專利名稱：攪拌器和設(shè)置于該攪拌器中的攪拌鉤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種攪拌器和設(shè)置于該攪拌器中的攪拌鉤，更具體而言，涉及一種攪拌器，該攪拌器能夠改善用于與轉(zhuǎn)子葉片一起攪拌高粘度物料的攪拌鉤的耐久性。
背景技術(shù)：
一般而言，聚合反應(yīng)是指一種反復(fù)添加小分子以形成單一的長(zhǎng)連續(xù)鏈的反應(yīng)。此處，小單元分子被稱為單元體。在進(jìn)行聚合反應(yīng)的聚合反應(yīng)器中需要攪拌器，以攪拌具有比預(yù)定水平高的粘度的高粘度流體或凝膠型物料。圖I是顯示常規(guī)攪拌器的結(jié)構(gòu)的透視圖，圖2是圖I所示的攪拌器的局部放大透視圖。如附圖所示，所述攪拌器的形狀大體上為圓柱形，其中安裝有攪拌構(gòu)件。圓筒中可·以安裝多個(gè)圖I所示的攪拌器以進(jìn)行攪拌。轉(zhuǎn)軸3可旋轉(zhuǎn)地安裝在由攪拌器的內(nèi)壁I所限定的內(nèi)部空間的中心。轉(zhuǎn)軸3從例如電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源接收動(dòng)力來(lái)旋轉(zhuǎn)。多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片5安裝在轉(zhuǎn)軸3的外圓周上。該多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片5可以以預(yù)定間隔安裝在轉(zhuǎn)軸3的外圓周上。轉(zhuǎn)子葉片5可以和轉(zhuǎn)軸3 —起旋轉(zhuǎn)以充分?jǐn)嚢韪哒扯任锪?。轉(zhuǎn)子葉片5大體上為扇形。另外,攪拌肋(agitating rib) 7分別形成于轉(zhuǎn)子葉片5的末端。該攪拌肋7從轉(zhuǎn)子葉片5的末端垂直地突出。參照?qǐng)D3，攪拌肋7從轉(zhuǎn)子葉片5的末端沿兩個(gè)方向垂直地延伸。同時(shí)，攪拌肋7穿過(guò)肋穿過(guò)部(rib passing part) 13,這將在下文進(jìn)行描述。攪拌鉤10安裝在內(nèi)壁I上以攪拌和粉碎高粘度物料。在內(nèi)壁I的周圍可以設(shè)置多個(gè)攪拌鉤10。如圖2所示，攪拌鉤10由彼此間隔預(yù)定距離的一對(duì)對(duì)稱構(gòu)件形成。另外，轉(zhuǎn)子葉片5和攪拌肋7穿過(guò)攪拌鉤10以攪拌和粉碎高粘度物料。參照?qǐng)D2，攪拌鉤10包括支撐部12、連接部14和平行部16，支撐部12從反應(yīng)器的內(nèi)壁I突出且彼此間隔預(yù)定間隙，連接部14從支撐部12的頂端沿面對(duì)方向延伸，平行部16從連接部14的頂端平行延伸。另外，攪拌肋7從中穿過(guò)的肋穿過(guò)部13形成于支撐部12之間，轉(zhuǎn)子葉片5從中穿過(guò)的葉片穿過(guò)部17形成于平行部16之間。因?yàn)閿嚢枥?的寬度大于轉(zhuǎn)子葉片5的寬度，所以肋穿過(guò)部13具有比葉片穿過(guò)部17相對(duì)更大的寬度。為了防止在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中攪拌鉤10和轉(zhuǎn)子葉片5之間的干擾，在兩者之間必須形成預(yù)定間隙。攪拌肋7也如此。這很好地示于圖3中。即，高粘度物料穿過(guò)攪拌鉤10和轉(zhuǎn)子葉片5之間形成的間隙而被碾碎。具體描述攪拌鉤10的攪拌和碾碎操作，首先，高粘度流體或凝膠型物料被引入攪拌器中。一般地，在攪拌器中攪拌的高粘度物料的粘度為10，OOOcp以上。這樣的物料有可能從液相轉(zhuǎn)變成固相，使得其體積急劇膨脹。當(dāng)加入高粘度物料時(shí),該物料從入口被傳送至出口，并依次從液相轉(zhuǎn)化成凝膠型和從凝膠型轉(zhuǎn)化成固相。特別地，如上所述，當(dāng)凝膠型轉(zhuǎn)變成固相時(shí)體積急劇膨脹。固體塊穿過(guò)攪拌鉤10，由于轉(zhuǎn)子葉片5的旋轉(zhuǎn)而被攪拌和碾碎。然而，如上所述的常規(guī)技術(shù)具有如下問(wèn)題。如圖3和4所示，轉(zhuǎn)子葉片5從中穿過(guò)的攪拌鉤10從轉(zhuǎn)子葉片5進(jìn)入的入口到轉(zhuǎn)子葉片5離開(kāi)的出口具有恒定的間隙。由于轉(zhuǎn)子葉片5和攪拌鉤10之間的間隙是恒定的，所以如圖4所示，施加到攪拌鉤10上的壓力從入口到出口增大。當(dāng)施加到攪拌鉤10上的壓力不是恒定的并隨著朝著出口移動(dòng)而增大時(shí)，由于壓力差而導(dǎo)致扭矩施加于攪拌鉤10上。S卩，攪拌鉤10在圖5所示的箭頭方向上受到轉(zhuǎn)動(dòng)的力。