CN101658768B - 一种流体细化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流体细化装置，具体涉及一种对混合液体进行细化的装置。包括管状外壳、安装在管壳内的螺旋件，螺旋件由多个垫片叠加组成，垫片的中间形状为圆形圆盘，圆盘四周有凸出叶片，形成一个十字形，每个后面的垫片与前面的垫片错开一个角度，形成一个旋转的螺旋件，其螺距从流入端至流出端逐渐缩小，螺旋件中心轴在进入端安装有锥形螺帽，螺旋件的两端安装有支撑环，支撑环通过支杆与中心轴固定。本方案可以应用在多种液体混合方式上，取消了轴承座，减小了装置的体积，安装方便，利用锥形螺帽减小进入液体的阻力，利用充气管可以使气液混合更加方便，本方案结构简单，可以根据实际情况即时调整螺旋件的螺距，减少了成本。

Description

一种流体细化装置

技术领域

本发明涉及一种流体混合装置，具体涉及一种对流体进行细化的装置。

背景技术

在现有技术中，存在多种气/液混合细化方式，如气体与流体混合、水与各种油质混合、各种油之间的混合、各种污水的净化等，上述气/液等统称为流体，目前有很多对流体进行混合细化的装置，以对不同的流体进行乳化，达到节能减耗、提高利用率的目的，但是很多装置存在耗电量大、浪费油且耗时多、机器笨重复杂等客观因素，不能根据现场情况调整细化装置，这其中机器设计的不合理，是造成现有细化装置问题的根本原因。如专利号为95105936.X专利公开了一种液体溶气装置，根据其公开的技术方案实现不了其要解决的技术问题，对螺旋件的结构也未做出任何公开，仅描述了一种理想状态下的计算公式，按其所述的方案，利用螺旋件在管壳内运动来达到细化目的，螺旋件需要动力驱动，增加了为减少摩察而使用的轴承座，如此细化装置整体配件多，维修和维护的成本也相应上升，再有其混合后流体出水方向与螺旋件的方向相切，还影响了流体的细化效果，最终的效果也远远达不到细化目的。

发明内容

为解决现有装置细化效果低、设备笨重、结构不合理和能耗大的问题，本发明提供一种结构简单、部件少、细化效果高及适应性强的细化装置，具体技术方案如下：一种流体细化装置，所述装置包括管壳、安装在管壳内的螺旋件，其改进在于，所述螺旋件由多个的垫片组成，所述垫片由中间的圆盘、圆盘四周凸起的叶片构成，所述螺旋件的旋转通道由叠加后垫片叶片之间的空隙构成。

本发明技术方案的再一优选方式：所述叶片有四片并在圆盘圆周上相互垂直。

本发明技术方案的另一优选方式：所述圆盘中间有轴孔，轴孔中穿有中间轴，所述构成螺旋件的垫片通过中间轴固定在一起，所述管壳按液体的流入方向分为流入端和流出端，从流入端开始，所述中间轴上的后一个垫片与前一个垫片错开一个角度，所述螺旋件上的垫片错开角度相同。

本发明技术方案的另一优选方式：所述垫片形成的螺距由流入端至流出端逐渐减小。

本发明技术方案的另一优选方式：所述螺旋件由流入端至流出端等分为第一段、第二段和第三段，每段内垫片厚度按1/3比例依次缩小。

本发明技术方案的另一优选方式：所述流入端中心轴的端部为锥体，所述管壳在流入端安装有加气管，所述加气管上开有出气口，所述出气口与所述锥体的锥尖对应，所述螺旋件的两端安装有与管壳内壁接触的支撑环，所述支撑环通过支杆固定在中心轴上。

本发明技术方案的还一优选方式：所述流出端管壳内径上有圈凸台，所述凸台的内径小于支撑环的直径。

本发明技术方案的又一优选方式：所述出气口与所述锥尖的距离＜10cm且＞0cm，所述锥尖的锥度＜80°且＞10°。

本发明技术方案的再一优选方式：所述圆盘直径与叶片长度的比例为4∶5.5，所述垫片(6)的有效面积与管壳横截面积之比为1/5～1/15，所述管壳的内径与长度之比为1/2～3/10。

