CN104959069B - 多液体多通道混合装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多液体多通道混合装置，属于清洗剂生产设备领域，按照流体流动方向依次包括加料装置、流量控制装置、搅拌系统和排料装置，加料装置包括第一进料口、第二进料口、第三进料口；流量控制装置包括第一流量计和第二流量计，加料装置中设置有第一分配器，搅拌系统包括第一气泵、开关阀和搅拌器；加料装置设有与第一分配器结构相同的第二分配器。本发明所述混合装置计量精确，各通道间同时进料互不干扰，降低因系统误差而造成的损失，操作简便、控制灵活、生产效率高、设备能耗低，在第一分配器、第二分配器和流量控制装置的作用下，物料转化率提高，生产时间缩短，利于连续化生产。

Description

多液体多通道混合装置

技术领域

本发明涉及一种混合装置，尤其涉及多液体多通道混合装置，属于清洗剂生产设备技术领域。

背景技术

一般工业设备，如管道、塔器、容器、换热器、加热炉、密封舱等，或者成套工业设备，在投产前和维修中都要进行除油、除垢、除锈和钝化等化学清洗处理，以提高产品纯度、避免催化剂中毒、提高换热设备换热效率，减少能耗和冷却水用量。一般使用碱性物质先进行除垢，再用清洗剂除油，然后进行酸洗除锈，最后在碱性条件下进行钝化。

传统的具有清洗、防锈的清洗剂属于传统的精细化工产品，在生产中表现为多品种、小批量，反映在生产上表现为经常更换和更新品种。清洗剂是一种以表面活性剂和去离子水为主要的成分，并辅加助洗剂、缓蚀剂和其它添加剂在反应釜中搅拌混合生成的具有净洗能力的水溶制品。它具有以水代油、节省能源、不危害操作者健康、减少污染、保护环境、安全不燃及清洗成本等一系列优越性。

目前，生产清洗剂的反应多为液相并联反应，主要采用釜式反应器进行间歇式生产。釜式反应器普遍采用的是单一搅拌式混合，利用不同类型的搅拌桨在容器中的转动，使桨叶与流体相互作用，在容器中的流体形成一定的流场以达到混合的目的。这种形式的搅拌由于反应釜体积相对较大导致混合时间相对较长，并且流体在整个反应器中的分布仍然很不均匀，有时某些区域存在流动死区，导致浓度和过饮和分布不理想，直接影响设备的效率和产品质量。特别对于非牛顿流体特性的物系，其粘度随反应时间而变化，最终呈非牛顿流体特性，传统的混合方式就很难达到过程需求的混合与传热效果。在清洗剂的生产过程中，部分物料先混合生产中间体，这些中间体往往生产数量相对较小，并且在反应过程中，为保证转换率达到最大，其反应物各组分配比要求严格。传统的反应釜生产模式不仅设备单一，单次生产产能固定，生产设备落后，生产时间相对较长，实际转换率与理论值相差较大，由于间歇式生产，其生产效率低，设备能耗高。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了多液体多通道混合装置，具体技术方案如下：

