CN107983244B - 强制混合器 - Google Patents

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Abstract

一种强制混合器，包括混合管道、扰动粒子带动盘、旋转电机和扰动粒子回收盘；所述混合管道的前端设有第一入口和第二入口，分别用于连接待混合的两种液体；在所述混合管道的腹部设有混合环，所述混合环的投影为圆弧结构，所述混合环的两个端口错位与所述混合管道连接，在所述混合环内装有扰动粒子；所述扰动粒子带动盘位于所述混合环的下方，且与所述混合环同圆心放置；所述扰动粒子带动盘包括绝缘支架以及固定在绝缘支架上的圆形轨道，在圆形轨道上等间距放置有正电扰动粒子；所述扰动粒子带动盘的绝缘支架由旋转电机驱动旋转；在所述混合管道的直管尾部设有圆柱形扰动粒子收集口，在扰动粒子收集口安装有扰动粒子回收盘。

Description

强制混合器
技术领域
本发明涉及液体流动领域，尤其涉及一种强制混合器，用于可强制液体混合的设备。
背景技术
液体混合作为常用的实验及加工方法，广泛应用于化工，制药，酿造等领域。现有混合方案大多采用机械搅动的方案达到不同射流液体的混合，而由于液体粘性及惯性的影响，机械扰动方案会对射流造成很大的阻力，且扰动设备的加入对于整个流道的密封以及结构提出了更高的要求。
特别是在射流液体管道直径较小的情况下，射流液体与壁面的摩擦力较大，在微尺度上，流动通常是高度有序的层流，并且缺乏湍流使扩散成为混合的主要机制。虽然小分子的扩散混合可以在数十微米的距离上发生几秒钟，但较大分子如肽，蛋白质和高分子量核酸的混合可能需要从几分钟到几小时。这种延误对于许多化学分析来说是不切实际的。这些问题导致了对小尺寸流体***的混合器的需求。
本发明在混合管道内部引入扰动粒子，通过电场带动扰动粒子运动从而形成强制混合，所采用的混合器具有混合效率高，沿程阻力小，混合特性可调等优点。
发明内容
本发明目的在于提供一种强制混合器，它具有结构简单，混合效率高，沿程阻力小的特点。
为实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：
一种强制混合器，包括混合管道、扰动粒子带动盘、旋转电机和扰动粒子回收盘；所述混合管道的前端设有第一入口和第二入口，分别用于连接待混合的两种液体；在所述混合管道的腹部设有混合环，所述混合环的投影为圆弧结构，所述混合环的两个端口错位与所述混合管道连接，在所述混合环内装有扰动粒子；所述扰动粒子带动盘位于所述混合环的下方，且与所述混合环同圆心放置；所述扰动粒子带动盘包括绝缘支架以及固定在绝缘支架上的圆形轨道，在圆形轨道上等间距放置有正电粒子；所述扰动粒子带动盘的绝缘支架由旋转电机驱动旋转；所述扰动粒子为带负电荷的导电核心和绝缘覆盖层，在扰动粒子带动盘运动过程中，通过电场带动扰动粒子运动，从而扰动液体形成强制混合流动；在所述混合管道的直管尾部设有圆柱形扰动粒子收集口，在扰动粒子收集口安装有扰动粒子回收盘。
由于采用上述技术方案，本发明提供的一种强制混合器，与现有技术相比具有这样的有益效果：
本发明采用电场带动扰动粒子实现扰动混合，电场直接透过壁面影响扰动粒子，无须引入机械***式扰动所需要壁面开口，从而避免了密封口摩擦发热，密封泄露，密封圈老化等一系列问题。而且，小颗粒的扰动相对于在管道内***扰动机械部件可以减小沿程阻力，提高流体输送流量。
本发明主要应用于小尺寸通道内不同物质的混合，具有结构简单，混合效率高，沿程阻力小等特点。
附图说明
图1是强制混合器结构图；
图2是混合管道结构主视图；
图3是混合管道结构俯视图；
图4是扰动粒子带动盘结构侧视图；
图5是扰动粒子带动盘结构俯视图；
图6是扰动粒子结构示意图；
图7是正电扰动粒子结构示意图；
图8是扰动粒子回收盘结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
本发明所述的强制混合器的一个实施例，如图1所示，包括混合管道1、扰动粒子带动盘2、旋转电机3和扰动粒子回收盘5；所述混合管道1的前端设有第一入口A和第二入口B，分别用于连接待混合的两种液体；
