CN104906731A - 一种气液固三相流体混合装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气液固三相流体混合装置，包括混合筒，所述混合筒包括依次连通的液相注入段、固液混合段、气液固三相混合段和三相射流输出段，所述液相注入段开设有液相注入口，固液混合段开设有固相注入口，气液固三相混合段开设有气相注入口，三相射流输出段开设有三相射流输出口，液相注入段在液相注入口处设置有缩颈结构；固相注入口和气相注入口均为环形注入口，且两者与混合筒内流体流动方向的夹角为45～60°。本发明通过改变现有的混合装置的内部结构，设置气相混合，从根本上改变流场的特性，通过固体颗粒的搅拌作用强化液相与空气的混合效果，实现正压式泡沫发生器的大流量喷射，并提高泡沫发泡性能，提高灭火效率。

Description

一种气液固三相流体混合装置
技术领域
本发明涉及一种混合装置，尤其涉及一种气液固三相流体混合装置。
背景技术
当前储罐火灾、机场泄漏油料火灾等都是依靠负压式泡沫灭火装置或压缩空气泡沫灭火装置，这些灭火装置的喷射都是基于气液两相喷射，不能满足大面积火灾扑救的需求，因为它们均存在如下问题：1、喷射距离小，由于泡沫发泡后，体积膨胀，质量小，喷射距离受限；2、泡沫析液时间短，在喷射后需补充大量的泡沫液。
由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。
发明内容
本发明为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种可提高泡沫喷射距离、降低流体压力损失的气液固三相流体混合装置。
本发明所采用的技术方案为：
一种气液固三相流体混合装置，包括混合筒，所述混合筒包括依次连通的液相注入段、固液混合段、气液固三相混合段和三相射流输出段，所述液相注入段开设有液相注入口，固液混合段开设有固相注入口，气液固三相混合段开设有气相注入口，三相射流输出段开设有三相射流输出口，液相注入段在液相注入口处设置有缩颈结构；固相注入口和气相注入口均为环形注入口，且两者与混合筒内流体流动方向的夹角为45～60°。
所述气相注入压力高于固相注入压力至少1bar。
所述气相注入口覆盖整个气液固三相混合段。
由于采用了上述技术方案，本发明所取得的有益效果为：
1、本发明在气液相中加入了固相，利用固相的质量优势提高了泡沫的喷射距离，可满足大面积火灾扑救的需求。
2、本发明将气体掺混孔设为一个管段，提高了气体与液相及固相的接触时间和接触面积，可有效提高流速。
3、本装置内未设扰流器，以固体颗粒的掺入发挥扰流器所具有的作用，取消扰流器后，流体的压力损失大大降低，提高了流速和射程，减少了火场对泡沫灭火剂的需求量。
4、本发明通过改变现有的混合装置的内部结构，设置气相混合，从根本上改变流场的特性，通过固体颗粒的搅拌作用强化液相与空气的混合效果，实现正压式泡沫发生器的大流量喷射，并提高泡沫发泡性能，提高灭火效率。
5、本发明可应用于压缩空气泡沫灭火装置，这些灭火装置可应用于保护各类储罐、煤矿、机场等区域。本发明还可应用于需要三相混合的化工生产过程，如混合器或反应器等。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
1、液相注入口 2、液相注入段 3、固液混合段 4、固相注入口 5、气液固三相混合段 6、气相注入口 7、三相射流输出段 8、三相射流输出口
具体实施方式
下面以液相是泡沫混合液、气相是高压气体，如空气、氧气等，固相是颗粒状介质为例对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不限于这一实施例。
如图1所示，一种气液固三相流体混合装置，包括混合筒，所述混合筒包括依次连通的液相注入段2、固液混合段3、气液固三相混合段5和三相射流输出段7，所述液相注入段2开设有液相注入口1，固液混合段3开设有固相注入口4，气液固三相混合段5开设有气相注入口6，三相射流输出段7开设有三相射流输出口8，液相注入段2在液相注入口1处设置有缩颈结构；固相注入口4和气相注入口6均为环形注入口，且两者与混合筒内流体流动方向的夹角为45～60°，所述气相注入压力高于固相注入压力至少1bar。
泡沫混合液由输送装备以一定的流速注入上述混合装置后，因液相注入口1处设置有缩颈结构，因此，泡沫混合液在入口处的速度提高，并在射流处形成低压区，固体颗粒在外界压力的驱动下，从泡沫混合液的射流区挤入液相射流，形成液固混合流体，固相颗粒与液相充分混合；固相与液相混合后的流体进入气液固三相混合段5，在该区段内，气相注入口6设在管段的周向，气相注入口6覆盖整个气液固三相混合段5，气相入口6与固相注入口4方向相同，保证了高压气体顺势驱动固液混合流体。高压气体注入后与液相和固相激烈搅动，加剧了三相的混合，同时，驱动固相加速流动，逐步形成三相均匀混合的流体，固体颗粒受到气相的驱动后，在液相流体内剧烈翻滚，起到扰流和加剧混合的作用，使得三相流体在该管段内充分混合。同时，高压气体的注入搅动了泡沫混合液，促使泡沫混合液发泡，形成发泡的泡沫液，由于气体射流方向与固相的射流方向一致，且气体射流压力高于固体流体压力，所以气体对固体颗粒和液相是一个二次加速过程。气液相三相射流经一定距离的混合段后，达到稳定均匀的混合状态，并高速前进，最终通过管线喷射至拟保护区域。
需要说明的是，通过调整固体颗粒的粒径、数量可实现调整三相射流的射程以及覆盖能力的目的。
本发明并不仅仅局限于上述的实施例，本发明中的液相可以是其它液体，固相也可以是其它介质。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种气液固三相流体混合装置，其特征在于：包括混合筒，所述混合筒包括依次连通的液相注入段、固液混合段、气液固三相混合段和三相射流输出段，所述液相注入段开设有液相注入口，固液混合段开设有固相注入口，气液固三相混合段开设有气相注入口，三相射流输出段开设有三相射流输出口，液相注入段在液相注入口处设置有缩颈结构；固相注入口和气相注入口均为环形注入口，且两者与混合筒内流体流动方向的夹角为45～60°。
2.根据权利要求1所述的气液固三相流体混合装置，其特征在于：所述气相注入压力高于固相注入压力至少1bar。
3.根据权利要求1或2所述的气液固三相流体混合装置，其特征在于：所述气相注入口覆盖整个气液固三相混合段。
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