專利名稱：多流道高效自吸氣葉輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是多流道高效自吸氣葉輪，屬攪拌裝置技術(shù)，特別涉及氣液兩相攪拌裝置。
自吸氣葉輪由于可省去空氣壓縮機(jī)而能節(jié)約投資和操作費(fèi)各約40％，其中三棱形葉輪具有較大的吸氣量和較低的功耗。而目前國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的性能較好的自吸氣葉輪是三彎葉自吸氣葉輪。但這種葉輪的缺點(diǎn)是吸氣量還不夠大、噴射速度還不夠高、傳質(zhì)還不夠均勻。而且一般須裝在攪拌器的底部或近底部位置，因而功耗較大以單位功耗計(jì)的比傳質(zhì)系數(shù)還不夠大，攪拌器的液面高度與攪拌罐的內(nèi)徑之比必須嚴(yán)格地限制在1～1.2之間。
本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有的自吸氣葉輪存在上述的吸氣量還不夠大、噴射速度還不夠高、傳質(zhì)不夠均勻、功耗較大等缺點(diǎn)，研究設(shè)計(jì)一種吸氣量大、噴射速度高、功耗小的多流道高效自吸氣葉輪。
本實(shí)用新型是通過(guò)下述結(jié)構(gòu)技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的多流道高效自吸氣葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖如


圖1和圖2所示，其中圖2是加裝外導(dǎo)流片的多流道高效自吸氣葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。多流道高效自吸氣葉輪由外殼葉片1、內(nèi)導(dǎo)流片2、空心葉輪軸3、葉輪上下蓋板6共同連接構(gòu)成，其相互位置及連接關(guān)系為外殼葉片1和內(nèi)導(dǎo)流片2分別于上、下蓋板6固定連接形成一個(gè)整體葉輪，整體葉輪套裝在空心葉輪軸3上，并與空心葉輪軸3固定連接，四個(gè)軸孔4成90°對(duì)稱地分布在葉輪軸上，空心葉輪軸3與馬達(dá)連接；一般自吸氣葉輪只能安裝在攪拌罐下部，本多流道高效自吸氣葉輪，由于出口噴射速度高，還可以如圖2所示加裝外導(dǎo)流片5，外導(dǎo)流片5可固接在上蓋板出口處及外殼葉片1上。加裝外導(dǎo)流片5后的本多流道高效自吸氣葉輪能將葉輪位置大大提高，以實(shí)現(xiàn)氣液流下噴方法使比傳質(zhì)系數(shù)進(jìn)一步提高，而且混勻時(shí)間大大縮短；本多流道高效自吸氣葉輪的作用原理為當(dāng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空心葉輪軸即帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于外殼葉片及內(nèi)導(dǎo)流片產(chǎn)生了負(fù)壓，被攪拌的液體及需要吸入氣體(通常為空氣)即由攪拌罐及吸氣通道進(jìn)入空心葉輪軸，再由四個(gè)軸孔進(jìn)入葉輪內(nèi)部(氣液混合物的流動(dòng)路徑如
圖1中虛線所示)。本多流道高效自吸氣葉輪由于能使氣液流沿弧線型長(zhǎng)流道流動(dòng)，能產(chǎn)生較大負(fù)壓，又由于內(nèi)導(dǎo)流片的分隔作用而減小了擴(kuò)散損失及撞擊損失，并且不會(huì)形成徒然消耗能量的中心旋渦，因此使吸氣量及以單位功耗計(jì)的比傳質(zhì)系數(shù)大大增加。
本實(shí)用新型與目前公認(rèn)的性能較好的三彎葉自吸氣葉輪相比有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果(1)在1170rpm～1750rpm的常見轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，其吸氣量提高50％～75％，比傳質(zhì)系數(shù)提高6～81％，混勻時(shí)間縮短25％；(2)當(dāng)加裝外導(dǎo)流片后，本多流道自吸氣葉輪有更高的噴射速度，可實(shí)現(xiàn)葉輪在高位將氣液流向斜下方噴射的攪拌器結(jié)構(gòu)，與在低位時(shí)相比，比傳質(zhì)系數(shù)又可提高32％～110％，而且傳質(zhì)均勻；與三彎葉自吸氣葉輪在低位時(shí)相比，比傳質(zhì)系數(shù)可提高39.9％～280％；(3)本多流道高效自吸氣葉輪的實(shí)質(zhì)性突出優(yōu)點(diǎn)是能大大減少葉輪內(nèi)部的阻力并大大增加吸氣能力，降低功耗，因此，節(jié)能效果顯著、具有較大經(jīng)濟(jì)效益；(4)本多流道葉輪在高位上加外導(dǎo)流葉片將氣液流向斜下方噴射的攪拌器的混勻時(shí)間遠(yuǎn)小于十二直葉葉輪，而且比低位上的多流道自吸氣葉輪的混勻時(shí)間也小得多，僅為其1/4。這是因?yàn)槎嗔鞯廊~輪在高位上向下噴氣液流的攪拌器能產(chǎn)生可和切向速度相比擬的軸向及徑向速度，即本高效多流道葉輪此時(shí)兼具徑流式葉輪和軸流式葉輪的優(yōu)點(diǎn)；(5)本加外導(dǎo)流片的多流道高效自吸氣葉輪在高位向下噴氣液流的攪拌可打破液面高與攪拌罐罐徑之比應(yīng)為1～1.2的限制，液面高與罐徑比可達(dá)到2.4，即可采用較高的筒形攪拌罐，大大有利于氣體的利用。
