专利名称：轴向作用的搅拌构件，优选是由金属片制成的螺旋桨的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及轴向作用的搅拌构件，所述搅拌构件优选地是由金属片制成的螺旋桨，所述搅拌构件具有径向地围绕一轴线安置的叶片，以及本发明涉及这样的搅拌构件在一用于搅拌和/或混合的搅拌装置中的应用，并涉及制造这样的搅拌构件的方法。
背景技术：
在已有技术的众多的实施方式中公知轴向作用的螺旋桨。作为实例，所述螺旋桨在KSB股份公司的型号为Amamix 300或Amamix 400的搅拌装置中被提到。这些型号此外作为水平的潜水马达式搅拌装置用于市政公共的或工业的废水和泥浆的混合、均质化、和浓缩。所使用的螺旋桨为此特别适合由耐受输送液的、特别是抗腐蚀的金属片材料制造。在这样的螺旋桨中——其具有一恒定的或差不多恒定的金属片厚度或叶片厚度，在部分粘稠的要搅拌的介质中在转动过程中在后缘处产生较高的功率损失，这种较高的功率损失是与在具有独特的叶片的螺旋桨中相比较而言的，其中，所述具有独特的叶片的螺旋桨却基本上以成本高昂的方式制造。因此必须消耗更多的能量，以便让所述螺旋桨按一恒定的高转速穿过粘性的介质地转动。从已有技术中公知，为减小搅拌阻力损耗，所述叶片在其迎流侧 (前侧)要斜切、并要磨锐。
发明内容
基于这样的且类似的结构，本发明的目标是进一步减小螺旋桨的旋转阻力。由此也能够达成搅拌操作所需能量的明显节省。本发明的另一目的是这样通过使用按照本发明的搅拌构件，实现在保持相同的能量消耗下的改善的搅拌效果、在更小的能量消耗下的保持相同的搅拌效果、或者在更小的能量消耗下的改善的搅拌效果。按照本发明，这些目标通过使用按照权利要求1所述的轴向的搅拌构件来实现。 具有径向围绕一轴线安置的叶片的轴向作用的搅拌构件——优选地是螺旋桨——因而应具有至少一叶片，所述至少一叶片在逸流侧具有一被磨锐的边缘。至于“轴向的”搅拌构件在这里理解为这样的搅拌构件在所述搅拌构件上，叶片径向地且按围绕一旋转轴线大部分倾斜地布置的方式被安置。在运行这样的轴向搅拌构件过程中被搅拌的介质的主要流动始终是轴向取向的。对于迎流侧或前侧要理解为所述叶片的这样的边缘在搅拌构件的运行过程中，该边缘按预定的旋转方向领先。对于逸流侧或尾侧要理解为所述叶片的这样的边缘在搅拌构件的运行过程中，该边缘按预定的旋转方向落后。本发明的优选的设计方案由紧随主权利要求之后的从属权利要求给出。在本发明的第一优选实施方式中，一个或多个叶片也在迎流侧被磨锐。通过一优化的磨削，所述推力/功率比能够得以改善。在另一实施方式中，借助于在所述前侧的和所述后侧的相应的磨锐，能够显著地超过仅在所述前侧或所述后侧进行磨锐所产生的改善。在另一实施方式中，按照本发明的搅拌构件具有至少一个拥有上述特征的叶片。优选地，按照本发明的搅拌构件的多个的、半数的、或者全部的叶片在迎流侧和/或逸流侧被磨锐。可以确定的是，在这样的搅拌构件穿过粘性介质的旋转过程中，不仅在所述叶片的迎流侧，而且也在所述叶片的逸流侧(尾侧)由于缺乏流线型而产生环流和湍流，这导致旋转阻力和随之而来的功率损耗。在逸流缘的环流表明一种损失，该损失的大小在已有技术中至今也没有被考虑。借助于所述磨锐、亦即斜切，在尤其是格外简单地构造的轴向的金属片式螺旋桨的转动过程中，功率损耗的减小和由此改善的推力/功率比得以实现。在本发明的另一实施方式中一其中一个或多个叶片在前侧和/或尾侧被磨锐， 所述在前侧和/或尾侧的磨锐各自具有一在约5°至约30°之间的、优选在约10°至约 15°之间的调整角。在存在多个于逸流侧被磨锐的叶片的情况下，该调整角在所有叶片上能够具有一恒定的角度。这同样适用于存在多个于迎流侧被磨锐的叶片的情况。