專利名稱:液體充氣裝置的制作方法
本發(fā)明為一種液體充氣裝置，由一個(gè)輸送空氣和液體的立軸式轉(zhuǎn)子和一個(gè)環(huán)繞轉(zhuǎn)子布置的定子組成，該定子為一個(gè)封閉式圓環(huán)，內(nèi)部有截面為矩形的導(dǎo)流道，液體-空氣混合物在導(dǎo)流道內(nèi)通過，導(dǎo)流道的每個(gè)垂直分隔面均自一個(gè)在定子的內(nèi)圓周范圍里與該分隔面相交的軸向平面出發(fā)，朝著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向斜向延伸。
在公知的這類充氣裝置(見奧地利書269038)中，通過中央空氣導(dǎo)管沿軸向吸入的空氣與同樣經(jīng)由轉(zhuǎn)子軸向吸入的液體一起經(jīng)過均勻混合，再沿徑向被甩出定子，定子由兩片呈一定軸向間隔的環(huán)形圓盤構(gòu)成，在這兩個(gè)圓盤之間設(shè)有垂直導(dǎo)流板。垂直導(dǎo)流板可以分隔出截面為矩形的導(dǎo)流道，液體-空氣混合物可以通過該導(dǎo)流道定向地噴射到待充氣的液體內(nèi)，從而使定子周圍一定范圍內(nèi)的液體達(dá)到均勻地充氣。但是，隨著液體與定子外圓周之間的距離的增加，充氣效果要減弱，這是因?yàn)橐后w-空氣混合物的噴射速度會(huì)隨著該距離的增加而減小。因此盛放充氣液體的容器的直徑就不能超過一定的限度，以保證在給定的轉(zhuǎn)子功率下容器的整個(gè)截面都能達(dá)到均勻充氣。
本發(fā)明的任務(wù)是，用簡(jiǎn)單的手段對(duì)上述類型的充氣裝置加以改進(jìn)，使其在給定的轉(zhuǎn)子功率下采用較大的容器截面也能做到均勻充氣。
本發(fā)明對(duì)上述任務(wù)的解決方案是，使直接構(gòu)成導(dǎo)流道的相鄰垂直分隔面呈放射狀指向定子的外圓周，并且每個(gè)導(dǎo)流道的垂直分隔面均相互平行，其最大偏斜角為7°。
由于采取了使各個(gè)導(dǎo)流道的垂直分隔面至少基本上相互平行延伸的措施，所以使液體-空氣混合物自導(dǎo)流道排出的速度與現(xiàn)有的簡(jiǎn)單導(dǎo)向壁式定子的相比大大提高，同時(shí)并不需要增加轉(zhuǎn)子的功率。提高液體-空氣混合物排出速度的效果是相應(yīng)地?cái)U(kuò)大了液體-空氣混合物的作用半徑，從而可以在較大的容器截面內(nèi)做到均勻地充氣。此外，上述措施還會(huì)給本裝置帶來結(jié)構(gòu)上的有利之外，因?yàn)檗D(zhuǎn)子的大小和形狀由其所排出的空氣和液體的體積決定，即由可要求的充氣率決定，而所排出的液體-空氣混合物的作用半徑則由定子導(dǎo)流道的結(jié)構(gòu)決定。自定子中排出的液體-空氣混合物的噴射速度要受到導(dǎo)流道形狀的影響。如果使各個(gè)導(dǎo)流道的垂直分隔面呈放射狀指向定子的外圓周，則液體-空氣混合物的排出速度就要小于定子內(nèi)的吸入速度。如果要提高排出速度，就應(yīng)當(dāng)朝著排出端方向縮小導(dǎo)流道的橫截面，也就是使垂直分隔面朝著定子外圓周方向收縮。各個(gè)導(dǎo)流道的垂直分隔面之間的夾角不得大于7°，以避免形成過多的渦流。如果出現(xiàn)渦流，則液體-空氣混合物噴出后的作用半徑要顯著減小。
增大容器的直徑時(shí)應(yīng)當(dāng)注意，自兩個(gè)相鄰的導(dǎo)流道所噴出的流體在容器外壁附近的距離不要太大，以便保證外壁附近液體的均勻充氣。為了在較大直徑的容器中做到使相鄰導(dǎo)流道所噴出的流體不超過所允許的最大距離，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)卦黾訉?dǎo)流道的數(shù)量。