本发明技术方案的另一优选方式：所述中心轴前端的锥体为锥形螺帽。

本技术方案可以应用在多种流体混合方式上，如气体与流体、流体与流体等，本发明装置中的螺旋件与管壳采用固定方式，螺旋件并不旋转，而是利用流体穿过螺旋件的螺旋通道时采生的压力来实现细化目的，因此取消了轴承座、驱动电机等，减轻了装置重量和减少了安装工序，利用管壳自身加工的凸台固定螺旋件，结构简单且不增加重量。此工作方式还避免了电机与出水口相互影响的情况。采用垫片组成的螺旋件，可以方便操作人员对螺旋件进行各种调整，如视工作场所不同调整垫片的旋转角度、螺距的大小、垫片的厚度等，实用性和适应性大大增强，使流体流量与细化之间效果最大化。螺旋件由宽至窄的螺距使流体形成渐进切割，产生的湍流或涡流强度更大。垫片的面积与管径的横截面积之比在1/5～1/15之间变化，以流体的密度、参数来决定，当流体密度较小时面积比值也小。管壳的内径与长度之比采用1/2～3/10，此标准是按流体的密度和流体的量来决定的，在量大、密度小的时候，采用短管、大口径的细化装置。垫片的厚度分段依次递减，可以控制螺距的大小，进而加强细化效果。

本装置可以安装在现有的管道中进行细化，利用两端螺纹接口与现有管道连接。利用流入端中心轴的锥体分散流体，可减小流体进入阻力，增大管壳内压力，中心轴锥体可以直接形成也可以安装锥形螺帽之类，出气孔与锥尖对应可使喷出的流体被锥尖分散，进而达到充分混合的目的，锥形出气孔使流体成发散状，更易与管壳内流体混合。利用安装在螺旋件两端的支撑环来固定保持螺旋件在管壳中心的位置，利用流出端的凸台紧固螺旋件。本装置利用流体自身的压力及冲力达到细化目的，本方案结构简单适应性强，减少了成本，与现有装置接合方便，也可以单独使用。

附图说明

图1细化装置结构示意图

图2垫片在中心轴上旋转角度示意图

图3螺旋件一端支撑环示意图

具体实施方式

如图1所示，本技术方案的细化装置外壳为圆形管壳1，将螺旋件2安装在管壳内，管壳1两端有外接卡口，一般采用螺丝口，也可以采用卡接等方式，只要能够与待接管道紧密连接即可，按流体的流入方向将管壳前端定为流入端13，后端定为流出端14，管壳的内径与其长度的比例为1/2～3/10。

螺旋件2采用多个垫片6叠加在一起构成，如图2所示，垫片6形状为：中间一个圆盘5，圆盘中间有轴孔12，圆盘5的外圆周上均匀分布四个凸起的叶片7，四个叶片7之间相互垂直，整个垫片6形成一个十字形，垫片上圆盘5与叶片7的比值为4∶5.5，各垫片通过穿过轴孔的中间轴4叠加固定在一起，固定方式可以用螺杆、粘接、凹凸卡合等方式。后一个垫片6与前一个垫片6依次错开同一个角度，错开的方向相同，叠加、错开后的垫片以中间轴为中心形成一个四头螺旋，叠加后垫片叶片之间的空隙就形成螺旋的旋转通道。利用不同的错开角度可以调整出不同的螺距。螺旋件2按长度等分为三份，段与段内的垫片厚度不一样，但每段内的垫片厚度一样，从流入端13至流出端14螺旋件2各段的垫片6厚度依次递减，这样旋转通道形成的螺距由流入端13开始逐渐减小，各段垫片缩小的比例是1/3。每个垫片的有效面积与管壳的横截面积比为1/5～1/15，垫片的有效面积包括圆盘的面积和四个叶片的面积。本方案还可以采用如下方式调整螺距，将两片或多片垫片完全重叠形成一个较厚的垫片，再以重叠后的两片或多片垫片为单位与前面的错开同样的角度以形成需要的螺距。此方式可以更方便的按需要调整细化装置，大大增强其适应性。

