CN109589852A - 一种气固液混合搅拌装置 - Google Patents

Abstract

一种气固液混合搅拌装置。主要解决传统多相搅拌装置存在功能单一、耗能大、易共振的缺点。它包括搅拌轴、导气筒、和至少一个搅拌器，每个搅拌器包括至少一片桨叶，导气筒套设于搅拌轴外侧并与搅拌轴同轴设置，导气筒与搅拌轴之间设有导气通道，所述搅拌轴为实心轴，搅拌器设有排气通道，排气通道与导气通道相连通，搅拌器包括叶片部、侧翼部和轮毂。其优点在于该多功能搅拌器具备轴向排液和径向排液功能的同时，还具有自吸排气的功能，实现气液充分分散和固体均匀悬浮的目的，对于气固液三相物质的混合、传质、传热有着良好的效果，对于大型的气固液混合装置可按需要灵活设置单层或多层多功能搅拌器。

Description

一种气固液混合搅拌装置

技术领域

本发明涉及一种搅拌装置,具体涉及一种气固液混合搅拌装置。

背景技术

在化工生产过程之中，存在着大量气-液混合、固-液混合等多种状态的混合情况，如果选择采用多种专用搅拌组合装置，会导致结构复杂、能效低、易引发共振损坏失效等缺陷。

目前采用的化工气-固-液多相搅拌装置往往需要多层功能单一的搅拌器的组合才能在多相物质的搅拌过程中取得较好的效果。常见的气-固-液多相搅拌装置为自吸排气式搅拌器和推进式搅拌器的组合，上层自吸式搅拌器起气-液混合作用，下层推进式搅拌器起固-液悬浮作用。这种组合搅拌装置需要采用空心轴（管子）作为搅拌轴，设计上往往存在轴强度偏低，临界转速较低，导致启动时搅拌装置要经历一段共振区域极易引发设备故障和零部件损坏，空心轴制造上存在管壁厚度不均，强度偏低，腐蚀裕量小等问题。受空心轴结构限制，一般无法配置2层及以上的自吸式搅拌器。另外空心轴上方还需要设置吸气口，进一步降低了搅拌轴的强度，长时间使用的情况下容易出现搅拌轴断裂的事故。传统搅拌装置整体组合偏心质量大，动平衡精度难以提高，制约搅拌速度的提升，吸气桨配置数量受限，存在搅拌效率低，耗能大、不可靠的缺点。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本发明提供一种气固液混合搅拌装置。

本发明提供的技术方案是：一种气固液混合搅拌装置，它包括搅拌轴、导气筒、和至少一个搅拌器，每个搅拌器包括至少一片桨叶，导气筒套设于搅拌轴外侧并与搅拌轴同轴设置，导气筒与搅拌轴之间设有导气通道，搅拌器设有排气通道，排气通道与导气通道相连通。

进一步的，搅拌器包括叶片部和侧翼部，侧翼部处于叶片部外侧，排气通道设于叶片部之中构成中空的桨叶结构，侧翼部上设有排气口，排气口与排气通道相通。

进一步的，所述侧翼部包括排气口和侧翼，所述排气口位于侧翼外侧纵向平面上，排气口为长条形、长方形或圆弧形。

进一步的，叶片部的端部沿其外边沿向外轴向弯折形成侧翼部，叶片部的根部与轮毂轴线与叶片部的运转方向具有夹角。

进一步的，侧翼部的纵向与搅拌轴轴线平行，横向与叶片旋转切线方向形成夹角。

进一步的，多功能搅拌器的数量为1个、2个、3个、4个，单个搅拌器具有的桨叶数量至少为2个、3个、4个、5个、6个。

进一步的，导气筒上半部分设有高于液面的吸气口，吸气口与导气通道相通。

进一步的，搅拌轴为实心轴，搅拌轴设有固定连接的法兰，法兰上设有若干通气孔和安装孔，法兰安装孔与轮毂上设有的螺纹相对应。

进一步的，每个搅拌器对应设置一个轮毂，轮毂为中空结构，底部的轮毂上设有轮毂底板。

进一步的，还包括一个联轴器，联轴器下部与导气筒上部同心定位连接，联轴器与搅拌轴固定连接形成传动配合。

本发明的有益效果是：采用以上方案的多功能搅拌器具备轴向排液和径向排液功能的同时，还具有自吸排气的功能，实现气液充分分散和固体均匀悬浮的目的，按混合工艺需要可设置单层或多层多功能搅拌器，实现气液充分分散和固体均匀悬浮的目的，对于气固液三相物质的混合、传质、传热有着良好的效果。

