一种水煤浆搅拌器的制作方法

1.本实用新型涉及水煤浆生产设备技术领域，特别是涉及一种水煤浆搅拌器。


背景技术：

2.水煤浆气化制氢是现代工业中常见的制氢方式，水煤浆是由大约 65％的煤、34％的水和1％的添加剂通过物理加工得到的一种低污染、高效率、可管道输送的代油煤基流体燃料，其黏度为700
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1000mpa
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s，物料比重最高可达1229kg/m3，固含量高至91％；在水煤浆气化制氢工序中，需要将水煤浆倒于煤浆槽内搅拌，以维持水煤浆的稳定(水煤浆不分层沉积)及较好的流动性(黏度小于1200mpa
·
s)；现有的水煤浆搅拌器常在搅拌轴上设置两层叶轮进行搅拌，然而，设置两层叶轮进行搅拌时存在搅拌不充分的问题，部分水煤浆会在煤浆槽底部沉积，当底部沉积的水煤浆逐渐在煤浆槽的侧壁积累，水煤浆会覆盖侧壁的挡板，使挡板失去搅拌时增加湍流效果的作用，会促使更多水煤浆沉积、并在煤浆槽内形成局部塌陷，导致槽内水煤浆排出口堵塞，最后由于沉积严重导致搅拌器停车，而影响其生产氢气的进程，增加额外成本。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是：针对现有技术中水煤浆搅拌器设置两层叶轮进行搅拌，存在搅拌不充分的问题，提出一种能够充分搅拌水煤浆的搅拌器。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种水煤浆搅拌器，其包括：搅拌罐，其顶部设有进料口、底部设有出料口；搅拌轴，其设于所述搅拌罐内，所述搅拌轴上从上至下依次安装有上层叶轮、中层叶轮和下层叶轮；所述上层叶轮与所述出料口之间的距离为所述搅拌罐深度的65％
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75％，所述中层叶轮与所述出料口之间的距离为所述搅拌罐深度的15％
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25％；所述下层叶轮与所述出料口之间的距离为所述搅拌罐深度的5％
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15％。
5.作为优选方案，所述搅拌罐的内径为8000mm
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9000mm、深度为 10000mm
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12000mm；所述上层叶轮与所述出料口之间的距离为 8000mm
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9000mm；所述中层叶轮与所述出料口之间的距离为 2000mm
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3000mm；所述下层叶轮与所述出料口之间的距离为 800mm
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1200mm。
6.作为优选方案，所述上层叶轮、所述中层叶轮均为三叶旋桨叶轮，所述上层叶轮的直径为2500mm
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3000mm，所述中层叶轮的直径为 3500mm
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4000mm。
7.作为优选方案，所述中层叶轮包括桨叶，所述桨叶上安装有平衡翼，所述平衡翼的板面延伸方向与所述搅拌轴的轴向延伸方向相同。
8.作为优选方案，所述下层叶轮为四叶开启涡轮式叶轮，所述下层叶轮的直径为2500mm
‑
2700mm。
9.作为优选方案，所述搅拌罐的侧壁上还安装有若干用于阻挡水煤浆的挡板，若干所述挡板两两对应设置，所述挡板的板面宽度为 400mm
‑
500mm。
10.作为优选方案，所述搅拌罐底部的外表面为球面，所述出料口位于所述球面的中心；所述球面的深度为所述搅拌罐深度的四分之一至三分之一，所述下层叶轮设置于所述
球面所覆盖的深度范围内。
11.作为优选方案，所述挡板包括直板和斜板，所述直板安装于所述搅拌罐的侧壁，所述斜板的上端连接所述直板的下端，所述斜板的下端与所述搅拌罐底部连接。
12.作为优选方案，还包括驱动电机和减速器，所述驱动电机的动力输出端通过减速器与所述搅拌轴连接；所述驱动电机和所述减速器安装于所述搅拌罐的顶部。
13.作为优选方案，所述减速器与所述搅拌轴之间连接有轴承室。
14.本实用新型实施例提供了一种水煤浆搅拌器，与现有技术相比，其有益效果在于：
15.本实用新型中，煤粉、水和添加剂经进料口投放进搅拌罐内；在搅拌轴上从上至下依次安装有上层叶轮、中层叶轮、下层叶轮，其中，上层叶轮与出料口之间的距离为搅拌罐深度的65％
