CN105749774A - 一种管道混合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道混合器。该管道混合器包括外筒和内筒，在外筒内部设置有旋转轴；内筒位于外筒内，旋转轴贯穿内筒并与之固定连接；在外筒的一端设置有若干进料管，内筒在靠近进料管的一端设置环形挡板，并与外筒筒壁形成密闭连接；外筒在环形挡板后侧的筒体上设置出料管；在内筒的内部设置有若干不同管径的螺旋管道，螺旋管道的两端开口分别位于内筒两侧的端板上，螺旋管道的旋向与涡轮的旋向相反。本发明的管道混合器，使得油品在沿管道方向、和径向方向都能够混合得比较均匀，因而具有很好的油品混合效果。

Description

一种管道混合器

技术领域

本发明涉及一种管道混合器，适用于多种油品调和技术领域，也可以广泛的应用于其它液体混合领域。

背景技术

随着现代工业的飞速发展，对油品的质量和品种都有了更高的要求，因此就推动了油品调和技术的发展。油品调和是将性质相近的两种或者两种以上的石油组分按规定的比例，通过一定的方法，达到混合均匀的目的。

目前常用与油品调和方法为油罐调和和管道调和。油罐调和时间长、能耗高、生产效率低，不适于大批量调和无法满足油品调和的需要。并且目前常用的罐式调合无论采用何种搅拌工艺，都会在油罐内形成搅拌死角，从而导致调和效率低、能耗较高、生产周期较长等各种问题。为了适应生产和市场发展所需，需要大力发展管道调和。管道调合具有以下优点：能连续作业，从而减少了储存罐和油罐数量；调合量大，提升了一次调和达标率；能耗低。

管道调和大都采用静态混合器。静态混合器是在管道内安装各类混合元件，从而能够改变油品的流动方向，来达到混合均匀的一种混合器。由于管道混合器无转动部件并且具有管道化、新型、高效、节能的优越性能在工业上得到越来越广泛的应用。

目前的管道混合器只侧重管道径向油品的混合，很少有解决管道轴向油品配比不均的问题。因此，本发明提供一种新型管道混合器，可同时满足管道油品轴向与径向均匀混合的要求。

公开号为103120904A、名称为“一种无动力管道混合器”的中国专利文件公开了一种流体及类流体的混合装置，主要“包括管道、螺旋搅拌轴、进料口和出料口，其特征在于所述螺旋搅拌轴可旋转的设置在所述管道内，所述螺旋搅拌轴上设置有至少一组螺旋旋转叶。该专利方案存在的问题是：混合不均匀，流体能量损失较大等问题。公开号为103285757A，名称为静态混合器的中国专利文件公开了一种在管道内在进水方向上依次设有多个混合器单元，进水口处设有过滤格栅的混合器。但是该装置在管道方向上存在混合不均匀的缺点。

发明内容

本发明提供一种改进的管道混合器，不但能够实现管道径向混合均匀也促进了油品的管道轴向混合。

本发明提供的技术方案为：

一种管道混合器，包括外筒和内筒，所述的外筒和内筒分别包括筒体和沿筒体轴向两端的端板，其特征在于：所述的外筒内设置有一旋转轴，所述的内筒位于外筒内，旋转轴贯穿内筒并与之固定连接；在外筒的一端设置有若干进料管，内筒在靠近进料管的一端设置环形挡板与外筒筒壁形成密闭连接；所述外筒在靠近进料管的一端与内筒间形成的空间为预混合室，而外筒的另一端与内筒间形成的空间为后混合室，在靠近预混合室的外筒筒壁上设置有出料管；在内筒的内部设置有若干根不同直径的螺旋管道，螺旋管道的两端出口分别位于内筒两侧的端板上，螺旋管道的出口朝向保持一致。

根据本发明的管道混合器，其中所述内筒的筒体外周上还设置有涡轮，所述的涡轮以内筒为轴，通过焊接、铆接、螺纹连接、螺栓连接或键连接等方式固定在内筒筒体外部。所述涡轮的若干叶片的旋向与螺旋管道旋向相反。涡轮的设置，可以进一步改变流经后混合室的油品的流动状态，促进油品的混合。

根据本发明的管道混合器，其中在所述的外筒的筒壁外表面上还覆盖设置有太阳能板。所述太阳能板均匀的覆盖在整个外筒的外壁上，通过太阳能加热油品，从而能够降低粘度，促进油品混合。

根据本发明的管道混合器，其中所设置的若干进料管，主要用于将不同比例的油品送入预混合室。

根据本发明的管道混合器，其中在所述外筒的两端（侧）的端板的中央分别设置有轴承，旋转轴的两端分别与外筒两端板上设置的轴承配合连接。

本发明的管道混合器中，所述的螺旋管道为不同直径（管径）的螺旋状的管道。螺旋管道的入口位于内筒的前端板（靠进进料管的一侧为前端）上，出口位于内筒的后端板。整个螺旋管道贯穿于整个内筒内部空间，并通过前后端板固定于内筒内。螺旋管道的两端出口可以通过焊接、铆接、螺栓连接等方式固定在端板上。所设置的螺旋管道主要作用有三种：一、配合预混合室和后混合室，通过管道变径产生涡流，促进流体沿管道径向的掺混；二、螺旋管道管径各不相相同，从而能使油品到达后混合室的时间不同，促进流体沿管道轴向的掺混；三、螺旋管道的出口朝向保持一致，油品经螺旋管道排出达到后混合室时，由于变径后的冲力，能够反推内筒绕着旋转轴、沿着与螺旋管道出口方向相反的方向转动，从而进一步促进叶片的转动。