附图说明

图1为本发明实施例纵剖面结构示意图。

图2为本发明实施例结构示意图。

图3为本发明实施例横剖面结构示意图。

图中，1为联轴器，2为吸气口，3为导气筒，4为搅拌轴，5为导气通道，6为叶片部，7为桨叶，8为侧翼部，9为排气通道，10为侧翼，11为排气口，12为轮毂，13为轮毂底板，14为法兰。a为偏转角，b为夹角。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：

由图1-3所示，一种气固液混合搅拌装置，包括搅拌轴1、导气筒3和至少一个搅拌器，每个搅拌器包括至少一片桨叶7，导气筒3套设于搅拌轴4外侧并与搅拌轴同轴设置，导气筒3与搅拌轴4之间设有导气通道5，所述的搅拌器设有排气通道9，所述的排气通道9与导气通道5相连通。以上方案实现气液充分分散和固体均匀悬浮的目的，对于气固液三相物质的混合、传质、传热有着良好的效果。

桨叶包括叶片部6和侧翼部8，侧翼部8处于叶片部6外侧，叶片部6包括排气通道9和桨叶7，所述的排气通道9于叶片部6之中构成中空的桨叶结构，侧翼部8包括排气口11和侧翼10，侧翼部8上设有的排气口11 与排气通道9相通，排气口11与排气通道9相通由于侧翼部的排液作用，导致在排气口11附近形成负压，液面上方的气体在压差作用下进入吸气口在排气口11和排气通道9中流动，使得气体更简单的进入液体中，提高了气液混合时传质界面，提升了传质效果。

侧翼部8包括排气口11与侧翼10，排气口11位于侧翼10外侧纵向平面上，排气口11为长条形、长方形或圆弧形，叶片部6的端部沿其外边沿向外弯折形成侧翼部8。侧翼部8与叶片部6外侧垂直，增强了中空叶片旋转时的结构强度。

桨叶7为平直面或者螺旋面，桨叶7的端部沿其外边沿向外轴向弯折形成侧翼部8，桨叶7根部与轮毂轴线具有偏转角a。桨叶7叶片部6起到轴向排液作用，下层搅拌器的叶片设置为向下排液，使得底部的固体物质被快速推动分散，均匀分布于液体中。上层搅拌器可根据需要设置向下排液或向上排液，促进固体物质更好地处于悬浮状态。

侧翼10位于桨叶7的外侧，排气通道9设于叶片部6之中构成中空的桨叶结构，侧翼10上设有排气口11，排气口11与排气通道9相通，侧翼10与桨叶7旋转切线方向形成一个夹角b，由于侧翼10的排液作用，旋转过程中夹角b旋转后水被排开，形成一个空隙，在排气口11附近形成负压，液面上方的气体在压差作用下进入吸气口2在排气口11和排气通道9中流动，使得气体更简单的进入液体中，增大了气液混合时传质界面面积，提升了传质效果。

当桨叶7进行转动时，排开接触到的液体，使得液体具有一个径向流动，桨叶7附近液体做剧烈的径向运动，导致桨叶7外侧流体相对较少，在排气口11附近形成了一个低压环境，

多功能搅拌器的数量为1个、2个、3个、4个，单个搅拌器具有的桨叶7数量至少为2个、3个、4个、5个、6个。大型搅拌釜在轴向方向上设置多层搅拌器，多于一层的搅拌器增大了搅拌器的最大功率，保证了搅拌传动和气体进入液体的均匀度，桨叶7可选用多种数量的桨叶，满足多种搅拌环境对于搅拌叶数的要求，叶片数量和大小的变化也满足了对于搅拌传动的多种速度的选择。

导气筒3上半部分设有高于液面的吸气口2，吸气口2与导气通道5相通。导气筒3上半部分设有高于液面的吸气口2，吸气口2与导气通道5相通，在吸气口2附近和导气通道5中存在气体压力差值时，联通的吸气口2和导气通道5能够流通气体，使得气体更简单地进入液体中。相互流通的吸气口2、导气通道5、排气通道9和排气口11依次连接、相互连通，当两端的吸气口2和排气口11之间存在气体压力差时，能够在吸气口2-导气通道5-排气通道9-排气口11的循环中形成气体流通，使气体更加充分地与液体进行传质作用。

