，容器10直徑的2%到20%。如果突起部20的寬度太小，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20的寬度太大，垂直混合程度的改進效果不再增加或者甚至降低。此處，每個突起部20的寬度指在周向方向上沿著容器10內(nèi)表面延伸的部分的尺寸。
[0044]突起部20之間的距離可以為容器10直徑的1%到160%，優(yōu)選地5%到40%。另外，突起部20之間的距離可以為突起部20寬度的50 %到1000 %，優(yōu)選地80 %到300 %。如果突起部20之間距離太大，會顯著地降低垂直混合程度的改進效果。與此相反，如果上述距離太小，垂直混合程度的改進效果不再增加或者甚至降低。
[0045]突起部20之間的距離可以獨立地與突起部20之間的另一距離不同。然而，如圖中示例性地示出，優(yōu)選地，距離彼此幾乎相同或相近，并且突起部20配置為相互平行。換句話說，在制造方面和垂直混合程度的改進方面，有利并且優(yōu)選地以規(guī)則且平行的間隔布置突起部20。
[0046]每個凹槽30自然地形成在突起部20之間。換句話說，凹槽不是通過人工地挖掘(digging)容器的內(nèi)表面，而是通過以預(yù)定間隔形成突起部20而在突起部之間形成的空間，這個空間自然而然地變成凹槽30。因此，凹槽30的形狀和尺寸與突起部20的形狀和尺寸密切相關(guān)。也就是說，當(dāng)規(guī)定突起部20的形狀和尺寸時，可以與突起部的形狀和尺寸相對應(yīng)地確定凹槽30的形狀和尺寸。特別地，對于形成凹槽30來說，突起部20之間的距離是個重要因素，如果突起部20之間的距離過度寬，不能形成凹槽。在常規(guī)技術(shù)中，特別地，凹槽也形成在容器的內(nèi)表面。然而，與突起部的寬度相比較，突起部之間的距離太寬使得突起部之間的空間不能被認為是凹槽。
[0047]凹槽30的寬度可以是突起部20寬度的50%到1000%，優(yōu)選地，突起部20寬度的80%到300%。如果與突起部20寬度相比凹槽30的寬度太寬，會顯著地降低垂直混合程度的改進效果。并且，如果凹槽寬度過寬，這個凹槽不能被認為是凹槽。與此相反，如果與突起部20寬度相比凹槽30寬度太窄，垂直混合程度的改進效果不再增加或者甚至降低。
[0048]突起部20和凹槽30的尺寸和形狀可以獨立地和不同地確定。例如，突起部可以配置為這樣的一個部分，該部分對應(yīng)于攪拌器的下部，在攪拌器的下部處按照攪拌器的垂直方向設(shè)置的螺旋槳或葉輪，該部分具有小高度并且突起部20的高度可以朝著對應(yīng)于攪拌器上部(與設(shè)置螺旋槳或葉輪處的下部相對)的另一部分逐漸地增大。通過上述突起部的配置，可以在整個攪拌器中使混合程度均勻。
[0049]另外，突起部20和凹槽30可以形成為沿著容器10的垂直方向和/或水平方向的多個級。多個級的數(shù)量可以是，例如，2到10，優(yōu)選地，多個級的數(shù)量為2到5。在突起部和凹槽形成為多個級的情況下，突起部20不在縱向方向上連續(xù)地、長地形成，而是在中間部分中斷從而以某一間隔形成間斷的多個突起部。例如，可以在第一級形成具有短長度的一組突起部20，可以在第二級形成下一組突起部20，并且第二級的突起部與第一級的突起部間隔開。優(yōu)選地，在相同組(級)中，突起部20和/或凹槽30的數(shù)量、形狀、角度、長度、高度、寬度和/或距離可以與其他突起部和/或其他凹槽相同。優(yōu)選地，一個級的突起部20和/或凹槽30的數(shù)量、形狀、角度、長度、高度、寬度和/或距離可以與另一個級的突起部和/或凹槽不同。沿著容器10的垂直方向，例如，對應(yīng)于螺旋槳或葉輪所在的攪拌器下部的部分的突起部20的數(shù)量減少，或者突起部之間的距離變寬，并且朝著與對應(yīng)于螺旋槳或葉輪所在的攪拌器下部的部分相對的部分的突起部20的數(shù)量可以逐漸地增加，或者突起部之間的距離可以逐漸地變窄。如上所述，在容器構(gòu)造為一個級的突起部20和/或凹槽30的數(shù)量、形狀、尺寸與另一個級中的不同情況下，通過調(diào)整突起部和/或凹槽的數(shù)量以及每個級的突起部或凹槽部之間的距離，能夠在整個攪拌器中獲得均勻的混合效果。
