CN204220047U - 交叉叶片式管道混合加药器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交叉叶片式管道混合加药器，包括管体、混合元件和加药管，管体包括进水段、水药混合段和出水段，管体的两端分别为进水口和出水口，加药管固定于进水段与水药混合段之间，水药混合段设有至少一组混合元件，每组混合元件包括一对叶片，一对叶片中的两个叶片交叉设置，每个叶片与管体中心轴线的夹角α为30°～60°，叶片外缘与管体内壁贴合，叶片连接于支撑板上，支撑板固连于管体上，既方便连接，也便于拆卸和更换。管体、叶片和支撑板可以采用普通碳钢材料，降低制作成本和运行成本。具有结构简单，加工制造容易，安装维修方便，制造成本和运行成本低，混合效率高、效果好的优点，尤其适用于管径较大的管路***使用。

Description

交叉叶片式管道混合加药器

技术领域

本实用新型属于水处理设备技术领域，尤其涉及一种管道混合器。

背景技术

管道混合器也称管式静态混合器，在化工、环保、水处理等领域中对投加各种混凝剂、助凝剂、臭氧、液氯及酸碱中和、气水混合等方面都非常有效，是处理水与各种药剂实现快速混合的理想设备，具有快速高效混合、节约能耗等特点，在不需外动力情况下，水流通过管道混合器会产生分流、交叉混合和反向旋流三个作用，使加入的药剂迅速、均匀地扩散到整个水体中，达到瞬间快速混合的目的，混合效率高，可节省药剂用量。

管道混合器一般由管道壳体、混合元件、加药管组成，混合元件固定在管道壳体内。对于高浊度的水而言，传统的机械搅拌混合与孔室混合效果较差，管式静态混合器的使用使混合效果有了明显的提高，满足了快速混合的要求。使用时，利用水泵等液体灌注设备将待处理水和药水灌注到管道混合器中形成水流，借助固定在管道壳体的混合元件对水流的扰动，使待处理水和药水、二股或多股流体产生液体的切割、剪切、旋转和重新混合，达到流体之间良好分散和充分混合的目的。由此可见，混合元件在管道壳体内的分布和结构对管道混合器的混合效率有直接的影响，混合元件常用的形式有螺旋片式和交错板式两种。

在螺旋片式的管道混合器中，混合叶片是固定的，混合叶片的形状是由中部为矩形、两端为折成一定角度的弧形板块扭曲180°形成的螺旋形，若干个螺旋形混合叶片以不同的旋转相位沿管道体轴线位置分布在管道体内，从而让水流在不同段形成不同方向的涡流进行混合，流体通过它产生流向变化，出现紊流现象从而提高混合效率，主要是流动分割、径向混合、反向旋转，两种介质不断激烈掺混扩散，达到混合目的，流体通过它除产生降压外，无需外部能源。但是混合叶片中部的一段矩形直板的范围内不起混合作用，螺旋形混合叶片扰动的范围很有限，仅位于管道体轴线位置附近的局部水流能够得以螺旋扰动，而管道体内壁附近的大多流体依然为顺流，导致螺旋片式管道混合器的混合效率不高，且水头损失大。

在交错板式的管道混合器中，混合叶片是固定在管道体内壁且垂直于管道体轴向的板体，若干个混合叶片沿管道体轴向交替分布，该结构的水流扰动相对于螺旋片式管道混合器有所增强，可以达到较高混合效率。

从上述分析可以看出，现有的管道混合器，无论是螺旋片式的管道混合器还是交错板式的管道混合器，主要通过混合叶片对水流进行切割、分流，而这些混合叶片均是固定在管道体内壁上，不易拆卸，维修不方便，尤其在处理浊度较高的河水、污水时，长期运行后，管道体内特别是交叉叶片上易挂悬浮物，导致水流不畅，流速变慢，还容易造成水中泥沙沉积，堵塞管道混合器，不仅会严重影响混合效果，还使得***的阻力增大，若要保证一定的出水压力，水泵等液体灌注设备需要提供更大的入水灌注压力，导致能耗和使用成本的增加。而且结构均比较复杂，制造成本高。

