专利名称：利用挡板的搅拌容器及包括该搅拌容器的提高了搅拌能力的搅拌机的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用挡板的搅拌容器及包括该搅拌容器的提高了搅拌能力的搅拌机， 尤其涉及具有在一定区域形成水平挡板的简单构造，可以应用混沌理论显著提高搅拌机的混合性能的利用挡板的搅拌容器及包括该搅拌容器的提高了搅拌能力的搅拌机。
背景技术：
搅拌机是指用于将两种以上的物质混合的器具，其为广泛用于化学、造纸、石油、 机械等多种产业的流体混合装置。图1中图示了现有搅拌机的一个例子，所述现有的搅拌机10包括主体1，其形成有内部中空的空间部2，以存储流体；叶轮5，其在所述主体1的内部中心部形成轴3，并且以所述轴3为中心放射状形成多个桨叶4，并且由驱动部件(未图示)来旋转。所述搅拌机通过所述叶轮以所述主体的中心轴为基准旋转来混合流体。此时，所述叶轮通过调整所述桨叶的大小、形成角度以及形状等来促进流体的混合。然而，即使变化所述桨叶的形状，从动力学的观点来看只能形成两种流动。如图2所示， 一种为以轴为中心的叶轮直接旋转产生的旋转流动和由于惯性产生的2次流动，另一种为由于叶轮形成的轴方向的流动而产生的在截面上的旋转流动。上述流动具有甜甜圈形状的流线动力学结构。粘性大的物质(高分子流体、乳浊液、悬浮液、油漆、食品等)的情况下， 这些流线形状形成固定不变的流线面(图2)，因此混合工序中物质的移动限制在最初确定的流线面上，混合性能将显著降低。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明为解决如上所述的问题而提出，本发明的目的在于提供一种利用挡板的搅拌容器及包括该搅拌容器的提高了搅拌能力的搅拌机，所述搅拌容器具有另外设置的水平挡板的简单构造，其导引混沌流动使流体更顺利地混合。( 二)技术方案本发明的搅拌容器100，为混合流体用搅拌机1000的搅拌容器100，其特征在于， 包括主体110，其形成有内部中空的空间部111，以存储流体；水平挡板130，其形成为板状，与所述主体110的中心轴垂直。并且，所述挡板130的特征在于，在上侧方向看向所述主体110的内侧时，其以所述中心轴为基准形成的角度α在90°至270°的范围内。并且，所述搅拌容器100的特征在于，形成有多个所述挡板130。另一方面，本发明的另一搅拌容器100，为混合流体用搅拌机1000的搅拌容器 100，其特征在于，所述搅拌容器100包括主体110，其形成有内部中空的空间部111，以存储流体；以及水平挡板130，其为板状，与所述主体110的中心轴垂直，并且沿所述主体的内壁面呈螺旋形。另一方面，本发明的又一搅拌容器100，为混合流体用搅拌机1000的搅拌容器 100，其特征在于，所述搅拌容器100包括主体110，其形成有内部中空的空间部111，以存储流体；以及垂直挡板130，其垂直地形成在所述主体110的下面。并且，本发明的搅拌机1000，其特征在于，包括具有如上所述的特征的搅拌容器 100 ；以及旋转所述搅拌容器100内部的流体的旋转部件120。(三)有益效果因此，本发明的利用挡板的搅拌容器及包括该搅拌容器的提高了搅拌能力的搅拌机，通过在一定区域水平形成挡板，在混合流体的过程中，所述挡板引起不同的流动，空间周期性地搅乱旋转流动，能够提高混合效率。更具体地，本发明的利用挡板的搅拌容器及包括该搅拌容器的提高了搅拌能力的搅拌机，通过破坏固定流线面的结构可提高混合性能，并且具有利用混沌理论进行交错设计而成的空间周期性不同的为流线面结构的动力学结构，能够提高混合性能。
图1为图示了现有搅拌机的截面图2为显示所述图1中图示的搅拌机内部流体的动力学结构的示意图； 图3为显示本发明的提高了搅拌能力的搅拌机的局部切除立体图； 图4为所述图3中图示的提高了搅拌能力的搅拌机的截面图； 图5为所述图3中图示的提高了搅拌能力的搅拌机的上侧平面图； 图6为显示所述图3中图示的搅拌机的搅拌容器内部流体的动力学结构的示意
