CN105417772B - 物料混合系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种物料混合系统，包括：第一物料混合器、第二物料混合器和第三物料混合器；第一物料混合器包括第一壳体、高压动力部和喷射部，第一壳体的内部形成用于混合液体的混合腔；高压动力部与喷射部连通；喷射部设置在第一壳体上，用于向混合腔内喷射液体；第二物料混合器包括第二壳体、出料部、进料部和切锉部，进料部的一端与混合腔连通，另一端与第二壳体的内部连通；切锉部设置在第二壳体的内部，用于切割混合液内的颗粒；出料部的一端与第二壳体的内部连通；第三物料混合器包括第三壳体和拉膜部，拉膜部设置在第三壳体的内部，用于碰撞和挤压混合液，从而增加混合液中分子的表面积；出料部的另一端与第三壳体的内部连通。

Description

物料混合系统

技术领域

本发明涉及多种物料混合的技术领域，尤其是涉及物料混合系统。

背景技术

物料包括液体和固体，固体包括粉尘状固体、颗粒状固体，物料混合包括液液混合和液固混合；在各个行业和领域，都会涉及到物料混合，下面以污水处理领域举例分析说明：

污水通常是指受到一定污染的、来自生活和生产排出的废水，污水内含有的主要污染物包括有机污染物、耗氧污染物、厌氧污染物、植物污染物、有毒污染物、放射性污染物，等等。

在对污水进行净化处理之前，需要在污水内加入氧化剂、催化剂、絮凝剂等物质，并使各种物料混合均匀后，才开始进行后续工艺的操作；但是当污水内含有大量的有机大分子物质、颗粒状或者粉末状物质时。

尤其是当污水内含有大量的有机大分子物质时，如果污水与氧化剂、催化剂或者絮凝剂的混合不够充分，有机大分子物质就不能与氧化剂、催化剂或者絮凝剂充分反应，从而会将一部分大分子物质遗留下来，这就不能达到彻底净化污水的效果。

在现有技术中，通常使用沉淀池来沉淀颗粒状物质，但是沉淀净化需要消耗较长的时间，而且净化效果并不理想；因此，也有一部分处理厂采用化学的方法处理上述污水，但是，现有技术中的物料混合器并不能使污水、污泥和氧化剂、催化剂以及絮凝剂达到充分的混合，而混合不充分就会影响后续污水处理的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供物料混合系统，以解决现有技术中存在的物料混合系统不能对混合液进行充分混合的技术问题。

本发明提供的一种物料混合系统，包括：第一物料混合器、第二物料混合器和第三物料混合器；所述第一物料混合器、所述第二物料混合器和所述第三物料混合器依次连通设置；

所述第一物料混合器包括第一壳体、高压动力部和喷射部，所述第一壳体的内部形成用于混合液体的混合腔；所述高压动力部与所述喷射部连通；所述喷射部设置在所述第一壳体上，用于向所述混合腔内喷射液体；

所述第二物料混合器包括第二壳体、出料部、进料部和切锉部，所述进料部的一端与所述混合腔连通，另一端与所述第二壳体的内部连通；所述切锉部设置在所述第二壳体的内部，用于切割混合液内的颗粒；所述出料部的一端与所述第二壳体的内部连通；

所述第三物料混合器包括第三壳体和拉膜部，所述拉膜部设置在所述第三壳体的内部，用于碰撞和挤压混合液，从而增加混合液中分子的表面积；所述出料部的另一端与所述第三壳体的内部连通。

进一步，所述喷射部呈喇叭状，且直径较大的一端与所述高压动力部连通，直径较小的一端与所述混合腔连通。

进一步，所述第一壳体为三通管，所述喷射部的数量为两个，两个所述喷射部分别设置在所述三通管相对设置的端口上，所述三通管的另一个出口与所述进料部连通。

进一步，所述切锉部包括多个形状为锥形的切锉刀，多个所述切锉刀均设置在所述第二壳体的内侧壁上，且所述切锉刀直径较小的一端指向所述壳体的轴线。

进一步，所述第二物料混合器还包括导流部，所述导流部设置在所述第二壳体的内部，用于绞扭混合液；所述导流部呈螺旋状。

进一步，所述导流部的进料端的直径大于所述导流部的出料端的直径，且所述进料端与所述进料部连通，所述出料端与所述出料部连通。

进一步，所述拉膜部包括多个拉膜区，多个所述拉膜区沿混合液的流动方向依次连通设置；多个所述拉膜区均能碰撞和挤压混合液。

进一步，多个所述拉膜区内均填充有多个第一填料，处于同一个所述拉膜区内的多个所述第一填料为一组，每组内的所述第一填料的直径相同；且每组所述第一填料的直径沿混合液的流动方向逐渐减小。

