CN104162374B - 高粘静态流体混合器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高粘静态流体混合器，外壳分为三段，中间为外旋扭混合段，外旋扭混合段两侧分别为外变径段，外变径段小口径端与法兰连接，大口径端与旋扭混合段连接；内胆置于外壳内部，内胆与外壳同轴，内胆与外壳间为一轴向环形流道，内胆两端通过轴承与支架连接，支架固定在法兰内侧，内胆分为三段，中间为内旋扭混合段，内旋扭混合段轴向长度与外旋扭混合段等长且两者同轴，内旋扭混合段两侧通过轴承分别连接有与其同轴的内变径段，内变径段向内旋扭混合段方向延伸，与外变径段的径向间距逐渐减小，两内变径段对着外旋扭混合段的表面上分别设有螺旋方向相反的螺旋片；整个过程阻力小，剪切低可以最大化的保留流体粘度。
Description
技术领域
本发明涉及一种混合器，特别是涉及一种高粘静态流体混合器，用于高黏度液体的混合。
背景技术
在制药、油田、化工等生产领域经常需要将一种高黏度液体与其他液体进行混合，目前常用的静态混合器种类繁多，使用时混合均匀性与剪切之间都存在较大的矛盾，需要较大的剪切才能使混合液得到较好的混合，如果想获得低剪切势必牺牲混合的均匀度，特别是油田用聚合物溶液混合时对于剪切非常敏感，用上述静态混合器，无法用较低的剪切得到高的混合均匀性，无法满足聚合物溶液等混合要求高的流体混合。
发明内容
为了克服现有静态混合器剪切强度高的问题，本发明提供了一种高粘静态流体混合器。
本发明采用的技术方案为：一种高粘静态流体混合器，其特征在于包括外壳和内胆，外壳和内胆均为回转体，外壳两端设有连接管道的法兰，外壳分为三段，中间为外旋扭混合段，外旋扭混合段两侧分别为外变径段，外变径段小口径端与法兰连接，大口径端与外旋扭混合段连接；内胆置于外壳内部，内胆与外壳同轴，内胆与外壳间为一轴向环形流道，内胆两端通过轴承与支架连接，支架固定在法兰内侧，内胆分为三段，中间为内旋扭混合段，内旋扭混合段轴向长度与外旋扭混合段等长且两者同轴，内旋扭混合段两侧通过轴承分别连接有与其同轴的内变径段，内变径段向内旋扭混合段方向延伸，与外变径段的径向间距逐渐减小，两内变径段对着外变径段的表面上分别设有螺旋方向相反的螺旋片，螺旋片与外变径段内表面间保有间隙。
进一步的，所述外变径段大口径端直径为小口径端直径的三倍以上。
进一步的，所述外变径段与内变径段间的环形流道径向截面积处处相等。
进一步的，所述外变径段与内变径段间的环形流道径向截面向旋扭混合段方向逐渐减小。
进一步的，所述外变径段与内变径段间的环形流道径向截面向旋扭混合段方向逐渐增大。
进一步的，所述螺旋片外沿为圆滑曲面过渡。
进一步的，所述外变径段内径沿直线变化。
进一步的，所述外变径段内径沿曲线变化。
本发明使用时，两种或两种以上压力流体由一侧法兰进入，由另一侧法兰流出，流体作用于螺旋片使两侧的内变径段产生方向相反的旋转，对外旋扭混合段和内旋扭混合段间的粘性流体进行旋扭，粘性流体在旋扭力的作用下发生扭曲拉伸变形，扭曲拉伸变形过程中不同粘液间相互融合，而且流体由法兰进入经过变径段时还将粘性流体压薄，压薄过程也可到流体间的相互交融，变薄后的流体在旋扭混合段更易于扭曲，流体在流动中扭曲混合，整个过程阻力小，剪切低可以最大化的保留流体粘度，结构简单易于实施，适于推广应用。
附图说明
图1为本发明实施例整体***结构示意图。
图2为本发明实施例剖面结构示意图。
图3为本发明实施例内胆结构示意图。
图4为本发明实施例螺旋片示意图。
图中标号名称：1外壳；11外旋扭混合段；12、13外变径段；2内胆；21内旋扭混合段；22、23内变径段；3、4、7、8轴承；5、6支架；9、10螺旋片。
具体实施方式