[0050]同時，與沒有形成突起部20的攪拌器相比，在形成有突起部的情況中，攪拌器的內(nèi)表面積相對地增大，從而熱傳遞面積也增大。因此，當(dāng)加熱或冷卻攪拌器時，由于熱傳遞面積增大能夠有效地進行熱傳遞。
[0051]另外，本發(fā)明提供一種使用上述攪拌器混合物質(zhì)的方法。本發(fā)明應(yīng)用于的物質(zhì)不受特別的限制。本發(fā)明可以應(yīng)用于流體(例如氣體和液體)以及固體。另外，本發(fā)明適用于氣-氣混合物、氣-液混合物、氣-固混合物、液-液混合物、液-固混合物、固-固混合物以及氣-液-固混合物。另外，本發(fā)明可以應(yīng)用于溶液以及各種物質(zhì)(例如懸浮液、膠體、溶膠、凝膠等等)。
[0052]在本發(fā)明中，如上所述，通過在攪拌器容器的內(nèi)表面形成多個具有確定形狀的突起部和具凹槽，轉(zhuǎn)動方向上的流動可以逐漸地變?yōu)橄蛏?向下方向上的流動。換句話說，由本發(fā)明提出的在攪拌器容器的內(nèi)表面上形成凹槽和突起部的結(jié)構(gòu)將由攪拌器引起的轉(zhuǎn)動方向上的流動改變?yōu)橄蛏?向下方向上的流動，從而能夠提高垂直混合程度。
[0053]本發(fā)明的凹槽/突起部的結(jié)構(gòu)與常規(guī)擋板結(jié)構(gòu)的區(qū)別如下。常規(guī)擋板是豎起的并垂直于轉(zhuǎn)動方向的板狀結(jié)構(gòu)，使得擋板引起內(nèi)部流動急劇變化。然而，在本發(fā)明中，改進了容器內(nèi)表面的形狀使得在以下方面是有利的:即能夠容易地清潔容器的內(nèi)部空間，并且在沒有轉(zhuǎn)動方向上的流動的任何急劇變化和任何突出部分的情況下，能夠提高混合程度。
[0054]實例
[0055]如圖1所示，沿著容器10內(nèi)表面螺旋地布置約20個突起部，以制造其上有凹槽30形成的攪拌器。此時，攪拌器作如下設(shè)計:突起部20具有半圓形橫截面形狀，突起部20與容器10的垂直面之間角度約為36.5°，突起部20的長度為容器10長度的約103%，突起部20的高度約為容器直徑的3%，突起部20的寬度約為容器10直徑的6%，突起部20之間的距離約為容器10直徑的20%，以及凹槽30的寬度約為突起部20寬度的194%。
[0056]比較例
[0057]攪拌器上沒有形成凹槽和突起部。
[0058]比較例2
[0059]攪拌器包括在容器內(nèi)表面垂直地形成的四個板狀擋板。
[0060]試驗性實例
[0061]圖2為隨著時間推移，沒有形成凹槽的攪拌器(比較例I)的標(biāo)準化濃度的標(biāo)準偏差與形成有凹槽的攪拌器(實例)的標(biāo)準化濃度的標(biāo)準偏差相比較的曲線圖。
[0062]混合流體最初放置于攪拌器的下部和上部，隨著時間推移，可以計算由混合流體產(chǎn)生的攪拌器中的濃度偏差以判定垂直混合程度。如圖2所示，與沒有形成凹槽的攪拌器(比較例I)相比，在攪拌器容器內(nèi)表面形成有凹槽的攪拌器(實例)中，濃度偏差迅速地減小，從而提高了垂直混合程度。
[0063]圖3為設(shè)置有擋板的攪拌器(比較例2)的速度分布與形成有凹槽的攪拌器(實例)的速度分布相比較的模擬圖。
[0064]關(guān)于如圖3所示的水平剖面的速度分布，可以看出，設(shè)置有擋板的攪拌器(比較例2)的擋板周圍的速度顯著地減小，然而在實例的攪拌器容器內(nèi)表面上形成的凹槽周圍的速度保持不變。
[0065]附圖標(biāo)記
[0066]10:攪拌器容器
[0067]20:突起部
[0068]30:凹槽
【主權(quán)項】
1.一種攪拌器，包括: 多個突起部，所述多個突起部形成在攪拌器容器的內(nèi)表面上；以及 多個凹槽，所述凹槽的每一個形成在所述突起部之間。
2.如權(quán)利要求1所述的攪拌器，其中，所述多個突起部螺旋地布置。
3.如權(quán)利要求1所述的攪拌器，其中，所述多個突起部的每一個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。
4.如權(quán)利要求1所述的攪拌器，其中，所述多個突起部的每一個獨立地相對于所述容器的垂直面傾斜。
5.如權(quán)利要求4所述的攪拌器，其中，所述多個突起部的每一個與所述容器的所述垂直面之間的角度為10°到70°。
6.如權(quán)利要求1所述的攪拌器，其中，所述多個突起部的每一個的長度獨立地為所述容器的長度的75%到500%。
7.如權(quán)利要求1所述的攪拌器，其中，所述多個突起部的每一個的高度獨立地為所述容器的直徑的0.5%到20%。
8.如權(quán)利要求1所述的攪拌器，其中，所述多個突起部的每一個的寬度獨立地為所述容器的直徑的0.5%到40%。
9.如權(quán)利要求1所述的攪拌器，其中，所述突起部之間的距離獨立地為所述容器的直徑的1%到160%。
10.如權(quán)利要求1所述的攪拌器，其中，所述多個凹槽的寬度為所述多個突起部的寬度的 50%到 1000% O
11.如權(quán)利要求1所述的攪拌器，其中，所述突起部的數(shù)量為2到100。
12.如權(quán)利要求1所述的攪拌器，其中，所述攪拌器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一部分向與鄰近于所述螺旋槳或所述葉輪的所述一部分相對的另一部分，所述突起部的高度逐漸增大。
13.如權(quán)利要求1所述的攪拌器，其中，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，所述突起部形成為多個級，并且所述突起部的所述多個級彼此間隔開。
14.如權(quán)利要求13所述的攪拌器，其中，所述多個級的數(shù)量為2到10。
15.如權(quán)利要求13所述的攪拌器，其中，一個級的突起部的數(shù)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(shù)與另一個級不同。
16.如權(quán)利要求13所述的攪拌器，其中，所述攪拌器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一個級向與鄰近于所述螺旋槳或所述葉輪的所述一個級相對的另一個級，所述突起部的數(shù)量逐漸增加或者所述突起部之間的距離逐漸減少。
17.—種混合物質(zhì)的方法，所述混合物質(zhì)的方法使用如權(quán)利要求1所述的攪拌器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種在容器內(nèi)部形成有凹槽以改進混合程度的攪拌器，并且所提供的攪拌器包括：多個突起部，所述多個突出突起部形成在攪拌器容器的內(nèi)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。
【IPC分類】B01F3-00, B01F7-22
【公開號】CN104870082
【申請?zhí)枴緾N201480003571
【發(fā)明人】宋永秀, 洪裕植, 崔峻源, 林藝勛
【申請人】Lg化學(xué)株式會社
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2014年5月12日
【公告號】WO2014182142A1