多液体多通道混合装置，按照流体流动方向依次包括加料装置、流量控制装置、搅拌系统和排料装置，加料装置包括第一进料口、第一进料阀、第二进料口、第二进料阀、第三进料口和第三进料阀，第一进料口与第一进料阀连接，第二进料口与第二进料阀连接，第三进料口和第三进料阀连接；流量控制装置包括第一流量计和第二流量计，第二流量计与第三进料阀连接；加料装置中设置有第一分配器，第一分配器包括第一进料管道、第二进料管道、第一出料管道、第一引流管和第二引流管，第一进料管道的一端与第一进料阀连接，第一进料管道的另一端设置有第一三通，第一进料管道与第一出料管道和第二引流管通过第一三通连通，第一引流管和第二引流管之间的第一进料管道上设置有带有刻度的球形阀；第二进料管道的一端与第二进料阀连接，第一出料管道的一端与第一流量计连接；第一分配器设置有带有刻度的、透明的圆柱形腔体，腔体的一端和第一进料管道之间通过第一引流管连通，第二进料管道的另一端设置有第二三通，第二三通与腔体的另一端连接，第二进料管道和第二引流管通过第二三通连接；腔体内部设置有圆柱形第一活塞、圆柱形第二活塞和连接杆，第一活塞和第二活塞之间通过连接杆固定连接，第二活塞中央设置有圆形通孔，第二活塞与腔体之间设置有圆环形挡块；搅拌系统包括第一气泵、开关阀和搅拌器，第一气泵连接开关阀；加料装置设置有与第一分配器结构相同的第二分配器，第二分配器设置有第三进料管道、第四进料管道和第二出料管道，第三进料管道与第二流量计连接，第四进料管道与开关阀连接，第二出料管道与搅拌器连接。

作为上述技术方案的改进，所述搅拌系统设置有第二气泵，第二气泵与搅拌器连接。

作为上述技术方案的改进，所述流量控制装置设置有第三流量计和第四流量计，排料装置设置有第一排料口、第一排料阀、第二排料口、第二排料阀和第三三通，第一排料口和第三流量计之间通过第一排料阀连接，第二排料口和第四流量计之间通过第二排料阀连接，第三流量计和第四流量计与第二气泵之间通过第三三通连接。

作为上述技术方案的改进，所述的多液体多通道混合装置设置有排空装置，排空装置包括排空管道和排空阀，排空阀设置在排空管道和第三流量计之间。

作为上述技术方案的改进，所述搅拌系统设置有压力表，压力表设置在第二气泵和第三三通之间。

作为上述技术方案的改进，所述第一引流管的内径小于第一进料管道的内径。

作为上述技术方案的改进，所述第二活塞的半径是第一活塞半径的二分之一，第二活塞的长度大于第二引流管的内径。

上述技术方案通过第一进料口、第二进料口和第三进料口同时进料，在流量控制装置的控制下各组分计量精确，互不干扰，降低因系统误差而造成的损失；各组分在第一分配器和第二分配器的自动调节下，各组分之间始终处于最佳混合比；并且达到最佳混合比的各组分物料在出料管道的流动中完成各组分的预混合，不仅保证在搅拌器反应过程中处于最优条件，使得反应的转化率达到最大化；而且反应时间缩短，有利于连续化生产。再通过流量控制装置调节所述混合装置中的各组分的流量，进一步保证反应过程的连续性，避免间歇式反应的发生，设备能耗低。排料装置设置有第一排料口和第二排料口，缩短排料时间，提高生产效率。本发明所述的多液体多通道混合装置计量精确，各通道间互不干扰，降低因系统误差而造成的损失，操作简便、生产时间短、控制灵活、生产效率高、设备能耗低。

附图说明

图1为本发明所述的多液体多通道混合装置结构示意图；

图2为本发明所述的第一分配器结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，图1为本发明所述的多液体多通道混合装置结构示意图。所述多液体多通道混合装置，按照流体流动方向依次包括加料装置、流量控制装置、搅拌系统和排料装置，其中加料装置包括第一进料口10、第二进料口12和第三进料口14，第一进料口10设置有第一进料阀11控制第一进料口10进料，第二进料口12设置有第二进料阀13控制第二进料口12进料，第三进料口14设置有第三进料阀15控制第三进料口14进料。流量控制装置包括第一流量计20、第二流量计21、第三流量计22和第四流量计23，第二流量计21与第三进料阀15连接。