-例的截面图及显示动力学
-例的截面图及显示动力学
-例的截面图及显示动力学
图7为显示本发明的提高了搅拌能力的搅拌机的另-结构的示意图；图8为显示本发明的提高了搅拌能力的搅拌机的另-结构的示意图；图9为显示本发明的提高了搅拌能力的搅拌机的又-结构的示意图；图10为所述图9中图示的搅拌机的截面图；图11为显示本发明的提高了搅拌能力的搅拌机的又一例的截面图及显示动力学结构的示意图。附图标记说明1000 搅拌机110:主体120 旋转部件122 桨叶α :挡板形成角度
100 提高了搅拌能力的搅拌容器 111 空间部 121 轴 130 挡板
β 螺旋形挡板的倾斜角度
具体实施例方式
4
下面结合附图，对具有如上所述的特征的本发明的利用挡板130的搅拌容器100 及包括该搅拌容器100的提高了搅拌能力的搅拌机1000作进一步详细的说明。图3为显示本发明的提高了搅拌能力的搅拌机1000的局部切除立体图；图4为所述图3中图示的提高了搅拌能力的搅拌机1000的截面图；图5为所述图3中图示的提高了搅拌能力的搅拌机1000的上侧平面图；图6为显示所述图3中图示的搅拌机1000的搅拌容器100内部流体的动力学结构的示意图。本发明的提高了搅拌能力的搅拌机1000大致包括主体110、包括挡板130的搅拌容器100以及旋转包含在所述搅拌容器100内部的流体的旋转部件120。首先，对所述搅拌容器100进行说明。作为构成所述搅拌容器100的基本构成，所述主体110在内部形成具有一定区域的空间部111，以存储流体。图中，虽然以上侧开放的形式图示了所述主体110，上侧可另用盖子密封，以防止搅拌机1000操作(旋转部件120旋转)时，流体向外部流出，并且在主体110的下侧可以另外形成流体排出用的排出部。同时，所述图5中虽然图示了具有圆形截面的例子，但是本发明的提高了搅拌能力的搅拌机1000不限于所述形状，可以形成多种形状。所述挡板130形成在所述主体110内部与中心轴垂直，即，与主体110的下面平行，并且所述与中心轴垂直是指与所述中心轴形成90 °角。图中显示了，所述旋转部件120包括在主体110的中心形成的轴121和在所述轴 121上放射状地形成的多个桨叶122的叶轮。所述旋转部件除了图中图示的形状之外，也可为利用所述搅拌容器100本身旋转或者振动等旋转流体的部件，并且除此之外只要是可将存储在搅拌容器100内部的流体进行旋转的部件的话，没有限制地都可利用。对将叶轮作为所述旋转部件120的情况进行更详细的说明。所述叶轮具有通过旋转使流体混合的结构，所述桨叶122的形状和数量等除了图中所示例子之外还可以以各种方式形成。此时，所述挡板130不仅需要二等分所述主体110的整体而且不能妨碍所述叶轮 120的旋转，因此在整个区域的一定区域形成。通过这种方式，本发明的提高了搅拌能力的搅拌机1000在形成有所述挡板130的区域中切断现有的如图2所示的连续流动，并且在没有形成所述挡板130的区域再进行混合。S卩，本发明的提高了搅拌能力的搅拌机1000，由于在存在所述挡板130的区域和不存在所述挡板130区域的流线的形状不同，导致两个流线面间发生扭曲，破坏了现有的固定形状的流线面，从而可最大限度提高混合性能。更具体地，如所述图5所示，本发明的提高了搅拌能力的搅拌机1000，在上侧方向看向所述主体Iio的内侧时，所述挡板130形成的两端和所述轴相连接时，优选所述两条线形成的角度α在90°至270°的范围内。所述挡板130的形成角度α小于90°时，所述挡板130产生的混合促进效果微小，而所述挡板130的形成角度α大于270°时，所述挡板130反而将流体的流动分为两部分，有可能成为妨碍再混合的原因，因此本发明的提高了搅拌能力的搅拌机1000，在上侧方向看向所述主体110的内侧时，所述挡板130以所述中心轴为基准形成的角度α在90°至270°的范围内。