位于流入端的螺旋件中心轴4端头是一个锥体9，利用锥体的特性来分散流体，本方案采用安装锥形螺帽的方式在前端形成一个锥体，其锥体的锥度＜80°且＞10°优选为＜60°且＞40°，锥尖可以减小流体的流入阻力。

如图3所示，螺旋件2的两端安装有支撑环3，支撑环3使螺旋件的中心轴4与管壳1的轴心线重合，支撑环3直径与管壳1内径相同，支撑环3通过支杆8与螺旋件中心轴4固定，支杆8数与螺旋件垫片的叶片数目、位置对应，这样可以尽量减小流体进入螺旋件时支杆造成的阻力。

在流入端13的管壳1上安装有进气/液的加气管10，加气管10伸入管壳内的一端有出气孔11，出气孔11正对中心轴锥体的锥尖，这样出气孔11出来的流体以散开方式与流体进入端的流体混合，更易被细化，出气孔11呈内小外大的锥形状以利气体分散。加气管按照通入的流体密度调整与锥尖的距离，流体密度越大距离锥尖越远，但加气孔与锥尖的距离在＜10cm且＞0cm之间变化。

在管壳流出端14的内径上有圈凸台15，此凸台15可以由管壳自身形成，也可以另行安装，凸台15内径小于螺旋件上支撑环3直径，固定并防止螺旋件2从管壳流出端14脱出。

管壳内的螺旋件在工作时是固定不动的，从流入端进入的流体和由加气管进入的流体，被中心轴上的锥形螺帽所分开，两种流体在管壳内沿着螺旋件上的旋转通道前进并充分混合，在压力作用下，旋转通道内的流体形成复杂的湍流及涡流，产生的剪切力将流体物质大分子团切割成为几个或单个分子，然后由流出端流出，形成细化后的流体。

本技术方案的形式并不局限于上述公开的方式，任何以本技术方案为基础做出的变形方式都在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种流体细化装置，所述装置包括管壳(1)、安装在管壳内的螺旋件(2)，其特征在于，所述螺旋件(2)由多个的垫片(6)组成，所述垫片由中间的圆盘(5)、圆盘四周凸起的叶片(7)构成，所述螺旋件(2)的旋转通道由叠加后垫片(6)叶片(7)之间的空隙构成；所述叶片(7)有四片并在圆盘(5)圆周上相互垂直。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述圆盘(5)中间有轴孔(12)，轴孔中穿有中间轴(4)，所述构成螺旋件(2)的垫片(6)通过中间轴(4)固定在一起，所述管壳(1)按液体的流入方向分为流入端(13)和流出端(14)，从流入端(13)开始，所述中间轴(4)上的后一个垫片与前一个垫片错开一个角度，所述螺旋件(2)上的垫片(6)错开角度相同。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述垫片(6)形成的螺距由流入端(13)至流出端(14)逐渐减小。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述螺旋件(2)由流入端(13)至流出端(14)等分为第一段、第二段和第三段，每段内垫片(6)厚度按1/3比例依次缩小。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述流入端(13)中心轴(4)的端部为锥 体(9)，所述管壳(1)在流入端(13)安装有加气管(10)，所述加气管(10)上开有出气口(11)，所述出气口(11)与所述锥体(9)的锥尖对应，所述螺旋件(2)的两端安装有与管壳(1)内壁接触的支撑环(3)，所述支撑环(3)通过支杆(8)固定在中心轴(4)上。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述流出端(14)管壳(1)内径上有圈凸台(15)，所述凸台(15)的内径小于支撑环(3)的直径。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述圆盘(5)直径与叶片(7)长度的比例为4∶5.5，所述垫片(6)的有效面积与管壳(1)横截面积之比为1/5～1/15，所述管壳(1)的内径与长度之比为1/2～3/10。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述中心轴前端的锥体(9)为锥形螺帽。 

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