CN104014263B - 一种静态混合器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种静态混合器，属于流体混合装置领域，为解决现有的静态混合器混合过程有死角，后续清理不便以及阻力大，能耗高等问题而设计。静态混合器包括混合器主体，所述混合器主体为圆管，所述圆管内在进液方向上依次设置有多个混合器单元，每个混合器单元包括一个漏斗形流通通道和一个蜂窝状流通单元。流体从外界管路进入静态混合器内，通过混合器单元的漏斗形流通通道的混合和蜂窝状流通单元的分散，增加了液体的扰动，使得多种流体得到径向混合，结构简单，流体混合均匀，且流体混合阻力小、能耗低。

Description

一种静态混合器
技术领域
本发明涉及一种流体混合装置，尤其涉及一种静态混合器。
背景技术
静态混合器是一种没有运动部件、倚靠混合单元的特殊结构和流体运动，使互不相溶的流体或浓度分布不均的流体各自分散，彼此混合的高效混合设备。目前，国内常见的静态混合器具有SV型、SK型，SH型，SL型和SX型。这些常见静态混合器存在径向上混合不均匀，阻力大，影响处理量扩大，以及存在混合盲区等问题。因此，现有技术有待于改进与完善，以设计出更具工业应用价值的新型静态混合器。
中国专利CN201010587543.X公开了一种静态混合器，它包括沿主方向(X)延伸的通道，带有至少一个设置在其内的混合元件，其中混合元件包括用于使通过通道输送的介质流分割、转向和∕或合并的结构，至少一个分割结构将介质流分成至少一个第一个支流和一个第二支流，其中，第一支流和第二支流从分割结构直至合并处具有不同的平均路径长度。该专利利用混合元件实现流体的分割、转向、合并来达到混合目的，阻力过大，能耗高；中国专利CN201220054938.8公开了一种静态混合器，包括若干串联式的孔道式混合元件，混合元件包括内管和隔板，内管的内层与外层之间通过内管和隔板上的若干小孔连通。该专利的孔道尺寸可调，可适应不同粘度流体的混合，但是流体能耗高，混合过程有多处死角，容易造成管道的阻塞，需要进行清理，为后续工艺带来不便。
发明内容
本发明的一个目的是提出一种结构简单，流体混合均匀，流体混合阻力小，能耗低的静态混合器。
本发明的另一个目的是提出一种增加流体的扰动，增强流体湍流的静态混合器。
本发明的还一个目的是提出一种流体混合效果好、无混合死角，便于后续清理的静态混合器。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种静态混合器，包括混合器主体，所述混合器主体为圆管，所述圆管内在进液方向上依次设置有多个混合器单元，每个混合器单元包括一个漏斗形流通通道和一个蜂窝状流通单元。
优选的，每个混合器单元还包括过渡流通通道，所述过渡流通通道设置在所述漏斗形流通通道与所述蜂窝状流通单元之间，且覆盖在蜂窝状流通单元的整个上表面。
优选的，每个漏斗形流通通道包括侧面为曲面的锥形体通道和与所述锥形体通道相连通的直通道，所述漏斗形流通通道的内壁上设置有内螺纹结构，所述内螺纹结构的螺纹深度按照从所述锥形体通道到所述直通道的顺序逐渐变浅。
优选的，所述蜂窝状流通单元包括若干个随机开设且彼此连通的孔道，所述蜂窝状流通单元的进液口端和出液口端均具有一弧形凸起，所述孔道分布在所述蜂窝状流通单元的进液口端、进液口端与出液口端之间的内部空间、出液口端弧形凸起的两端。
优选的，分布在所述蜂窝状流通单元出液口端弧形凸起两端的孔道紧贴所述圆管的管壁设置，且所述孔道的开设方向与所述圆管平行。
优选的，所述弧形凸起的两端点连线与其顶点的中轴距离H为3-5cm。
优选的，所述蜂窝状流通单元的孔隙率不小于60％。
优选的，所述圆管的进液口处设置有过滤格栅。
本发明的有益效果为：
(1)本发明提供了一种静态混合器，混合器主体的圆管内在进液方向上依次设置有多个混合器单元，每个混合器单元包括一个漏斗形流通通道和一个蜂窝状流通单元。流体从外界管路进入静态混合器内，通过混合器单元的漏斗形流通通道的混合和蜂窝状流通单元的分散，增加了液体的扰动，使得多种流体得到径向混合，结构简单，流体混合均匀，且流体混合阻力小、能耗低。
(2)过渡流通通道设置在漏斗形流通通道与蜂窝状流通单元之间，且覆盖在蜂窝状流通单元的整个上表面，促使流体以发散柱状流进蜂窝状流通单元中。由漏斗形流通通道流出的多种混合流体经过渡流通通道对各流体流程的改变，先后地进入蜂窝状流通单元进行分散，流体混合效果更好，无混合死角，方便后续清理。
(3)漏斗形流通通道的内壁上设置有内螺纹结构，内螺纹结构的螺纹深度按照从锥形体通道到直通道的顺序逐渐变浅，进一步增加了流体在漏斗形流通通道内的扰动，增强流体的湍流，加快流体的径向混合。
(4)蜂窝状流通单元的进液口端和出液口端均具有一弧形凸起，且蜂窝状流通单元的进液口端、进液口端与出液口端之间的内部空间、出液口端弧形凸起的两端均设置有随机开设且彼此连通的孔道。多种流体以发散柱状流入进液口端的孔道，经内部孔道对各流体路径长度的改变，最终由出液口端弧形凸起的两端孔道沿管壁流出形成漩涡，有利于接下来的再度混合。
(5)弧形凸起的两端点连线与其顶点的中轴距离H为3-5cm，使得部分流体优先流经弧形凸起顶点的孔道，另一部分流体延时流经弧形凸起两端的孔道，从而增加了流体的分散程度。