由于每當(dāng)轉(zhuǎn)子葉片5連續(xù)地穿過(guò)攪拌鉤10，力矩反復(fù)地施加于攪拌鉤10，攪拌鉤10可能由于疲勞而損壞。特別地，當(dāng)力矩連續(xù)地施加于攪拌鉤10的支撐部12上時(shí)，攪拌鉤10可能損壞而從內(nèi)壁I脫離。 最終，當(dāng)攪拌鉤10損壞時(shí)，由于攪拌器不能正常運(yùn)行，所以攪拌效率下降且維修費(fèi)用增加。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決這些問(wèn)題，本發(fā)明涉及一種攪拌器，該攪拌器具有能夠使施加于攪拌鉤上的扭矩最小化的結(jié)構(gòu)，以及涉及一種設(shè)置于該攪拌器中的攪拌鉤。本發(fā)明的另外的方面和優(yōu)點(diǎn)部分將在隨后的說(shuō)明書中進(jìn)行闡述，部分將從本說(shuō)明書變得顯而易見(jiàn)，或者可以從本發(fā)明的實(shí)施而獲知。在示例性實(shí)施方案中，攪拌器包括轉(zhuǎn)軸，可旋轉(zhuǎn)地安裝在反應(yīng)器中；轉(zhuǎn)子葉片，安裝在所述轉(zhuǎn)軸的外圓周并與該轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)以攪拌其中的物料；和攪拌鉤，在所述反應(yīng)器的內(nèi)壁上彼此間隔且所述轉(zhuǎn)子葉片穿過(guò)其中。此處，所述攪拌鉤之間的間隙在轉(zhuǎn)子葉片離開(kāi)的出口處比在轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)入的入口處大。所述攪拌鉤之間的間隙可以從所述轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)入的入口朝所述出口逐漸增大。傾斜表面可以形成于所述攪拌鉤的相對(duì)表面上，使得所述間隙從所述轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)入的入口朝所述出口逐漸增大。所述轉(zhuǎn)子葉片可以還包括從該轉(zhuǎn)子葉片的末端垂直延伸的攪拌肋。所述轉(zhuǎn)子葉片從中穿過(guò)的葉片穿過(guò)部和所述攪拌肋從中穿過(guò)的肋穿過(guò)部可以在攪拌鉤之間形成，且所述葉片穿過(guò)部的寬度可以小于肋穿過(guò)部的寬度。所述攪拌鉤可以包括支撐部，從反應(yīng)器的內(nèi)壁以預(yù)定間隔突出且在該支撐部之間形成有肋穿過(guò)部；連接部，從所述支撐部的頂端沿面對(duì)方向延伸；和平行部，從所述連接部的頂端平行延伸并在該連接部之間形成有葉片穿過(guò)部。傾斜表面可以形成于所述平行部的相對(duì)表面上，使得所述間隙從轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)入的入口朝出口逐漸增大。所述平行部可以還包括從該平行部的頂端沿相反方向垂直延伸的延伸部。所述出口的寬度是所述入口的寬度的I. O 2. O倍。所述出口的寬度是所述入口的寬度的I. 3 I. 5倍。所述攪拌鉤可以由不銹鋼材料形成。一種攪拌鉤，包括支撐部，從反應(yīng)器的內(nèi)壁以預(yù)定間隔突出；連接部，從所述支撐部的頂端沿面對(duì)方向延伸；平行部，從所述連接部的頂端平行延伸而具有比所述支撐部小的寬度。安裝于反應(yīng)器上的轉(zhuǎn)子葉片可以穿過(guò)所述支撐部之間，且該轉(zhuǎn)子葉片離開(kāi)的出口的寬度可以是該轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)入的入口的寬度的I. O 2. O倍。所述出口的寬度可以是所述入口的寬度的I. 3 I. 5倍。傾斜表面可以形成于所述攪拌鉤的相對(duì)表面上，使得所述寬度從轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)入的入口朝所述出口逐漸增大。有益效果從上述內(nèi)容可以看出，轉(zhuǎn)子葉片從中穿過(guò)的本發(fā)明的攪拌鉤，包括寬度大于入口 寬度的出口。由于壓力從轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)入的攪拌鉤的入口到轉(zhuǎn)子葉片離開(kāi)的出口均勻地施力口，所以可以使施加到攪拌鉤上的扭矩最小化。因此，可以改善攪拌鉤的耐久性和提高產(chǎn)品的可靠性。