加料装置中设置有第一分配器60，第一进料口10泵入流体A，第二进料口12泵入流体B，流体A和流体B在第一分配器60作用下，可以将流体A和流体B的混合比控制在最佳的水平，并进行预混合。如图2所示，图2为本发明所述的第一分配器结构示意图。第一分配器60包括第一进料管道61、第二进料管道62、第一出料管道63、第一引流管64、第二引流管65、带有刻度的球形阀66，第一进料管道61的一端与第一进料阀11连接，第一进料管道61的另一端设置有第一三通61a，第一进料管道61与第一出料管道63和第二引流管65通过第一三通61a连通，第一引流管64和第二引流管65之间的第一进料管道61上设置有球形阀66；第二进料管道62的一端与第二进料阀13连接，第一出料管道63的一端与第一流量计20连接。第一分配器60设置有带有刻度的、透明的圆柱形腔体67，腔体67的一端和第一进料管道61之间通过第一引流管64连通，第一引流管64的内径小于第一进料管道61的内径。第二进料管道62的另一端设置有第二三通62a，第二三通62a与腔体67的另一端连接，第二进料管道62和第二引流管65通过第二三通62a连接。腔体67中设置有圆柱形第一活塞68和圆柱形第二活塞69，第一活塞68和第二活塞69之间通过连接杆610固定连接，第二活塞69中央设置有圆形通孔69a，第二活塞69的半径是第一活塞68半径的二分之一，第二活塞69的长度大于第二引流管65的内径。在第二活塞69与腔体67之间设置有圆环形挡块611。

流体A进入第一进料管道61后，其中部分流体A从第一引流管64进入腔体67中，流体B进入第二进料管道62后，其中部分流体B从通孔69a进入腔体67中，第二活塞69控制流体B流入第二引流管65的流量。当第一进料管道61中流体A的流速或者压力增大时，与第一引流管64相连的部分腔体67中压力增大，第一活塞68和第二活塞69向第二进料管道62方向移动，在第二活塞69阻挡作用下，流向第二引流管65中的流体B减少，第二活塞69受到流体B的冲击力增大，并且与第二进料管道62相连的部分腔体67体积被压缩，与第二进料管道62相连的部分腔体67内的流体B的压力增大，因此第二活塞69和第一活塞68被推动向第一引流管64方向移动，直到第一活塞68左右压差平衡；反之，当第一进料管道61中流体A的流速或者压力减小时，与第一引流管64相连的部分腔体67中压力减小，第一活塞68和第二活塞69向第一引流管64方向移动，在第二活塞69作用下，流向第二引流管65中的流体B增多，第二活塞69受到流体B的冲击力减小，并且第二进料管道62相连的部分腔体67体积增大，与第二进料管道62相连的部分腔体67内压力减小，第一活塞68和第二活塞69向第二进料管道62方向移动，直到第一活塞68左右压差平衡。

当第一活塞68两侧压差平衡时，第一进料管道61内流体A的流量取决于球形阀66的开度，第二进料管道62中流体B的流量取决于第二活塞69的位移大小，由于第二活塞69的位移带动第一活塞68位移，第一活塞68位移数值通过腔体67上刻度读出，因此可以通过设计腔体67上刻度读数与球形阀66上刻度读数之间的比例值，达到第一进料管道61中流体A和第二进料管道62中流体B之间最佳混合比。并且达到最佳混合比的流体A和流体B在第一出料管道63的流动中完成组分的预混合。

混合后的流体A和流体B在第一流量计20的控制下向搅拌系统中输入，搅拌系统设置有第一气泵30，第一气泵30提供混合后流体运输的动力。第一气泵30连接开关阀31。所述搅拌系统设置有搅拌器32，搅拌器32的搅拌容积小，搅拌速度快，频率高。所述加料装置设置有与第一分配器60结构相同的第二分配器70，第二分配器70设置有第三进料管道71、第四进料管道72和第二出料管道73，第三进料管道71与第二流量计21连接，第四进料管道72与开关阀31连接，第二出料管道73与搅拌器32连接。

