CN102698630B - 高固形物含量、高粘度流体静态混合器 - Google Patents
高固形物含量、高粘度流体静态混合器 Download PDFInfo
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Abstract
一种高固形物含量、高粘度流体静态混合器，具有管体，所述管体内具有芯轴，所述芯轴上固定有均匀排列的螺旋叶轮，所述螺旋叶轮至少由3个径向均匀排列的螺旋叶片组成，且螺旋形叶片的螺旋角为15°－50°；所述相邻螺旋叶轮上的螺旋叶片的螺旋角旋向相反，且前一螺旋叶轮上的螺旋叶片在径向上位于后一螺旋叶轮上的两螺旋叶片之间；所述芯轴的两端均固定在管体上。本发明解决了高固形物含量、高粘度流体在不加溶剂或少加溶剂稀释的条件下，连续操作静态混合得到均匀的混合物，使反应过程中混合工序与反应工序实现了连续操作，设备投资小，运行成本低，具有显著的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于静态混合设备技术领域，具体涉及一种高固形物含量、高粘度流体静态混合器。
背景技术
在过程反应中，不同物质之间的混合，如液液混合、固液混合、气液混合、气体吸收等通常都是用机械搅拌器在容器内进行旋转、搅动，经过一定的时间，达到不同物料之间的均匀混合。采用机械搅拌器在容器内使几种物料达到混合的条件是：参加混合的物料的流动性和粘度及搅拌器的速度必须满足一定的条件，才能达到混合均匀的目的。若参加混合的物料中的固形物含量太高或粘度过大时，采用机械搅拌器在容器内混合将很困难，甚至不可能得到均匀的混合物，即使设计特殊的搅拌器、调整转数、适当加入溶剂等措施以提高流动性或改变粘度，但存在能耗高，混合时间较长，设备投入大等问题，而且反应过程中混合工序与反应工序不能实现连续操作，运行成本增大，最终使产品的成本大大增加，企业难以承受。
发明内容
本发明解决的技术问题：设计一种高固形物含量、高粘度流体静态混合器，解决了高固形物含量、高粘度流体在不加溶剂或少加溶剂稀释的条件下，连续操作静态混合得到均匀的混合物，使反应过程中混合工序与反应工序实现了连续操作，设备投资小，运行成本低，具有显著的经济效益。
本发明采用的技术方案：一种高固形物含量、高粘度流体静态混合器，具有管体，所述管体内具有芯轴，所述芯轴上固定有均匀排列的螺旋叶轮，所述螺旋叶轮至少由3个径向均匀排列的螺旋叶片组成，且螺旋形叶片的螺旋角为15°－50°；所述相邻螺旋叶轮上的螺旋叶片的螺旋角旋向相反，且前一螺旋叶轮上的螺旋叶片在径向上位于后一螺旋叶轮上的两螺旋叶片之间；所述芯轴的两端均固定在管体上。
所述螺旋叶轮的外径为25－150mm。
所述管体的两端均连接有法兰。
所述芯轴上固定有10－100个均匀排列的螺旋叶轮。
所述管体的外壁上具有套管，使管体与套管之间形成夹层，且夹层的两端均具有流体进／出口。
本发明与现有技术相比具有的优点和效果：
1、本发明解决了高固形物含量、高粘度流体在不加溶剂或少加溶剂稀释的条件下，连续操作静态混合得到均匀的混合物，使反应过程中混合工序与反应工序实现了连续操作，设备投资小，运行成本低，具有显著的经济效益。
2、本发明作为换热器使用时其管体的外壁上安装有套管形成夹层，通过夹层输送换热介质，通过螺旋叶片将流体的流动状态强制改变为湍流，解决了高固形物含量、高粘度流体物料由于流动性很差，使用普通换热器换热效果差的问题。较之使用传统的列管式换热器或套管式换热器，其传热系数提高显著，节能效果明显。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，
图2为图1的M区域放大图，
图3为图2的A－A剖视图，
图4为图2的B－B剖视图，