圖I是顯示常規(guī)攪拌器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖2是圖I所示的攪拌器的放大透視圖；圖3是顯示轉(zhuǎn)子葉片穿過(guò)常規(guī)攪拌器的攪拌鉤的狀態(tài)的透視圖；圖4是顯示當(dāng)轉(zhuǎn)子葉片穿過(guò)常規(guī)攪拌器的攪拌鉤時(shí)流體流動(dòng)的平面圖；圖5是顯示常規(guī)攪拌器的攪拌鉤產(chǎn)生扭矩的透視圖；圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方案的攪拌鉤和轉(zhuǎn)子葉片的透視圖；圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明的攪拌鉤的透視圖；圖8和9是顯示根據(jù)本發(fā)明的攪拌鉤的其它實(shí)施方案的透視圖；圖10是顯示根據(jù)本發(fā)明的攪拌鉤的實(shí)際設(shè)計(jì)的透視圖；圖11顯示用于比較根據(jù)本發(fā)明的攪拌鉤和常規(guī)攪拌鉤的應(yīng)力分布的照片；和圖12是顯示用于比較根據(jù)本發(fā)明的攪拌鉤和常規(guī)攪拌鉤的應(yīng)變分布的照片。
具體實(shí)施例方式在下文中，將詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方案。然而，本發(fā)明不限于下面公開(kāi)的實(shí)施方案，而可以以多種形式實(shí)施。描述下面實(shí)施方案以使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠體現(xiàn)和實(shí)施本發(fā)明。在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的攪拌器和在該攪拌器中設(shè)置的攪拌鉤的示例性實(shí)施方案。另外，本發(fā)明的類似構(gòu)件由圖I 5所示的常規(guī)技術(shù)的類似附圖標(biāo)記來(lái)表示。圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的攪拌鉤和轉(zhuǎn)子葉片的透視圖，圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明的攪拌鉤的透視圖。如所顯示的，根據(jù)本發(fā)明的攪拌鉤20包括支撐部22，從反應(yīng)器的內(nèi)壁I以預(yù)定間隔突出且限定在其間形成的肋穿過(guò)部23 ;連接部24，從所述支撐部22的頂端沿面對(duì)方向延伸；和平行部26，從所述連接部24的頂端平行延伸且限定在其間形成的葉片穿過(guò)部27。在這個(gè)實(shí)施方案中，在平行部26的相對(duì)表面上形成傾斜表面28。形成傾斜表面28以使施加到攪拌鉤20上的扭矩最小化，并且使施加到平行部26的相對(duì)表面上的壓力均勻分布。換言之，在轉(zhuǎn)子葉片5穿過(guò)平行部26之間的過(guò)程中，轉(zhuǎn)子葉片5進(jìn)入的入口的寬度小于轉(zhuǎn)子葉片5離開(kāi)的出口的寬度，以大幅抵消施加到出口上的壓力(見(jiàn)圖4)。傾斜表面28配置成其間的間隙從轉(zhuǎn)子葉片5穿過(guò)的入口朝著出口逐漸增大，即，沿著直的表面逐漸增大。另外，平行部26之間的葉片穿過(guò)部27的寬度從轉(zhuǎn)子葉片5穿過(guò)的入口朝著出口逐漸增大。同時(shí)，傾斜表面28不必為如上所述的直的表面，而可以僅具有寬度在轉(zhuǎn)子葉片5穿過(guò)的出口處比在轉(zhuǎn)子葉片5穿過(guò)的入口處更大。對(duì)于這點(diǎn)，圖8和圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明的攪拌鉤的其它實(shí)施方案。參照?qǐng)D8和圖9，在平行部26的相對(duì)表面上形成的傾斜表面28’和28”可以具有圖8和圖9所示的彎曲形狀，使得所述寬度從入口朝著出口以凹形或凸形逐漸增大。當(dāng)然，除了附圖中所示的實(shí)、施方案之外，傾斜表面28可以設(shè)計(jì)成具有不同的形狀。圖10顯示了根據(jù)本發(fā)明的攪拌鉤的實(shí)際設(shè)計(jì)以供參考。此處，將不再重復(fù)與圖6對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述。參照?qǐng)D10，攪拌鉤120的整體形狀和圖6的整體形狀相似。觀察不同部分，不同于圖6的是，攪拌鉤120的連接部124相對(duì)于支撐部122以預(yù)定角度斜向延伸，而不是相對(duì)于支撐部122垂直延伸。另外，延伸部130還從平行部126的頂端沿相反方向延伸。當(dāng)然，圖10僅顯示了實(shí)際設(shè)計(jì)的一個(gè)例子，但本發(fā)明不限于此。此外，在根據(jù)本發(fā)明的攪拌鉤20中，轉(zhuǎn)子葉片5離開(kāi)的出口的寬度是入口的寬度的I. O 2. O倍。另外，轉(zhuǎn)子葉片5離開(kāi)的出口的寬度可以是入口的寬度的I. 3 I. 5倍。