第三进料口14泵入流体C，流体C和混合后的流体A和流体B在第二分配器70的作用下，达到最佳混合比；并且达到最佳混合比的流体A、流体B和流体C在第二出料管道73的流动中完成组分的预混合。预混合后的流体A、流体B和流体C在搅拌器32的作用下充分搅拌、混合均匀。

所述搅拌系统设置有第二气泵33，第二气泵33与搅拌器32连接，混合均匀后的流体在第二气泵33的作用下输向排料装置。在第二气泵33和排料装置之间设置压力表34，压力表34用来监控管道内流体压力，确保生产正常进行。

所述排料装置设置有第一排料口40、第一排料阀41、第二排料口42、第二排料阀43和第三三通44，第一排料口40和第三流量计22之间通过第一排料阀41连接，第二排料口42和第四流量计23之间通过第二排料阀43连接，第三流量计22和第四流量计23与第二气泵33之间通过第三三通44连接。

当预混合后的流体A、流体B和流体C在搅拌器32搅拌下，混合均匀后得到产品D，由于搅拌器32与排料装置之间管道中存在空气，不利于产品D排出，因此所述的多液体多通道混合装置增设排空装置，排空装置包括排空管道50和排空阀51，排空管道50和第三流量计22之间通过排空阀51连接。当排空阀51打开时，管道内的空气在第二气泵33的作用下向外排出，空气排完后，关闭排空阀51，打开第一排料阀41或第二排料阀43，在第三流量计22和第四流量计23的控制下，通过调整第一排料阀41或第二排料阀43的开度，控制产品D的流量，完成连续性生产。

所述的多液体多通道混合装置操作步骤：

1）、打开第一进料阀11和第二进料阀13，第一进料口10泵入流体A和第二进料口12泵入流体B，同时根据计算出的数据调整球形阀66的开度，流体A和流体B在第一分配器60的调节下，流体A和流体B之间比例达到最佳混合比，并且达到最佳混合比的流体A和流体B在第一出料管道63的流动中完成组分的预混合。

2）、打开第三进料阀15和开关阀31，第三进料口14泵入的流体C在第二流量计21的控制下，输入第二分配器70中；在第一气泵30的作用下，预混合后的流体A和流体B输入第二分配器70中，第一流量计20控制预混合后的流体A和流体B的流量。流体A和流体B和流体C在第二分配器70的调节下，流体A、流体B和流体C之间比例达到最佳混合比，并且达到最佳混合比的流体A、流体B和流体C在第二出料管道73的流动中完成各组分的进一步的混合。

3）、预混合后的流体A、流体B和流体C在搅拌器32的作用下，充分搅拌、混合，得到产品D。

4）、打开排空阀51，管道内的空气在第二气泵33的作用下向外排出。

5）、管道中的空气排完后，关闭排空阀51，打开第一排料阀41或第二排料阀43，在第三流量计22和第四流量计23的控制下，通过调整第一排料阀41或第二排料阀43的开度，控制产品D的流量，产品D从第一排料口40或第二排料口42排出。在流量控制装置、第一分配器60和第二分配器70的调节下完成连续性生产。