进一步，所述第三物料混合器还包括泄流区，所述泄流区的一端与所述第三壳体的出口连通，另一端与远离所述第三壳体入口的所述拉膜区连通；

且所述泄流区内填充有多个第二填料，多个所述第二填料的直径相同，且所述第二填料的直径大于与其相邻的所述拉膜区内的所述第一填料的直径。

进一步，所述高压动力部包括多台高压计量泵，其中一台所述高压计量泵与所述喷料部连通。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

本发明提供的物料混合系统，经由高压动力部以较大的动能进入喷射部，然后在混合腔内碰撞，能够初步将混合液中的大颗粒物料变成小颗粒、大分子变成小分子，达到初步混合的目的；然后再进入第二物料混合器，设置在其内部的切锉部会对已形成的小颗粒、小分子进行切割，将小颗粒、小分子变成更小的颗粒、分子甚至是微粒，从而达到进一步的混合；更小的颗粒、分子或者微粒进入第三物料混合器的内部，经由其内的拉膜部挤压碰撞，从而增加各分子的比表面积，比表面积的的巨大增加就是物质分子的质状化、纳米化变化，极有利于污水中有机大分子物质与氧化剂和催化剂的接触混合，从而使氧化剂和催化剂与有机大分子物质充分地进行强氧化反应，达到更快更好的污水净化效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的物料混合系统的结构示意图；

图2为图1所示的物料混合系统的第一物料混合器的结构示意图；

图3为图1所示的物料混合系统的第二物料混合器的结构示意图；

图4为图3所述第二物料混合器中的螺旋管的结构示意图；

图5为图1所示的物料混合系统的第三物料混合器的结构示意图。

附图标记：

1-第一物料混合器 2-第二物料混合器 3-第三物料混合器

4-高压计量泵 5-储药筒 6-控制单元

7-主管道 8-螺旋喷头 9-储存塔

11-第一壳体 12-喷料部 13-混合腔

21-第二壳体 22-出料部 23-进料部

24-切锉刀 25-导流部 31-第三壳体

32-拉膜区 33-泄流区 251-螺旋管

321-第一填料 331-第二填料

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-5所示，本实施例提供的一种物料混合系统，包括：第一物料混合器1、第二物料混合器2和第三物料混合器3；第一物料混合器1、第二物料混合器2和第三物料混合器3依次连通设置；第一物料混合器1包括第一壳体11、高压动力部和喷射部，第一壳体11的内部形成用于混合液体的混合腔13；高压动力部与喷射部连通；喷射部设置在第一壳体11上，用于向混合腔13内喷射液体；第二物料混合器2包括第二壳体21、出料部22、进料部23和切锉部，进料部23的一端与混合腔13连通，另一端与第二壳体21的内部连通；切锉部设置在第二壳体21的内部，用于切割混合液内的颗粒；出料部22的一端与第二壳体21的内部连通；第三物料混合器3包括第三壳体31和拉膜部，拉膜部设置在第三壳体31的内部，用于碰撞和挤压混合液，从而增加混合液中分子的表面积；出料部22的另一端与第三壳体31的内部连通。

本实施例以及下述实施例中所指的混合液，可以是液体、固体或者气体，物料混合可以是液液混合、液固混合、气液混合，均相混合等等；下面以物料为污水，在污水内加入氧化剂、催化剂等物质为例进行说明，污水可以选择各类需要处理的污水，例如：超高浓度的污水、印染污水、电镀污水，等等，在上述污水中，通常会含有较多的有机大分子污染物质；氧化剂选择含有大量羟基自由基群(·OH、·HO₂·或H₂O₂、Oxone)的物质。

需要说明的是，当使用的氧化剂为高能水时，使用本实施例提供的物料混合器对污水和高能水进行混合效果更佳；所谓高能水是指：在人为条件下克服亨利定理对氧族元素溶解密度值的极限，令单位的溶解氧(即DO值)的密度值超过饱和极限值以上的分子态的高溶氧水；一般的，高能水的DO值大于等于20—300mg/L，高能水的DO值可根据需要调整。

高压动力部可以有多种选择，例如：高压泵、加压装置或者增速器，等等，其主要作用就是向喷射部输送动能较大的混合液，因此，凡是能够达到上述作用的构件或者多个构件的组合，都可以作为本实施例所指的高压动力部。