图5为本发明使用状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图1、2、3、4、5描述本发明的第一种实施例。
一种高固形物含量、高粘度流体静态混合器，具有管体1，所述管体1内具有芯轴2，芯轴2上固定有均匀排列的螺旋叶轮3，所述螺旋叶轮3由3－12个径向均匀排列的螺旋叶片4组成，且螺旋形叶片的螺旋角为15°－50°；所述相邻螺旋叶轮3上的螺旋叶片4的螺旋角旋向相反，且前一螺旋叶轮3上的螺旋叶片4在径向上位于后一螺旋叶轮3上的两螺旋叶片4之间，即相邻螺旋叶轮3上的螺旋叶片4按左旋、右旋在管体1内间隔交错装配，也就是说当前一螺旋叶轮3上的螺旋叶片4的旋向均为左旋时，那么后一螺旋叶轮3上的螺旋叶片4的旋向必须都为右旋；所述芯轴2的两端均固定在管体1上。
所述螺旋叶轮3的外径为25－150mm。所述管体1的两端均连接有法兰7。所述芯轴2上固定有10－100个均匀排列的螺旋叶轮3。
所述螺旋叶轮3的数量、螺旋叶片4的多少及螺旋角的大小根据管体1的管径、物料的特性（固形物含量、粘度）通过有限次的实验即可确定。
所述管体1的外壁上具有套管5，使管体1与套管5之间形成夹层6，且夹层6的两端均具有流体进／出口8。
工作原理：将本发明串接在进料系统中，主物料用泵送入混合器，在主物料送入的同时，辅料由高位槽经辅料分配器按需要的量同步加入混合器，在泵的推动力的作用下，使物料在混合器内做不断改变方向的螺旋运动的同时，又受到螺旋形叶片的剪切，达到充分混合的目的。
实验证明：本发明得到的混合物的均匀性很高，能够充分满足过程反应的要求，且动力消耗、设备资金投入较传统的机械搅拌方法大大降低，运行成本低，具有显著的经济效益。以农产品渣料制糖工艺为例，设备投资仅为机械搅拌装置的18%；动力消耗仅是机械搅拌装置的20%；蒸汽的消耗量比用机械搅拌装置减少了20%，冷却水的消耗量减少了10%。
由于高固形物含量、高粘度流体物料流动性很差，使用普通型换热器作为其换热设备换热效果非常差，不能正常使用，本发明作为换热器使用时通过在管体1的外壁上安装套管5形成夹层6，夹层6内走冷却（或加热）介质，管体1内走高固形物含量、高粘度流体物料，由于管体1内装有螺旋叶轮3，通过螺旋叶轮3上径向轴对称排列的螺旋叶片4可以强制改变流体的流动状态为湍流，达到强化传热的效果。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。
Claims (2)
1.一种高固形物含量、高粘度流体静态混合器，具有管体（1），其特征在于：所述管体（1）内具有芯轴（2），所述芯轴（2）上固定有均匀排列的螺旋叶轮（3），螺旋叶轮（3）至少由3个径向均匀排列的螺旋叶片（4）组成，且螺旋形叶片的螺旋角为15o－50o；相邻螺旋叶轮（3）上的螺旋叶片（4）的螺旋角旋向相反，且前一螺旋叶轮（3）上的螺旋叶片（4）在径向上位于后一螺旋叶轮（3）上的两螺旋叶片（4）之间；所述芯轴（2）的两端均固定在管体（1）上；管体（1）的外壁上具有套管（5），使管体（1）与套管（5）之间形成夹层（6），且夹层（6）的两端均具有流体进／出口（8）。
2.根据权利要求1所述的高固形物含量、高粘度流体静态混合器，其特征在于：所述螺旋叶轮（3）的外径为25－150mm。
3. 根据权利要求1或2所述的高固形物含量、高粘度流体静态混合器，其特征在于：所述管体（1）的两端均连接有法兰（7）。
4. 根据权利要求3所述的高固形物含量、高粘度流体静态混合器，其特征在于：所述芯轴（2）上固定有10－100个均匀排列的螺旋叶轮（3）。
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