CN201664586U - 一种静态混合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种静态混合器，包括小螺旋片混合单元(2)和大螺旋片混合单元(3)；所述螺旋片为矩形片材沿长度方向扭转180°；所述大螺旋片混合单元(3)中包括三个并排的大直径螺旋片，所述三个大直径螺旋片截面为相互外切同时又与静态混合器壳体(1)相内切的三个大圆；所述小螺旋片混合单元(2)中包括三个并排的小直径螺旋片，所述三个小直径螺旋片截面为位于相邻两个大直径螺旋片与静态混合器壳体(1)之间的三个空隙处的、分别与相邻两个大圆相外切同时又与静态混合器壳体(1)相内切的三个小圆。本实用新型所述的静态混合器能够提高混合效率、强化混合强度，并降低混合压降和设备制造成本。

Description

一种静态混合器

技术领域

本实用新型涉及石油化工领域中的大型生产装置，进一步地说，是涉及一种静态混合器。

背景技术

现有管道式静态混合器多为管道内按一定规律布置螺旋片的结构，或者为管道内以螺旋片单元和交叉X型单元组合的结构，此类静态混合器具有混合均匀、结构简单、混合效果好等优点。

随着近年来装置规模的大型化，设备、管道尺寸大幅增加，由于螺旋片本身受结构和制造等因素的制约，使得静态混合器的单个混合单元长度大大加长，不仅给管道布置带来困难，同时由于混合器长度的增加，使混合器的压力损失增大，设备制造成本升高。

与本实用新型相近的现有技术有CN 2150916(一种静态混合器)和CN2275477Y(一种新型高强度静态混合器)，这两项专利技术的共同点是在混合器主管内装有至少两组以上多管束混合元件，该混合元件的每根管束内均装有扭曲呈185°～190°的螺旋片，混合元件之间需设置混合腔，用以沟通两个混合体并增强其混合效果。这种结构存在的问题是：由于在混合器主管内并列设多组管束，每个管束混合单元之间相对独立，每个管束内的混合液体只能通过混合腔进行混合，使得混合器长度必然增加，压降增加；且管束与管束之间的空间不能利用，单位长度混合器的效率下降；同时由于在管内设置多组管束混合元件，使混合器结构复杂，加工制造难度大。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的混合器结构复杂，单位长度混合效率低、加工制造难度大等问题，本实用新型提供了一种静态混合器，能够提高混合效率、强化混合强度，并降低混合压降。

本实用新型的静态混合器是这样实现的：

所述静态混合器壳体1内设置螺旋片混合单元组5；

所述螺旋片混合单元组5包括小螺旋片混合单元2和大螺旋片混合单元3；

所述螺旋片为矩形片材沿长度方向(即纵向，也是轴向)扭转180°得到；

所述大螺旋片混合单元3中包括三个并排的大直径螺旋片，所述三个大直径螺旋片截面为相互外切同时又与静态混合器壳体1相内切的三个大圆；

所述小螺旋片混合单元2中包括三个并排的小直径螺旋片；所述三个小直径螺旋片截面为位于相邻两个大直径螺旋片与静态混合器壳体1之间的三个空隙处的、分别与相邻两个大圆相外切同时右与静态混合器壳体1相内切的三个小圆。

所述大直径螺旋片的直径r、小直径螺旋片的直径a与混合器壳体直径R之间的关系符合如下式：

$r=(2\sqrt{3}-3)R$ $a=\frac{2\sqrt{3}-1}{11}R$

在具体实施中

所述静态混合器壳体1内可以纵向设置n组螺旋片混合单元组5，所述螺旋片混合单元组5之间可以通过连接件6连接；n的数目可以由工艺的需要确定。

小螺旋片混合单元2与大螺旋片混合单元3等长，或者是两个等长的小螺旋片混合单元2纵向通过连接件6连接组成的总长度与大螺旋片混合单元3相等。

新型连接件6的连接结构可以为活动插接结构，或者插接后再焊接固定。

所述的连接件6为两个端头为半球形体、椭球形体、圆柱体或矩形体的实心圆柱体；

所述连接件6一端沿轴线设置一个水平开口7，另一端沿轴线设置一个垂直开口8，开口厚度与所述螺旋片的厚度相等。

所述水平开口7和垂直开口8正交于圆柱体中心点9，或者重叠，重叠量不超过所述螺旋片厚度的3倍。

所述圆柱体的直径可以为螺旋片厚度的3倍，圆柱体的长度可以为螺旋片厚度的6倍。

所述小螺旋片混合单元2、大螺旋片混合单元3与静态混合器壳体1之间的孔隙处可以设置挡液板4。

所述挡液板4设置在同一截面上或者交错布置。

本实用新型所述的静态混合器，可以通过以下方式具体实施：

静态混合器壳体内部设置小螺旋片混合单元和大螺旋片混合单元，大螺旋片混合单元中的三个大螺旋片的截面为相互外切三个大圆，这三个圆同时与静态混合器壳体相内切；小螺旋片混合单元中的三个小螺旋片位于两两大螺旋片与静态混合器壳体之间的空隙处，其截面为三个小圆，分别与两个大圆相外切同时与静态混合器壳体相内切。

