CN101632906B - 一种管道混合装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的管道混合装置包括输水管，输水管由输水腔和混合腔组成；输水腔上连通有稀释水管，稀释水管内设置有加药管，稀释水管通过固定件固定于输水腔上，输水腔与混合腔之间设置有变流装置。其解决了现有管道混合装置存在药剂混合效果差的技术问题，通过在输水管中心的加药管口前端加装一个圆锥体变流装置，使药剂从加药口高速射出，碰撞到流装置后改变流向，均匀地径向进入主流体，保持了径向射流技术的优点，使加药口分布均匀。

Description

一种管道混合装置

【技术领域】

本发明涉及一种混合装置，具体涉及一种管道混合装置。

【背景技术】

为了提高药剂的混合效果，常用的方法有“管道直接投加法”、“径向射流法”等，其中管道直接投加技术是目前最常用的药剂投加混合技术。参见图1，该技术中，通过加药管直接将药剂投加到输水管道或清水池，通过药剂的自然扩散，实现药剂和水流的自然混合。虽然这种投加方式成本低，但药剂在水中混合速度慢，混合均匀度差。以消毒为例，浓度低的地方可能达不到预期的消毒效果，浓度高的地方则容易产生消毒副产物，而且浪费了药剂。径向射流技术实现在管道中心加药，通过药剂的主体扩散和湍流扩散实现混合。参见图2-图3，加药管安装于管道中心，加药管的侧面周边分布许多小的加药口，药剂经小孔以较大的速度垂直于输水管道的水流方向射出，径向射流流体完全沿混合管径向方向进入主流体，在轴向方向没有速度，射流流体的速度全部用于径向扩散。在径向射流混合过程中，药剂的径向速度是影响混合效果的重要因素。径向速度太小，药剂在主流体中穿透深度不够，混合的效果不好；径向速度太大，由于小孔阻力大，能耗随着径向速度增大迅速增大，因此只适用于小型管道加药。加药口的分布也是影响混合效果的重要因素。加药口太少，混合效果不好；加药口太多，则导致射流之间的相互干扰，混合效果也不好；加药口分布的不均匀性，导致了射流的不均匀性，也影响了径向射流的混合效果。

【发明内容】

为了解决现有技术中存在药剂混合效果差的技术问题，本发明提供了一种管道混合装置。

为了实现上述目的，本发明所提出的技术方案是：一种管道混合装置，所述管道混合装置包括输水管，所述输水管包括输水腔和混合腔；所述输水腔上连通有加药管，所述输水腔与混合腔之间设置有变流装置。

根据本发明的一优选技术方案：所述变流装置通过支架固定于输水腔与混合腔之间。

根据本发明的一优选技术方案：所述加药管的外部设置有稀释水管，所述稀释水管通过固定件固定于输水腔上。

根据本发明的一优选技术方案：所述稀释水管由入水管以及与入水管相连通的出水管组成；所述加药管由入药管，以及与入药管相连通的出药管组成；所述入水管同轴设置于入药管的中心轴线“M”上；所述出水管、出药管以及变流装置同轴设置于输水管的中心轴线“L”上；所述中心轴线“M”与中心轴线“L”相互垂直。

根据本发明的一优选技术方案：所述变流装置与稀释水管的水管出口端和加药管的药管出口端相向设置。

根据本发明的一优选技术方案：所述稀释水管出口端与变流装置的圆锥面的顶点的距离为稀释出水管的直径的1-2倍；所述加药管出口端与变流装置的圆锥面的顶点的距离为加药管的直径的1-2倍。

根据本发明的一优选技术方案：所述变流装置是轴截面为等腰直角三角形的圆锥体、导流面和连接管组成；所述连接管与支架相连接。

根据本发明的一优选技术方案：所述变流装置的轴截面为等腰直角三角形；所述圆锥体底部的直径φ为稀释水管直径的1.0-1.2倍；所述导流面的直径Ω为圆锥体底部直径φ的1.0-1.2倍。

根据本发明的一优选技术方案：所述入药管长于入水管；所述出药管长于出水管。

根据本发明的一优选技术方案：所述混合腔为扩散型混合腔。

根据本发明的一优选技术方案：所述支架为不锈钢材料。

本发明的有益效果在于：在输水管中心的加药管口前端加装一个圆锥体变流装置，使药剂从加药口高速射出，碰撞到流装置后改变流向，均匀地径向进入主流体，保持了径向射流技术的优点，使加药口分布均匀。

【附图说明】

图1是管道直接投加混合过程示意图；

图2是径向射流混合过程示意图；

图3是径向射流混合过程示意图中的药剂出流方向图；

图4是本发明管道混合装置中变流装置的结构示意图；

图5是本发明管道混合装置的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明技术方案做进一步说明：

图中，输水管1，输水腔101，混合腔102；稀释水管2，入水管201，出水管202，水管出口端203；加药管3，药管301，出药管302，药管出口端303；固定件4；变流装置5，圆锥体501；导流面502；连接管503；支架6。