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75％，中层叶轮与出料口之间的距离为搅拌罐深度的15％
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25％，下层叶轮与出料口之间的距离为搅拌罐深度的5％
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15％，在将煤粉、水、添加剂搅拌制成水煤浆的过程中，三层叶轮协同进行搅拌，使煤粉、水和添加剂在搅拌罐的各个深度均能进行充分混合，制成具有较好流动性的水煤浆，搅拌好的水煤浆从出料口流出，以便进行后续的制氢工序。
附图说明
16.图1是本实用新型实施例的一种水煤浆搅拌器的结构示意图；
17.图2是本实用新型实施例的一种水煤浆搅拌器驱动电机的结构示意图；
18.图中，1、搅拌罐；11、球面；12、出料口；2、搅拌轴；3、上层叶轮；4、中层叶轮；41、桨叶；42、平衡翼；5、下层叶轮；6、挡板； 61、直板；62、斜板；7、驱动电机；8、减速器；9、轴承室。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
20.在本实用新型的描述中，应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
21.如图1
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图2所示，本实用新型实施例优选实施例的一种水煤浆搅拌器，其包括：搅拌罐1，其顶部设有进料口、底部设有出料口12；搅拌轴2，其设于搅拌罐1内，搅拌轴2上从上至下依次安装有上层叶轮3、中层叶轮4和下层叶轮5；上层叶轮3与出料口12之间的距离为搅拌罐1深度的65％
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75％，中层叶轮4与出料口12之间的距离为搅拌罐1深度的15％
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25％；下层叶轮5与出料口12之间的距离为搅拌罐 1深度的5％
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15％。
22.基于上述技术方案，本实用新型中，煤粉、水和添加剂经进料口投放进搅拌罐1内；在搅拌轴2上从上至下依次安装有上层叶轮3、中层叶轮4、下层叶轮5，其中，上层叶轮3与出料口12之间的距离为搅拌罐1深度的65％
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75％，中层叶轮4与出料口12之间的距离为搅拌罐1深度的15％
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25％，下层叶轮5与出料口12之间的距离为搅拌罐1 深度的5％
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15％，在将煤粉、水和添加剂搅拌制成水煤浆的过程中，三层叶轮协同进行搅拌，使煤粉、水和添加剂在搅拌罐1的各个深度均能进行充分混合，制成具有较好流动性的水煤浆，搅拌好的水煤浆从出料口12流出，以便进行后续的制氢工序。
23.本实施例中，搅拌罐1的内径为8000mm
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9000mm、深度为 10000mm
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12000mm，优选地，上层叶轮3与出料口12之间的距离为 8000mm
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9000mm，中层叶轮4与出料口12之间的距离为 2000mm
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3000mm，下层叶轮5与出料口12之间的距离为 800mm
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1200mm，例如搅拌罐1的内径为8500mm、深度为12000mm 时，上层叶轮3与出料口12之间的距离为8400mm
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8700mm，中层叶轮4与出料口12之间的距离为2450mm
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2600mm，下层叶轮5与出料口12之间的距离为850mm
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1100mm，此尺寸范围内的上层叶轮3、中层叶轮4、下层叶轮5之间的协同搅拌效果最佳。