在上述实施例中，第一进料口10、第二进料口12和第三进料口14同时进料，在流量控制装置的控制下各组分计量精确，互不干扰，降低因系统误差而造成的损失；各组分在第一分配器60和第二分配器70的自动调节下，所述混合装置中的各组分之间始终处于最佳混合比；并且达到最佳混合比的各组分物料在出料管道处的流动中完成各组分的预混合，不仅保证在搅拌器32反应过程中处于最优条件，使得反应的转化率达到最大化；而且反应时间缩短，有利于连续化生产。再通过流量控制装置调节所述混合装置中的各组分的流量，进一步保证反应过程的连续性，避免间歇式反应的发生，设备能耗低。排料装置设置有第一排料口40和第二排料口42，缩短排料时间，提高生产效率。本发明所述的多液体多通道混合装置计量精确，各通道间互不干扰，降低因系统误差而造成的损失，操作简便、生产时间短、控制灵活、生产效率高、设备能耗低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.多液体多通道混合装置，按照流体流动方向依次包括加料装置、流量控制装置、搅拌系统和排料装置，其特征在于：所述加料装置包括第一进料口(10)、第一进料阀(11)、第二进料口(12)、第二进料阀(13)、第三进料口(14)和第三进料阀(15)，第一进料口(10)与第一进料阀(11)连接，第二进料口(12)与第二进料阀(13)连接，第三进料口(14)和第三进料阀(15)连接；所述流量控制装置包括第一流量计(20)和第二流量计(21)，第二流量计(21)与第三进料阀(15)连接；所述加料装置中设置有第一分配器(60)，第一分配器(60)包括第一进料管道(61)、第二进料管道(62)、第一出料管道(63)、第一引流管(64)和第二引流管(65)，第一进料管道(61)的一端与第一进料阀(11)连接，第一进料管道(61)的另一端设置有第一三通(61a)，第一进料管道(61)与第一出料管道(63)和第二引流管(65)通过第一三通(61a)连通，第一引流管(64)和第二引流管(65)之间的第一进料管道(61)上设置有带有刻度的球形阀(66)；所述第二进料管道(62)的一端与第二进料阀(13)连接，第一出料管道(63)的一端与第一流量计(20)连接；所述第一分配器(60)设置有带有刻度的、透明的圆柱形腔体(67)，腔体(67)的一端和第一进料管道(61)之间通过第一引流管(64)连通，第二进料管道(62)的另一端设置有第二三通(62a)，第二三通(62a)与腔体(67)的另一端连接，第二进料管道(62)和第二引流管(65)通过第二三通(62a)连接；所述腔体(67)内部设置有圆柱形第一活塞(68)、圆柱形第二活塞(69)和连接杆(610)，第一活塞(68)和第二活塞(69)之间通过连接杆(610)固定连接，第二活塞(69)中央设置有圆形通孔(69a)，第二活塞(69)与腔体(67)之间设置有圆环形挡块(611)；所述搅拌系统包括第一气泵(30)、开关阀(31)和搅拌器(32)，第一气泵(30)连接开关阀(31)；所述加料装置设置有与第一分配器(60)结构相同的第二分配器(70)，第二分配器(70)设置有第三进料管道(71)、第四进料管道(72)和第二出料管道(73)，第三进料管道(71)与第二流量计(21)连接，第四进料管道(72)与开关阀(31)连接，第二出料管道(73)与搅拌器(32)连接；所述搅拌系统设置有第二气泵(33)，第二气泵(33)与搅拌器(32)连接；所述第一引流管(64)的内径小于第一进料管道(61)的内径。

2.根据权利要求1所述的多液体多通道混合装置，其特征在于：所述流量控制装置设置有第三流量计(22)和第四流量计(23)，所述排料装置设置有第一排料口(40)、第一排料阀(41)、第二排料口(42)、第二排料阀(43)和第三三通(44)，第一排料口(40)和第三流量计(22)之间通过第一排料阀(41)连接，第二排料口(42)和第四流量计(23)之间通过第二排料阀(43)连接，第三流量计(22)和第四流量计(23)与第二气泵(33)之间通过第三三通(44)连接。

3.根据权利要求2所述的多液体多通道混合装置，其特征在于：所述的多液体多通道混合装置设置有排空装置，排空装置包括排空管道(50)和排空阀(51)，排空阀(51)设置在排空管道(50)和第三流量计(22)之间。

4.根据权利要求2所述的多液体多通道混合装置，其特征在于：所述搅拌系统设置有压力表(34)，压力表(34)设置在第二气泵(33)和第三三通(44)之间。

5.根据权利要求1所述的多液体多通道混合装置，其特征在于：所述第二活塞(69)的半径是第一活塞(68)半径的二分之一，第二活塞(69)的长度大于第二引流管(65)的内径。