CN209612677U - 静态混合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种静态混合器，涉及混合器的技术领域，包括混合管和混合部；所述混合管沿流体流通方向依次设置有进料管、套管和出料管，且相邻管路之间可拆卸连接；在所述套管内可拆卸的设置有若干个所述混合部，所述混合部使得流体以旋流和/或穿流的方式穿过，以使所述混合管内的流体混合充分，解决了现有技术中存在的低雷诺数下层流流动混合效果差的技术问题。

Description

静态混合器

技术领域

本实用新型涉及混合器的技术领域，尤其是涉及一种静态混合器。

背景技术

静态混合器的工作原理，就是让流体在管线中流动冲击各种类型板元件，增加流体层流运动的速度梯度或形成湍流，层流时是＂分割－位置移动－重新汇合＂，湍流时，流体除上述三种情况外，还会在断面方向产生剧烈的涡流，有很强的剪切力作用于流体，使流体进一步分割混合，最终混合形成所需要的乳状液。之所以称之为＂静态＂混合器，是指管道内没有运动部件，只有静止元件。

混合器是工业中十分重要的装置，在液液、气液、液固等多相操作中发挥着提高传热传质效率的作用。从目前工业生产和混合装置看，靠机械传动驱动的混合器和无运动部件的静态混合器应用较为广泛，而静态混合器其结构型式多种多样，在连续化、高效化、节能化以及装置小型化等方面具有较强的优势。但由于各自结构特点不同，其抗堵塞能力、压降或混合程度仍不尽如人意，且对于低雷诺数下的层流流型不具有特别理想的混合效果。如何解决混合器的抗堵塞能力、降低压降、加强层流流动下的混合效果是众多学者的工作重点。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供静态混合器，以缓解了现有技术中存在的低雷诺数下层流流动混合效果差的技术问题。

本实用新型提供的一种静态混合器，包括：混合管和混合部；

所述混合管沿流体流通方向依次设置有进料管、套管和出料管，且相邻管路之间可拆卸连接；

在所述套管内可拆卸的设置有若干个所述混合部，所述混合部使得流体以旋流和/或穿流的方式穿过，以使所述混合管内的流体混合充分。

进一步地，所述混合部包括：内筒、外筒和旋流筛板；

所述内筒套设在所述外筒内，且所述旋流筛板呈一定角度扭转设置在所述内筒和所述外筒之间。

进一步地，所述旋流筛板上沿和下沿间扭转角度为30°－60°，所述旋流筛板数量为6－20块，所述旋流筛板扭转方向分为顺时针或逆时针排列。

进一步地，相邻所述旋流筛板之间形成有流体流通的通道。

进一步地，所述旋流筛板上均匀布满筛孔，且所述筛孔呈正三角形分布。

进一步地，在所述内筒筒底部可拆卸的设置有支撑网，所述内筒筒壁上设置有筛孔，所述内筒形成的区域为填料层或催化剂区域。

进一步地，在所述外筒的上边缘上设置有用于使所述混合部和所述混合管两者固定的支撑圈，且所述支撑圈的外径与所述混合管的内径相匹配。

进一步地，所述内筒截面积小于所述外筒总截面积的20％。

进一步地，在所述进料管上设置有混合基液进口和待混合液进口，在所述出料管上设置有混合液出口。

进一步地，所述进料管、所述套管和所述出料管的相邻两管之间通过法兰连接，在所述法兰上设置有密封胶垫，且所述法兰通过螺丝螺母连接。

本实用新型提供的静态混合器，包括：混合管和混合部；混合管沿流体流通方向依次设置有进料管、套管和出料管，且相邻管路之间可拆卸连接；在套管内可拆卸的设置有若干个混合部，以使混合管内的流体混合充分。

这里的静态混合器利用流体自身的动力，在流经混合器内的混合部时实现对不同流体的掺混，在此过程中极大地增大了对流扩散和湍动扩散，从而达到了完善的径向和纵向混合效果，在混合器内安装有混合部后使得流体在混合器内湍动效果良好，由于流动通道面积大，减小了流动阻力，压降也相对较低，具有很好的节能效果，特别适用于低雷诺数下的层流流动，并且结构独特，方便拆卸，清理，维修，从而节约维修成本。

在混合器内复合有混合部能极大的提高混合效果，这一混合器结构设计，目前尚无人研究。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的混合器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的混合部的立体结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的混合部的侧视图；

