CN105032225B - 旋流混合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋流混合装置，为解决密度不同的两种及以上气体介质在混合过程中出现的分层现象从而影响后续工序生产而发明。本发明所述旋流混合装置包括进口法兰、混合器筒体、掺混介质混入管、旋流器、出口法兰等组成。所述旋流器包括旋流器封头、旋流器锥体、旋流器叶片。本发明旋流混合装置具有不消耗外部能源、阻力损失小，混合均匀、免维护，混合段长度是自然混合的1/100～1/200等特点，可以大大提高混合介质的均匀性。

Description

旋流混合装置

技术领域

本发明涉及一种旋流混合装置，尤其涉及将一种或两种及以上不同密度的气体混入另一种密度的气体中并通过旋流板强化物理混合形成一种新的混合气体。

背景技术

工业企业燃气包括高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气、熔融还原煤气、天然气、化工尾气、液化石油气等，这些燃气的热值均不相同，为满足不同用户(如工业炉窑)特定的热值需求，需要一种或几种燃气进行混合，以往一般采取的方法是，一种或一种以上的燃气简单的混入另一种燃气后通过管道输送中自然混合，这种自然混合方式要求混入点后管线长度较长，根据管径大小一般在100m～200m左右，但因受总图场地限制，很难满足要求，造成混合气体分层，热值在线检测值和流量测量不准确，热值波动范围超标，影响炉窑等用户温度场的稳定性，从而影响产品质量，难以满足用户要求。

目前市场上有一种所谓静态混合器，其结构是采用在管道内周向平铺一定长度的钢板，间隔一段距离后直铺一定长度的钢板，由于管道内隔板铺设始终和管道轴向平行，气体流向始终平行于管道轴向，为层流状态，无湍流和旋流状态，因而起不到强化和快速混合的效果。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种将密度不同的两种及以上气体介质快速混合的旋流混合装置。

为达上述目的，本发明旋流混合装置，包括混合器简体、设置在混合器简体上的掺混介质混入管以及安装在混合器内的气体旋流器，其中，掺混介质混入管的进气端位于混合器简体外，出气端位于混合器简体内。

优选地，所述掺混介质混入管由进气直管段、出气管段和连接进气管和出气管的弯头段组成，其中，进气直管段位于混合器筒内，出气管段位于混合器筒内的进气口一侧。

优选地，所述的出气管段为锥形管，锥形管小直径一端连接在弯头上，大直径一端设有密闭封头，在锥形管管壁上设有多个出气孔。

优选地，所述的气体旋流器，至少包括一锥体，在锥体外周侧壁切向均匀布置有多个叶片。

优选地，每个所述的叶片与锥体中轴线成15°～50°偏转夹角。

优选地，所述的锥体包括一锥形筒，在锥筒前端设置有封头；其中，所述的封头为椭圆封头，所述的椭圆封头与锥形筒相切连接。

优选地，还包括一同轴设置在叶片外缘的简体，所述的各叶片外缘固定在所述的简体内壁上。

优选地，在所述的混合器简体内轴向间隔设置有两个以上的气体旋流器；其中，相邻两个气体旋流器中的叶片相对于中轴线的偏转方向相反。

优选地，在所述的混合器简体内轴向间隔设置两组或两组以上的气体旋流器；其中，每组气体旋流器由两个气体旋流器组成，所述的两个气体旋流器中的叶片相对于中轴线的偏转方向相反。

优选地，所述的出气孔中心线和混合器简体轴线成105°～140°夹角。小孔通流面积为掺混介质管道的1～3倍。

本发明旋流混合装置的有益效果：

1、本发明旋流混合装置，解决了长期以来燃烧设备由于燃气混匀管段长度总图无法满足或混合设备选型不当造成的燃气分层，测量不准，影响加热品质等问题。提高了燃烧的稳定性和产品的品质，提高企业效益。

2、液化石油气和空气掺混气广泛用于工业和居民用户。众所周知，液化石油气的密度(～2.5kg/Nm³)是空气密度(～1.293kg/Nm³)的2倍，混合相对困难，采用本发明旋流混合装置，可以实现液化石油气和空气的快速掺混，满足用户稳定、安全的使用燃气。

3、本发明旋流混合装置，由于旋流器叶片沿圆锥体外璧切向均匀布置，并和混合器简体(轴向)成一定的旋转夹角，致使混合气体在通过旋流板时，气流方向沿轴向形成偏转和旋转，流场发生改变，将无规律的布朗运动进行强化，因而大大强化了分子之间的碰撞和融合，大大缩短了混合时间，较少了混合段长度。

4、对于两种及以上密度差异较大的介质可以实现短距离快速均匀混合。其特点是：混合均匀、混合距离短、减少占地。典型案例如：高炉煤气或转炉煤气和焦炉煤气混合、高炉煤气或转炉煤气和天然气混合、液化石油气和空气混合等，具有提高煤气燃烧和温度场的稳定性，从而提高产品的质量的特点。