24.上层叶轮3、中层叶轮4均为三叶旋桨叶轮，即三叶旋浆式搅拌器，其特点是循环能力大，动力消耗小，在搅拌时能够进行高速旋转，能够迫使煤粉、水和添加剂沿搅拌轴2的轴向延伸方向运动，使煤粉、水和添加剂充分混合，制成水煤浆；本实施例中，参照上述的搅拌罐1 的内径深度，优选地上层叶轮3的直径为2500mm
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3000mm，中层叶轮 4的直径为3500mm
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4000mm，在此直径范围内的上层叶轮3、中层叶轮4的搅拌效果最佳；进一步地，中层叶轮4包括桨叶41，桨叶41 上安装有平衡翼42，平衡翼42的板面延伸方向与搅拌轴1的轴向延伸方向相同，中层叶轮4旋转、进行搅拌时，会与煤粉等发生径向剪切力作用，造成中层叶轮4上下抖动，而平衡翼42跟随中层叶轮4一起旋转，能够降低中层叶轮4抖动的频率及抖动的幅度，使中层叶轮4 的旋转更加稳定，从而保证了中层叶轮4的搅拌效果。下层叶轮5为四叶开启涡轮式叶轮，即四叶开启涡轮式搅拌器，能够进行高速旋转，产生较大的剪切力，可将煤粉、水和添加剂混合成的流体微团打碎，再使打碎后的小微团充分混合，使得水煤浆保持较好的流动性，本实施例优选地下层叶轮5的直径为2500mm
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2700mm。
25.本实施例在搅拌罐1的侧壁上还安装有若干用于阻挡水煤浆的挡板6，若干挡板6两两对应设置，随着搅拌工作的进行，水煤浆在搅拌罐1内旋转而逐渐形成涡流，会影响煤粉、水和添加剂的混合效果，造成搅拌不充分；挡板6的设置是用于阻止水煤浆形成涡流，由于水煤浆具有一定的黏度，被阻挡的水煤浆会与未被阻挡的水煤浆相对运动，从而使这两部分水煤浆在搅拌罐1内相互剪切，以使得水煤浆能在搅拌罐1内充分搅拌，本实施例优选地挡板6的板面宽度为 400mm
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500mm。
26.本实施例中，搅拌罐1底部的外表面为球面11，出料口12位于球面11的中心，球面11的深度为搅拌罐1深度的四分之一至三分之一，下层叶轮5设置于球面11所覆盖的深度范围内，搅拌罐1侧壁的底部与搅拌罐1的底部为圆弧过渡，这样方便了搅拌后的水煤浆汇聚在出料口12，从出料口12流出；相应地，挡板6包括直板61和斜板62，直板61安装于搅拌罐1的侧壁，斜板62的上端连接直板61的下端，斜板62的下端与搅拌罐1的底部连接，下层叶轮5设置于斜板62所覆盖的深度范围内，斜板62用于阻止水煤浆经下层叶轮5搅拌后形成涡流。
27.本实施例还包括驱动电机7和减速器8，驱动电机7的动力输出端通过减速器8与搅拌轴2连接；驱动电机7和减速器8安装于搅拌罐1 的顶部。减速器8与搅拌轴2之间连接有轴承室9，驱动电机7的动力传至减速器8，经减速器8传至轴承室9，再由轴承室9传至搅拌轴2，搅拌轴2便带动上层叶轮3、中层叶轮4、下层叶轮5旋转；本实施例在减速器8与搅拌轴2之间设置轴承室9进行连接，轴承室9承受搅拌轴2传递而来的径向力，而规避了减速器8承受该径向力时所承担的风险；本实施例优选地驱动电机7的功率为110kw。驱动电机7、减速器8和轴承室9均安装于搅拌罐1的顶部，可采用现有技术中的钢管框架来进行安装。轴承室9可选用现有技术中已知的结构，其具体地结构和工作原理在此不再赘述。
28.本实用新型的工作过程为：
29.驱动电机7的动力输出端与减速器8连接，减速器8通过轴承室9与搅拌轴2连接，驱动电机7先后驱动减速器8、轴承室9运转，带动搅拌轴2转动；搅拌轴2上的上层叶轮3、中层叶轮4和下层叶轮5同步旋转，以将置于搅拌罐1内的煤粉、水和添加剂进行搅拌，制成水煤浆，并使水煤浆具有较好的流动性，能够从出料口12流出；在中层叶轮4的桨叶 41上设置有平衡翼42，旨在中层叶轮4旋转时，降低中层叶轮4振动的频率和幅度，使中层叶轮4的旋转更加稳定；挡板6能阻止水煤浆在旋转时形成涡流，使水煤浆搅拌更加充分。
30.综上，本实用新型实施例提供了一种水煤浆搅拌器，其有益效果在于：
31.本实用新型中，煤粉、水和添加剂经进料口投放进搅拌罐内；在搅拌轴上从上至下依次安装有上层叶轮、中层叶轮、下层叶轮，其中，上层叶轮与出料口之间的距离为搅拌罐深度的65％
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75％，中层叶轮与出料口之间的距离为搅拌罐深度的15％
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25％，下层叶轮与出料口之间的距离为搅拌罐深度的5％
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15％，在将煤粉、水、添加剂搅拌制成水煤浆的过程中，三层叶轮协同进行搅拌，使煤粉、水和添加剂在搅拌罐的各个深度均能进行充分混合，制成具有较好流动性的水煤浆，搅拌好的水煤浆从出料口流出，以便进行后续的制氢工序。
32.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。