此外，在一实施方式中能够这样设置在磨削前侧和/或尾侧的过程中，在所述叶片的吸入侧上着手进行磨削。关于所述叶片的上位侧要理解为沿所述旋转轴线的这样的一侧在按所述预定的转动方向转动所述螺旋桨的过程中，所述搅拌的介质从该侧起流经所述搅拌构件，所述上位侧亦即所述叶片的位于上游的一侧。再者，这样的磨削能够在构造的可自动化和费用方面起到积极的作用。在另一实施方式中，不是整个边缘被磨锐，而是仅一区域的边缘被磨锐。优选地， 该区域能够是外部的、亦即远离旋转轴线的区域，因为在这里在相同的转速下所述边缘穿过所述介质的绝对速度比在内部的区域高。因此在一实施方式中，所述叶片仅在外部的三分之二或仅在外部的一半被处理。这些数值理解为向技术专业人员给出的参考值，并且很大程度地依赖于螺旋桨的尺寸和形状、以及使用范围、和运行转速。研究进一步表明首要的是在小型螺旋桨中——其特征在于相对较短的叶片长度并且其转速在必要时能够相对较高亦即在高于600转/分钟、高于800转/分钟、高于1000 转/分钟、或者甚至高于2000转/分钟的范围，在逸流侧不再能够产生可被忽视的损耗。为此，在一实施方式中，使用这样的搅拌构件其具有的总体直径在约20厘米到约1米之间，优选地在约30厘米到约60厘米之间，并且特别优选地在约30厘米到约40厘米之间。在另一实施方式中，所述总体直径共计在约40厘米到约80厘米之间。大于1米的搅拌构件直径却也适合用于相应的搅拌装置中，并且在推力/功率比方面得到明显的益处。在本发明的一优选实施方式中，一个或多个叶片由金属片制成。这类由金属片制出的结构实际上具有相对而言便宜的产品的优点和高稳定性的优点。至于金属片这个概念要理解为来自金属的平坦的或几乎平坦的板片。许多金属且尤其是合金适合于作为原材料用于上述应用，但是在一实施方式中，耐受原液的钢板和铝板特别受到强调。在本发明的另一实施方式中，一个或多个叶片除磨锐部位外具有一恒定的厚度。 这在产品中同样是价格方面的优势，这确立了螺旋桨搅拌器的适中的总重量，并且这具有较小的转动阻力的优点。金属片对于其表面通常具有一恒定的厚度。在本发明的另一实施方式中，叶片、或者叶片基于的材料——优选地为金属片的厚度是在3毫米至15毫米之间， 优选地是在3毫米至8毫米之间。该数值自然也按照应用和搅拌构件直径变化。在一优选的实施方式中，一个或多个叶片被弯曲。在螺旋桨搅拌器中这种结构是有益的，以便在被搅拌的介质的流动方向中确立一尽可能地轴向的主轴线。优选地，所述弯曲的曲度在所述叶片的每个部位具有一致的符号或者是零。在另一实施方式中，所述曲度按这样的方式设置所述叶片在按一相对于旋转方向成角度的取向固定到所述轴上的部位处和在外侧端处具有一个沿所述旋转方向的位姿。在一优选的实施方式中，在金属片被用于构造螺旋桨的情况下，这由此能够是结构性的优势该金属片为形成叶片被弯曲，并且被焊接到螺旋桨毂体上。在一优选的实施方式中，一个或多个叶片呈镰刀刀片状。该镰刀刀片状的形状既可从未弯曲的材料的形状、优选地为金属片的形状来得到，或者在叶片的沿旋转轴线的俯视图中得到。在一优选的实施方式中，所述叶片在外侧没有汇合成尖锐状地延伸，而是被倒圆，也就是倾斜地或切向地被切边。这样的结构导致所述叶片直至其端部区域的高稳定性和较小的湍流形态。在另一优选的实施方式中，至少两个叶片在其尺寸、其间距、和/或其形状方面按这样的方式设置在按旋转轴线方向的俯视图中，各个叶片相互重叠。优选地，所有叶片具有相同的间距，但至少彼此之间具有规则的间距图案。按照本发明的螺旋桨的优选的叶片数目通常为在2至约10个叶片之间，优选地为在2至5个叶片之间，且特别优选地为准确的3个叶片。