搅拌轴4为实心轴，与市场上现有的空心轴的设置比起来，提高了本发明的临界转速，解决大部分采用的空心轴造成的转速过低、轴强度不够、吸气桨数量配置受限等问题，改善了一般的三相混合混合搅拌装置因为采用空心轴而转速低、易共振的缺点，增加了气固液三相物质的传质传热速度和反应效果。

每个搅拌器对应设置一个轮毂，所述的轮毂12为中空结构，底部的轮毂上设有轮毂底板13，非底层搅拌器的轮毂是上下联通结构，轮毂具有传递动力和通气两个作用，搅拌轴4与轮毂12通过法兰14用螺栓进行连接，搅拌轴4、轮毂12、法兰14进行固定连接，保证搅拌轴3与搅拌器转动频率的一致，是一种高效的传动方式。

本发明还包括一个联轴器1，联轴器1颈部与导气筒3上部同心定位连接，联轴器1与搅拌轴4固定连接形成传动配合。保证了导气筒3运转的稳定性，联轴器1、上段搅拌轴4与其下方的连接法兰14、上层搅拌器的轮毂12通过焊接、螺栓连接、键连接等多种方式构成固定连接，形成传动配合，使得桨叶7获得来自于搅拌轴4的动力，上层搅拌器的轮毂12、下段搅拌轴及其上的法兰14、下层搅拌器的轮毂12通过焊接、螺栓连接等多种方式构成固定连接，形成传动配合，使得桨叶7获得来自于搅拌轴4的动力，导气筒3和桨叶7和搅拌轴4做同方向、同频率的转动，使得搅拌速度更容易观察和控制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。

Claims (10)

1.一种气固液混合搅拌装置，其特征在于：包括搅拌轴、导气筒、和至少一个搅拌器，每个搅拌器包括至少一片桨叶（7），导气筒（3）套设于搅拌轴（4）外侧并与搅拌轴（4）同轴设置，导气筒（3）与搅拌轴（4）之间设有导气通道（5），所述的搅拌器设有排气通道（9），所述的排气通道（9）与导气通道（5）相连通。

2.根据权利要求1所述的一种气固液混合搅拌装置，其特征在于：所述搅拌器包括叶片部（6）和侧翼部（8），所述侧翼部（8）处于叶片部（6）外侧，所述的排气通道（9）设于叶片部（6）之中构成中空的桨叶结构，所述侧翼部（8）上设有排气口（11），排气口（11）与排气通道（9）相通。

3.根据权利要求2所述的一种气固液混合搅拌装置，其特征在于：所述侧翼部（8）包括排气口和侧翼（10），所述排气口（11）位于侧翼（10）外侧纵向平面上，排气口（11）为长条形、长方形或圆弧形。

4.根据权利要求2所述的一种气固液混合搅拌装置，其特征在于：所述叶片部（6）的端部沿其外边沿向外轴向弯折形成所述的侧翼部（8），所述叶片部（6）的根部与轮毂（12）轴线与叶片部（6）的运转方向具有偏转角（a）。

5.根据权利要求4所述的一种气固液混合搅拌装置，其特征在于：所述侧翼部（8）的纵向与搅拌轴（4）轴线平行，横向与叶片旋转切线方向形成夹角（b）。

6.根据权利要求1所述的一种气固液混合搅拌装置，其特征在于：所述搅拌器的数量为1个、2个、3个、4个，单个搅拌器具有的桨叶（7）数量至少为2个、3个、4个、5个、6个。

7.根据权利要求1或2所述的一种气固液混合搅拌装置，其特征在于：所述导气筒（3）上半部分设有高于液面的吸气口（2），所述吸气口（2）与导气通道（5）相通。

8.根据权利要求1所述的一种气固液混合搅拌装置，其特征在于：所述搅拌轴（4）为实心轴，搅拌轴（4）设有固定连接的法兰（14），法兰（14）上设有若干通气孔和安装孔，法兰（14）安装孔与轮毂（12）上设有的螺纹相对应。

9.根据权利要求1或2所述的一种气固液混合搅拌装置，其特征在于：每个搅拌器对应设置一个轮毂，所述的轮毂（12）为中空结构，底部的轮毂上设有轮毂底板（13）。

10.根据权利要求1所述的一种气固液混合搅拌装置，其特征在于：还包括一个联轴器（1），联轴器（1）下部与导气筒（3）上部同心定位连接，所述联轴器（1）与搅拌轴（4）固定连接形成传动配合。