CN102302906B - 一种静动结合高效液－液混合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型静动结合高效液－液混合装置，包括有一外管；外管内至少含有固定螺旋叶片和旋转叶轮组件两个子单元，其中，起始的子单元为固定螺旋叶片子单元，随其后为旋转叶轮组件子单元；所述的固定螺旋叶片子单元由设置于外管内的一组固定螺旋叶片构成，该固定螺旋叶片以200～300°单向螺旋；所述的旋转叶轮组件子单元包括设置在外管内可转动的一组带有轴的旋转叶轮，旋转叶轮上装有一组各与轴向倾斜-20～60°的转轮叶片，在旋转叶轮两端轴上分别安有轴向固定架。其融合了固定混合元件与旋转叶轮各自的优点，能够将两种及两种以上不同液体进行高效率的混合。

Description

一种静动结合高效液-液混合装置

技术领域

本发明属于液体混合技术领域,特别是涉及一种将两种及两种以上不同液体进行混合的机械装置。

背景技术

在实际应用中，液－液混合装置通常有搅拌混合器和静态混合器两种类型。

搅拌混合器是利用桨叶的机械旋转运动实现物料各组分的搅拌混合，桨叶形状不同与不同运动方式造成混合效果差别很大，且搅拌速度有一定限制，混合效率不高。对某些粘度较高的液体或对多相分散混合系，机械式搅拌很难形成均匀剪切力，同时机械式搅拌需要外加动力，耗能较大。

静态混合器没有运动零部件，在管内安装多组具有特定形状的固定混合元件，两相流体通过固定混合元件时不断改变流动方向，达到径向混合效果。但是各种静态混合器由于单元结构通道形状不同，其应用特性参数各异，适用范围有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型静动结合高效液－液混合装置，其可以克服现有技术设备的缺点和不足，融合了固定混合元件与旋转叶轮各自的优点，能够将两种及两种以上不同液体进行高效率的混合。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种新型静动结合高效液－液混合装置，包括有一混合装置的外管；外管内至少含有固定螺旋叶片和旋转叶轮组件两个子单元，其中，起始的子单元为固定螺旋叶片子单元，随其后为旋转叶轮组件子单元；所述的固定螺旋叶片子单元由设置于外管内的一组固定螺旋叶片构成，该固定螺旋叶片以200～300°单向螺旋；所述的旋转叶轮组件子单元包括设置在外管内可转动的一组带有轴的旋转叶轮，旋转叶轮上装有一组各与轴向倾斜-20～60°的转轮叶片，在旋转叶轮两端轴上分别安有轴向固定架。

当外管内含有三个以上的子单元，按固定螺旋叶片子单元、旋转叶轮组件子单元交替排列组合构成。

所述的旋转叶轮两端轴上分别安有轴向固定架，且旋转叶轮两端轴可在轴向固定架中心孔内转动。

固定螺旋叶片与轴向固定架之间有一间隙。

为提高剪切混合效果，在旋转叶轮组件子单元的转轮叶片上可以安有一组叶翅；优选的叶翅应垂直于转轮叶片的上表面。

所述的固定螺旋叶片优选以180°～270°单向螺旋；所述的旋转叶轮上装有的一组转轮叶片各与轴向倾斜优选为0～50°。

所述的固定螺旋叶片右或左向螺旋时，设定紧随其后的旋转叶轮组件子单元的旋转叶轮对应绕轴右或左向转动。

本发明的优点是：

1、不需要配备额外动力，大大降低了能耗；

2、能够缩短混合装置的结构尺寸，扩大混合装置的应用范围，提高混合效率；

3、结构设计合理，设备的制作成本低廉；

4、组配方便，可以根据需要选用不同数量的子单元匹配使用，故适用范围广；

5、适合各种环境下的安装。

附图说明

图1为本发明新型静动结合高效液－液混合装置结构示意图（外管半剖）。

图2为本发明结构示意图（图1的正视图）。

图3为图1的左视图。

图4为图1中旋转叶轮端面剖视图。

图5为图1的右视图。

图6为图1中的轴向固定架（2或6）正面视图。

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明：

具体实施方式

参阅图1至图6所示，本发明新型静动结合高效液－液混合装置包括有一混合装置的外管7；外管7内至少含有固定螺旋叶片和旋转叶轮组件两个子单元，其中，起始的子单元为固定螺旋叶片子单元，随其后为旋转叶轮组件子单元。

当外管7内含有三个以上的子单元时，按固定螺旋叶片子单元、旋转叶轮组件子单元交替排列组合构成。图1、图2所示的实施例为具有三个子单元的新型静动结合高效液－液混合装置，外管7内设置的三个子单元顺序是：固定螺旋叶片子单元→旋转叶轮组件子单元→固定螺旋叶片子单元。如果具有四个子单元，则设置的顺序是：固定螺旋叶片子单元→旋转叶轮组件子单元→固定螺旋叶片子单元→旋转叶轮组件子单元。更多的单元可以按前述的周期交替规则设置。