這是因?yàn)樵谒鋈肟诤统隹诰哂猩鲜霰壤膶挾鹊臈l件下，高粘度物料可以被更有效地?cái)嚢韬湍胨?，并且施加到攪拌鉤20上的扭矩可以被最小化。同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的攪拌鉤20可以由下面材料形成。攪拌鉤20可以由不銹鋼(例如，SUS)形成。不銹鋼是一種具有良好的耐腐蝕性、機(jī)械加工性和焊接性的鋼成員。在這個(gè)實(shí)施方案中，使用在不銹鋼中具有良好的強(qiáng)度和耐腐蝕性的雙相不銹鋼(duplex)。雙相不銹鋼是一種廣泛用于例如船舶動(dòng)力裝置等領(lǐng)域中的材料，在船舶動(dòng)力裝置中由于鹽而可能發(fā)生腐蝕。接著，圖11和12顯示用于比較根據(jù)本發(fā)明的攪拌鉤和常規(guī)攪拌鉤的應(yīng)力分布和應(yīng)變分布的圖。(a)顯示常規(guī)攪拌鉤，(b)顯示根據(jù)本發(fā)明的攪拌鉤，以供參考。參考數(shù)據(jù)，在圖11中，(a)顯示支撐部22的兩端均具有非常高的應(yīng)力，(b)顯示僅鄰近出口的一端具有高應(yīng)力。另外，將觀察到(b)顯示出整體應(yīng)力較低。另外，在圖12中，可以看出與(a)相比，(b)中支撐部22的外側(cè)產(chǎn)生的應(yīng)變顯著降低。另外，將觀察到與(a)相比，(b)中由平行部26的傾斜表面28產(chǎn)生的應(yīng)變降低。實(shí)際上，通過(guò)分析圖11和12，將觀察到與常規(guī)攪拌鉤相比，根據(jù)本發(fā)明的攪拌鉤的應(yīng)力降至70%，應(yīng)變也降至10%。盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的特定示例性實(shí)施方案顯示和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在不背離如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍下，可以在形式和細(xì)節(jié)上對(duì)本發(fā)明做出各種改變。
權(quán)利要求
1.一種攪拌器，包括 轉(zhuǎn)軸，可旋轉(zhuǎn)地安裝在反應(yīng)器中； 轉(zhuǎn)子葉片，安裝在所述轉(zhuǎn)軸的外圓周并和該轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)以攪拌其中的物料；和 攪拌鉤，在所述反應(yīng)器的內(nèi)壁上彼此間隔，且所述轉(zhuǎn)子葉片從該攪拌鉤中穿過(guò)， 其中，所述攪拌鉤之間的間隙在所述轉(zhuǎn)子葉片離開(kāi)的出口處比在該轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)入的入口處大。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的攪拌器，其中，所述攪拌鉤之間的間隙從所述轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)入的入口朝所述出口逐漸增大。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攪拌器，其中，傾斜表面形成于所述攪拌鉤的相對(duì)表面上，使得所述間隙從所述轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)入的入口朝出口逐漸增大。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的攪拌器，其中，所述轉(zhuǎn)子葉片還包括從該轉(zhuǎn)子葉片的末端垂直延伸的攪拌肋。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的攪拌器，其中，所述轉(zhuǎn)子葉片從中穿過(guò)的葉片穿過(guò)部和所述攪拌肋從中穿過(guò)的肋穿過(guò)部形成于所述攪拌鉤之間，且該葉片穿過(guò)部的寬度小于該肋穿過(guò)部的寬度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的攪拌器，其中，所述攪拌鉤包括 支撐部，從所述反應(yīng)器的內(nèi)壁以預(yù)定間隔突出，且所述肋穿過(guò)部形成于該支撐部之間； 連接部，從所述支撐部的頂端沿面對(duì)方向延伸；和 平行部，從所述連接部的頂端平行延伸，且所述葉片穿過(guò)部形成于該平行部之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的攪拌器，其中，傾斜表面形成于所述平行部的相對(duì)表面上，使得所述間隙從所述轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)入的入口朝所述出口逐漸增大。