附图说明

图1是本发明所述旋流混合装置实施例的结构示意图。

图2是图1所示实施例中掺混介质混入管实施例的结构示意图。

图3为发明所述旋流混合装置中旋流器的实施例的结构示意图。

图4为发明所述旋流混合装置中旋流器的又一实施例的结构示意图。

图5为发明所述旋流混合装置中旋流器的再一实施例的结构示意图。

图6为发明所述旋流混合装置中锥体的实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书、附图对本发明做进一步的描述。

本发明旋流混合装置，包括混合器简体、设置在混合器简体上的掺混介质混入管以及安装在混合器内的气体旋流器，其中，掺混介质混入管的进气端位于混合器简体外，出气端位于混合器简体内。

其中，掺混介质混入管由进气直管段、出气管段和连接进气管和出气管的弯头段组成，其中，进气直管段位于混合器筒内，出气管段位于混合器筒内的进气口一侧。其中，出气管段较佳的为锥形管，锥形管小直径一端连接在弯头上，大直径一端设有密闭封头，在锥形管管壁上设有多个出气孔。较佳地，每个出气孔中心线和混合器简体轴线成105°～140°夹角。其中，小孔通流面积为掺混介质管道的1～3倍。

上述的气体旋流器如图3至图6所示，至少包括一锥体，在锥体外周侧壁切向均匀布置有多个叶片2。较佳地，上述的每个叶片与锥体中轴线成15°～50°偏转夹角。为了便于安装，还包括一同轴设置在叶片外缘的简体，所述的各叶片外缘固定在所述的简体内壁上。上述锥体，可以是实心的锥体，也可以如图6所示实施例，锥体包括一锥形筒42，在锥筒前端设置有封头41。较佳地，封头为椭圆封头，椭圆封头与锥形筒相切连接。

下面结合附图和实施例作进一步的说明。

实施例1

如图1所示，本发明旋流混合装置实施例包括进口法兰1、混合器简体2、掺混介质混入管3、旋流器4、出口法兰6等组成，各部件依次通过焊接连接。

如图2所示，掺混介质混入管3由混气锥堵板31、混入管混气锥32、混入管90°弯头33、混入管直管段34、混入管接口法兰35组成，各部件之间依次采用焊接连接。掺混介质混入管3和混合器简体2之间采用焊接连接。

旋流器4由旋流器封头41、旋流器锥体42、旋流器叶片43和旋流器外筒44组成。各部件依次通过焊接连接。旋流器4和混合器简体2通过焊接或法兰连接。

使用时，将所述进口法兰1和出口法兰6分别和气体管路通过法兰连接。掺混介质混入管的进气口与外部掺混气体管道相连接。

以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种旋流混合装置，其特征在于，包括混合器筒体、设置在混合器筒体上的掺混介质混入管以及安装在混合器内的气体旋流器，其中，掺混介质混入管的进气端位于混合器筒体外，出气端位于混合器筒体内；

所述掺混介质混入管由进气直管段、出气管段和连接进气管和出气管的弯头段组成，其中，进气直管段位于混合器筒内，出气管段位于混合器筒内的进气口一侧；

所述的出气管段为锥形管，锥形管小直径一端连接在弯头上，大直径一端设有密闭封头，在锥形管管壁上设有多个出气孔。

2.根据权利要求1所述的旋流混合装置，其特征在于，所述的气体旋流器，至少包括一锥体，在锥体外周侧壁切向均匀布置有多个叶片。

3.如权利要求2所述的旋流混合装置，其特征在于，每个所述的叶片与锥体中轴线成15°～50°偏转夹角。

4.如权利要求2所述的旋流混合装置，其特征在于，所述的锥体包括一锥形筒，在锥筒前端设置有封头；其中，所述的封头为椭圆封头，所述的椭圆封头与锥形筒相切连接。

5.如权利要求1所述的旋流混合装置，其特征在于，还包括一同轴设置在叶片外缘的筒体，所述的各叶片外缘固定在所述的筒体内壁上。

6.如权利要求3所述的旋流混合装置，其特征在于，在所述的混合器筒体内轴向间隔设置有两个以上的气体旋流器；其中，相邻两个气体旋流器中的叶片相对于中轴线的偏转方向相反。

7.如权利要求3所述的旋流混合装置，在所述的混合器筒体内轴向间隔设置两组或两组以上的气体旋流器；其中，每组气体旋流器由两个气体旋流器组成，所述的两个气体旋流器中的叶片相对于中轴线的偏转方向相反。

8.如权利要求3所述的旋流混合装置，其特征在于，所述的出气孔中心线和混合器筒体轴线成105°～140°夹角；所述出气孔通流面积为掺混介质管道的1～3倍。