本發(fā)明屬于攪拌器領域，涉及一種將液態(tài)物質混合攪拌均勻的攪拌裝置，特別是一種輪式攪拌器的制備。

背景技術：
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攪拌混合設備廣泛應用于化工、冶金、醫(yī)藥、食品、環(huán)保、污水處理等領域。攪拌操作是工業(yè)反應過程的重要環(huán)節(jié)，它的原理涉及流體力學、傳熱、傳質及化學反應等多個方面，攪拌器是攪拌混合設備中的關鍵部件之一，是將機械能轉變?yōu)榻橘|的動能，使介質獲得適宜的流動場的裝置。攪拌器有兩大功能：①使液體產生強大的總體流動，以保證裝置內不存在靜止區(qū)，達到宏觀均勻；②產生強大的湍動，使液體微團尺寸減小，利于進行快速化學反應；攪拌容器內的流型取決于攪拌器的形式、攪拌器的結構尺寸、攪拌容器、流體性質以及攪拌器轉速等因素。對于攪拌機頂插式中心安裝的立式容器，有三種基本流型，分別是徑向流、軸向流和切向流。徑向流是指流體的流動方向垂直于攪拌軸，沿徑向流動，碰到容器壁面，分成兩股流體分別向上、向下流動，再回到葉端，不穿過葉片，形成上下兩個循環(huán)流動；軸向流是指流體的流動方向平行于攪拌軸，流體由槳葉推動，使流體向下流動，遇到容器底面再翻上，形成上下循環(huán)流動；切向流是指在無擋板的容器內，流體繞軸作旋轉流動，高速時液體表面會形成漩渦，此時流體從槳葉周圍周向卷吸至槳葉區(qū)的流量很小，混合效果很差。上述三種流型通常同時存在，其中軸向流與徑向流對混合起主要作用，而切向流應加以抑制，采用擋板可削弱切向流，增強軸向流和徑向流；綜上所述，現有的液態(tài)物質混合用攪拌器普遍存在周向方向流大，應用場合單一，結構原理簡單，難以在各種不同濃度液體混合時實現節(jié)省能源和時間的目的。

技術實現要素：
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本發(fā)明的目的在于克服現有技術中存在的缺點，尋求設計一種結構原理可靠、節(jié)省能源且混合快速、攪拌均勻度好的輪式攪拌器，該攪拌器能較好的改善容器內的液體流場，廣泛適用于中、低速、高粘度攪拌，以及加氣反應攪拌，釜高與釜徑之比為0.8～1.5，是一種綜合性能好、高效節(jié)能、轉動平穩(wěn)、結構簡單的新型葉輪。

為了實現上述目的，本發(fā)明的主體結構由傳動軸、行星葉輪、行星輪架聯接套、行星葉輪輪轂、葉片、聯結件和緊固裝置等部件組合而成，葉片焊接在行星葉輪輪轂上，葉片與輪轂共同構成行星葉輪，行星葉輪以自由轉動方式安裝在行星輪架的轉軸上，行星輪架與聯接套制成一體，聯接套通過聯結件和緊固裝置與傳動軸連接在一起，傳動軸頂端與外動力聯接；行星輪架為錨式、倒錨式或框式結構，輪架上對稱安裝2～4個行星葉輪，行星葉輪軸線與傳動軸軸線平行，行星葉輪直徑小于攪拌器直徑的0.5倍，行星輪攪拌器直徑與容器直徑之比為0.3～0.9。行星葉輪上對稱安裝3～8個葉片，行星葉輪高度小于或等于容器介質的液面高度。當攪拌器旋轉時，由于沿徑向方向各點的切線速度不同，所以，行星葉輪葉片內外緣所受的阻力不同，在內外緣阻力差的作用下，行星葉輪便會繞其軸自行轉動，轉動方向與行星輪架轉動方向相反。行星葉輪在行星輪架的拖動和流體阻力的共同作用下，既隨傳動軸公轉，還相對行星輪軸自轉。在行星輪式攪拌器行星輪自轉時，葉片將流體沿徑向方向推出，沿徑向方向運動的流體在器壁的阻擋下，轉向攪拌器上下兩端再流入中心部，從而形成高湍動的充分混和區(qū)，且流體質點的軸向流線為高速螺旋線，徹底改變了傳統(tǒng)攪拌器的缺點，使介質在低轉速下同時產生較好的徑向流和軸向流，消除了死角，介質混合更均勻，反應時間顯著降低。