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的攪拌器，其中，所述平行部還包括從該平行部的頂端沿相反方向垂直延伸的延伸部。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的攪拌器，其中，所述出口的寬度是所述入口的寬度的I.O 2. O 倍。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的攪拌器，其中，所述出口的寬度是所述入口的寬度的I.3 I. 5 倍。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的攪拌器，其中，所述攪拌鉤由不銹鋼材料形成。
12.一種攬祥鉤，包括 支撐部，從反應(yīng)器的內(nèi)壁以預(yù)定間隔突出； 連接部，從所述支撐部的頂端沿面對(duì)方向延伸； 平行部，從所述連接部的頂端平行延伸而具有比所述支撐部的寬度小的寬度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的攪拌鉤，其中，安裝在反應(yīng)器中的轉(zhuǎn)子葉片穿過(guò)所述支撐部之間，并且該轉(zhuǎn)子葉片離開(kāi)的出口的寬度是該轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)入的入口的寬度的1.0 2. O倍。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的攪拌鉤，其中，所述出口的寬度是所述入口的寬度的I.3 I. 5 倍。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的攪拌鉤，其中，所述平行部具有形成于其相對(duì)表面上的傾斜表面，使得寬度從所述轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)入的入口朝該轉(zhuǎn)子葉片離開(kāi)的出口逐漸增大。
16.一種攪拌鉤，該攪拌鉤由在反應(yīng)器的內(nèi)壁上彼此間隔的一對(duì)構(gòu)件構(gòu)成，其中，這對(duì)構(gòu)件之間的寬度在可旋轉(zhuǎn)地安裝于所述反應(yīng)器中的轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)入的入口處的寬度大于在該轉(zhuǎn)子葉片離開(kāi)的出口處的寬度。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的攪拌鉤，其中，所述轉(zhuǎn)子葉片離開(kāi)的出口的寬度是所述入口的寬度的I. O 2. O倍。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的攪拌鉤，其中，所述出口的寬度是所述入口的寬度的1.3 1.5 倍。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的攪拌鉤，其中，傾斜表面形成于所述攪拌鉤的相對(duì)表面上，使得所述寬度從所述轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)入的入口朝出口逐漸增大。
全文摘要
本發(fā)明提供一種攪拌器和設(shè)置于該攪拌器中的攪拌鉤。所述攪拌器包括轉(zhuǎn)軸，可旋轉(zhuǎn)地安裝在反應(yīng)器中；轉(zhuǎn)子葉片，安裝在所述轉(zhuǎn)軸的外圓周并和該轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)以攪拌其中的物料；和攪拌鉤，由在所述反應(yīng)器的內(nèi)壁上彼此間隔的一對(duì)構(gòu)件構(gòu)成，且所述轉(zhuǎn)子葉片從該攪拌鉤中穿過(guò)。在本發(fā)明中，所述攪拌鉤之間的間隙在所述轉(zhuǎn)子葉片離開(kāi)的出口處比在該轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)入的入口處大。由于壓力從轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)入的入口到該轉(zhuǎn)子葉片離開(kāi)的出口均勻地施加，所以使施加到攪拌鉤上的扭矩最小化。因此，可以改善攪拌鉤的耐久性和提高產(chǎn)品的可靠性。
文檔編號(hào)B01F7/10GK102725061SQ201080059502
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者崔炳佑, 林藝勛, 秋淵奭, 裵晉賢, 車孝淑 申請(qǐng)人:Lg化學(xué)株式會(huì)社