如果，所述挡板130在所述主体110的长度方向的不同位置上形成多个时(在上侧方向看向所述主体110的内侧时，多个挡板130不在同一位置上)，所述一个挡板130以所述中心轴为基准形成的角度α即使不到90°，但由于多个挡板130造成的动力切断，仍可提高混合性能。下面对形成多个所述挡板130的例子再次说明。如所述图6所示，在不存在挡板130的左侧，截面的旋转流动具有一个旋转中心， 但是存在挡板130的右侧，流动变为具有两个旋转中心。通过所述叶轮的旋转，物质在右侧和左侧交替移动，经历两种完全不同的旋转流动(以下称为涡流)，如所述图6(b)所示，流线面扭曲并被破坏，引起混沌流动。像这样，本发明采用在搅拌机内不同区域制造不同的流动形状使流线面被破坏， 引起混沌流动，以提高混合性能的方式。作为参考，图6及以后显示的截面的动力学结构为对叶轮以螺旋桨形式形成轴方向流动的情况进行图示的构造。根据叶轮和形状和大小，截面上的动力学结构可不同，但是本发明中同样适用混沌原理以提高混合性能通过叶轮的旋转，物质由于挡板形成的不同的动力学构造交替移动，引起混沌。另一方面，现有技术中也有利用挡板的情况，但是现有的挡板为在主体110的壁面按长度方向形成的垂直型，所述现有的挡板随着叶轮120按特定方向旋转，邻接所述现有的挡板特定面的流体可形成流动停止的部分，并且由于流动阻力的增加消耗很多电力， 尤其是只有在所述现有的挡板的附近才能局部性地提高混合性能。但是，本发明的提高了搅拌能力的搅拌机1000由于具有水平挡板130，在涡流形成过程中，涡流按照一定的周期在存在和不存在挡板130的区域反复进行，搅乱了搅拌机内的整个流动场，使流动场内大部分物质形成混乱的移动轨迹，从而提高混合效果。特别是，这样的混合在无法形成湍流的粘度高的物质或旋转速度慢的情况时，与所述没有挡板的情况相比可大幅度地提高混合性能。图7为显示本发明的提高了搅拌能力的搅拌机1000的再一例的截面图和显示动力学结构的示意图；图8为显示本发明的提高了搅拌能力的搅拌机1000的另一例的截面图和显示动力学结构的示意图。如所述图7和图8所示，本发明的得以提高搅拌能力的搅拌机1000可形成多个挡板 130。所述图7(a)中图示了在搅拌机1000的主体110内部，图中左侧下部和右侧上部形成水平挡板130的例子。如图7(b)所示，左侧形成了位于所述挡板130的下部、以所述挡板130(图中位于左侧下部)为基准由上部的大涡流和下部的小涡流构成的动力学交界面，右侧形成了位于所述挡板上部、以所述挡板130(图中位于右侧上部)为基准由上部的小涡流和下部的大涡流构成的动力学交界面。如所述图7所示的搅拌机1000通过主体110内部的物质随着所述叶轮旋转，进行如所述图中的在左侧和右侧的交替移动，形成混沌流动，从而可提高混合性能。所述图8中所示的情况为挡板130在一侧设置了两个的情况，本发明的提高了搅拌能力的搅拌机1000可按主体110的长度方向形成多个所述挡板130。
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更具体地，图8(a)所示的搅拌机1000为图中在主体110内部右侧设置了两个所述挡板130的情况，此时，如图8(b)所示，在所述挡板130的情况下将形成由3个涡流构成的动力学交界面，没有形成所述挡板130的左侧只形成一个大的涡流，从而所述主体110内部物质可通过所述叶轮的旋转在左右侧交替移动，引起混沌流动。本发明如上所述，可通过调整所述挡板130的大小、数量以及位置来调整动力学交界面的形成和构造，最终可调整搅拌机1000的混合性能。图9为显示本发明的提高了搅拌能力的搅拌机的又一例的截面图，图示了所述水平挡板130沿搅拌机1000的内侧壁面呈螺旋形时的搅拌容器100。其利用了所述挡板130 改变截面的动力学结构的特性，如图9中所示，I截面中形成小涡流位于下端大涡流位于上端的动力学结构，II截面中形成有一个大涡流的动力学结构，III截面中形成由上端的小涡流和下端的大涡流构成的动力学结构。