具有在容器內部形成的凹槽的攪拌器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種攪拌器，更具體地，涉及一種具有多個突起部和凹槽的攪拌器，這些突起部和凹槽交替地在攪拌器容器的內表面形成，能夠實現一種改進的垂直混合程度。
【背景技術】
[0002]攪拌器是表示用于攪拌和混合液體與液體、液體與固體或粉末的一種工具的術語。根據攪拌種類，攪拌器可以分為槽式攪拌器和流動式攪拌器。目前，被廣泛應用的大多數攪拌器為槽式攪拌器。槽式攪拌器具有這樣的結構，其中在槽中安裝用于攪拌對象的裝置，并且根據攪拌葉片的形狀可以分為多種類型，諸如螺旋漿式攪拌器、槳式攪拌器、渦輪式攪拌器和螺旋軸式攪拌器。
[0003]螺旋漿式攪拌器用于攪拌具有低粘度的液體或包含固體顆粒的液體。槳式攪拌器具有最簡單的結構，用于攪拌具有低粘度的對象。渦輪式攪拌器利用離心力且非常有效。螺旋軸式攪拌器用于攪拌具有高粘度的對象。攪拌器中液體的運動在攪拌效果上具有較大影響，液體的運動受到容器形狀、攪拌器形狀和位置以及存在/不存在擋板的多方面影響。通常，包含擋板的攪拌器提供較好的攪拌效果。在化學工業領域，攪拌器主要用于化學反應，用于化合、溶解、清洗、分散及吸收物質，也用于轉移熱量。一臺家庭洗衣機是一種攪拌器。此外，一種通過泵抽吸液體然后攪拌的可移動攪拌器被應用，此種可移動攪拌器適于連續混合具有低粘度的液體。
[0004]通常，通過攪拌器形成的流動在攪拌器的轉動方向強有力地形成，因此在攪拌器容器向上/向下方向上流動強度比轉動方向上流動強度弱。由于以上所述，攪拌器容器向上/向下方向上混合程度低。為了改善以上問題，已經提出了一種安裝板狀擋板的攪拌器。然而，在其中安裝板狀擋板的攪拌器中，在擋板周圍形成了流速迅速地減小的區域，在擋板周圍和容器的內部結構里或內表面產生了不相關的物質，由于攪拌器內部流動的急劇變化，顆粒的形狀是不規則的。
【發明內容】
[0005]技術問題
[0006]本發明的一個目的是提供一種攪拌器，該攪拌器能夠使傳統攪拌器中流動圖案的變形最小化，防止產生流動停滯區域，并且能夠提高混合程度。
[0007]技術方案
[0008]為了實現上述目的本發明提供一種攪拌器，該攪拌器包括:多個突起部，所述多個突起部形成在攪拌器容器的內表面上；以及多個凹槽，所述凹槽的每個形成在所述突起部之間。
[0009]在本發明中，所述多個突起部可以螺旋地布置。
[0010]在本發明中，所述多個突起部的每個可以獨立地具有半圓形橫截面形狀、半橢圓形橫截面形狀或多邊形橫截面形狀。
[0011]在本發明中，所述多個突起部的每個可以獨立地相對于所述容器的垂直面傾斜。
[0012]在本發明中，所述多個突起部的每個與所述容器的所述垂直面之間的角度可以為10。到 70。O
[0013]在本發明中，所述多個突起部的每個的長度可以獨立地為所述容器的長度的75%到 500%。
[0014]在本發明中，所述多個突起部的每個的高度可以獨立地為所述容器的直徑的0.5%到 20%。
[0015]在本發明中，所述多個突起部的每個的寬度可以獨立地為所述容器的直徑的0.5%到 40%。
[0016]在本發明中，所述突起部之間的距離可以獨立地為所述容器的直徑的I %到160%。
[0017]在本發明中，所述多個凹槽的寬度可以為所述多個突起部的寬度的50%到1000%。
[0018]在本發明中，所述突起部的數量可以為2到100。
[0019]根據本發明的所述攪拌器可以進一步包括螺旋槳或葉輪，并且從鄰近于所述螺旋槳或所述葉輪的所述一部分向與鄰近于所述螺旋槳或所述葉輪的一部分相對的另一部分，所述突起部的高度可以逐漸增大。
[0020]在本發明中，沿著所述容器的垂直方向、水平方向，或垂直方向和水平方向，所述突起部可以形成為多個級，并且所述突起部的所述多個級可以彼此間隔開。
[0021]在本發明中，所述多個級的數量可以為2到10。
[0022]在本發明中，一個級的突起部的數量、形狀、角度、長度、高度、寬度以及突起部之間的距離中的至少一項參數可以與另一個級不同。
[0023]根據本發明的所述攪拌器可以進一步包括螺旋槳或葉輪，并且從鄰近于所述螺旋槳或所述葉輪的所述一個級向與鄰近于所述螺旋槳或所述葉輪的一個級相對的另一個級，所述突起部的數量可以逐漸增加或者所述突起部之間的距離可以逐漸減少。
[0024]另外，本發明提供了一種混合物質的方法，所述混合物質的方法使用上述攪拌器。
[0025]有益效果
[0026]本發明提出的在攪拌器容器內表面形成凹槽和突起部的結構逐漸地將攪拌器引起的轉動方向上的流動變為向上/向下方向上的流動，從而能夠提高垂直混合程度。隨著時間推移，可以計算最初位于攪拌器的下部和上部的混合流體產生的攪拌器中的濃度偏差以判定垂直混合程度。從圖2可以看出，與沒有凹槽形成的攪拌器相比，在攪拌器容器內表面上形成有凹槽的攪拌器中，濃度偏差迅速地減小，從而提高了垂直混合程度。關于如圖3所示的水平剖面的速度分布，可以知道，其中設置有擋板的攪拌器的擋板周圍速度顯著地減小，然而在攪拌器容器內表面上形成的凹槽周圍速度保持不變。
