三个连接节点C,三个所述连接节点C位于同一个平面上,所述平面为固定装置5的截面。
三个所述焊接片12通过连接节点C与固定装置5相连。所述焊接片12在固定装置5的柱面上均匀分布。
所述固定装置5位于搅拌轴2的中间位置上。
所述搅拌轴2的两端柱面上分别设置有三个连接节点D和连接节点E。三个所述连接节点D位于同一个平面上,三个所述连接节点E位于同一个平面上。这些平面均为搅拌轴2的截面。
所述刚性搅拌桨Ⅰ9通过连接节点D与搅拌轴2相连。所述刚性搅拌桨Ⅱ13通过连接节点E与搅拌轴2相连。所述刚性搅拌桨Ⅰ9和刚性搅拌桨Ⅱ13在搅拌轴2的柱面上呈风扇扇叶状均匀分布。所述刚性搅拌桨Ⅰ9和刚性搅拌桨Ⅱ13关于节点F对称,所述节点F位于搅拌轴2的中心轴位置处。
所述刚性搅拌桨Ⅰ9、刚性搅拌桨Ⅱ13和焊接片12的数量相等。
每一个所述焊接片12的一端与固定装置5相连,另一端上安装有耳环Ⅰ6和耳环Ⅱ11。所述耳环Ⅰ6和耳环Ⅱ11呈闭合的圆环状结构。所述耳环Ⅰ6和耳环Ⅱ11分别位于焊接片12的两端且位置对称。
每一个所述刚性搅拌桨Ⅰ9的一端与搅拌轴2相连,另一端上安装有耳扣Ⅰ8。所述耳扣Ⅰ8在刚性搅拌桨Ⅰ9上呈闭合的半圆环状结构。
每一个所述刚性搅拌桨Ⅱ13的一端与搅拌轴2相连,另一端上安装有耳扣Ⅱ10。所述耳扣Ⅱ10在刚性搅拌桨Ⅱ13上呈闭合的半圆环状结构。
所述耳扣Ⅰ8和耳扣Ⅱ10关于节点F对称。
所述柔性绳Ⅰ4的一端穿过耳环Ⅰ6,另一端穿过耳扣Ⅰ8,在焊接片12和刚性搅拌桨Ⅰ9之间形成连接结构。
所述柔性绳Ⅱ7的一端穿过耳环Ⅱ11,另一端穿过耳扣Ⅱ10,在焊接片12和刚性搅拌桨Ⅱ13之间形成连接结构。
所述柔性绳Ⅰ4、柔性绳Ⅱ7、耳环Ⅰ6、耳环Ⅱ11、耳扣Ⅰ8、耳扣Ⅱ10、刚性搅拌桨Ⅰ9、刚性搅拌桨Ⅱ13和焊接片12的数量相等。
所述柔性绳Ⅰ4和柔性绳Ⅱ7的材质包括尼龙绳、钢丝绳或聚四氟乙烯绳。
所述柔性绳Ⅰ4和柔性绳Ⅱ7的直径为d1和d2,所述刚性搅拌桨Ⅰ9和刚性搅拌桨Ⅱ13的直径D1和D2,d1或d2是D1或D2的1/60~1/40。
所述耳环Ⅰ6和耳环Ⅱ11的直径均为Φ1,所述耳扣Ⅰ8和耳扣Ⅱ10的直径均为Φ2。Φ1或Φ2是d1或d2的1.2~1.6倍。
所述刚性搅拌桨Ⅰ9与焊接片12之间的距离为F1。刚性搅拌桨Ⅱ13与焊接片12之间的距离为F2。所述柔性绳Ⅰ4和柔性绳Ⅱ7的长度为f1和f2。f1或f2是F1或F2的1.3~1.8倍。
所述柔性绳Ⅰ4、柔性绳Ⅱ7、焊接片12、刚性搅拌桨Ⅰ9和刚性搅拌桨Ⅱ13的数量为至少一个。
所述搅拌轴2由电机1驱动,并置于搅拌槽3中进行旋转。
值得说明的是,与现有刚柔组合桨中上下两层刚性桨间连接的柔性片相比,柔性绳式刚柔组合搅拌桨中刚性桨与焊接片之间连接的柔性绳能够减小在旋转过程中桨叶所产生的离心力,有效的降低固体颗粒的轴向运动,增大桨叶区域附近流体的流动效果,增大搅拌槽内流体的湍动程度,强化搅拌槽内流体混合过程,提高流体的混合效率,缩短了混合时间。
实施例4:
通过研究发现:
当柔性绳Ⅰ4、柔性绳Ⅱ7直径过小,有利于柔性绳Ⅰ4、柔性绳Ⅱ7发生扭转或抖动,但传递能量的能力较差;