本发明实施例如图1至4所示，该高粘静态流体混合器设有外壳1和内胆2，外壳1和内胆2均为回转体，外壳1两端设有连接管道的法兰，外壳1分为三段，中间为外旋扭混合段11，外旋扭混合段11中间通过法兰连接，外旋扭混合段11两侧分别为外变径段12、13，外变径段12、13两端内径不同，外变径段12、13小口径端与法兰连接，大口径端与外旋扭混合段11连接；内胆2置于外壳1内部，内胆2与外壳1同轴，内胆2与外壳1间为一轴向环形流道，通过轴承3、4与支架5、6连接，支架5、6固定在法兰内侧，内胆分为三段，中间为内旋扭混合段21，内旋扭混合段21轴向长度与外旋扭混合段11等长且两者同轴，内旋扭混合段21两侧通过轴承7、8分别连接有与其同轴的内变径段22、23，内变径段22、23向内旋扭混合段21方向延伸，与外变径段12、13的径向间距逐渐减小，两内变径段22、23对着外变径段12、13的表面上分别设有螺旋方向相反的螺旋片9、10，螺旋片9、10与外变径段12、13内表面间保有间隙，避免对流体割断性的剪切；本发明使用时，两种或两种以上压力流体由一侧法兰进入，由另一侧法兰流出，流体作用于螺旋片使两侧的内变径段产生方向相反的旋转，对外旋扭混合段和内旋扭混合段间的粘性流体进行旋扭，粘性流体在旋扭力的作用下发生扭曲拉伸变形，扭曲拉伸变形过程中不同粘液间相互融合，而且流体由法兰进入流过本装置时先将粘性流体压薄再汇和，压薄和汇合过程也可使流体间相互交融，变薄后的流体在旋扭混合段更易于扭曲，流体在流动中扭曲混合，整个过程阻力小，剪切低可以最大化的保留流体粘度，使用时可多个串联，结构简单易于实施，适于推广应用。
具体实施时，可以将外变径段大口径端内径设为小口径端内径的三倍以上，在不减小流道有效截面积的情况下，可以将混合液压缩的更薄，提高压薄混合效果；实施时可将外变径段与内变径段间的环形流道径向截面积设置为处处相等，使其压薄过程中混合液体受力更均匀，该截面积也可为向旋扭混合段方向逐渐减小或增大，用于流体提速或减速，以适应不同粘度的流体，使流体在旋扭混合段保持一个良好的流动性；螺旋片外沿为圆滑曲面过渡，无棱角减小对流体的剪切；实施例中外变径段内径沿曲线变化，实施时还可沿直线变化。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种高粘静态流体混合器，其特征在于包括外壳（1）和内胆（2），外壳（1）和内胆（2）均为回转体，外壳（1）两端设有连接管道的法兰，外壳（1）分为三段，中间为外旋扭混合段（11），外旋扭混合段（11）中间通过法兰连接，外旋扭混合段（11）两侧分别为外变径段（12、13），外变径段（12、13）小口径端与法兰连接，大口径端与外旋扭混合段（11）连接；内胆（2）置于外壳（1）内部，内胆（2）与外壳（1）同轴，内胆（2）与外壳（1）间为一轴向环形流道，内胆（2）两端通过轴承与支架（5、6）连接，支架（5、6）固定在法兰内侧，内胆（2）分为三段，中间为内旋扭混合段（21），内旋扭混合段（21）轴向长度与外旋扭混合段（11）等长且两者同轴，内旋扭混合段（21）两侧通过轴承分别连接有与其同轴的内变径段（22、23），内变径段（22、23）向内旋扭混合段（21）方向延伸，与外变径段（12、13）的径向间距逐渐减小，两内变径段（22、23）对着外变径段（12、13）的表面上分别设有螺旋方向相反的螺旋片（10），螺旋片（10）与外变径段（12、13）内表面间保有间隙。
2.根据权利要求1所述的高粘静态流体混合器，其特征在所述外变径段（12、13）大口径端直径为小口径端直径的三倍以上。
3.根据权利要求1或2所述的高粘静态流体混合器，其特征在所述外变径段（12、13）与内变径段（22、23）间的环形流道径向截面积处处相等。
4.根据权利要求1或2所述的高粘静态流体混合器，其特征在所述外变径段（12、13）与内变径段（22、23）间的环形流道径向截面向旋扭混合段方向逐渐减小。
5.根据权利要求1或2所述的高粘静态流体混合器，其特征在所述外变径段（12、13）与内变径段（22、23）间的环形流道径向截面向旋扭混合段方向逐渐增大。
6.根据权利要求1或2所述的高粘静态流体混合器，其特征在所述螺旋片（10）外沿为圆滑曲面过渡。
7.根据权利要求1或2所述的高粘静态流体混合器，其特征在所述外变径段（12、13）内径沿直线变化。
8.根据权利要求1或2所述的高粘静态流体混合器，其特征在所述外变径段（12、13）内径沿曲线变化。
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