大螺旋片和小螺旋片均为矩形材料沿长度方向扭转180°得到的螺旋片。小螺旋片混合单元可以与大螺旋片混合单元等长，也可以是两个等长的小螺旋片混合单元纵向呈90°、以新型连接件相连，组合成总长度与大螺旋片混合单元相等。小螺旋片混合单元和大螺旋片混合单元共同构成一组螺旋片混合单元组。

静态混合器壳体内可以设置如上所述的一组螺旋片混合单元组，也可以设置多组，相邻螺旋片混合单元组内相对应的大螺旋片混合单元或小螺旋片混合单元纵向互呈90°，用连接件首尾相连。

连接件为实心圆柱体，连接件的两端为半球形体、椭球形体、也可以是矩形体或者圆柱体。圆柱体的直径为螺旋片厚度的3倍，圆柱体的长度为螺旋片厚度的6倍。连接件一端沿轴线设置一个水平开口，另一端沿轴线设置一个垂直开口，水平开口和垂直开口等长，开口厚度与螺旋片的厚度相等。水平开口和垂直开口可以刚好正交于圆柱的中心，也可以在中心处有一定重叠，重叠量不超过螺旋片厚度的3倍。

前一组螺旋片混合单元组的末端***连接件的水平开口中，下一组螺旋片混合单元组则***连接件的垂直开口中，这样两组螺旋片混合单元组则呈90°连接，如有多组螺旋片混合单元组，则以此类推，用多个连接件相连。连接件与螺旋片之间可采用活动插接方式，方便拆卸，也可以插接后再焊接固定。

为了保证如图2所示阴影4处不出现短路，以增强混合效果，可以根据具体需要在静态混合器壳体1内沿长度方向上分段设置挡液板，挡液板可以设置在同一截面上也可以交错布置。

与现有技术的静态混合器相比，本实用新型进行了如下改进：

1、现有管道式静态混合器在管道内只设置一组与管道等径螺旋片。改进的每一组静态混合器在混合器壳体内设置六个螺旋片。这六个螺旋片分为大小两种直径，大直径的三个截面为与管壁相内切的三个圆，三个圆之间相互外切；小直径的三个螺旋片位于三个大直径相切圆与管壁的空隙处，小直径的三个截面是与混合器壳体相内切同时与相邻的两个大圆相外切的小圆。这种改进结构大大提高了大直径管道内单位长度的混合强度，可以有效缩短混合器长度，具有结构简单、压降小、加工易、混合效果好的优点。

2、现有技术是在混合器主管内装有多管束混合元件，每根管束内均装有扭曲呈185°～190°的螺旋片，并设置混合腔。本实用新型所述的静态混合器在壳体内设置一组扭曲呈180°的螺旋片，但这些螺旋片无需在混合器主管内再设置混合元件管束，使混合器管道内的液体可以充分混合，不需另外设置混合腔，可以有效缩短混合器长度。

3、在本实用新型静态混合器内可以设置多组螺旋片混合单元，纵向螺旋片之间呈90°夹角，且本实用新型提供了螺旋片混合单元之间的连接件，不仅能起到相邻混合单元的螺旋片之间的加强连接作用，同时还可以增强混合效果。

总而言之，本实用新型在一段静态混合器壳体内布置大小螺旋片混合单元，使被混合的液体在螺旋片的作用下旋转前行，达到一定的混合目的，这些螺旋片之间由于没有管道的限制，混合液还可以在螺旋片之间进一步接触，充分混合。多组螺旋片混合单元呈90°连接，可以使被混合的液体在螺旋前行的过程中不断被切分，以增强混合效果。挡液板的设置可以防止液体局部走短路，提高了混合器内部分空间的利用率。

新型连接件结构简单，安装方便，使得螺旋片混合单元之间的连接不占用额外的静态混合器长度空间，是减少静态混合器长度的重要措施。

本实用新型所述的静态混合器有效地解决了大型化装置静态混合器直径大、长度过长、制造难度大的问题，同时大大提高混合效率、强化混合强度，并降低混合压降和设备制造成本。

附图说明

图1静态混合器结构总示意图

图2静态混合器的螺旋片组截面示意图

图3连接件正视图

图4连接件俯视图

附图标号所指部件为：

1-静态混合器壳体，2-小螺旋片混合单元，3-大螺旋片混合单元，4-挡液板，5-螺旋片混合单元组，6-连接件，7-水平开口，8-垂直开口，9-圆柱体中心点，10-开口厚度，11-螺旋片的厚度，12-圆柱体的端头，13-圆柱体的直径，14-圆柱体的长度，15-静态混合器壳体直径R，16-小螺旋片截面直径a，17-大螺旋片截面直径r。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本实用新型。