发明内容

本实用新型目的是提供一种结构简单、混合效率高、混合效果好、运行成本低、易拆卸、维修方便的交叉叶片式管道混合加药器。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种交叉叶片式管道混合加药器，包括管体、混合元件和加药管，管体包括进水段、水药混合段和出水段，管体的两端分别为进水口和出水口，所述的加药管固定于进水段与水药混合段之间，其特征在于：所述的水药混合段设有至少一组混合元件，每组混合元件包括一对叶片，一对叶片中的两个叶片交叉设置，每个叶片与管体中心轴线的夹角α为30°～60°，叶片外缘与管体内壁贴合，叶片连接于支撑板上，支撑板固连于管体上。叶片与管体中心轴线的夹角α由***的流量、流速、管体3的内径决定，当α=0°时，管体完全畅通；当α=90°时，管体完全封闭。

为了方便连接、拆卸和更换，上述技术方案中，所述的支撑板上设有第一通孔，所述的叶片上设有相应的第二通孔，螺栓螺母组的螺栓穿过第一通孔和第二通孔将支撑板与叶片连接在一起。

作为上述技术方案的一种具体方案，所述的管体为圆筒形，所述的叶片为半椭圆形。

提高混合效果，上述技术方案中，所述的加药管末端连接一弯头，弯头的出口朝向所述的出水口。

作为上述技术方案的一种改进，所述的水药混合段设有2组混合元件，每组混合元件包括一对上叶片和下叶片，2组混合元件平行布置，2组混合元件中相对应的上叶片相互平行，2组混合元件中相对应的下叶片相互平行。

作为上述技术方案的另一种改进，所述的水药混合段设有2组混合元件，第一组混合元件包括一对上叶片和下叶片，第二组混合元件包括一对左叶片和右叶片，第二组混合元件与第一组混合元件交叉布置，所述左叶片的位置为在与上叶片相平行的位置绕管体中心轴线转过90°、所述右叶片的位置为在与下叶片相平行的位置绕管体中心轴线同向转过90°。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的水药混合段设有3组混合元件，按顺水流方向第一组混合元件包括一对上叶片和下叶片，第二组混合元件包括一对左叶片和右叶片，第三组混合元件包括一对上叶片和下叶片，第二组混合元件与第一组混合元件交叉布置，第三组混合元件与第一组混合元件平行布置，第三组与第一组混合元件中相对应的上叶片相互平行，第三组与第一组组混合元件中相对应的下叶片相互平行；所述左叶片的位置为在与上叶片相平行的位置绕管体中心轴线转过90°、所述右叶片的位置为在与下叶片相平行的位置绕管体中心轴线同向转过90°。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的水药混合段设有3组混合元件，每组混合元件包括一对上叶片和下叶片，3组混合元件平行布置，3组混合元件中相对应的上叶片相互平行，3组混合元件中相对应的下叶片相互平行。

为了方便连接和安装，上述的技术方案中，所述的进水口设置有进水口法兰盘，出水口设置有出水口法兰盘，加药管管口设置有加药口法兰盘。

本实用新型的交叉叶片式管道混合加药器，其每组混合元件的叶片连接于支撑板上，支撑板固连于管体上，既方便连接，也便于拆卸和更换。管体、叶片和支撑板可以采用普通碳钢材料，管体的内壁涂防腐环氧树脂层，叶片和支撑板涂防腐环氧树脂层；只需加药管和弯头采用不锈钢材料，降低制作成本和运行成本。

工作时，由进水段进入的原水和由进药管进入的药液预混合后，按顺水流方向依次通过每组混合元件时,一部分混合液沿一对叶片之间形成的左过流通道上升，另一部分混合液沿一对叶片之间形成的右过流通道下降，上升的混合液流过左过流通道后迅速横流，下降的混合液流过右过流通道后迅速向另一方向横流，这些混合液体在横流的同时继续着刚才的上下交错流动，从而实现了充分的混合；这种交叉叶片式混合元件可使进入水药混合段的液体在任何位置都在作交叉的三维方向运动，水药混合段各处水流速度和水流方向处在不断的变化过程中，水药混合段内设置的多组叶片，可以防止在相应的流道表面上形成稳定的层流层，因此水药混合段内各处水流都处在不稳定的流动状态，有利于在水药混合段内产生高强度的湍流微涡旋，因此它的混合效率高、混合效果好，节省药剂的投放量。通过改变每组混合元件中每个叶片与管体中心轴线的夹角α和混合元件组数及其分布，可以使其混合效果和管组损失匹配至最佳值。

与现有技术相比，本实用新型具有以下特点和有益效果：结构简单，加工制造容易，安装维修方便，制造成本和运行成本低，混合效率高、效果好，尤其适用于管径较大的管路***使用。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的主视示意图。