導(dǎo)流道可以采用不同型式的結(jié)構(gòu)。例如，可以用隔板構(gòu)成導(dǎo)流道，并使隔板位于兩個(gè)成一定軸向間距布置的環(huán)形圓盤之間。另一種比較好的結(jié)構(gòu)是，導(dǎo)流道由設(shè)置在環(huán)形圓盤上的U形截面的構(gòu)件構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)不僅制造方便、消耗材料少，而且便于對(duì)定子進(jìn)行清洗，因?yàn)楦鱾€(gè)構(gòu)成導(dǎo)流道的U形截面構(gòu)件之間的楔形區(qū)是敞開式的。
附圖中表示的是本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1表示本發(fā)明所述的液體充氣裝置示意圖，圖中的一部分做了剖視;
圖2表示充氣裝置的定子的俯視圖，圖中做了局部剖視;
圖3表示沿圖2Ⅲ-Ⅲ線所做的導(dǎo)流道的剖面放大圖;
圖4表示一種和圖3所示類似的另一種導(dǎo)流道結(jié)構(gòu);
圖5表示定子的水平剖視圖，其上面的導(dǎo)流道呈放射狀分布;
圖6表示一種和圖5所示類似的導(dǎo)流道呈放射狀分布的定子。
根據(jù)圖1中所示的實(shí)例，直接安裝在容器底板1上的充氣裝置主要由轉(zhuǎn)子2和定子4構(gòu)成的，其中轉(zhuǎn)子2由電動(dòng)機(jī)3驅(qū)動(dòng)，定子4環(huán)繞著轉(zhuǎn)子2布置。垂直設(shè)置的轉(zhuǎn)子軸5穿過容器底板1，并與固定在底板上的電動(dòng)機(jī)3聯(lián)接在一起。需要充到液體中的空氣通過空氣導(dǎo)管6吸入并且沿軸向被引入轉(zhuǎn)子2，容器中的液體通過定子4上的環(huán)形孔也同時(shí)被吸入轉(zhuǎn)子2，正如圖中箭頭所示的那樣。
液體-空氣混合物在定子4內(nèi)穿過導(dǎo)流道8，導(dǎo)流道在圖1至圖3中是由隔板9構(gòu)成的，隔板9均布置在兩個(gè)環(huán)形圓盤10和11之間。直接構(gòu)成導(dǎo)流道8的相鄰垂直隔板9呈放射狀指向定子4的外圓周，并且導(dǎo)流道8的垂直分隔面是相互平行的。這樣結(jié)構(gòu)可以保證使液體-空氣混合物自轉(zhuǎn)子2進(jìn)入定子4時(shí)的速度近似于流體自導(dǎo)流道8噴出的速度，由于噴出速度相對(duì)比較高，因此流體在容器內(nèi)的作用半徑也比較大，為了在較大直徑的容器內(nèi)做到均勻充氣，應(yīng)當(dāng)布置足夠數(shù)量的導(dǎo)流道，以便使自相鄰的導(dǎo)流道所噴出的流體不致過于分散，特別是在容器的外壁附近不致過于分散。
正如圖4所示，定子還可以采用一種非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，即采用U形截面的構(gòu)件12制成導(dǎo)流道8，構(gòu)件12則裝在環(huán)形圓盤13上面。這種結(jié)構(gòu)不但容易制造，而且便于對(duì)定子進(jìn)行清洗，因?yàn)橄噜彽膶?dǎo)流道之間的楔形區(qū)是敞開式的。
在給定液體容器直徑和轉(zhuǎn)子功率的條件下，為了達(dá)到充氣所需要的液體-空氣混合物自定子中的噴出速度，可以采用非平行式垂直分隔面構(gòu)成導(dǎo)流道8。例如讓導(dǎo)流道8的隔板9朝著定子4的方向擴(kuò)張，則導(dǎo)流道8內(nèi)的流體流速就要減慢。當(dāng)然，垂直隔板9之間的夾角α不得大于7°，否則的話會(huì)形成較多的渦流，從而會(huì)大大地限制自導(dǎo)流道8中噴出的流體的作用半徑。