所述的固定螺旋叶片子单元由设置于外管内的一组固定螺旋叶片1构成，该固定螺旋叶片1以200～300°角单向螺旋，优选为180°～270°。

所述的旋转叶轮组件子单元包括有带轴的旋转叶轮、轴向固定架2、6等，固定架2或6的一实施例结构可参见图6；首先将轴向固定架2固定在外管7内，再将旋转叶轮轴插入该轴向固定架中心孔，随后装入轴向固定架6，并使中心孔套入旋转叶轮轴，以便将旋转叶轮组件子单元安装在外管7内，旋转叶轮3的中心轴可转动，旋转叶轮3上装有与轴向倾斜-20～60°一组（若干个）转轮叶片4。为提高剪切混合效果，每个转轮叶片上安有一组（1～10个）叶翅5，优选的安有2～5个叶翅，转轮叶片上的叶翅垂直于转轮叶片的上表面为佳。

固定螺旋叶片与旋转叶轮组件之间应保持有一间隙，以保证旋转叶轮的转动不受阻碍。

当本发明新型静动结合高效液－液混合装置包括有三个以上的子单元时，每相邻的两个固定螺旋叶片子单元的固定螺旋叶片可以是均同向同角度的螺旋，或在200～300°范围内以同向不同角度螺旋；亦可是相互反向同角度螺旋，或在200～300°范围内相互以反向不同角度的螺旋。

一般情况下，所述的固定螺旋叶片1右（或左）向螺旋时，设定紧随其后的旋转叶轮组件子单元的旋转叶轮3对应绕轴右（或左）向转动，转轮叶片4与轴向倾斜为（-20～60°）。当然，对于特殊情况下的需求亦可不限定如此，在固定螺旋叶片1螺旋方向一定时，旋转叶轮3的转动方向和转轮叶片4与轴向倾斜范围（-20～60°）可对应调整。

上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本发明申请专利的保护范围。

本发明的工作原理及工作过程是：两相（亦可是多相）液流进入固定螺旋叶片子单元时，两相流体以一定速度顺轴线方向进入固定螺旋叶片1，被切割成两股相等的独立流体；随后受管壁与固定螺旋叶片约束，沿螺旋叶片形成强烈右（或左）旋流，两相流在离心力作用和内流搅动下形成初步混合；流出螺旋叶片后，顺螺旋方向以相等的多股流通过轴向固定架快速流进旋转叶轮组件子单元的旋转叶轮3，流体的冲击使旋转叶轮加速旋转，流体在旋转叶片4的带动搅拌与叶翅5的切割下，加剧了剪切、混合。随后流出又进入下一个同向固定螺旋叶片8，多股流又被合成两股，再度剪切、混合，如此重复。不管是固定螺旋叶片还是旋转叶轮组件，都对两相流起着分割与导向引流，不断产生对流体的分割、剪切、旋转混合等作用,形成两相流体的强烈湍动和频繁的界面变更,因而产生高效的相间传递,极大地强化了两相流的混合，也实现了短路径的快速混合。

在整个工作过程中，是靠涌入的液流流动而推动旋转叶轮旋转，因此不需要配备额外动力，大大节约了能源。由于不需配备驱动电机等装置，故可省去安装这些部件的设计及所需的空间，也就缩短了本发明新型静动结合高效液－液混合装置的结构尺寸，适用各种环境下的应用（无需电源），扩大了混合装置的应用范围，不仅混合效率高，且在取得同等效率的前提下，设备的制作成本低廉。

Claims (5)

1.一种静动结合高效液－液混合装置，包括有一混合装置的外管；其特征在于：外管内含有三个以上的固定螺旋叶片和旋转叶轮组件子单元，按固定螺旋叶片子单元、旋转叶轮组件子单元交替排列组合构成；其中，

起始的子单元为固定螺旋叶片子单元，其后为旋转叶轮组件子单元；

所述的固定螺旋叶片子单元由设置于外管内的一组固定螺旋叶片构成，该固定螺旋叶片以200～300°单向螺旋；

所述的旋转叶轮组件子单元包括设置在外管内可转动的一组带有轴的旋转叶轮，叶轮上装有一组各与轴向倾斜-20～60°的叶片，在叶片上安有一组叶翅，该组叶翅垂直于转轮叶片的上表面,在旋转叶轮两端轴上分别安有轴向固定架；

所述的固定螺旋叶片与轴向固定架之间有一间隙；

所述的固定螺旋叶片右或左向螺旋时，设定紧随其后的旋转叶轮组件子单元的旋转叶轮对应绕轴右或左向转动。

2.根据权利要求1所述的静动结合高效液－液混合装置，其特征在于：所述安有的一组叶翅为1～10个。

3.根据权利要求2所述的静动结合高效液－液混合装置，其特征在于：所述安有的一组叶翅为2～5个。

4.根据权利要求1所述的静动结合高效液－液混合装置，其特征在于：每相邻的两个固定螺旋叶片子单元的固定螺旋叶片均同向同角度的螺旋，或在200～300°范围内以同向不同角度螺旋。

5.根据权利要求1所述的静动结合高效液－液混合装置，其特征在于：每相邻的两个固定螺旋叶片子单元的固定螺旋叶片相互反向同角度螺旋，或在200～300°范围内相互以反向不同角度螺旋。

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