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往复式三角形搅拌器叶轮介绍

通常的搅拌器总是向一个方向旋转，罐内无挡板时，液体的流动也是向一个方向进行回转运动。这时由于不能产生有效的剪切和上下循环，混合效果不佳。一般为避免此缺点，要在罐内装置挡板。然而，有些流体要附着到挡板上，要清除这些附着物相当麻烦。理想的情况是既能不设挡板，又能获得足够大的剪切和循环。能满足这个要求的是往复式搅拌器，它不用复杂的电气变换部分，仅用一个特殊设计的传动机构能够使搅拌器单方向回转变成每次进行90度往复的运动。这种搅拌器需与具有三角形截面的叶轮配合使用。　　三角形叶轮进行水平左右往复转动，使互相逆向的轴向流桨式叶轮交替地进行正反转，液体朝三角形顶角的方向流动，即三角形顶角向上，则液体向，顶角向下，则把液体向下压。通常这种三角形叶轮二枚成一对，互相交叉90度安装，下层的顶角朝下，上层的顶角朝上，往复式搅拌器的整体情况如图。搅拌时，下层叶的可动范围内液体向下压出，直达罐底，并通过下层叶的不动部分折回，向上升，刚好这时因为上层叶的顶角向上，则使液体进一步往上升。上升流直至液体的自由表面，并通过上层叶的不动部分折回，往下降，这里又由于下层叶的顶角而向下，便使液体继续往下降。这样使罐内液体产生有效地上下循环流动，这时叶轮还进行着水平剪切运动，因此往复式搅拌器中的三角形叶轮亦是属于剪切-循环兼顾型的。由于三角形叶片的根部粗，端部细，所以，叶径也可做得较大，通常叶径与罐径比为0.65~0.95。

　　往复式搅拌器可用于使橡胶块在中溶解和使黏土、陶土块在水中分散那样需要高剪切的场合，并且它还能使溶解后的高浓度、高黏度液体进行充分地循环流动。还有，在搅拌纸浆和玻璃纤维时，若用单方向回转的三角形搅拌器，则纤维互相缠结形成大块，而用往复式三角形搅拌器时则缠结不会发生。即使是高浓度的纸浆，由于可使用大的叶径，仍可没有停滞地进行搅拌。

搅拌器中的三种基本流型

　　搅拌器的流型与搅拌效果、搅拌功率的关系十分密切，搅拌器的改进和新型搅拌器的开发往往从流型着手。釜内的流型主要取决于搅拌方式、搅拌器、容器形状、挡板等几何特征，以及流体性质、转速等因素。对于工业上应用多的立式圆筒搅拌器顶插式中心安装，搅拌将产生三种基本流型。

　　(1)径向流流体的流动方向垂直于主轴沿径向流动，碰到容器壁面分成两股流体分别向上、向下流动，再回到叶端，不穿过叶片形成上、下两个循环流动，见图5-2 (a)。搅拌器的圆盘是产生径向流的主要原因。

　　(2)轴向流流体的流动方向平行于主轴，流体由桨叶推动，使流体向下流动，碰到器底再翻上，形成上下循环流，见图5-2(b)。轴向流的产生是由于流体对旋转叶片产生的升力的反作用力引起的。

　　(3)切向流无挡板的容器内，流体绕轴作旋转运动，流速高时。液体表面会形成漩涡，如图5—2(c)所示。此时流体从桨叶周围周向卷吸至桨叶区的流量很小，混合效果很差。

　　上述三种流型通常可能在搅拌器中同时存在，其中轴向流与径向流对混合起主要作用，而切向流应如以抑制。采用挡板可削弱切向流，增强轴向流和径向流作用。

三叶推进式搅拌器的优缺点：

　　典型轴流桨，适合低黏度流体的混合、传热、循环、粒子悬浮、溶解等

　　优点：低剪切、强循环、低能耗

　　缺点：高速运行、细长轴时需带中间轴承或底轴承，整体浇铸叶轮，不宜在大型装置中使用

　　应用实例：一个直径为2900mm，容积为33平方米的氢化液贮槽，内含1%雷尼镍催化剂，搅拌的目的是防止催化剂沉淀以便氢化液的输送。实践证明，一个直径为600mm的三叶推进式搅拌器在250r/min下运转，粪水搅拌器非标定制，在全挡板条件下完全可以满足工艺要求，而所需的电动机功率仅为3kW，但搅拌轴需要中间轴承，易磨损。