一种提高固液悬浮效果的S型搅拌桨

一种提高固液悬浮效果的s型搅拌桨
技术领域
1.本发明涉及一种搅拌桨，特别是一种提高固液悬浮效果的s型搅拌桨。


背景技术：

2.沉淀法是众多方法制备粉体材料中的一种。在该方法中，颗粒的团聚现象是一个不容忽视的问题，团聚对于颗粒的生长、分散有重要影响作用，以至于影响到它的应用。在沉淀法制备粉体材料中，涉及到一个搅拌反应釜，其中搅拌桨是关系到搅拌质量的一个关键因素，搅拌桨的作用主要是通过旋转，使得反应釜内部的物质混合均匀。搅拌桨类型根据反应釜内部流场的形式主要被分为三种类型，第一种是轴向流式搅拌桨，第二种是径向流式搅拌桨，第三种是混合流式搅拌桨，不同类型的搅拌桨的流动形式不同，所以在工业生产中，不同的搅拌桨类型有着不同的作用，使用的目的也有所区别。轴向流式的搅拌桨由于混合能力较强，节能显著，常用于液-液和固-液混合。径向流式的搅拌桨具有很强的剪切能力，混合能力也较强。混合流式搅拌桨同时有着轴向和径向分散能力，在反应釜中能够有着较佳的混合效果。不论什么类型的搅拌桨在搅拌过程中都会消耗大量的能量，在获得较好的搅拌效果同时需要尽量的降低搅拌桨的功率消耗，因此搅拌桨操作参数与结构在搅拌过程中起到重要作用。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提出一种固液搅拌过程中能增强颗粒悬浮效果的搅拌桨，在以同样的搅功率下，其搅拌效果更好。
4.本发明的具体技术方案如下：包括搅拌轴和多个搅拌桨叶片，多个搅拌叶片沿搅拌轴水平方向均匀分布。
5.作为本发明的进一步改性，与搅拌桨叶片部分以螺纹或法兰连接，或者直接一体成型，搅拌轴的尺寸和材料根据实际搅拌桨叶片属性决定。
6.作为本发明的进一步改性，搅拌桨叶片上半部分呈向上弯曲状态，叶片下半部分呈向下弯曲状态。
7.作为本发明的进一步改性，搅拌桨叶片曲面弯曲程度能够调节。
8.作为本发明的进一步改性，搅拌桨叶片与搅拌轴之间所成的夹角为0-90度。
9.作为本发明的进一步改进，搅拌桨叶片数量为2-8片。
10.本发明的有益效果是。
11.1. 本发明中的搅拌桨叶片上半部分呈向上弯曲状态，叶片下半部分呈向下弯曲状态，使用本发明搅拌时，物料可沿搅拌桨叶上升循环，实现径向流动，搅拌反应釜壁面和桨叶之间形成了高速水平的射流区域，在搅拌桨上下两个部分形成了明显的环流，在物料径向运动的过程中提升固液物料间的混合程度。
12.2. 本发明搅拌桨叶曲面弯曲可以增大固液接触面积，缩短反应时间，提高混合效
果。
13.3. 本发明弯曲的搅拌桨叶下送搅拌效果更好，与传统的折叶搅拌桨相比，该搅拌桨在相同的搅拌功率下能够使固液体系产生更好的悬浮效果。
14.4. 本发明结构简单，易于制备，方便使用，实用性强。
附图说明
15.图1为本发明实施例中搅拌桨的结构示意图。
16.图2为本发明实施例中传统搅拌桨所制备的二氧化硅tem图。
17.图3为本发明实施例中s型搅拌桨所制备的二氧化硅tem图。
18.图4为本发明实施例中cfd数值模拟不同时段的湍流动能分布图。
19.其中，附图标记为：1-搅拌桨叶片，2-搅拌轴。
具体实施方式
20.为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
21.如图1所示，一种提高固液悬浮效果的s型搅拌桨，其包括搅拌桨叶片1和搅拌轴2，搅拌桨叶片是曲面，搅拌桨叶片下半部分呈向下弯曲状态，上部分呈向上弯曲状态，主要用于下送搅拌方式。
22.本发明的具体技术方案如下：包括搅拌轴和多个搅拌桨叶片，多个搅拌叶片沿搅拌轴水平方向均匀分布，与搅拌桨叶片部分以法兰连接，搅拌桨长25cm，页展4.6cm，杆直径7mm，搅拌桨的材料为聚四氟乙烯，搅拌桨叶片上半部分呈向上弯曲状态，叶片下半部分呈向下弯曲状态。搅拌桨叶片与搅拌轴之间所成的夹角为45度，搅拌桨叶片数量为6片。
23.实施案例选用制备二氧化硅为例，为了更好的表现出本发明结构的优点，实施案例将会从实验和cfd数值模拟两种方法进行对比说明。
24.具体步骤如下：制备二氧化硅方法选用双股流法，90℃的合成温度，双股流前的ph = 6，转速400rpm，硫酸浓度30%，硅酸钠浓度0.1mol
·
l-1
。在实验中仅改变搅拌桨桨型，保持其他的实验条件一致。
25.同时，将硫酸与硅酸钠的相互接触视为水相和水相的相互接触，使用计算流体力学fluent软件对搅拌反应釜内部进行流场的模拟，对分析不同搅拌桨情况下的流场内部的湍流动能。
26.图2为传统搅拌桨所制备的二氧化硅tem图，图3为s型搅拌桨所制备的二氧化硅tem图，可以明显的看出图2中出现了颗粒大小分布不均匀的情况，图3中的颗粒大小相对均匀，且整体的粒径偏小，经过统计传统搅拌桨所制备的二氧化硅次级粒子平均值为30nm，而在相同的功率下使用s型搅拌桨所制备的二氧化硅次级粒子平均值为20nm。
27.图4为cfd数值模拟不同时段的湍流动能分布图，可以看出在相同时间和功率下s型搅拌桨搅拌反应釜上下相互流通性强，混合的更均匀，所制备的二氧化硅次级粒子的粒
径更小，分布更窄。
28.综上所述，普通折叶桨的剖面结构为平面，本发明设计了剖面形状为s型的折叶桨，在相同的搅拌功率下，s型搅拌桨的混合速度要明显好于普通搅拌桨，同时本发明s型搅拌桨结构简单，易于制备，推广性强。