当柔性绳Ⅰ4、柔性绳Ⅱ7直径过大,不利于柔性绳Ⅰ4、柔性绳Ⅱ7发生扭转或抖动,但传递能量的能力较强。
所述柔性绳Ⅰ4、柔性绳Ⅱ7的直径为d1,d2,d1或d2是D1或D2的1/60~1/40,体系能够获取较好的混合效果。
所述刚性搅拌桨Ⅰ9、刚性搅拌桨Ⅱ13与焊接片12之间的距离为F1和F2。柔性绳Ⅰ4、柔性绳Ⅱ7的长度为f1和f2,f1或f2是F1或F2的1.3~1.8倍。
在这种情况下,能够保证柔性绳Ⅰ4、柔性绳Ⅱ7不断扭转或做多体运动,体系的混合效果较好。
而当柔性绳Ⅰ4、柔性绳Ⅱ7长度过短,桨叶“横扫”范围减小,柔性绳Ⅰ4、柔性绳Ⅱ7的抖动行为减弱,难以将桨叶能量传递到流场远处;
当柔性绳Ⅰ4、柔性绳Ⅱ7长度过长,桨叶“横扫”范围增大,柔性绳Ⅰ4、柔性绳Ⅱ7的抖动行为增加,但桨叶转动阻力增大。
所述耳环Ⅰ6、耳环Ⅱ11和耳扣Ⅰ8、耳扣Ⅱ10的直径分别为Φ1和Φ2,柔性绳Ⅰ4、柔性绳Ⅱ7的宽度为d1,d2,Φ12)是d1(d2)的1.2~1.6倍。
实施例5:
使用实施例3中的装置,进行以下实验。
所述搅拌轴2由电机1驱动,并伸入搅拌槽3中旋转。
所述搅拌槽3为圆柱形敞口搅拌槽,槽径为0.19m,槽高为30cm;
所述搅拌槽3内装有比重为1.7的磷矿浆8.5Kg,液体高度0.25m,搅拌转速200rpm,向矿浆中加入浓硫酸3.8Kg;
通过测定磷矿浸出率及浸出时间,以此表征搅拌桨的混合效率。实验结果见表1。
表1浸出率及浸出时间的对比实验
从表1实验结果可以看出,在相同搅拌转速条件下,本发明公开的柔性绳式-刚柔组合搅拌桨与原有刚柔组合搅拌桨相比,体系的磷矿浸出率提高了1.5%,浸出时间缩短了20.0%,。
因此,本实施例的装置,在搅拌桨旋转过程中,降低固体颗粒的轴向运动,增大桨叶区域附近流体的流动效果,增大搅拌槽内流体的湍动程度,强化搅拌槽内流体混合过程,提高流体的混合效率,缩短了混合时间。

Claims (8)

1.一种强化矿物浸出的刚柔组合式搅拌桨,其特征在于,包括:搅拌轴(2)、柔性绳Ⅰ(4)、耳环Ⅰ(6)、柔性绳Ⅱ(7)、耳扣Ⅰ(8)、刚性搅拌桨Ⅰ(9)、耳扣Ⅱ(10)、耳环Ⅱ(11)、焊接片(12)和刚性搅拌桨Ⅱ(13);
所述柔性绳Ⅰ(4)、耳环Ⅰ(6)、耳扣Ⅰ(8)和刚性搅拌桨Ⅰ(9)构成系统Ⅰ;
所述柔性绳Ⅱ(7)、耳环Ⅱ(11)、耳扣Ⅱ(10)和刚性搅拌桨Ⅱ(13)构成系统Ⅱ;
所述搅拌轴(2)为圆柱体结构;
所述搅拌轴(2)的柱面上设置有若干个连接节点A;所述焊接片(12)、系统Ⅰ中的刚性搅拌桨Ⅰ(9)和系统Ⅱ中的刚性搅拌桨Ⅱ(13)均通过连接节点A与搅拌轴(2)相连;
若干个所述焊接片(12)所在节点位置位于同一个平面上,所述平面为搅拌轴(2)的截面;所述焊接片(12)在搅拌轴(2)的柱面上均匀分布;
所述系统Ⅰ中包括若干个刚性搅拌桨Ⅰ(9),所有刚性搅拌桨Ⅰ(9)所在节点位置也位于同一平面上,所述平面为搅拌轴(2)的截面;所述刚性搅拌桨Ⅰ(9)在搅拌轴(2)的柱面上呈风扇扇叶状均匀分布;