【附圖說明】
[0027]圖1為根據本發明的一個實施例的攪拌器的透視圖；
[0028]圖2為隨著時間推移，沒有形成凹槽的攪拌器的標準化濃度的標準偏差與形成有凹槽的攪拌器的標準化濃度的標準偏差相比較的曲線圖；以及
[0029]圖3為設置有擋板的攪拌器的速度分布與形成有凹槽的攪拌器的速度分布相比較的模擬圖。
【具體實施方式】
[0030]下文中，將參考附圖更詳細地描述本發明。
[0031]圖1為根據本發明的一個實施例的攪拌器的透視圖。攪拌器可以包括:攪拌器容器10 ;在攪拌器容器10的內表面上形成的多個突起部20 ；以及多個凹槽30，這些凹槽的每個都形成在突起部20之間。另外，攪拌器可以裝備包括螺旋槳、葉輪、渦輪和馬達的機械混合部件，用于驅動上述的組件。除了以上所述，所述攪拌器可以裝備常規地安裝的裝置或設備。為了簡單的原因，圖中省略了上述裝置和設備組件。
[0032]攪拌器容器10可以由金屬、塑料、陶瓷等等制成。通常，攪拌器容器10可以具有如圖所示的圓柱形狀。然而，攪拌器容器的形狀不限于上面所述，而是，必要時可以進行多種修改。
[0033]突起部20形成在容器10的內表面上。突起部20可以與容器10—體地形成，或者可以用焊接或粘合方法形成。突起部20的材料可以與容器10的材料相同或不同。
[0034]突起部20的數量不受特別的限制，但至少兩個或兩個以上，優選地可以形成8個或更多突起部。盡管圖中示出形成了約16個突起部20，突起部20的數量不受特別的限制，而是，必要時可以進行多種調整。例如，突起部20的數量可以是2到100個，優選地4到50個，更優選地8到36個。如果突起部20的數量太少，會降低垂直混合程度的改進效果。與此相反，如果有太多的突起部，將難以制造容器，并且垂直混合程度的改進效果不再增加或者甚至降低。
[0035]例如，突起部20的橫截面形狀可以是半圓或半橢圓，可以是例如如四邊形和三角形的多邊形。此外，突起部可以具有多種橫截面形狀。另外，突起部20的形狀可以獨立地形成。例如，突起部可以通過結合半圓形截面形狀的突起部與半橢圓形截面形狀的突起部來形成。
[0036]在說明書中使用的術語，諸如半圓、半橢圓、多邊形等等，不限于根據嚴格幾何定義的術語，而是應當理解為包括近似的半圓、半橢圓和與多邊形相近的形狀。
[0037]如上所述，突起部20的橫截面形狀不受特別的限制，而是可以進行多種構造。為了在形狀上區別于常規的板狀擋板，為了使攪拌器內部流動圖案的變形最小化，為了防止產生流動停滯區域，以及為了改進攪拌器的垂直混合程度，突起部優選具有通過彎曲形成的半圓形或半橢圓橫截面形狀，而不是多邊形橫截面形狀。特別地，突起部更優選的具有如圖所示的半圓形橫截面形狀以獲得以上所述效果。
[0038]突起部20可以具有線性的縱向形狀或彎曲的縱向形狀，并可以通過混合線性區域和彎曲區域來形成。如圖所示，突起部20可以沿著圓柱形容器10的內表面螺旋地布置。通過螺旋地布置每個突起部20，能夠垂直混合程度的改進效果最大化。
[0039]突起部20可以相對于容器10的垂直面傾斜。此處，該垂直面指在容器10的垂直方向(向上/向下方向)上延伸的虛擬平面。照此，由于傾斜的突起部20，能夠進一步增加垂直混合程度的改進效果。通過傾斜的突起部20也可以獲得上述螺旋的形狀。
[0040]突起部20與容器10的垂直面之間的角度可以為，例如，10°到70°，優選地20°到60°，更優選地30°到50°。如果上述角度太小或太大，會降低垂直混合程度的改進效果。另外，每個突起部20可以不同地形成上述角度。如圖所示的一個實例，優選地，每個突起部20具有相同或相近角度以改進垂直混合程度。
[0041]每個突起部20的長度可以獨立地選擇，并且突起部20的長度可以由突起部20與容器10的垂直面之間角度和容器10的長度來決定，此處，容器10的長度指垂直方向(向上/向下方向)上的尺寸，并且如果容器具有圓柱形狀指高度。突起部20的長度指縱向方向上的尺寸，也就是，具有最大尺寸部分的方向。如果突起部20形成為螺旋狀，突起部20的長度可能大于容器10的長度。每個突起部20的長度可以是獨立的，例如，容器10長度的75%到500%，優選地，容器10長度的80%到400%，更優選地，容器10長度的85%到300%。如果突起部20長度太短，會降低垂直混合程度的改進效果。
[0042]每個突起部20的高度可以是獨立的，例如，容器10直徑的0.5%到20%，優選地，容器10長度的2%到10%。如果突起部20高度太小，會顯著地降低垂直混合程度的改進效果。與此相反，如果突起部高度太大，垂直混合程度的改進效果不再增加或者甚至降低。此處，容器10的直徑指水平方向上的尺寸，在容器不具有圓周形狀的情況下則是指平均直徑。另外，突起部20的高度指從容器10的內表面突起部分的尺寸，也指從內表面突起最部多的部分的最大高度。例如，半圓突起部的高度指半徑。
[0043]每個突起部20的寬度可以獨立地為容器10直徑的0.5 %到40 %，優選地