下面對(duì)說(shuō)明書附圖進(jìn)一步說(shuō)明如下
圖1為多流道高效自吸氣葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為加外導(dǎo)流片后的多流道高效自吸氣葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2中(a)為俯視圖，(b)為側(cè)視圖。各圖中1為外殼葉片、2為內(nèi)導(dǎo)流片、3為空心葉輪軸、4為軸孔、4個(gè)軸孔成90°對(duì)稱地分布在輪軸上，5為外導(dǎo)流片、6為上、下蓋板、D為葉輪直徑、B為葉輪厚度，H為出口流道的內(nèi)外寬度。為能在圖中觀看到內(nèi)導(dǎo)流片2和空心葉輪軸3，
圖1中未畫出上蓋板6。
本實(shí)用新型的實(shí)施方式如下(1)按
圖1所示設(shè)計(jì)本多流道高效自吸氣葉輪，然后按一般自吸氣葉輪的加工制造工藝和方法，按上面說(shuō)明書所述的相互連接關(guān)系便可加工制造本多流道高效自吸氣葉輪。再按圖2所示，加外導(dǎo)片5后，便可實(shí)現(xiàn)性能最佳的氣液兩相傳質(zhì)攪拌器，液面高度與攪拌罐內(nèi)徑之比可選為2.4～3.0，葉輪直徑D與攪拌罐內(nèi)徑之比可在0.2～0.4之間選取，葉輪厚度B與葉輪直徑D之比可在0.2～0.2 5之間選取，葉輪出口數(shù)可在3～4間選??；(2)多流道高效自吸氣葉輪與攪拌器的材料及尺寸，可按所處理的液體數(shù)量及要求處理的強(qiáng)度，按一般自吸氣葉輪的常規(guī)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)人按上述實(shí)施方式不但很好地實(shí)施了本實(shí)用新型，而且還把它與三彎葉自吸氣葉輪以及把其安裝在攪拌罐的高、低位的情況下進(jìn)行了比較實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下面表1、表2、表3所示。其中表1為多流道高效自吸氣葉輪與三彎葉自吸氣葉輪的實(shí)驗(yàn)比較；表2為多流道高效自吸氣葉輪在高位向下噴氣液流與其在低位時(shí)的比傳質(zhì)系數(shù)的實(shí)驗(yàn)比較；表3為多流道高效自吸氣葉輪在高位向下噴氣液流與其在低位時(shí)的混勻時(shí)間(秒)的實(shí)驗(yàn)比較。
表1
表2 表3
權(quán)利要求1.一種多流道高效自吸氣葉輪，其特征在于它由外殼葉片(1)、內(nèi)導(dǎo)流片(2)、空心葉輪軸(3)、葉輪上下蓋板(6)共同連接構(gòu)成，其相互位置及連接關(guān)系為外殼葉片(1)和內(nèi)導(dǎo)流片(2)分別與上、下蓋板(6)固定連接形成一個(gè)整體葉輪，整體葉輪套裝在空心葉輪軸(3)上并與空心葉輪軸(3)固定連接，四個(gè)軸孔(4)成90°對(duì)稱地分布在葉輪軸上，空心葉輪軸與馬達(dá)連接。
2.按權(quán)利要求1所述的多流道高效自吸氣葉輪，其特征還在于它可以加裝外導(dǎo)流片(5)，外導(dǎo)流片(5)固接在上蓋板出口處及外殼葉片(1)上，以便可將葉輪位置提高實(shí)現(xiàn)向下噴氣液流。
專利摘要本實(shí)用新型是多流道高效自吸氣葉輪，它由外殼葉片、內(nèi)導(dǎo)流片、空心葉輪軸、葉輪上下蓋板共同連接構(gòu)成，其連接關(guān)系為外殼葉片和內(nèi)導(dǎo)流片分別與上下蓋板固接成整體葉輪再套裝在葉輪軸上并與葉輪軸固接，四個(gè)軸孔成90°對(duì)稱分在葉輪軸上，葉輪軸與馬達(dá)連接。它還可加裝外導(dǎo)流片，外導(dǎo)流片固接在上蓋板出口處及外殼葉片上。本葉輪可大大提高吸氣量及比傳質(zhì)系數(shù)、縮短混勻時(shí)間，節(jié)能效果顯著、有較大經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)B01F5/00GK2243332SQ9620263
公開日1996年12月25日 申請(qǐng)日期1996年1月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月11日
發(fā)明者李啟恩 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)