通过叶轮120的旋转，物质按顺序移动到I截面、 II截面、III截面时，将形成混沌流动，从而可提高混合性能。图10为所述图9中图示的搅拌机1000的截面图，图示了挡板130所形成的各水平截面，并且连续的挡板130的整体形状为螺旋形的例子。此时，螺旋形挡板130形成的角度β可以形成为多种，本发明中所述螺旋形挡板 130的形成角度β是指在特定位置，以所述主体110壁面为基准、与所述主体110的下面平行的面和所述挡板130在所述壁面形成的角度。所述螺旋形挡板130的可以在所述主体110的内壁面上的任何位置形成角度β， 该角度β发生变化也无妨。图11为显示本发明的提高了搅拌能力的搅拌机1000的又一例的截面图，图示了在搅拌机1000的主体110内部下面，在垂直方向(所述主体110的长度方向)上形成所述挡板130的搅拌容器100的例子。如所述图11(b)所示，在所述主体110内部的垂直方向上形成挡板130时，图中以所述中心轴为基准，不存在所述挡板130的左侧区域形成一个大涡流的动力学结构，存在所述挡板130的右侧区域形成有两个小涡流的动力学结构。因此，通过叶轮的旋转物质交替地在两个不同的动力学交界面移动，形成了混沌流动，从而可提高混合性能。本发明并不限于所述实施例，并且显而易见不仅适用范围广，而且在不脱离权利要求书请求的本发明的范围内，可做出若干变形来实施。
权利要求
1.一种搅拌容器，为混合流体用搅拌机(1000)的搅拌容器(100)，其特征在于，包括 主体(110)，其形成有内部中空的空间部(111)，以存储流体；以及水平挡板(130)，其形成为板状，与所述主体(110)的中心轴垂直。
2.如权利要求1所述的搅拌容器，其特征在于，在上侧方向看向所述主体(110)的内侧时，所述挡板(130)以所述中心轴为基准形成的角度α在90° 270°的范围内。
3.如权利要求1所述的搅拌容器，其特征在于，形成有多个所述挡板(130)。
4.一种搅拌容器，为混合流体用搅拌机(1000)的搅拌容器，其特征在于，所述搅拌容器(100)包括主体(110)，其形成有内部中空的空间部(111)，以存储流体；以及水平挡板 (130)，其形成为板状，与所述主体(110)的中心轴垂直，并且沿所述主体的内壁面呈螺旋形。
5.一种搅拌容器，为混合流体用搅拌机(1000)的搅拌容器，其特征在于，所述搅拌容器(100)包括主体(110)，其形成有内部中空的空间部(111)，以存储流体；以及垂直挡板 (130)，其垂直地形成在所述主体(110)的底面。
6.提高了搅拌能力的搅拌机，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的搅拌容器(100)；以及旋转所述搅拌容器(100)内部的流体的旋转部件(120)。
全文摘要
本发明涉及利用挡板的搅拌容器及包括该搅拌容器的提高了搅拌能力的搅拌机，尤其涉及具有在一定区域形成水平挡板的简单构造、应用混沌理论显著提高搅拌机的混合性能的利用了挡板的搅拌容器及包括该搅拌容器的提高了搅拌能力的搅拌机。本发明的搅拌容器(100)，为混合流体用搅拌机1000的搅拌容器100，其特征在于，包括主体110，其形成有内部中空的空间部111，以存储流体；以及水平挡板130，其形成为板状，与所述主体110的中心轴垂直。因此，本发明的利用挡板的搅拌容器及包括该搅拌容器的提高了搅拌能力的搅拌机，通过在一定区域水平形成挡板，在混合流体的过程中，所述挡板引起不同的流动，空间周期性地搅乱旋转流动，可提高混合效率。更具体地，本发明的利用挡板的搅拌容器及包括该搅拌容器的提高了搅拌能力的搅拌机，通过破坏固定流线面的结构可提高混合性能，并且具有利用混沌理论进行交错设计而成的空间周期性不同的流线面结构的动力学结构，能够提高混合性能。
文档编号B01F7/18GK102202775SQ200980141966
公开日2011年9月28日 申请日期2009年10月6日 优先权日2008年10月21日
发明者黄郁烈 申请人:庆尚大学校产学协力财团