图2是本实用新型实施例一的俯视示意图。

图3是本实用新型的左视示意图。

图4是本实用新型的叶片的示意图

图5是本实用新型实施例二的主视示意图。

图6是本实用新型实施例二的俯视示意图。

图7是本实用新型实施例三的主视示意图。

图8是本实用新型实施例三的俯视示意图。

图9是本实用新型实施例四的主视示意图。

图10是本实用新型实施例四的俯视示意图。

图11是本实用新型实施例五的主视示意图。

图12是本实用新型实施例五的俯视示意图。

图中：1-出水口，2-出水口法兰盘，3-管体，4-上叶片，5-螺栓螺母组，6-弯头，7-加药口法兰盘，8-加药管，9-进水口法兰盘，10-进水口，11-出水段，12-下叶片，13-水药混合段，14-进水段，15-支撑板，16-第二通孔。

具体实施方式

下面通过非限定性的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的说明。

实施例一：

参见图1至图4，一种交叉叶片式管道混合加药器，其主体为圆筒形管体3，管体3按顺水流方向依次包括进水段14、水药混合段13和出水段11，管体3的两端分别为进水口10和出水口1，进水口10设置有进水口法兰盘9，出水口1设置有出水口法兰盘2；加药管8固定于进水段14与水药混合段13之间，加药管8管口设置有加药口法兰盘7，加药管8末端连接一弯头6，加药管8和弯头6采用不锈钢材料，弯头6的出口朝向所述的出水口1；水药混合段13设有一组混合元件，混合元件包括一对上叶片4和下叶片12，上叶片4和下叶片12为一对沿椭圆板长轴剪开的2个半椭圆板，上叶片4的半椭圆板绕短轴旋转后与管体3中心轴线的夹角α为45°，短轴轴线与管体轴线垂直，下叶片12的半椭圆板绕短轴反向旋转后与管体3中心轴线的夹角α为45°，短轴轴线与管体轴线垂直，2个半椭圆板外缘与管体内壁贴合，支撑板15固连于管体3上，支撑板15上设有第一通孔，上叶片4和下叶片12上设有相应的第二通孔16，螺栓螺母组5的螺栓穿过第一通孔和第二通孔16将支撑板16与上叶片4连接在一起，同样，螺栓螺母组5的螺栓穿过第一通孔和第二通孔16将支撑板16与下叶片12连接在一起；管体3、叶片和支撑板15采用普通碳钢材料，管体3的内壁涂防腐环氧树脂层，叶片和支撑板15涂防腐环氧树脂层。上叶片4和下叶片12与管体3中心轴线的夹角α由***的流量、流速、管体3的直径决定，当α=0°时，管体3完全畅通；当α=90°时，管体3完全封闭；本实施例***的流量300m3/h，管体3为圆筒形，内径300mm，由于管体3的内壁涂有防腐环氧树脂层，流速需小于2m/s，则，过流面积不小于41666 mm2，计算得到α=47°，基于实际生产中的方便，选用α=45°，则实际过流面积为45000mm2，实际流速为1.85 m/s，满足要求。

实施例二：

参见图5至图6，一种交叉叶片式管道混合加药器，其主体为圆筒形管体3，管体3按顺水流方向依次包括进水段14、水药混合段13和出水段11，管体3的两端分别为进水口10和出水口1，进水口10设置有进水口法兰盘9，出水口1设置有出水口法兰盘2；加药管8固定于进水段14与水药混合段13之间，加药管8管口设置有加药口法兰盘7，加药管8末端连接一弯头6，加药管8和弯头6采用不锈钢材料，弯头6的出口朝向所述的出水口1；水药混合段13设有2组混合元件，每组混合元件包括一对上叶片4和下叶片12，上叶片4和下叶片12为一对沿椭圆板长轴剪开的2个半椭圆板，上叶片4的半椭圆板绕短轴旋转后与管体3中心轴线的夹角α为30°，短轴轴线与管体轴线垂直，下叶片12的半椭圆板绕短轴反向旋转后与管体3中心轴线的夹角α为30°，短轴轴线与管体轴线垂直，2个半椭圆板外缘与管体内壁贴合，支撑板15固连于管体3上，支撑板15上设有第一通孔，上叶片4和下叶片12上设有相应的第二通孔16，螺栓螺母组5的螺栓穿过第一通孔和第二通孔16将支撑板16与上叶片4连接在一起，同样，螺栓螺母组5的螺栓穿过第一通孔和第二通孔16将支撑板16与下叶片12连接在一起。2组混合元件平行布置，2组混合元件中相对应的上叶片4相互平行，2组混合元件中相对应的下叶片12相互平行。管体3、叶片和支撑板15采用普通碳钢材料，管体3的内壁涂防腐环氧树脂层，叶片和支撑板15涂防腐环氧树脂层。本实施例***的流量480m3/h，管体3为圆筒形，内径300mm，由于管体3的内壁涂有防腐环氧树脂层，流速需小于2m/s，则，过流面积不小于66666 mm2，计算得到α=34°，基于实际生产中的方便，选用α=30°，则实际过流面积为77850mm2，实际流速为1.7 m/s，满足要求。