本發(fā)明適用于立式攪拌和斜插時攪拌，液體粘度范圍為0～10000m Pa·s。

本發(fā)明集各類攪拌器的優(yōu)點，結構原理新穎，適用范圍廣泛，傳動力強，流量大、攪拌效果好，節(jié)省能量，特別是在要求快速化學反應的場合，其攪拌效果更佳。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的結構原理示意圖。

圖2為本發(fā)明的結構示意俯視圖。

具體實施方式：

下面通過實施例并結合附圖做進一步描述。

實施例1：

本實施例的主體結構由傳動軸1、行星葉輪2、行星輪架3、聯結套4、緊固裝置5、聯接件6、葉片7和輪轂8等部件組合而成，葉片7焊接在行星葉輪輪轂8上，葉片7與輪轂8共同構成行星葉輪2，行星葉輪2以自由轉動方式安裝在行星輪架3的轉軸上，行星輪架3與聯接套4制成一體，聯接套4通過緊固裝置5和聯接件6與傳動軸1連接在一起，聯接件6用于傳遞扭矩，可以為鍵或銷等，底端的緊固裝置5用于鎖緊并承重，傳動軸1頂端與外動力聯接；傳動軸1主要用于傳遞動力；聯接件6用于傳遞扭矩；行星輪架3可以制作成錨式、倒錨式或框式，其上的軸用于支撐和安裝行星葉輪2，同時與聯接套4制成一體；聯接套4與傳動軸1配合并傳遞扭矩，聯接套4與傳動軸1的配合為過渡配合，并借助聯接件6和緊固裝置5將聯接套4固緊在傳動軸1上；行星葉輪2將機械能傳遞給液體，通過軸承或軸套與行星輪架3上的軸相聯接，行星葉輪2由葉片7與輪轂8構成一體，葉片7相對于輪轂8軸線平行安裝，也可以傾斜一定角度安裝，葉片7制成平面葉片，也可以制成曲面葉片；行星輪式攪拌器對稱安裝2～4個行星葉輪2，行星葉輪2的直徑小于攪拌器直徑的0.5倍，行星輪攪拌器直徑與容器直徑之比為0.3～0.9，行星葉輪2上對稱安裝3～8個葉片7，行星葉輪2的高度小于或等于容器介質的液面高度；

實施例2：

行星輪攪拌器的直徑為106mm，行星葉輪2個，直徑為40mm，高為40mm，葉片4個，葉片為平型，對稱且平行安裝在輪轂上，攪拌介質為甘油，粘度為450m Pa·s，液面高度130mm,容器直徑為 190mm。通過數值模擬，得到行星輪式攪拌器的軸向截面數值模擬速度矢量圖和橫向截面數值模擬速度矢量圖。速度矢量圖與實驗觀察結果十分吻合：攪拌器的流型包含了徑向流、軸向流和切向流三種基本的流體流型，但是前兩種流型構成了流型主體，而切向流也是呈螺旋線型。這三種流體流型徹底消除了攪拌過程中的攪拌死角，使液體混合達到充分均勻。

實施例3：

行星輪式攪拌器直徑為55mm，行星葉輪2個，直徑為20mm，高為40mm，葉片4個，葉片為平型，對稱且平行安裝在輪轂上，攪拌介質為甘油，粘度為450m Pa·s，容器直徑為100mm,液面高度100mm。在每分鐘250轉時與相同尺寸的攪拌器相比，實測攪拌功率為4.267瓦，比錨式攪拌器的功率(4.424瓦)小，比推進式(3.93瓦)略大。

實施例4：

行星輪式攪拌器直徑為55mm，行星葉輪2個，直徑為20mm,高為40mm，葉片4個，葉片為平型，對稱且平行安裝在輪轂上，攪拌介質為甘油，粘度為450m Pa·s，容器直徑為100mm,液面高度100mm。在每分鐘250轉時與相同尺寸的攪拌器比較。實測行星輪式攪拌器的攪拌反應時間為95.4秒，錨式攪拌器為134.4秒，推進式攪拌器為658秒，考慮單位體積耗功的影響，其相對混合效率數分別為：行星輪式攪拌器38837，錨式攪拌器79967，推進式攪拌器2491425。因此，在相同的攪拌條件下，行星輪式攪拌器的攪拌效率是錨式攪拌器的2.1倍，是推進式攪拌器的64倍。