喷射部能够将进入其中的混合液汇合，然后再喷射到混合腔13，这就可以在高压泵已经加压增速的基础上，进一步地提高混合液的动能，因此，凡是能够起到上述作用的构件都可以作为本实施例所指的喷射部，例如：喷嘴、喷管或者直径渐缩小的闪射(咀)等其它结构；且，喷射部的数量可为一个，也可以为多个。

第二物料混合器2中的切锉部的主要作用是对混合液进行反复的切、锉，能够将混合液中的有机大分子物质和固定颗粒或者粉末切锉成更小的微粒，以便于混合液充分混合，因此，凡是能够满足上述作用的构件，都可以作为本实施例提供的切锉部。

第三物料混合器3中的拉膜部的主要作用是碰撞和挤压混合液，从而增加混合液水滴的表面积，其可以有多种选择，例如：多个辊子或者多个球形填料，等等；当选择辊子时，混合液能够在相邻的两个辊子之间通过，从而被这两个辊子挤压，球状的水滴变成薄片状，从而实现增加水滴表面积的目的。

拉膜部对混合液的作用可以始终相同，也可以逐级增加，即，混合液从进入拉膜部到流出拉膜部，拉膜部对混合液碰撞和挤压的强度可以始终相同，也可以沿混合液的流动方向逐渐加强。

本实施例提供的物料混合系统，经由高压动力部以较大的动能进入喷射部，然后在混合腔13内碰撞，能够初步将混合液中的大颗粒物料变成小颗粒、大分子变成小分子，达到初步混合的目的；然后再进入第二物料混合器2，设置在其内部的切锉部会对已形成的小颗粒、小分子进行切割，将小颗粒、小分子变成更小的颗粒、分子甚至是微粒，从而达到进一步的混合；更小的颗粒、分子或者微粒进入第三物料混合器3的内部，经由其内的拉膜部挤压碰撞，从而增加各分子的比表面积，比表面积的增加就有利于污水中有机大分子物质与氧化剂和催化剂的接触混合，从而使氧化剂和催化剂与有机大分子物质充分反应，达到更好的污水净化效果。

在上述实施例的基础上，具体地，如图2所示，喷射部呈喇叭状，且直径较大的一端与高压动力部连通，直径较小的一端与混合腔13连通。

喇叭状的喷射部，即，由进料口到出料口喷射部的直径逐渐减小，这就可以确保混合液在喷射部的内部还可以实现二次加压，从而增大混合液从出料口喷出时的动能，以使混合液各分子之间的冲击力更大，使混合液混合更加均匀。

多个喷射部相距混合腔13的距离可大可小，具体的数值可以根据实际情况来选择；但是，需要说明的是，该距离应越小越好，因为，这样可以保证液体由喷射部射出后，就会与其它液体射击，而不会因为运行的路径太长，而损失掉部分动能或势能。

在上述实施例的基础上，具体地，如图2所示，第一壳体11为三通管，喷射部的数量为两个，两个喷射部分别设置在三通管相对设置的端口上，三通管的另一个出口与进料部23连通。

喷射部的喷料方向为三通管的轴向方向，其中对应设置的两个端口上分别设置喷射部，另一个端口与第二物料混合器2中的进料部23连通，在混合腔13内经过氧化去除了部分污染物的混悬液由该端口流向第二物料混合器2。

需要说明的是，由于，混合液进入三通管内时的冲击力较大，因此，三通管应是耐高温、高压的，以确保长时间使用之后三通管不会损坏；选择三通管作为本实施例提供的第一壳体11，成本低廉，安装方便。

在上述实施例的基础上，具体地，如图3所示，切锉部包括多个形状为锥形的切锉刀24，多个切锉刀24均设置在第二壳体21的内侧壁上，且切锉刀24直径较小的一端指向壳体的轴线。

切锉刀24可以布满第二壳体21的内侧壁，也可以仅设置在第二壳体21内侧壁的一部分区域上；作为一种优选的方案，具体地，在第二壳体21的内侧壁上布满了切锉刀24，从而使混合液在第二壳体21内部始终处在被切锉的环境下，以达到混合液的充分均质化的混合效果。

锥形的切锉刀24倒设在第二壳体21的内侧壁上，具体地，直径较大的一端设置在内侧壁上，直径较小的一端指向第二壳体21的中轴线方向；采用锥形的切锉刀24对混合液进行切锉，当污水和氧化剂在较大的压力下以高速地与切锉刀24进行撞击时，锥形的第切锉刀24能够更好地更锋利地切割混合液的水滴以及分子，从而使混合液达到最大限度的破碎状态，破碎的混合液能够重新混合，最终实现污水和氧化剂的充分均质化混合而被氧化。

