CN1046103A

CN1046103A - 流体传质混合器

Info

Publication number: CN1046103A
Application number: CN 89101943
Authority: CN
Inventors: 孙厚钧
Original assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Current assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Priority date: 1989-04-06
Filing date: 1989-04-06
Publication date: 1990-10-17
Anticipated expiration: 2004-04-06
Also published as: CN1019899C

Abstract

本发明涉及一种流体传质混合器，它克服了现有各种反应器普遍存在的问题，利用流体流动特性，使不同流体在特设的流道中往返振荡，使之充分混合。本发明可广泛应用于给水处理和废水处理工艺，化工、食品、医药工业等多种领域中的流体物料掺混过程。在含有泥沙的水流中，利用它搅混水流，减少河道淤积。

Description

本发明涉及一种混合器。

流体传质混合器是关于给水处理和废水处理工艺，化工、食品与医药工业中加速流体物料掺混过程的一项发明。在各种反应器中，首要的一件事是使参与反应的各种物料混合均匀，以加速它们之间的质交换。传统的同类设备多为机械搅拌器，利用电动机带动旋桨转动，把物料搅拌均匀。但其缺点为：1.输送物料需电动机、泵与管道，搅拌工作另外需电动机及搅拌桨，两套设备形成机械设备重复，电能浪费。2.搅拌机活动部件经常发生磨损与断伤，影响连续生产。3.系统难以密闭，容易挥发泄漏，影响劳保安全。

本发明的目的就是提供一种流体传质混合器，它利用流体（含液体、气体及多相体）流动特性，使不同流体在特设的孔道中往返激荡，充分混合。

本发明利用流体力学中紊流卷吸与附壁的特性，根据自动控制理论中“放大-反馈-振荡”的原理，制成多级双稳态射流振荡器，使流体（含液体、气体及多相体）在流道中往复激荡，在反应器中周期地回旋，从而加速其混合过程，达到全面均匀的质交换。

下面结合附图具体说明。本发明可为多级串联振荡器，可根据需要确定其级数，下面以三级振荡器举例说明。如附图（1）和（2）所示：一级输入口1、一级射流管嘴2、左控制道3、左导流芯4、左反馈道5、左采压口6、一级分流楔7、左输出道8、二级输入口9、二级射流管嘴10、二级分流楔11、三级输入口12、左输出道13、三级射流管嘴14、左反馈通道15、左反馈采压孔16、右反馈采压孔17、右反馈通道18、右输出道19、右输出道20、右采压孔21、右反馈道22、右导流芯23、右控制道24、后板25、平板26、隔板27、工作板28和前板29。

整个装置由五块长方形板构成，在工作板28上有整个流体通道，该通道形似一个三阶人梯，最上部是圆孔形一级输入口1，下面是较细的一级射流管嘴2，管嘴2以下的流道分为左控制道3、中间流道和右控制道24，三角形状的左导流芯4左边是左反馈道5，右导流芯23右边是右反馈道22，右导流芯23比左导流芯4更靠近中心线。三角形状的一级分流楔7将上述中间流道分成左输出道8和右输出道20，两流道与反馈道5、22的汇合处分别为左采压口6和右采压口21。一级分流楔7上有圆孔形的二级输入口9和较宽的二级射流管嘴10，输出道8、20在此处汇合，并由二级分流楔11再次分成左输出道13和右输出道19。二级分流楔11呈三角形状，该分流楔上有圆孔形三级输入口12和更宽的三级射流管嘴14，输出道13、19在此处汇合，若为多次串联，将由下一级分流楔再次分流。管嘴14以下流道为三角形，该流道两侧中部分别有左右反馈采压孔16、17。在平板26上有左右反馈通道15、18，它们通过隔板27上的对应通孔，分别与左右反馈采压孔16、17连通，也分别与左右反馈道5、22连通。前板29和后板25将整个流道封闭。在前板29上与各级管嘴对应处各有一个吸入孔。

该混合器工作过程如下：流体经泵加压进入一级输入口1后由管嘴2调整喷出，其特征雷诺数高出射流转变临界雷诺数，处于湍流（或紊流）状态。因紊流卷吸作用，左右两侧的静止流体皆将被卷吸进射流主流中去，因右导流芯23比左导流芯4更靠近中心线，主流流股将附着到右导流芯23左壁上去，由右输出道20输出，同时，右采压口21经右反馈道22向右控制道24传递一压力脉冲，将主流切换到左边，主流改为由输出道8输出，实现了负反馈切换。接着左采压孔6经左反馈道5向左控制道3传递一压力脉冲，再次负反馈切换，从而形成往复振荡。

通过第二级输入口9将从第二级射流管嘴10射出较大流量的高速流股，而第一级的输出道8、20即构成第二级放大器的控制道，促使大流量流股在输出道13、19间交替冲击。

通过第三级输入口12，将从第三级射流管嘴14射出更大流量的高速流股，由于输出道13、19的控制，形成更大流量的交替射流，若多级串联，其射流量将逐级增大。反馈采压孔16、17采得较大的滞止压力，通过反馈通道15、18实行深度负反馈，从而保证了振荡的交替。

第一级输入流量较小，易于起振，是振荡触发级。第二级输入流量较大，为中间放大级。第三级输入流量更大，为功率放大级。

吸入孔供生化工业及养殖业吸入氧气促进曝气用，也可供微量药剂吸入用。

第一级和第二级在流道中往复切换的时候，皆使工作流质及欲加工的掺混料充分混合，第三级则使工作介质交替左右扫荡输出。

本发明具有以下优点：

1.节约了驱动搅拌机的电能。

2.因流道中无转轴桨叶等活动部件，故无磨损、耗损等问题，可提高生产率。

3.具有封闭性，有利于保持食品饮料和饮用水卫生，在流质具有毒性的场合，则可防止污染扩散。

附图（1）为工作板28上的流道示意图。一级输入口1、一级射流管嘴2、左控制道3、左导流芯4、左反馈道5、左采压口6、一级分流楔7、左输出道8、二级输入口9、二级射流管嘴10、二级分流楔11、三级输入口12、左输出道13、三级射流管嘴14、左反馈通道15、左反馈采压孔16、右反馈采压孔17、右反馈通道18、右输出道19、右输出道20、右采压口21、右反馈道22、右导流芯23、右控制道24。

附图（2）为该装置侧示图。后板25、平板26、隔板27、工作板28和前板29。

Claims

1、一种混合器，由后板25、平板26、隔板27、工作板28和前板29组成，其特征在于在工作板28上有多级串联振荡流道，从与一级输入口1连通的一级射流管嘴2处起，导流芯4、23将流道分为左反馈道5、中间流道和右反馈道22，右导流芯23比左导流芯4更靠近中心线，一级分流楔7将中间流道分成左右输出道8和20，二者分别与左右反馈道5、22连通，分流楔7上有二级输入口9和较宽的二级射流管嘴10，输出道8、20在此处汇合，并由二级分流楔11再次分成输出道13和19，二级分流楔11上有三级输入口12和更宽的三级射流管嘴14，输出道13、19在此处汇合，并由下一级分流楔再次分流，在最后一级三角形流道两侧分别有左、右反馈采压孔16、17，在平板26上有反馈通道15、18，隔板23上有对应通孔，它们使采压孔16、17及反馈道5、22分别与反馈通道15、18连通，后板25和前板29将整个流道封闭，在前板29上与每级管嘴对应处各有一个吸入孔。