所述系统Ⅱ中包括若干个刚性搅拌桨Ⅱ(13),所有刚性搅拌桨Ⅱ(13)所在节点位置也位于同一平面上,所述平面为搅拌轴(2)的截面;所述刚性搅拌桨Ⅱ(13)在搅拌轴(2)的柱面上呈风扇扇叶状均匀分布;
所述系统Ⅰ中的刚性搅拌桨Ⅰ(9)和系统Ⅱ中的刚性搅拌桨Ⅱ(13)关于节点B对称,所述节点B位于搅拌轴(2)的中心轴上;
所述系统Ⅰ和系统Ⅱ分别位于搅拌轴(2)的两端;所述焊接片(12)位于系统Ⅰ和系统Ⅱ之间;所述焊接片(12)与刚性搅拌桨Ⅰ(9)、刚性搅拌桨Ⅱ(13)的数量相等;
每一个所述焊接片(12)的一端与搅拌轴(2)相连,另一端上安装有耳环Ⅰ(6)和耳环Ⅱ(11);所述耳环Ⅰ(6)和耳环Ⅱ(11)呈闭合的圆环状结构;所述耳环Ⅰ(6)和耳环Ⅱ(11)分别位于焊接片(12)的两端且位置对称;
每一个所述刚性搅拌桨Ⅰ(9)的一端与搅拌轴(2)相连,另一端上安装有耳扣Ⅰ(8);所述耳扣Ⅰ(8)在刚性搅拌桨Ⅰ(9)上呈闭合的半圆环状结构;
每一个所述刚性搅拌桨Ⅱ(13)的一端与搅拌轴(2)相连,另一端上安装有耳扣Ⅱ(10);所述耳扣Ⅱ(10)在刚性搅拌桨Ⅱ(13)上呈闭合的半圆环状结构;
所述耳扣Ⅰ(8)和耳扣Ⅱ(10)关于节点B对称;
所述柔性绳Ⅰ(4)的一端穿过耳环Ⅰ(6),另一端穿过耳扣Ⅰ(8),在焊接片(12)和刚性搅拌桨Ⅰ(9)之间形成连接结构;
所述柔性绳Ⅱ(7)的一端穿过耳环Ⅱ(11),另一端穿过耳扣Ⅱ(10),在焊接片(12)和刚性搅拌桨Ⅱ(13)之间形成连接结构;
所述柔性绳Ⅰ(4)、柔性绳Ⅱ(7)、耳环Ⅰ(6)、耳环Ⅱ(11)、耳扣Ⅰ(8)、耳扣Ⅱ(10)、刚性搅拌桨Ⅰ(9)、刚性搅拌桨Ⅱ(13)和焊接片(12)的数量相等。
2.一种强化矿物浸出的刚柔组合式搅拌桨,其特征在于,包括:搅拌轴(2)、柔性绳Ⅰ(4)、固定装置(5)、耳环Ⅰ(6)、柔性绳Ⅱ(7)、耳扣Ⅰ(8)、刚性搅拌桨Ⅰ(9)、耳扣Ⅱ(10)、耳环Ⅱ(11)、焊接片(12)和刚性搅拌桨Ⅱ(13);
所述柔性绳Ⅰ(4)、耳环Ⅰ(6)、耳扣Ⅰ(8)和刚性搅拌桨Ⅰ(9)构成系统Ⅰ;
所述柔性绳Ⅱ(7)、耳环Ⅱ(11)、耳扣Ⅱ(10)和刚性搅拌桨Ⅱ(13)构成系统Ⅱ;
所述搅拌轴(2)为圆柱体结构;
所述固定装置(5)为两端开口且内中空的圆柱体管状结构;所述固定装置(5)套在搅拌轴(2)上;所述固定装置(5)的内径与搅拌轴(2)的直径相契合;所述固定装置(5)在搅拌轴(2)上能够保持位置固定,还能够上下滑动后进行位置固定;
所述固定装置(5)的柱面上设置有若干个连接节点C,若干个所述连接节点C位于同一个平面上,所述平面为固定装置(5)的截面;
若干个所述焊接片(12)通过连接节点C与固定装置(5)相连;所述焊接片(12)在固定装置(5)的柱面上均匀分布;
所述固定装置(5)位于搅拌轴(2)的中间位置上;
所述搅拌轴(2)的两端柱面上分别设置有若干个连接节点D和连接节点E;若干个所述连接节点D位于同一个平面上,若干个所述连接节点E位于同一个平面上;这些平面均为搅拌轴(2)的截面;