在上述实施例的基础上，具体地，如图3-4所示，第二物料混合器2还包括导流部25，导流部25设置在第二壳体21的内部，用于绞扭混合液；导流部25呈螺旋状。

导流部25可以对混合液进行反复的绞扭粉碎，在进行扭绞粉碎后，混合液被破碎成了更小的微粒，而且在运行过程中，可以自动混合，从而使混合液的混合更加均匀。

由于导流部25呈螺旋状，混合液，即，污水和氧化剂、催化剂、絮凝剂等物质，在进入导流部25之后，会进行螺旋运动，在运动过程中，必然会撞击导流部25的侧壁，高速流动下的撞击足够对混合液进行绞扭粉碎，使其变成微小的分子、离子，微小的分子在运动过程中，就可以进行充分的混匀而均相化从而被高速氧化还原。

在上述实施例的基础上，具体地，导流部25的进料端的直径大于导流部25的出料端的直径，且进料端与进料部23连通，出料端与出料部22连通。

在导流部25的两端均设置有切锉部，由进料部23而来的混合液，首先经过切锉部，然后进入导流部25，经由导流部25作用后再次进入切锉部，之后从出料部22流出壳体；需要说明的是，所有混合液都必须经过导流部25才能从出料部22流出；导流部可以为螺旋管251。

设置导流部25的进口直径大于其出口直径，使从导流部25流出时的混合液呈喷射状态，这就对混合液进行了二次加速，增加的速度能够加大混合液与位于导流部25后方的切锉部的撞击力，从而实现对混合液进一步地切锉粉碎，以达到更优的混合氧化效果。

在上述实施例的基础上，具体地，如图5所示，拉膜部包括多个拉膜区32，多个拉膜区32沿混合液的流动方向依次连通设置；多个拉膜区32均能碰撞和挤压混合液。

每个拉膜区32对混合液水滴的作用强度不同，且沿混合液的流动方向对其作用力逐渐增大，具体表现在：混合液水滴的表面积逐渐成几何倍率增加，薄片状的水滴厚度逐渐成几何倍率减小，这就可以逐步增加大分子污染物与氧化剂、催化剂以及絮凝剂等物质的混合，使混合液中各物质间的接触面积的薄膜化几何倍率增加，从而使多种物质的质状化均相化混合的更加充分。

实现上述作用的构件有很多种选择，当在各拉膜区32内设置多个辊子时，可以通过控制相邻两个辊子之间的距离以及不同拉膜区32的辊子的直径来实现上述功能；辊子之间的距离越小，对水滴的作用强度越大，水滴表面积越大、厚度越薄。

在上述实施例的基础上，具体地，如图5所示，多个拉膜区32内均填充有多个第一填料321，处于同一个拉膜区32内的多个第一填料321为一组，每组内的第一填料321的直径相同；且每组第一填料321的直径沿混合液的流动方向逐渐减小。

在多个拉膜区32内分别填充多个第一填料321，各第一填料321之间具有能够让混合液通过的空间，而多个第一填料321更能够与混合液充分接触，第一填料321的数量越多，其就可以将混合液分成更多更小的水滴，从而使多种物质之间的混合变成分子级的混合，以达到充分混合的目的。

每个拉膜区32内的多个第一填料321的直径均相同，且为了描述方便，将每个拉膜区32内的多个第一填料321分为一组，每组第一填料321的直径沿着混合液的流动方向逐渐减小，从而逐渐增加对混合液水滴的碰撞和挤压的强度，逐渐使混合液混合的更加充分，从而确保污水的净化效果。

在上述实施例的基础上，具体地，如图5所示，第三物料混合器3还包括泄流区33，泄流区33的一端与第三壳体31的出口连通，另一端与远离第三壳体31入口的拉膜区32连通；且泄流区33内填充有多个第二填料331，多个第二填料331的直径相同，且第二填料331的直径大于与其相邻的拉膜区32内的第一填料321的直径。

由于靠近第三壳体31出口的拉膜区32其内的第一填料321的直径较小，因此，混合液在其内流动时会受到较大的阻力，此时，混合液向第三壳体31出口流动的速度较慢，因此，为了加快混合液由拉膜部向第三壳体31出口流动的速度，设置泄流区33。

泄流区33可以仅为一个两端分别与远离第三壳体31入口的拉膜区32以及混合器本体出口连通的空间，也可以在其内部设置填料，以使混合液在泄流区33也可以受到一定的碰撞和挤压，进一步使混合液混合充分。