实施例三：

参见图7至图8，一种交叉叶片式管道混合加药器，其主体为圆筒形管体3，管体3按顺水流方向依次包括进水段14、水药混合段13和出水段11，管体3的两端分别为进水口10和出水口1，进水口10设置有进水口法兰盘9，出水口1设置有出水口法兰盘2；加药管8固定于进水段14与水药混合段13之间，加药管8管口设置有加药口法兰盘7，加药管8末端连接一弯头6，加药管8和弯头6采用不锈钢材料，弯头6的出口朝向所述的出水口1；水药混合段13设有2组混合元件，顺水流方向第一组混合元件包括一对上叶片4和下叶片12，上叶片4和下叶片12为一对沿椭圆板长轴剪开的2个半椭圆板，上叶片4的半椭圆板绕短轴旋转后与管体3中心轴线的夹角α为60°，短轴轴线与管体轴线垂直，下叶片12的半椭圆板绕短轴反向旋转后与管体3中心轴线的夹角α为60°，短轴轴线与管体轴线垂直，2个半椭圆板外缘与管体内壁贴合，支撑板15固连于管体3上，支撑板15上设有第一通孔，上叶片4和下叶片12上设有相应的第二通孔16，螺栓螺母组5的螺栓穿过第一通孔和第二通孔16将支撑板16与上叶片4连接在一起，同样，螺栓螺母组5的螺栓穿过第一通孔和第二通孔16将支撑板16与下叶片12连接在一起。第二组混合元件包括一对左叶片和右叶片，第二组混合元件与第一组混合元件交叉布置，所述左叶片的位置为在与上叶片4相平行的位置绕管体中心轴线转过90°、所述右叶片的位置为在与下叶片12相平行的位置绕管体中心轴线同向转过90°；管体3、叶片和支撑板15采用普通碳钢材料，管体3的内壁涂防腐环氧树脂层，叶片和支撑板15涂防腐环氧树脂层。本实施例***的流量180m3/h，管体3为圆筒形，内径300mm，由于管体3的内壁涂有防腐环氧树脂层，流速需小于2m/s，则，过流面积不小于25000mm2，计算得到α=61°，基于实际生产中的方便，选用α=60°，则实际过流面积为25983mm2，实际流速为1.92 m/s，满足要求。

实施例四：

参见图9至图10，一种交叉叶片式管道混合加药器，其水药混合段13设有3组混合元件，按顺水流方向第一组混合元件包括一对上叶片4和下叶片12，上叶片4和下叶片12为一对沿椭圆板长轴剪开的2个半椭圆板，上叶片4的半椭圆板绕短轴旋转后与管体3中心轴线的夹角α为60°，短轴轴线与管体轴线垂直，下叶片12的半椭圆板绕短轴反向旋转后与管体3中心轴线的夹角α为60°，短轴轴线与管体轴线垂直，2个半椭圆板外缘与管体内壁贴合，支撑板15固连于管体3上，支撑板15上设有第一通孔，上叶片4和下叶片12上设有相应的第二通孔16，螺栓螺母组5的螺栓穿过第一通孔和第二通孔16将支撑板16与上叶片4连接在一起，同样，螺栓螺母组5的螺栓穿过第一通孔和第二通孔16将支撑板16与下叶片12连接在一起。第二组混合元件包括一对左叶片和右叶片，第三组混合元件包括一对上叶片和下叶片，第二组混合元件与第一组混合元件交叉布置，第三组混合元件与第一组混合元件平行布置，第三组与第一组混合元件中相对应的上叶片4相互平行，第三组与第一组组混合元件中相对应的下叶片12相互平行；第二组混合元件中的左叶片的位置为在与上叶片4相平行的位置绕管体中心轴线转过90°、右叶片的位置为在与下叶片12相平行的位置绕管体中心轴线同向转过90°。本实施例***的流量为180m3/h，管体3为圆筒形，内径300mm，由于管体3的内壁涂有防腐环氧树脂层，流速需小于2m/s，则，过流面积不小于25000 mm2，计算得到α=61°，基于实际生产中的方便，选用α=60°，则实际过流面积为25983mm2，实际流速为1.92 m/s，满足要求。其余结构同实施例三。