在所述叶片的上位的由直径更具体地确定的长度(约为D/2)上，所述叶片具有一宽度，其在约5厘米和约30厘米之间，优选地在约10厘米和约25厘米之间。优选地， 该尺寸既可由在所述曲度形成之前的金属片的宽度得到，也可由在从轴向方向看的俯视图中的螺旋桨的宽度得到。这样的螺旋桨能够对中心地或偏心地安放到待混合的或待搅拌的介质中。多个这类螺旋桨安放在介质中同样是可考虑的。所述螺旋桨能够沿着一轴线从上或从下竖立地安放在目标区域中，或者也可侧向地、倾斜地或成角度地安放。本发明的另一关注点在于上述的搅拌构件的应用。在一优选的应用中，这样的搅拌构件用于搅拌装置中，以便搅拌和/或混合。优选地，所述应用被设置用于混合器或潜水马达式搅拌装置中，特别优选地用于混合、均质化、和浓缩优选为市政公共的和/或工业的废水或泥浆。在一实施方式中，所述螺旋桨于此按在约100转/分钟至1500转/分钟之间的转速运行，所述转速优选地在约500转/分钟至1000转/分钟之间。工业应用的实例性的最大驱动功率应是约5千瓦(kW)。优选地，这样的螺旋桨借助于电马达来驱动。因此本发明也包括这样的搅拌装置，其适合于上述应用，并且具有按照本发明的搅拌构件。此外，本发明包括制造轴向的螺旋桨的方法，所述方法具有如下步骤通过冲压、 冲裁、焊割和/或其它的合适的方法按适合于叶片的形式制造至少一金属片段部；弯曲所述至少一金属片段部；在至少其计划的逸流侧，磨锐所述至少一金属片段部；和将所述至少一金属片段部焊接到螺旋桨毂体上。按照该方法可制造按照任一个在前文提到的实施方式所述的本发明的搅拌构件。 按照本发明的在上文根据各个实施方式介绍的、用于各种可能的构造的技术说明所述的搅拌构件在此也应适用所述方法步骤。要理解的是，在上一段落中和在权利要求15中提到的顺序不是限制性的。特别是，所述步骤——金属片段部的成型如挤压成型或压制成型、磨锐和焊接——能够按需要任意调换。
本发明的特征、细节和优点在下文中按照附图所示的实施实例进行说明。其示出
图1 按照本发明的搅拌构件的斜测透视图， 图la 已有技术的搅拌构件的斜测透视图， 图2 按照本发明的螺旋桨的视图， 图加按照本发明的螺旋桨的叶片， 图3 按照本发明的叶片的横截面视图，和图3a 按照已有技术的叶片的横截面视图。
具体实施例方式图1示出螺旋桨搅拌装置，其具有本发明的螺旋桨。所述螺旋桨1沿一轴线A被固定在螺旋桨毂体2上。所述叶片3被弯曲。所述叶片3示出有一迎流侧4和一逸流侧5， 并且在所述外侧端部6被截切。不仅所述迎流侧4的边缘被磨锐，而且所述逸流侧5的边缘也被磨锐。这与图Ia存在不同，在图Ia中，所述同样的螺旋桨按在逸流侧没有磨锐的方式被示出。这样的螺旋桨对应于已有技术。图2示出按照本发明的螺旋桨的局部视图。该原型基于KSB股份公司的型号 Amamix 300通过铣削所述逸流侧制造出来。尤其是可清楚地看出叶片3a。叶片3a在该视图中被安置在按照图Ia的一翻转地安放的第二螺旋桨的一叶片的上方。所述螺旋桨毂体 2和按照已有技术的螺旋桨的螺旋桨毂体2. 1彼此贴靠。图加按单个叶片的方式示出按照本发明的螺旋桨的局部视图。镰刀刀片状的叶片3a的凸状弯曲部分如表示所述迎流侧，并且凹状弯曲部分fe表示所述逸流侧。可清楚地注意到，所述叶片在逸流侧被磨锐(强调部分B)。通过所述两侧的磨锐，搅拌阻力大大地减小，并且得到了一改进的推力/功率比。图3示出按照本发明的螺旋桨的叶片的横截面。出于简化的原因，叶片3按平直的也即没有弯曲的横截面示出。所述迎流侧4和所述逸流侧5按角度α和β被磨锐。这些角度能够分别地处于在本申请的共同部分给出的剪切角范围内。所述上位侧7和所述下位侧8彼此平行，并且所述叶片3在其整个宽度上具有一致的厚度d。在该实施实例中也可考虑所述叶片在它的整个表面上具有一致的厚度。所述厚度在图3中标识为量值d，并且优选地在本说明书的共同部分给定的范围内变化。相反地，在图3a中示出已有技术的叶片的横截面。角度β在这里大约为90°。 所述逸流侧的边缘没有被磨锐。