图4为本实用新型实施例提供的混合部的俯视图。

图标：100－混合管；110－进料管；111－混合基液进口；112－待混合液进口；120－套管；130－出料管；131－混合液出口；200－混合部；210－内筒；220－外筒；230－旋流筛板；240－筛孔；250－支撑网；300－支撑圈；400－法兰；500－密封胶垫；600－螺丝；700－螺母。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

请参照图1、图2、图3和图4，下面将结合附图对本实用新型实施例提供的静态混合器做详细说明。

本实用新型提供的一种静态混合器，包括：混合管100和混合部200；

混合管100沿流体流通方向依次设置有进料管110、套管120和出料管130，且相邻管路之间可拆卸连接；

在套管120内可拆卸的设置有若干个混合部200，混合部200使得流体以旋流和/或穿流的方式穿过，以使混合管100内的流体混合充分。

需要说明的是，这里的静态混合器利用流体自身的动力，在流经混合器内的混合部200时实现对不同流体的掺混，在此过程中极大地增大了对流扩散和湍动扩散，从而达到了完善的径向和纵向混合效果，在混合器内安装有混合部200后使得流体在混合器内湍动效果良好，由于流动通道面积大，减小了流动阻力，压降也相对较低，具有很好的节能效果，特别适用于低雷诺数下的层流流动，并且结构独特，方便拆卸，清理，维修，从而节约维修成本。

具体地，流体力学中，雷诺数是流体惯性力与黏性力比值的量度，它是一个无量纲数。雷诺数较小时，黏滞力对流场的影响大于惯性力，流场中流速的扰动会因黏滞力而衰减，流体流动稳定，为层流；反之，若雷诺数较大时，惯性力对流场的影响大于黏滞力，流体流动较不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则的紊流流场。

雷诺数(Reynoldsnumber)一种可用来表征流体流动情况的无量纲数，以Re表示，Re＝ρvd/η，其中v、ρ、η分别为流体的流速、密度与黏性系数，d为一特征长度。例如流体流过圆形管道，则d为管道直径。利用雷诺数可区分流体的流动是层流或湍流，也可用来确定物体在流体中流动所受到的阻力。

在混合器内复合有混合部200能极大的提高混合效果，这一混合器结构设计，目前尚无人研究。

混合管100其具体长度需要根据具体工况的不同进行设计，其套管120内可拆卸的设置有混合部200，并且套管120的选择可为多个，伴随这套管120数量的增多，其套管120内部的混合部200也增多，以使得混合管100内的流体混合更加充分。

具体地，混合部200的包括内筒210、外筒220和旋流筛板230；

内筒210套设在外筒220内，且旋流筛板230呈一定角度扭转设置在内筒210和外筒220之间。

因此，从混合部200的内筒210通过的流体是以穿流的方式为主，而在外筒220和内筒210之间从旋流筛板230上通过的流体是旋流和穿流混合的方式，这样多种方式的混合流动，能够使得流体中的待混合液和混合基液能通过内筒210、旋流筛板230上的筛孔240以及相邻旋流筛板230形成的螺旋通道进行混合。使得流体即使在低雷诺数下的层流流动，在混合器内湍动效果良好。并且，内筒210截面积小于外筒220总截面积的20％。

进一步地，旋流筛板230上沿和下沿间扭转角度为30°－60°，旋流筛板230数量为6－20块，旋流筛板230扭转方向分为顺时针或逆时针排列。

旋流筛板230，采用扭转式设计，同一旋流筛板230上沿和下沿夹角为扭转角，扭转角可为30°、45°、60°。旋流筛板230的扭转旋向可分为顺时针与逆时针两种。

旋流筛板230的布置数量根据复合式立体旋流筛板230尺寸、材质和工况而定，具体可以为6块、8块、10块、12块、14块、16块、18块、20块。

并且，相邻旋流筛板230之间形成有流体流通的通道。

旋流筛板230上均匀设有筛孔240，筛孔240的直径为4mm－10mm，开孔率大于等于25％且小于40％，当流体穿过旋流筛板230时，流体具有旋流筛板230的旋流流动和贴近旋流筛板230壁面的穿孔流动的两种流动状态，因此用该种具有旋流筛板230的混合部200可使得即使在低雷诺数下，流体实现湍流。开孔率规定为筛板上筛孔240的总面积与开孔区面积的比值，即：Φ＝A0/Aa，式中：Φ－开孔率(％)，A0－筛板上筛孔240的总面积(m²)，Aa－开孔区的面积(m²)。

