[其他]攪拌裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86105781
• 申請日: 1986-07-21
• 公開（公告）號: CN1005823B
• 公開（公告）日: 1989-11-22
• 發(fā)明（設計）人: 羅納德·N·薩爾茨曼;基思·T·麥克德莫特
• 申請（專利權）人: 通用信號公司
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利代理部
• 代理人: 盧寧;包冠乾

用于攪拌在容器中的液體和液體懸浮介質(zhì)的裝置，有一個有一定結構形狀的纖維和塑料復合材料制成的攪拌葉輪軸系統(tǒng)，葉輪的葉片通過輪殼將反作用負載以一種方式分布到帶有鍵和鍵槽的軸的安裝部位上，以避免對復合材料能引起破壞的應力上升，葉梢上的小翼完全在葉片的低壓表面方向上延伸，以控制容器內(nèi)的流場并為葉輪提供一個進口流動更軸向的流速分布圖，它幾乎是軸向的，并大大減少了葉梢渦流的力量。

本發(fā)明涉及的是攪拌裝置，并特別是涉及用于攪拌液體介質(zhì)和包含固體及氣體的液體懸浮介質(zhì)的裝置，這些介質(zhì)被裝在如攪拌罐這樣的容器內(nèi)。

本發(fā)明的首要特點是提供在商業(yè)上和工業(yè)上應用的攪拌裝置，例如化學處理。在該裝置中可進行液體混合，固體懸浮物混合，乳化，充氣以及其他的工業(yè)和商業(yè)的攪拌工作，而且，該裝置容器中的攪拌系統(tǒng)使用一種由纖維和塑料合成的可稱為纖維增強塑料（FRP）的葉輪。

雖然各種物品，例如管子，船殼，容器及飛機螺旋漿是由纖維增強塑料構成的，以利用這種材料重量輕和抗化學性好的優(yōu)點，但到目前為止，在商業(yè)和工業(yè)應用中，還未能令人滿意地提供能利用復合材料的理想性能的實用的和高效的攪拌裝置。復合材料不具備經(jīng)得起考驗的能抵抗作用在攪拌葉輪系統(tǒng)上的反作用負載的結構特征。例如，在超載時，復合材料就會被破壞。超載可以是由于結構上集中載荷引起的。在使用金屬的情況下（常規(guī)的葉輪材料），由于局部應變使材料變硬，從而能承受這樣的集中載荷。復合材料不會由于集中載荷而變硬，而是僅僅被破壞。

根據(jù)本發(fā)明，用幾種互補的方法，這一問題已得到克服。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有某種葉輪葉片的形狀，和利用某種輪轂，軸的結構以及將葉輪裝配到軸上的構件，可使傳遞到軸上的葉輪上的反作用負載分布的能夠避免應力增大引起的破壞。人們還已發(fā)現(xiàn)，可以使流場基本上成軸向。并且因為葉片的形狀和通過有效地將一定的小翼固定到葉片上，從而極大地減少了葉梢渦流。這相當于具有較高的泵液效率。通過使用這一新發(fā)現(xiàn)的葉輪系統(tǒng)的結構。以及由于構成復合材料核心的纖維材料的安排，葉輪系統(tǒng)的強度和剛度得到了增強。提高了結構特性，流動控制特性以及由于纖維核心的設計而改善了結構性能，這些綜合起來，便能滿意地提供使用纖維和塑料復合材料的可在商業(yè)上和工業(yè)上應用的攪拌裝置。這樣，攪拌裝置便能從這種材料的性能獲得好處，例如減輕重量。從而使葉輪能以比金屬制的軸和葉輪在更高的速度下旋轉(zhuǎn)，或者，作為一種替代方式，用更長的軸以同樣的速度旋轉(zhuǎn)，而不會使軸達到臨界速度。這樣，與同等能力的金屬葉輪相比，攪拌過程就能以更少的時間和更高的效率完成，因而降低了作業(yè)的成本。

簡要地進行描述，體現(xiàn)本發(fā)明的用于攪拌裝在一個容器內(nèi)的液體或液體懸浮介質(zhì)的裝置使用一種葉輪系統(tǒng)，它具有一根纖維和塑料復合材料制成的軸和一個同樣由纖維和塑料復合材料制成的，帶有一個輪轂和一些葉片的葉輪。葉片從其分布在輪轂上的基部延伸到葉片外端的尖部。葉片可具有一個適合于用在工業(yè)和商業(yè)上攪拌處理的直徑。葉片的剛度從基部到尖部逐漸增加。以在葉輪旋轉(zhuǎn)時，抵抗由于介質(zhì)對于葉片的反作用負載而引起的撓曲變形。葉片最好是制成具有曲面，扭曲（幾何翼弦角）的翼形。其厚度和幾何角在葉片的實質(zhì)部分沿徑向向葉類部分逐漸減小。輪轂被放置在軸的安裝部位，一些構件被用來將輪轂緊固在軸上以抵抗由于反作用負載而產(chǎn)生的沿軸向的推力和繞軸的扭矩，同時使安裝部位上的推力和扭矩有點分布得避免可能導致復合材料破壞的應力上升。為了控制流場，在相對的兩側具有高壓和低壓表面的葉片上，裝有小翼，其完全在低壓表面上延伸。這些小翼控制流場，以保證在攪拌容器內(nèi)的葉輪進口流動基本上是軸向的，故導致反作用負載在葉輪的葉片上基本上是均勻分布的。這些小翼還能消除葉梢處流動中的渦流，從而減少泵液所需的能量的浪費。

除現(xiàn)在提供的優(yōu)先實施例外，本發(fā)明上述的和其他的目標，特點和優(yōu)點將隨著閱讀下面的描述和參閱附圖而變得更加明顯。這些附圖是：

圖1是一個實施本發(fā)明的裝在一個容器內(nèi)的攪拌裝置的透視圖，它被局部斷開以顯示裝置的葉輪和部分軸;

圖1A是圖1中所表示的葉輪的一個葉片的透視圖;

圖2是包括葉片在內(nèi)的葉輪的一個部分的背視圖。其輪轂和小翼是從背面觀察的，即面對葉片的尾緣;

圖3是圖2所示葉片的俯視圖;