请参见图4-图5所示：本发明提供的管道混合装置包括输水管1，输水管1包括输水腔101和为扩散型的混合腔102；输水腔101上连通有加药管3，输水腔101与混合腔102之间设置有变流装置5。变流装置5通过支架6固定于输水腔101与混合腔102之间。加药管3的外部设置有稀释水管2，稀释水管2通过固定件4固定于输水腔101上。稀释水管2由入水管201以及与入水管201相连通的出水管202组成；加药管3由入药管301，以及与入药管301相连通的出药管302组成；入水管201同轴设置于入药管301的中心轴线“M”上；出水管202、出药管302以及变流装置5同轴设置于输水管1的中心轴线“L”上；中心轴线“M”与中心轴线“L”相互垂直。变流装置5与稀释水管2的水管出口端203和加药管3的药管出口端303相向设置。稀释水管出口端203与变流装置5的圆锥面501的顶点的距离为稀释出水管2的直径的1-2倍；加药管出口端303与变流装置5的圆锥面501的顶点的距离为加药管3的直径的1-2倍。变流装置5是轴截面为等腰直角三角形的圆锥体501、导流面502和连接管503组成；连接管503与支架6相连接。圆锥体501底部的直径φ为稀释水管2直径的1.0-1.2倍；导流面502的直径Ω为圆锥体底部直径φ的1.0-1.2倍。入药管301长于入水管201；出药管302长于出水管202。

本发明的工作原理如下：

本装置由输水管1、稀释水管2、加药管3、变流装置5组成，稀释水管2的出水管202设置于输水管道1中心位置，加药管3与于稀释水管2同轴，变流装置5由不锈钢支架安装于加药管3和稀释水管2管口处，变流装置5与加药管3的药管出口端303、稀释水管2的水管出口端203完全对齐。主流体在输水管道内做湍流运动；高压药剂流进入管道中心的加药管3，经管口高速水平喷出，与变流装置5相撞改变流向；由清水泵从输水主管道抽取一定量的原水，送入输水管道1中心的稀释水管2，稀释水以一定的流速从稀释水管口喷出，并与变流装置5相撞改变流向；稀释水与变流装置5碰撞后，与药剂流发生快速混合，并对高浓度药剂进行了稀释，然后混合稀释后的药剂流沿垂直方向进入主管道流体，在主流体中扩散并卷吸周围流体，同时在主流体的横向切应力作用下，流动方向向外，方向发生弯曲。最终完成对药剂均匀的混合。

本发明的有益效果在于：在输水管中心的加药管口前端加装一个圆锥体变流装置，使药剂从加药口高速射出，碰撞到流装置后改变流向，均匀地径向进入主流体，保持了径向射流技术的优点，使加药口分布均匀。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种管道混合装置，其特征在于：所述管道混合装置包括输水管（1），所述输水管（1）包括输水腔（101）和混合腔（102）；所述输水腔（101）上连通有加药管（3），所述输水腔（101）与混合腔（102）之间设置有变流装置（5），所述变流装置（5）通过支架（6）固定于输水腔（101）与混合腔（102）之间，所述加药管（3）的外部设置有稀释水管（2），所述稀释水管（2）通过固定件（4）固定于输水腔（101）上，所述稀释水管（2）由入水管（201）以及与入水管（201）相连通的出水管（202）组成；所述加药管（3）由入药管（301），以及与入药管（301）相连通的出药管（302）组成；所述入水管（201）同轴设置于入药管（301）的中心轴线“M”上；所述出水管(202)、出药管(302) 以及变流装置（5）同轴设置于输水管(1)的中心轴线“L”上；所述中心轴线“M”与中心轴线“L”相互垂直，所述变流装置（5）与稀释水管（2）的水管出口端（203）和加药管（3）的药管出口端（303）相向设置，所述稀释水管出口端（203）与变流装置（5）的圆锥面（501）的顶点的距离为稀释出水管（2）的直径的1-2倍；所述加药管出口端（303）与变流装置（5）的圆锥面（501）的顶点的距离为加药管（3）的直径的1-2倍，所述变流装置（5）是轴截面为等腰直角三角形的圆锥体（501）、导流面（502）和连接管（503）组成；所述连接管（503）与支架（6）相连接。

2.根据权利要求1所述的管道混合装置，其特征在于：

所述变流装置（5）的轴截面为等腰直角三角形；所述圆锥体（501）底部的直径φ为稀释水管（2）直径的1.0-1.2倍；所述导流面（502）的直径Ω为圆锥体底部直径φ的1.0-1.2倍。

3.根据权利要求2所述的管道混合装置，其特征在于：

所述入药管（301）长于入水管（201）；所述出药管（302）长于出水管（202）。

4.根据权利要求3所述的管道混合装置，其特征在于：

所述混合腔（102）为扩散型混合腔。

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