如图2～3所示，在所述混合管道1的腹部设有混合环1-4，所述混合环1-4的投影为圆弧结构，所述混合环1-4的两个端口错位与所述混合管道1连接，在所述混合环1-4内装有扰动粒子4；所述扰动粒子带动盘2位于所述混合环1-4的下方，且与所述混合环1-4同圆心放置；
如图4～5所示，所述扰动粒子带动盘2包括绝缘支架2-1以及固定在绝缘支架2-1上的圆形轨道，在圆形轨道上等间距放置有10个正电扰动粒子2-2；所述扰动粒子带动盘2的绝缘支架2-1由旋转电机3驱动旋转；可以通过旋转电机的转速来调节扰动粒子运动速度，从而实现不同混合度。
如图1～2所示，在所述混合管道1的直管尾部设有圆柱形扰动粒子收集口1-5，在扰动粒子收集口1-5安装有扰动粒子回收盘5。在混合器尾部设置的扰动粒子收集口1-5，可以收集由于液流突变而脱离混合环的扰动粒子4，避免对混合液体造成污染。
所述混合管道1采用不导电的石英或玻璃材料制作而成。
所述混合环1-4呈螺旋结构连同于混合管道1内部。
如图6所示，所述扰动粒子4为带负电荷的导电核心4-1和绝缘覆盖层4-2。
如图7所示，所述正电扰动粒子2-2为带正电的核心2-2-1和绝缘覆盖层2-2-2。
如图8所示，所述扰动粒子回收盘5为带正电的导电基板5-1和绝缘覆盖层5-2,导电基板5-1完全封闭在绝缘覆盖层5-2之中。
工作过程中，所述混合管道1的第一入口A和第二入口B分别连接待混合的两种液体，液体沿着混合管道1向出口流动的过程中经过混合环1-4结构，旋转电机3带动扰动粒子带动盘2的绝缘支架2-1作顺时针方向旋转，在绝缘支架2-1上的圆形轨道上等间距放置有10个正电扰动粒子2-2，如图4～5所示，在正电扰动粒子2-2作圆周运动的过程中，由于混合环1-4内部的扰动粒子4带有负d电，在电场力的作用下，扰动粒子4沿着混合环1-4作顺时针方向旋转，扰动粒子4运动过程中，沿着混合环1-4从流畅底部运动到顶部，下游运动到上游，在流畅的顶部和上游部分进入混合管道1的直管部分，并在混合管道1内部做从第一入口A流体到第二入口B流体，从混合管道1的顶部到底部的扰动运动。从而在第一入口A流体和第二入口B流体之间形成强制扰动。
在强制混合的过程中，主要是通过正电扰动粒子2-2形成的电场带动负电的扰动粒子4运动，当流畅出现强脉冲不稳定的情况下，扰动粒子4有可能会脱离正电扰动粒子2-2的束缚，随流体向混合管道1的底部运动，位于混合器底部的扰动粒子回收盘5也是带有正电，会吸引扰动粒子4进入扰动粒子收集口1-5，完成对脱离扰动粒子4的收集。
本发明的强制混合器的混合管道由于采用绝缘材料结构，不会形成屏蔽电场。工作中所采用的扰动粒子4，正电扰动粒子2-2以及扰动粒子回收盘5都是在带电之后在带电体***黏附绝缘材料，从而形成电荷保护层，防止电荷的流失。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种强制混合器，其特征在于：所述混合器包括混合管道、扰动粒子带动盘、旋转电机和扰动粒子回收盘；所述混合管道的前端设有第一入口和第二入口，分别用于连接待混合的两种液体；在所述混合管道的腹部设有混合环，所述混合环的投影为圆弧结构，所述混合环的两个端口错位与所述混合管道连接，在所述混合环内装有扰动粒子；所述扰动粒子带动盘位于所述混合环的下方，且与所述混合环同圆心放置；所述扰动粒子带动盘包括绝缘支架以及固定在绝缘支架上的圆形轨道，在圆形轨道上等间距放置有正电粒子；所述扰动粒子带动盘的绝缘支架由旋转电机驱动旋转；所述扰动粒子为带负电荷的导电核心和绝缘覆盖层，在扰动粒子带动盘运动过程中，通过电场带动扰动粒子运动，从而扰动液体形成强制混合流动；在所述混合管道的直管尾部设有圆柱形扰动粒子收集口，在扰动粒子收集口安装有扰动粒子回收盘。
2.根据权利要求1所述的一种强制混合器，其特征在于：所述混合管道采用不导电的石英或玻璃材料制作而成。
3.根据权利要求1所述的一种强制混合器，其特征在于：所述正电粒子为带正电的核心和绝缘覆盖层。
4.根据权利要求1所述的一种强制混合器，其特征在于：所述扰动粒子回收盘为带正电的导电基板和绝缘覆盖层,导电基板完全封闭在绝缘覆盖层之中。
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