具体地，旋流筛板230上均匀布满筛孔240，且筛孔240呈正三角形分布。

这里在内筒210筒底部可拆卸的设置有支撑网250，内筒210筒壁上设置有筛孔240，内筒210形成的区域为填料层或催化剂区域。

本实用新型实施例提供的静态混合器分为两个传质区域，分别为：支撑网250与内筒210形成的填料层或催化剂区域和内筒210和外筒220形成的旋流筛板230区域，内筒210中空区域用于存放填料和催化剂，使得待混合液和混合基液在此区域充分混合，由于壁流作用，部分混合流体顺着内筒210壁筛孔240流入旋流筛板230区域；而旋流筛板230区域的立体层叠特点，能够使混合流体在旋流筛板230间有旋流及穿孔流两种流动状态，且这两种状态相互作用。

上述填料层和催化剂区域存放的填料和催化剂既要满足生产工艺的要求，又要使设备投资和操作费用最低。

另外，在外筒220的上边缘上设置有用于使混合部200和混合管100两者固定的支撑圈300，且支撑圈300的外径与混合管100的内径相匹配。

支撑圈300和外筒220之间不采用固定结构，若出现混合器需要维修或筛板损坏的情况，可通过拆卸法兰400，将混合部200从套管120内取出，方便安装与清洁混合器。

套管120内侧设置支撑圈300，外筒220可置于支撑圈300上，依靠流体自身动力，可将外筒220固定于支撑圈300上，此结构方便拆卸清理，更换结构部件，节省维修成本。

另外，在进料管110上设置有混合基液进口111和待混合液进口112，在出料管130上设置有混合液出口131。

并且进料管110、套管120和出料管130的相邻两管之间通过法兰400连接，在法兰400上设置有密封胶垫500，且法兰400通过螺丝600螺母700连接。具体地，混合液出口131设置于出料管130上，进料管110和套筒之间，套筒和出料管130之间均采用法兰400连接，法兰400与法兰400之间设有密封胶垫500，且通过螺丝600与螺母700连接。

以上对本实用新型的静态混合器进行了说明，但是，本实用新型不限定于上述具体的实施方式，只要不脱离权利要求的范围，可以进行各种各样的变形或变更。本实用新型包括在权利要求的范围内的各种变形和变更。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种静态混合器，其特征在于，包括：混合管和混合部；

所述混合管沿流体流通方向依次设置有进料管、套管和出料管，且相邻管路之间可拆卸连接；

在所述套管内可拆卸的设置有若干个所述混合部，所述混合部使得流体以旋流和/或穿流的方式穿过，以使所述混合管内的流体混合充分；

所述混合部包括：内筒、外筒和旋流筛板；

所述内筒套设在所述外筒内，且所述旋流筛板呈一定角度扭转设置在所述内筒和所述外筒之间。

2.根据权利要求1所述的静态混合器，其特征在于，所述旋流筛板上沿和下沿间扭转角度为30°－60°，所述旋流筛板数量为6－20块，所述旋流筛板扭转方向分为顺时针或逆时针排列。

3.根据权利要求2所述的静态混合器，其特征在于，相邻所述旋流筛板之间形成有流体流通的通道。

4.根据权利要求3所述的静态混合器，其特征在于，所述旋流筛板上均匀布满筛孔，且所述筛孔呈正三角形分布。

5.根据权利要求1所述的静态混合器，其特征在于，在所述内筒筒底部可拆卸的设置有支撑网，所述内筒筒壁上设置有筛孔，所述内筒形成的区域为填料层或催化剂区域。

6.根据权利要求1所述的静态混合器，其特征在于，在所述外筒的上边缘上设置有用于使所述混合部和所述混合管两者固定的支撑圈，且所述支撑圈的外径与所述混合管的内径相匹配。

7.根据权利要求1所述的静态混合器，其特征在于，所述内筒截面积小于所述外筒总截面积的20％。

8.根据权利要求1所述的静态混合器，其特征在于，在所述进料管上设置有混合基液进口和待混合液进口，在所述出料管上设置有混合液出口。

9.根据权利要求1所述的静态混合器，其特征在于，所述进料管、所述套管和所述出料管的相邻两管之间通过法兰连接，在所述法兰上设置有密封胶垫，且所述法兰通过螺丝螺母连接。