技术特征：
1.一种提高固液悬浮效果的s型搅拌桨，其特征在于：搅拌桨包括搅拌桨叶片和搅拌轴两个部分。2.根据权利要求1所述的搅拌轴，其特征在于，与搅拌桨叶片部分以螺纹或法兰连接，或者直接一体成型，搅拌轴的尺寸和材料根据实际搅拌桨叶片属性决定。3.根据权利要求1所述的搅拌桨叶片，其特征在于，呈曲面形状，叶片下半部分呈向下弯曲状态，叶片上半部分呈向上弯曲状态。4.根据权利要求1所述的搅拌桨叶片，其特征在于，曲面弯曲程度能够调节。5.根据权利要求1所述的搅拌桨叶片，其特征在于，与搅拌轴之间所成的夹角可以为0-90度。6.根据权利要求1所述的搅拌桨叶片，其特征在于，搅拌桨叶片数量为2-8片。

技术总结
本发明是一种提高固液悬浮效果的S型搅拌桨，其包括搅拌桨叶片和搅拌轴，搅拌桨叶片是曲面，搅拌桨叶片下半部分呈向下弯曲状态，上部分呈向上弯曲状态，主要用于下送搅拌方式。与传统的折叶搅拌桨相比，该搅拌桨在相同的叶片体积和相同的搅拌功率下能够固液体系产生更好的悬浮效果，且结构简单，易于使用。易于使用。


技术研发人员：杨凯娜 胡金能 柳坤鹏
受保护的技术使用者：华东理工大学
技术研发日：2022.06.26
技术公布日：2022/8/2