如图1所示，这是一种适用于大型生产装置的改进的静态混合器。

这种静态混合器主体结构包括：静态混合器壳体1、小螺旋片混合单元2、大螺旋片混合单元3、挡液板4以及螺旋片混合单元间的连接件6。

静态混合器壳体1的内部由小螺旋片混合单元2和大螺旋片混合单元3组成，其截面分布如图2所示。大螺旋片混合单元3中的三个大螺旋片的截面为相互外切三个大圆，这三个圆同时与静态混合器壳体1相内切；小螺旋片混合单元2中的三个小螺旋片位于大螺旋片混合单元3与静态混合器壳体1之间的空隙处，其截面为三个小圆，分别与两个大圆相外切同时与静态混合器壳体1相内切。

小螺旋片混合单元2和大螺旋片混合单元3中的螺旋片均为矩形材料沿长度方向扭转180°得到。两个等长的小螺旋片混合单元2纵向呈90°，由连接件6相连后，总长度与大螺旋片混合单元3相等。三个大直径的螺旋片混合单元3和三组小直径的螺旋片混合单元2共同构成一组螺旋片混合单元组5，如图1所示。

静态混合器壳体1内纵向设置四组螺旋片混合单元组5，如图1所示。四组螺旋片混合单元相互纵向呈90°，用连接件6相连。连接件为实心圆柱体，圆柱体的两端为半球形体。圆柱体的直径为螺旋片厚度的3倍，圆柱体的长度螺旋片厚度的6倍。圆柱体一端沿轴线设置一个水平开口7，另一端沿轴线设置一个垂直开口8，水平开口和垂直开口等长，两个开口正交于圆柱体中心点9；开口厚度与螺旋片的厚度相等。两个相互垂直的开口可以刚好正交于圆柱的中心。第一组小螺旋片混合单元2的末端***连接件6的水平开口7中，第二组小螺旋片混合单元2的顶端则***该连接件6的垂直开口8中，这样两组小螺旋片组则纵向呈90°连接。同理第一组大螺旋片混合单元3的末端***连接件6的水平开口7中，第二组大螺旋片混合单元3的顶端则***该连接件6的垂直开口8中，这样两个大螺旋片组也纵向呈90°连接。将四组螺旋片混合单元组5如上述方式将相应直径的螺旋片混合单元用连接件纵向组装在一起，则形成了一个由四组螺旋片混合单元组组成的静态混合器。每个连接件与螺旋片之间采用活动插接方式，方便拆卸。

为了增强混合效果，在静态混合器壳体1内沿长度方向上分段设置挡液板4，如图2所示，挡液板4设置在同一截面上。

Claims (9)

1.一种静态混合器，包括静态混合器壳体(1)和螺旋片混合单元组(5)，其特征在于：

所述静态混合器壳体(1)内设置螺旋片混合单元组(5)；

所述螺旋片混合单元组(5)包括小螺旋片混合单元(2)和大螺旋片混合单元(3)；

所述螺旋片为矩形片材沿长度方向扭转180°；

所述大螺旋片混合单元(3)中包括三个并排的大直径螺旋片，所述三个大直径螺旋片截面为相互外切同时又与静态混合器壳体(1)相内切的三个大圆；

所述小螺旋片混合单元(2)中包括三个并排的小直径螺旋片，所述三个小直径螺旋片截面为位于相邻两个大直径螺旋片与静态混合器壳体(1)之间的三个空隙处的、分别与相邻两个大圆相外切同时又与静态混合器壳体(1)相内切的三个小圆。

2.如权利要求1所述的静态混合器，其特征在于：

所述静态混合器壳体(1)内纵向设置n组螺旋片混合单元组(5)，所述螺旋片混合单元组(5)之间通过连接件(6)连接。

3.如权利要求1或2所述的静态混合器，其特征在于：

所述小螺旋片混合单元(2)与大螺旋片混合单元(3)等长，或者是两个等长的小螺旋片混合单元(2)纵向通过连接件(6)组成的总长度与大螺旋片混合单元(3)相等。

4.如权利要求3所述的静态混合器，其特征在于：

所述连接件(6)的连接结构为活动插接结构，或者插接后再焊接固定结构。

5.如权利要求4所述的静态混合器，其特征在于：

所述的连接件(6)为两个端头为半球形体、椭球形体、圆柱体或矩形体的实心圆柱体；

所述连接件(6)一端沿轴线设置一个水平开口(7)，另一端沿轴线设置一个垂直开口(8)，开口厚度与所述螺旋片的厚度相等。

6.如权利要求5所述的静态混合器，其特征在于：

所述连接件(6)的水平开口(7)和垂直开口(8)正交于接件(6)的圆柱体中心点(9)；

所述连接件(6)的水平开口(7)和垂直开口(8)不重叠或者重叠，重叠量不超过所述螺旋片厚度的3倍。

7.如权利要求6所述的静态混合器，其特征在于：

所述连接件(6)的圆柱体的直径为螺旋片厚度的3倍，圆柱体的长度为螺旋片厚度的6倍。

8.如权利要求3～7之一所述的静态混合器，其特征在于：

所述小螺旋片混合单元(2)、大螺旋片混合单元(3)与静态混合器壳体(1)之间的孔隙处设置有挡液板(4)。

9.如权利要求8所述的静态混合器，其特征在于：

所述挡液板(4)设置在同一截面上或者交错布置。

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