如果要求流體在定子4的外圓周處的噴射速度大于入口速度，則應(yīng)當(dāng)讓導(dǎo)流道8的隔板9朝著定子外圓周的方向收縮，如圖6所示。在這種情況下，垂直隔板9之間的夾角α也不得大于7°。
使用如上所述的充氣裝置時(shí)，由于采用了特殊結(jié)構(gòu)的定子，所以液體在較大的面積內(nèi)都能得到均勻地充氣，這種類型的充氣裝置主要適用于液體醋酸發(fā)酵，酵母生產(chǎn)或者污水凈化等場(chǎng)合。
本發(fā)明并不僅僅局限于實(shí)施例中所介紹的充氣裝置。轉(zhuǎn)子例如也可以制成各種不同的形狀，使液體不僅能象圖1所示那樣從一面吸入，而且能從兩面吸入。也可以采用另外的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，使空氣自下面吸入，并將電動(dòng)機(jī)改成公知的潛水電機(jī)，安裝在轉(zhuǎn)子的上部。當(dāng)然，也可以吸入除空氣以外的其他氣體，并將其充到任意的液體之中。根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，導(dǎo)流道8可以選取不同的徑向傾斜度，并且還可以根據(jù)導(dǎo)流道的傾斜度和容器的直徑確定導(dǎo)流道的數(shù)量。此外，直接構(gòu)成導(dǎo)流道8的相鄰隔板9也可以由一個(gè)共有的隔塊形成，其形狀類似于一個(gè)楔子，從而可以保證每個(gè)導(dǎo)流道的垂直分隔面基本上相互平行。
權(quán)利要求
1.液體充氣裝置，由一個(gè)輸送空氣和液體的立軸式轉(zhuǎn)子(2)和一個(gè)環(huán)繞轉(zhuǎn)子(2)布置的定子(4)組成，該定子為一個(gè)封閉式圓環(huán)，內(nèi)部有截面為矩形的導(dǎo)流道(8)，液體-空氣混合物在導(dǎo)流道內(nèi)通過，導(dǎo)流道的每個(gè)垂直分隔面均自一個(gè)在定子的內(nèi)圓周范圍里與該分隔面相交的軸向平面出發(fā)，朝著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向斜向延伸，本發(fā)明的特征是，直接構(gòu)成導(dǎo)流道[8]的相鄰垂直分隔面呈放射狀指向定子[4]的外圓周，每個(gè)導(dǎo)流道[8]的垂直分隔面均相互平行，其最大偏斜角為7°。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的液體充氣裝置，其特征是，導(dǎo)流道(8)由設(shè)置在環(huán)形圓盤(13)上的U形截面構(gòu)件構(gòu)成。
專利摘要
用于液體充氣的裝置，由一個(gè)輸送空氣和液體的立軸式轉(zhuǎn)子和一個(gè)環(huán)繞轉(zhuǎn)子布置的定子組成，該定子為一個(gè)封閉式圓環(huán)，內(nèi)部有截面為矩形的導(dǎo)流道，液體—空氣混合物在導(dǎo)流道內(nèi)通過，導(dǎo)流道的每個(gè)垂直分隔面均自一個(gè)在定子內(nèi)圓周范圍內(nèi)與該分隔面相交的軸向平面出發(fā)，朝著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向斜向延伸。為了獲得較大的噴射半徑，直接構(gòu)成導(dǎo)流道的相鄰垂直分隔面呈放射狀指向定子的外圓周，每個(gè)導(dǎo)流道的垂直分隔面相互平行地延伸。
文檔編號(hào)C02F3/20GK86103733SQ86103733
公開日1986年12月17日 申請(qǐng)日期1986年5月30日
發(fā)明者海茵里克·埃布納 申請(qǐng)人:海茵里克弗倫格斯兩合公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan