CN103736410B - 一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器，主要由空腔椭球体以及叶片组成。椭球体与管内壁间有一定的间隙，液体流经间隙时，液体流速增大，防止管壁结垢；椭球体均匀分布着螺旋孔通道，通道是螺旋形，流体从通道流出推动态混合器旋转，冲刷管壁，防止管壁结垢，螺旋通道内的流体与管壁与椭球体之间的液体进行两相流混合，使液体混合更加均匀。尾部螺旋叶片的最大外径小于管的内径，叶片的边缘导圆角或者斜角，液体冲击叶片，使叶片旋转，同时液体受到叶片的反作用力，使液体的路径改变，使液体混合；同时叶片转动增强液体的切向力，产生径向流，促使管道横截面间的不同液体进行混合，并能防止管壁结垢。

Description

一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器

技术领域

本发明涉及一种液体混合装置，尤其是管道内两种或多种液体混合的动态混合器。

背景技术

流体混合操作广泛存在于化工、石油、制药、造纸、食品等行业，且与节能和环保两大社会主题息息相关，因此，开发设计新型高效的混合设备意义重大。目前，两种及多种流体混合中应用比较广泛的装置主要有搅拌器和静态混合器。搅拌器的应用非常广泛，技术也非常成熟，关于应用于液体混合的搅拌器的专利有：CN101934206A，专利名称为“一种物料的混合搅拌器”；CN202113797U，专利名称为“液体混合搅拌器”等。虽然搅拌器作为物料混合装备，其技术发展已经相当成熟，但其还存在很多的缺点：其需要外加动力装置，占地面积较大，混合有死区，不能连续生产等。静态混合器是一种没有动力元件的混合设备，其主要的工作机理是利用安放在管道里面的固定单元来改变液体的流动状态，使其能充分的混合。静态混合器的专利有：CN202263534U，专利名称为“一种管道静态混合器”；CN103252182，专利名称为“一种螺旋型低剪切静态混合器”。相较于搅拌器，静态混合器没有单独的动力装置，占地面积小，能连续的混合，但是其工作时管道内壁容易结垢，减少混合体积，严重的会产生垢下腐蚀，严重影响设备的安全。

发明内容

为克服静态混合器工作时管道易结垢的问题，本发明设计了一种应用于管道两种液体或多种液体混合的动态混合器，由开孔空腔椭球体以及尾部叶片组成，椭球体增强了管壁处液体的流动速度，尾部叶片使液体产生扰流，具有防止管道结垢作用，对于节能降耗有现实意义。

本发明提出了一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器，主要由空腔椭球体以及叶片组成。叶片呈螺旋状，叶片位于椭球体的表面并靠近椭球体尾端；椭球体以及叶片表面光滑，椭球体以及叶片的最大外径小于管路的内径。

本发明一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器，其椭球体为空腔球体，并有一定的壁厚，椭球体的长半轴与管道的中心轴重合，椭球体的短半轴的长度略小于管道的内半径，椭球体前部沿短半轴方向缺失一部分椭球体，椭球体缺失处有支撑，该支撑与椭球体内壁连接，中心轴从支撑中心穿过。椭球体与管内壁间有一定的间隙，液体流经间隙时，液体流速增大，液体持续地冲刷壁面，防止管壁结垢。椭球体表面光滑，椭球体表面均匀地分布着螺旋孔通道，孔通道由椭球体的内壁指向外壁，内壁口在前，外壁孔在后，流体流经椭球体内腔时，液体从内壁螺孔处流入，从外壁螺孔处流出，由于通道是螺旋形，促使动态混合器旋转，并且从通道内流出的流体冲击管壁，与管壁及椭球体外壁间的流体相混合，由于螺旋孔通道内流体持续冲击，防止管壁结垢，螺旋通道内的流体与管壁与椭球体之间的液体进行两相流混合，使液体混合更加均匀。

本发明一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器，尾部的叶片呈螺旋状，叶片绕椭球体长半轴均匀分布，叶片的最大外径小于管内径，叶片表面光滑，叶片的边缘倒圆角或者斜角。液体流经叶片时对叶片有冲击作用，推动叶片旋转，同时液体受到叶片的反作用力，改变液体的路径，起到混合液体的作用；叶片转动，增强液体的切向力，促使径向上不同液体间的混合，液体混合更均匀；叶片产生的径向流，持续地冲击管壁，防止管壁结垢。螺旋叶片间的椭球体上开有不规则的通孔，椭球体对流体有分流的作用，从椭球腔体内流经的液体，通过尾部的不规则通孔流出，冲击叶片，并且与椭球体外部的液体进行两相流混合，增加了混合的均匀程度。

本发明一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器，螺旋孔通道的个数为2个、3个或多个，螺旋孔通道的螺旋角度为30度、60度及不同的角度；螺旋孔通道的截面形状为圆形、方形、菱形或锥形等多边形。

本发明一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器，叶片之间的通孔为直孔或螺旋孔，通孔的截面形状是圆形、方形、菱形或锥形等，通孔的大小不超过两叶片之间的范围。

本发明一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器，叶片的个数为2个、3个或多个，叶片棱部倒有圆角或者斜角，叶片上开孔、开槽或连接附属件。

本发明一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器首尾相连整串穿装于连接轴线上，连接轴线是刚性的圆棒，或是柔性的软绳；用限位件将一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器成一个、两个或者多个一组。

本发明一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器，由高分子材料、高分子基复合材料、金属或者陶瓷材料制作。

本发明有益效果是：1、流体流过椭球体外壁与管内壁间的通道时，流速增大，持续冲刷管内壁，防止管内壁结垢。2、椭球体内腔流体，通过螺旋形通道流出，冲击管内壁，并于椭球体外壁与管内壁的通道流出的液体进行两相液体混合，防止管内壁结垢，并增加混合的均匀性。3、液体冲击动态混合器的叶片时，叶片转动，液体的方向改变，增加混合的均匀性，转子转动时，给液体一径向力，促进了位于管道横截面上不同部位的混合流体的混合，提高混合效果；并促使液体冲刷管壁，防止管内壁结垢。4、椭球体对流体有分流的作用，从椭球腔体内流经的液体，通过尾部的不规则通孔流出，冲击叶片，并且与椭球体外部的液体进行两相流混合，增加了混合的均匀程度。

附图说明

图1是本发明一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器三维结构示意图。

图2是本发明一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器主视结构示意图。

图3是本发明一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器左视结构示意图。

图4是本发明一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器的安装结构示意图。

图中：1—叶片，2—椭球体，3—螺旋通孔，4—通孔，5—尾部圆孔，6—支撑，7—前部圆孔，8—椭球体内腔，9—挂件，10—限位件，11—动态混合器，12—管，13—中心轴。

具体实施方式

如图4所示为本发明一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器的一个具体实施例，图中所示右侧为入口，左侧为出口，混合装置主要包括挂件9、限位件10、动态混合器11、管12以及中心轴13，动态混合器11即为本发明一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器，多个动态混合器11通过前部圆孔7以及尾部圆孔5穿装在中心轴13上，并用限位件10对动态混合器11进行限位，并可以通过限位件10把动态混合器11分为一个一组或者多个一组，挂件9把穿装有动态混合器11的中心轴13固定在管12的中心。

图1中，椭球体2与叶片1相连接，椭球体2上开有螺旋通孔3，在叶片1间的椭球体2上开有通孔4，在椭球体2尾端与中心轴13配合处开有尾部圆孔5。图3中椭球体2内部为椭球体内腔8，椭球体2前端有支撑6连接椭球体2内壁与中心轴13，支撑6的交汇处开有前部圆孔7。图2为本发明的主视结构示意图。

本发明一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器中，当液体流经管12时，动态混合器11工作，流体流经管12与动态混合器11之间的通道时，液体的流速增大，持续的冲刷管壁，防止管壁结垢。通过动态混合器11螺旋通孔3的液体，冲刷管壁，并且与流体流经管12与动态混合器11之间的通道的液体形成两相流混合，防止管壁污垢的生成，增加混合效果。液体冲击动态混合器11尾部叶片1时，推动叶片1转动，液体流向改变，增加混合效果，叶片1转动时给液体一个切向速度，增强了流体纵向的混合，使混合更佳均匀。

Claims (4)

1.一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器，其特征在于：主要由空腔椭球体以及叶片组成，叶片呈螺旋状，叶片位于椭球体的表面并靠近椭球体尾端；椭球体以及叶片表面光滑，椭球体以及叶片的最大外径小于管路的内径；椭球体为空腔球体，并有一定的壁厚，椭球体的长半轴与管道的中心轴重合，椭球体的短半轴的长度略小于管道的内半径，椭球体前部沿短半轴方向缺失一部分椭球体，椭球体缺失处有支撑，该支撑与椭球体内壁连接，中心轴从支撑中心穿过；椭球体与管内壁间有一定的间隙，椭球体表面均匀地分布着螺旋孔通道，螺旋孔通道由椭球体的内壁指向外壁，内壁口在前，外壁孔在后。

2.根据权利要求1所述的一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器，其特征在于：椭球体尾端的叶片呈螺旋状，叶片绕椭球体长半轴均匀分布，叶片的最大外径小于管内径，叶片表面光滑，叶片的边缘倒圆角或者斜角，螺旋叶片间的椭球体上开有不规则的通孔。

3.根据权利要求2所述的一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器，其特征在于：螺旋叶片间的椭球体上开有不规则的通孔为直孔或螺旋孔，该通孔的截面形状是圆形、方形、菱形或锥形，该通孔的大小不超过两叶片之间的范围。

4.根据权利要求1所述的一种管道用带有叶片开孔椭球形动态混合器，其特征在于：叶片的个数为多个，叶片棱部倒有圆角或者斜角，叶片上开孔、开槽或连接附属件。