实施例五：

参见图11至图12，一种交叉叶片式管道混合加药器，其水药混合段13设有3组混合元件，每组混合元件包括一对上叶片4和下叶片12，上叶片4和下叶片12为一对沿椭圆板长轴剪开的2个半椭圆板，上叶片4的半椭圆板绕短轴旋转后与管体3中心轴线的夹角α为30°，短轴轴线与管体轴线垂直，下叶片12的半椭圆板绕短轴反向旋转后与管体3中心轴线的夹角α为30°，短轴轴线与管体轴线垂直，3组混合元件平行布置，3组混合元件中相对应的上叶片4相互平行，3组混合元件中相对应的下叶片12相互平行。本实施例***的流量480m3/h，管体3为圆筒形，内径300mm，由于管体3的内壁涂有防腐环氧树脂层，流速需小于2m/s，则，过流面积不小于66666 mm2，计算得到α=34°，基于实际生产中的方便，选用α=30°，则实际过流面积为77850mm2，实际流速为1.7 m/s，满足要求。其余结构同实施例二。

以上所列举的实施方式仅供理解本实用新型之用，并非是对本实用新型所描述的技术方案的限制，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，如将实施例二至五中的圆筒形管体改为方筒形管体，叶片相应改为矩形板等等，所有等同的变化或变形都应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种交叉叶片式管道混合加药器，包括管体、混合元件和加药管，管体包括进水段、水药混合段和出水段，管体的两端分别为进水口和出水口，所述的加药管固定于进水段与水药混合段之间，其特征在于：所述的水药混合段设有至少一组混合元件，每组混合元件包括一对叶片，一对叶片中的两个叶片交叉设置，每个叶片与管体中心轴线的夹角α为30°～60°，叶片外缘与管体内壁贴合，叶片连接于支撑板上，支撑板固连于管体上。

2.根据权利要求1所述的交叉叶片式管道混合加药器，其特征在于：所述的支撑板上设有第一通孔，所述的叶片上设有相应的第二通孔，螺栓螺母组的螺栓穿过第一通孔和第二通孔将支撑板与叶片连接在一起。

3.根据权利要求1所述的交叉叶片式管道混合加药器，其特征在于：所述的管体为圆筒形，所述的叶片为半椭圆形。

4.根据权利要求1所述的交叉叶片式管道混合加药器，其特征在于：所述的加药管末端连接一弯头，弯头的出口朝向所述的出水口。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的交叉叶片式管道混合加药器，其特征在于：所述的水药混合段设有2组混合元件，每组混合元件包括一对上叶片和下叶片，2组混合元件平行布置，2组混合元件中相对应的上叶片相互平行，2组混合元件中相对应的下叶片相互平行。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的交叉叶片式管道混合加药器，其特征在于：所述的水药混合段设有2组混合元件，第一组混合元件包括一对上叶片和下叶片，第二组混合元件包括一对左叶片和右叶片，第二组混合元件与第一组混合元件交叉布置，所述左叶片的位置为在与上叶片相平行的位置绕管体中心轴线转过90°、所述右叶片的位置为在与下叶片相平行的位置绕管体中心轴线同向转过90°。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的交叉叶片式管道混合加药器，其特征在于：所述的水药混合段设有3组混合元件，按顺水流方向第一组混合元件包括一对上叶片和下叶片，第二组混合元件包括一对左叶片和右叶片，第三组混合元件包括一对上叶片和下叶片，第二组混合元件与第一组混合元件交叉布置，第三组混合元件与第一组混合元件平行布置，第三组与第一组混合元件中相对应的上叶片相互平行，第三组与第一组组混合元件中相对应的下叶片相互平行；所述左叶片的位置为在与上叶片相平行的位置绕管体中心轴线转过90°、所述右叶片的位置为在与下叶片相平行的位置绕管体中心轴线同向转过90°。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的交叉叶片式管道混合加药器，其特征在于：所述的水药混合段设有3组混合元件，每组混合元件包括一对上叶片和下叶片，3组混合元件平行布置，3组混合元件中相对应的上叶片相互平行，3组混合元件中相对应的下叶片相互平行。

9.根据权利要求1所述的交叉叶片式管道混合加药器，其特征在于：所述的进水口设置有进水口法兰盘，出水口设置有出水口法兰盘，加药管管口设置有加药口法兰盘。