所述刚性搅拌桨Ⅰ(9)通过连接节点D与搅拌轴(2)相连;所述刚性搅拌桨Ⅱ(13)通过连接节点E与搅拌轴(2)相连;所述刚性搅拌桨Ⅰ(9)和刚性搅拌桨Ⅱ(13)在搅拌轴(2)的柱面上呈风扇扇叶状均匀分布;所述刚性搅拌桨Ⅰ(9)和刚性搅拌桨Ⅱ(13)关于节点F对称,所述节点F位于搅拌轴(2)的中心轴位置处;
所述刚性搅拌桨Ⅰ(9)、刚性搅拌桨Ⅱ(13)和焊接片(12)的数量相等;
每一个所述焊接片(12)的一端与固定装置(5)相连,另一端上安装有耳环Ⅰ(6)和耳环Ⅱ(11);所述耳环Ⅰ(6)和耳环Ⅱ(11)呈闭合的圆环状结构;所述耳环Ⅰ(6)和耳环Ⅱ(11)分别位于焊接片(12)的两端且位置对称;
每一个所述刚性搅拌桨Ⅰ(9)的一端与搅拌轴(2)相连,另一端上安装有耳扣Ⅰ(8);所述耳扣Ⅰ(8)在刚性搅拌桨Ⅰ(9)上呈闭合的半圆环状结构;
每一个所述刚性搅拌桨Ⅱ(13)的一端与搅拌轴(2)相连,另一端上安装有耳扣Ⅱ(10);所述耳扣Ⅱ(10)在刚性搅拌桨Ⅱ(13)上呈闭合的半圆环状结构;
所述耳扣Ⅰ(8)和耳扣Ⅱ(10)关于节点F对称;
所述柔性绳Ⅰ(4)的一端穿过耳环Ⅰ(6),另一端穿过耳扣Ⅰ(8),在焊接片(12)和刚性搅拌桨Ⅰ(9)之间形成连接结构;
所述柔性绳Ⅱ(7)的一端穿过耳环Ⅱ(11),另一端穿过耳扣Ⅱ(10),在焊接片(12)和刚性搅拌桨Ⅱ(13)之间形成连接结构;
所述柔性绳Ⅰ(4)、柔性绳Ⅱ(7)、耳环Ⅰ(6)、耳环Ⅱ(11)、耳扣Ⅰ(8)、耳扣Ⅱ(10)、刚性搅拌桨Ⅰ(9)、刚性搅拌桨Ⅱ(13)和焊接片(12)的数量相等。
3.根据权利要求1或2所述的一种强化矿物浸出的刚柔组合式搅拌桨,其特征在于:所述柔性绳Ⅰ(4)和柔性绳Ⅱ(7)的材质包括尼龙绳、钢丝绳或聚四氟乙烯绳。
4.根据权利要求1或2所述的一种强化矿物浸出的刚柔组合式搅拌桨,其特征在于:所述柔性绳Ⅰ(4)和柔性绳Ⅱ(7)的直径为d1和d2,所述刚性搅拌桨Ⅰ(9)和刚性搅拌桨Ⅱ(13)的直径D1和D2,d1或d2是D1或D2的1/60~1/40。
5.根据权利要求4所述的一种强化矿物浸出的刚柔组合式搅拌桨,其特征在于:所述耳环Ⅰ(6)和耳环Ⅱ(11)的直径均为Φ1,所述耳扣Ⅰ(8)和耳扣Ⅱ(10)的直径均为Φ2;Φ1或Φ2是d1或d2的1.2~1.6倍。
6.根据权利要求1或2所述的一种强化矿物浸出的刚柔组合式搅拌桨,其特征在于:所述刚性搅拌桨Ⅰ(9)与焊接片(12)之间的距离为F1;刚性搅拌桨Ⅱ(13)与焊接片(12)之间的距离为F2;所述柔性绳Ⅰ(4)和柔性绳Ⅱ(7)的长度为f1和f2;f1或f2是F1或F2的1.3~1.8倍。
7.根据权利要求1或2所述的一种强化矿物浸出的刚柔组合式搅拌桨,其特征在于:所述柔性绳Ⅰ(4)、柔性绳Ⅱ(7)、焊接片(12)、刚性搅拌桨Ⅰ(9)和刚性搅拌桨Ⅱ(13)的数量为至少一个。
8.根据权利要求1或2所述的一种强化矿物浸出的刚柔组合式搅拌桨,其特征在于:所述搅拌轴(2)由电机(1)驱动,并置于搅拌槽(3)中进行旋转。
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