权利要求
1.轴向作用的搅拌构件，优选地是由金属片制得的螺旋桨(1)，其具有径向地围绕一轴线(A)安置的螺旋桨叶片(3)，其特征在于，其具有至少一个螺旋桨叶片，所述螺旋桨叶片在逸流侧(5)具有一磨锐的边缘。
2.按照权利要求1所述的轴向作用的搅拌构件，优选地是螺旋桨，其特征在于，所述至少一螺旋桨叶片也在迎流侧(4)具有一磨锐的边缘。
3.按照上述权利要求中任一项所述的轴向作用的搅拌构件，优选地是螺旋桨，其特征在于，所述搅拌构件的多个的和优选为所有的螺旋桨叶片在所述迎流侧和/或在所述逸流侧具有磨锐的边缘。
4.按照上述权利要求中任一项所述的轴向作用的搅拌构件，优选地是螺旋桨，其特征在于，在所述迎流侧的和/或在所述逸流侧的磨锐各自具有一调整角，所述调整角在5° 至30°之间，优选地在10°至15°之间。
5.按照权利要求3或4所述的轴向作用的搅拌构件，优选地是螺旋桨，其特征在于，在所述迎流侧的和/或在所述逸流侧的磨锐在所有的螺旋桨叶片上具有一恒定的角度。
6.按照上述权利要求中任一项所述的轴向作用的搅拌构件，优选地是螺旋桨，其特征在于，在所述迎流侧的和/或在所述逸流侧的磨锐通过在所述螺旋桨叶片的吸入侧(7)处进行磨削而得到。
7.按照上述权利要求中任一项所述的轴向作用的搅拌构件，优选地是螺旋桨，其特征在于，在所述迎流侧和/或逸流铡处的所述边缘的仅一部分、优选地为外侧的半部分、特别优选地为外侧的三分之二部分具有磨锐的边缘。
8.按照上述权利要求中任一项所述的轴向作用的搅拌构件，优选地是螺旋桨，其特征在于，一个或多个叶片由金属片制成。
9.按照上述权利要求中任一项所述的轴向作用的搅拌构件，优选地是螺旋桨，其特征在于，一个或多个叶片除所述磨锐的部位外具有一恒定的厚度。
10.按照权利要求8或9所述的轴向作用的搅拌构件，优选地是螺旋桨，其特征在于， 所述金属片为形成所述叶片被弯曲，并且被焊接在螺旋桨毂体(2)上。
11.按照上述权利要求中任一项所述的轴向作用的搅拌构件，优选地是螺旋桨，其特征在于，一个或多个叶片按镰刀刀片状被成形，并且优选地，在外侧端部(6)被倒圆，或者倾斜地或切向地被截切。
12.按照上述权利要求中任一项所述的轴向作用的搅拌构件，优选地是螺旋桨，其特征在于，在按所述轴线方向的俯视图中，至少两个独立的叶片相互重叠。
13.用于搅拌和/或混合的搅拌装置，优选地为混合器或浸潜马达式搅拌装置，其具有按上述权利要求中任一项所述的搅拌构件。
14.按照权利要求12所述的搅拌装置，其用于混合、均质化、和浓缩优选为市政公共的和/或工业的废水或泥浆。
15.用于制造轴向搅拌构件的方法，按任意的顺序包括如下步骤a)通过冲压、冲裁、焊割和/或其它的合适的方法按适合于叶片的形式制造至少一金属片段部；b)成形——压制或滚压——所述至少一金属片段部；c)在至少所述至少一金属片段部的计划的逸流侧，磨锐所述至少一金属片段部；和d)将所述至少一金属片段部焊接到螺旋桨毂体上。
全文摘要
本发明涉及轴向作用的搅拌构件，优选地是由金属片制得的螺旋桨(1)，其具有径向地围绕一轴线(A)安置的螺旋桨叶片(3)，其中，它具有至少一个螺旋桨叶片，所述螺旋桨叶片在逸流侧(5)具有一磨锐的边缘。
文档编号B01F7/00GK102510773SQ201080042641
公开日2012年6月20日 申请日期2010年9月20日 优先权日2009年9月24日
发明者P.施普林格, R.哈恩, T.彭斯勒 申请人:Ksb股份公司