(6)圆管的进液口处设置有过滤格栅，可消除流体中存在的杂物，防止杂物堵塞漏斗形流通通道与蜂窝状流通单元的孔道，保证了管路的畅通和流体的混合效果。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种静态混合器的结构示意图。
图中，1、圆管；2、混合器单元；21、漏斗形流通通道；211、锥形体通道；212、直通道；22、蜂窝状流通单元；221、孔道；23、过渡流通通道。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一：
本实施例提供了一种静态混合器，该静态混合器的结构如图1所示，其包括混合器主体，混合器主体为圆管1，圆管1内在进液方向(如图1所示的箭头指向)上依次设置有多个混合器单元2，每个混合器单元2包括一个漏斗形流通通道21、一个蜂窝状流通单元22和一个过渡流通通道23。流体从外界管路进入静态混合器内，通过混合器单元的漏斗形流通通道21的混合和蜂窝状流通单元22的分散，增加了液体的扰动，使得多种流体得到径向混合，结构简单，流体混合均匀，且流体混合阻力小、能耗低。
过渡流通通道23设置在漏斗形流通通道21与蜂窝状流通单元22之间，且覆盖在蜂窝状流通单元22的整个上表面，促使流体以发散柱状流进蜂窝状流通单元22中。由漏斗形流通通道21流出的多种混合流体经过渡流通通道23对各流体流程的改变，先后地进入蜂窝状流通单元22进行分散，流体混合效果更好，无混合死角，方便后续清理。
每个漏斗形流通通道21包括侧面为曲面的锥形体通道211和与锥形体通道211相连通的直通道212。具体的，如图1所示，侧面为曲面的锥形体通道211为在进液方向上直径逐渐缩小的通道，且通道直径缩小的程度逐渐变缓，如此增加了流体在锥形体通道211内的停留时间，有利于多种流体进行混合。
漏斗形流通通道21的内壁上设置有内螺纹结构，内螺纹结构的螺纹深度按照从锥形体通道211到直通道212的顺序逐渐变浅，进一步增加了流体在漏斗形流通通道21内的扰动，增强流体的湍流，加快流体的径向混合。
蜂窝状流通单元22包括若干个随机开设且彼此连通的孔道221，蜂窝状流通单元22的进液口端和出液口端均具有一弧形凸起，孔道221分布在蜂窝状流通单元22的进液口端、进液口端与出液口端之间的内部空间、出液口端弧形凸起的两端。分布在蜂窝状流通单元22出液口端弧形凸起两端的孔道221紧贴圆管1的管壁设置，且孔道221的开设方向与圆管1平行，方便流体沿管壁流出。多种流体以发散柱状流入进液口端的孔道，经内部孔道对各流体路径长度的改变，最终由出液口端弧形凸起的两端孔道沿管壁流出形成漩涡，有利于接下来的再度混合，重复径向混合过程。
如图1所示，弧形凸起的两端点连线与其顶点的中轴距离H为3-5cm，使得部分流体优先流经弧形凸起顶点的孔道，另一部分流体延时流经弧形凸起两端的孔道，从而增加了流体的分散程度。
为了增加流体的混合效果，保证蜂窝状流通单元22的孔隙率不小于60％。通过高孔隙率的设置，改变各流体流经蜂窝状流通单元22的路径长度，在一段时间内保证全局混合。
另外，圆管1的进液口处设置有过滤格栅(图1未示出)，可消除流体中存在的杂物，防止杂物堵塞漏斗形流通通道与蜂窝状流通单元的孔道，保证了管路的畅通和流体的混合效果。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种静态混合器，其特征在于：包括混合器主体，所述混合器主体为圆管(1)，所述圆管(1)内在进液方向上依次设置有多个混合器单元(2)，每个混合器单元(2)包括一个漏斗形流通通道(21)和一个蜂窝状流通单元(22)；
所述漏斗形流通通道(21)包括侧面为曲面的锥形体通道(211)和与所述锥形体通道(211)相连通的直通道(212)，所述漏斗形流通通道(21)的内壁上设置有内螺纹结构，所述内螺纹结构的螺纹深度按照从所述锥形体通道(211)到所述直通道(212)的顺序逐渐变浅。
2.根据权利要求1所述的一种静态混合器，其特征在于：每个混合器单元(2)还包括过渡流通通道(23)，所述过渡流通通道(23)设置在所述漏斗形流通通道(21)与所述蜂窝状流通单元(22)之间，且覆盖在所述蜂窝状流通单元(22)的整个上表面。
3.根据权利要求1或2所述的一种静态混合器，其特征在于：所述蜂窝状流通单元(22)包括若干个随机开设且彼此连通的孔道(221)，所述蜂窝状流通单元(22)的进液口端和出液口端均具有一弧形凸起，所述孔道(221)分布在所述蜂窝状流通单元(22)的进液口端、进液口端与出液口端之间的内部空间、出液口端弧形凸起的两端。
4.根据权利要求3所述的一种静态混合器，其特征在于：分布在所述蜂窝状流通单元(22)出液口端弧形凸起两端的孔道(221)紧贴所述圆管(1)的管壁设置，且所述孔道(221)的开设方向与所述圆管(1)平行。
5.根据权利要求3所述的一种静态混合器，其特征在于：所述弧形凸起的两端点连线与其顶点的中轴距离H为3-5cm。
6.根据权利要求1或2所述的一种静态混合器，其特征在于：所述蜂窝状流通单元(22)的孔隙率不小于60％。
7.根据权利要求1所述的一种静态混合器，其特征在于：所述圆管(1)的进液口处设置有过滤格栅。
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