在上述实施例的基础上，具体地，如图5所示，第三壳体31的出口处还连接有螺旋喷头8，用于将经过三级混合的混合液喷入到第三壳体31外部的储存塔9中；储存塔9套设在第三壳体31的外部，用于储存充分混合的混合液，留待后续工艺流程使用。

在上述实施例的基础上，具体地，如图1所示，高压动力部包括多台高压计量泵4，其中一台高压计量泵4与喷料部12连通。

其中一台高压计量泵4与喷料部12连通，从而向喷料部12提供高压高速的混合液；当然，还可以有另一台高压计量泵4与第二物料混合器2的进料部23连通。

如图1所示，本实施例提供的物料混合系统还包括多个储药筒5，每个储药筒5都与一台高压计量泵4连接，高压计量泵4与主管道7连接，该主管道7用于输送污水；储药筒5内，设置有氧化剂、催化剂和絮凝剂的混合物。

本实施例还包括控制单元6，控制单元6可以包括PLC(Programmable LogicController，可编程逻辑控制器)控制柜，设置在控制柜上的按键以及显示屏，等等；控制单元6可以用于控制高压计量泵4的启闭，以及向高压计量泵4内输入的物料的计量的多少；设置控制单元6能够实现自动控制，减少人工成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种物料混合系统，其特征在于，包括：第一物料混合器、第二物料混合器和第三物料混合器；所述第一物料混合器、所述第二物料混合器和所述第三物料混合器依次连通设置；

所述第一物料混合器包括第一壳体、高压动力部和喷射部，所述第一壳体的内部形成用于混合液体的混合腔；所述高压动力部与所述喷射部连通；所述喷射部设置在所述第一壳体上，用于向所述混合腔内喷射液体；

所述第二物料混合器包括第二壳体、出料部、进料部和切锉部，所述进料部的一端与所述混合腔连通，另一端与所述第二壳体的内部连通；所述切锉部设置在所述第二壳体的内部，用于切割混合液内的颗粒；所述出料部的一端与所述第二壳体的内部连通；所述第二物料混合器还包括导流部，所述导流部设置在所述第二壳体的内部，用于绞扭混合液；所述导流部呈螺旋状；所述导流部的两端均设置有所述切锉部；所述导流部的进料端的直径大于所述导流部的出料端的直径，且所述进料端与所述进料部连通，所述出料端与所述出料部连通；

所述第三物料混合器包括第三壳体和拉膜部，所述拉膜部设置在所述第三壳体的内部，用于碰撞和挤压混合液，从而增加混合液中分子的表面积；所述出料部的另一端与所述第三壳体的内部连通。

2.根据权利要求1所述的物料混合系统，其特征在于，所述喷射部呈喇叭状，且直径较大的一端与所述高压动力部连通，直径较小的一端与所述混合腔连通。

3.根据权利要求2所述的物料混合系统，其特征在于，所述第一壳体为三通管，所述喷射部的数量为两个，两个所述喷射部分别设置在所述三通管相对设置的端口上，所述三通管的另一个出口与所述进料部连通。

4.根据权利要求1所述的物料混合系统，其特征在于，所述切锉部包括多个形状为锥形的切锉刀，多个所述切锉刀均设置在所述第二壳体的内侧壁上，且所述切锉刀直径较小的一端指向所述壳体的轴线。

5.根据权利要求1所述的物料混合系统，其特征在于，所述拉膜部包括多个拉膜区，多个所述拉膜区沿混合液的流动方向依次连通设置；多个所述拉膜区均能碰撞和挤压混合液。

6.根据权利要求5所述的物料混合系统，其特征在于，多个所述拉膜区内均填充有多个第一填料，处于同一个所述拉膜区内的多个所述第一填料为一组，每组内的所述第一填料的直径相同；且每组所述第一填料的直径沿混合液的流动方向逐渐减小。

7.根据权利要求6所述的物料混合系统，其特征在于，所述第三物料混合器还包括泄流区，所述泄流区的一端与所述第三壳体的出口连通，另一端与远离所述第三壳体入口的所述拉膜区连通；

且所述泄流区内填充有多个第二填料，多个所述第二填料的直径相同，且所述第二填料的直径大于与其相邻的所述拉膜区内的所述第一填料的直径。

8.根据权利要求1-7任一项所述的物料混合系统，其特征在于，所述高压动力部包括多台高压计量泵，其中一台所述高压计量泵与所述喷料部连通。