本发明的管道混合器中，所述的外筒和内筒均为筒状结构。

并联管路有一个重要的特征：中各分支管路中的中的阻力和压降相同，因此当分支管等长的情况下，不同管径的分支管路中流速就不同，因此当各支路的入口端相同时，到达同一界面的出口端的时间就不同。因此可达到沿管道轴向掺混流体的目的。

液体在管道内流动，主要存在层流和紊流两种流动状态。其中紊流更有利于液体掺混。涡轮是一种将流动工质的能量转化为机械功的旋转式动力机械。当油品流经带有涡轮的管道时，由于叶轮的叶片与流向有一定的角度，油品的冲力使叶片具有转动力矩，克服摩擦力矩和油品阻力之后叶片旋转。因此涡轮在旋转时能够造成高速湍动的径向流动，促进了油品的径向混合，并且流体经过管径变化处时，其质点的摩擦和碰撞会急速增加，产生局部的压力损失，形成涡流紊动。因此，本发明的管道混合器中设置的涡轮旋转和管径变化都能有效地促进油品的径向混合，取得更好的油品混合效果。

与现有技术相比较，本发明的管道混合器具有以下突出效果：

1、本发明在内筒中所设置的不同管径螺旋管道内油品的流速不同，其到达后混合室的时间不同，从而使得油品在沿管道方向能够混合均匀。

2、由于螺旋管道的旋向与涡轮的旋向相反，油品经不同直径的螺旋管道排出后，产生了反推作用力，驱动内筒沿螺旋管道出口超向的相反方向转动，从而带动了涡轮的转动；

3、油品流经涡轮不断被螺旋叶片切割、剪切、旋转和重新混合，会在断面方向形成涡流，产生很强的剪切力作用于油品，使油品进一步混合，从而使油品进一步混合消除了径向差异。

4、本发明的管道混合器采用外设太阳能板加热，节能效果显著。

附图说明

图1是本发明管道混合器的结构示意图。

其中，10-外筒，11a-前端板，12a-后端板，12-外筒筒体，13-进料管，14-旋转轴，15-预混合室，16-后混合室，17-出料管，20-内筒，21-内筒筒体，22a-前端板，22b-后端板，23-螺旋管道，24-环（形）板，25-涡轮，26-叶片。

图2是本发明管道混合器的A-A截面图。

其中：12-外筒筒体，14-旋转轴，17-出料管，21-内筒筒体，22a-内筒前端板，23-螺旋管道，24-环形挡板，26-叶片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的管道混合器做进一步的描述。

如图1所示，本发明的管道混合器，包括外筒10和内筒20。

所述的外筒10包括外筒筒体12、前端板11a（靠近进料管一端为前，下同），后端板11b。所述的内筒20同样包括内筒筒体21、前端板22a和后端板22b。外筒10内设置有一旋转轴14，该旋转轴的两端分别固定在前端板11a和后端板11b上。优选在前端板11a和后端板11b的中央设置有轴承，而旋转轴14的两端分别位于两侧的轴承内，与之配合连接。

所述的内筒20位于外筒10内，旋转轴14贯穿内筒并与之固定连接。在外筒的前端，如前端板或靠近前端板的外筒筒体上设置有若干进料管13，用于将不同比例的油品送入预混合室15。内筒10在靠近进料管13的一端（前端）设置环形挡板24，环形挡板24与外筒筒体12形成密闭连接。所述外筒10在靠近进料管的一端与内筒间形成的空间为预混合室15，而外筒的另一端与内筒间形成的空间为后混合室16。在靠近预混合室的外筒筒体12上设置有出料管17。

在内筒20的内部设置有若干根不同直径的螺旋管道23，螺旋管道的两端出口分别位于内筒两侧的前端板22a和后端板22b上。所述螺旋管道23的出口朝向与旋转轴14成一定夹角（角度）。

本发明的管道混合器中，其中所述内筒20的筒体21的外周还设置有涡轮25。所述的涡轮25以内筒为轴，通过焊接、卡箍连接、螺纹连接、螺栓连接或键连接等方式固定在内筒筒体21的外周。所述涡轮包括若干叶片26，若干叶片26的旋转方向与螺旋管道23出口的朝向相反。

本发明的管道混合器中，其中在外筒筒体12的表面上还覆盖设置有太阳能板（图中未示出）。所述太阳能板均匀的覆盖在整个外筒筒体的外表面上，通过太阳能加热油品，从而能够降低粘度，促进油品混合。

整个螺旋管道贯穿于整个内筒内部空间，并通过前后端板固定于内筒内。螺旋管道的两端出口可以通过焊接、铆接、螺栓连接等方式固定在端板上。

螺旋管道23位于内筒前端板22a上的开口为入口，而螺旋管道位于内筒后端板22b上的开口为出口。若干螺旋管道23的长度可以相等或不等，优选具有相等的长度。

图2为本发明的管道混合器的A-A剖视图。由此可以更清楚、更直观地了解本发明的管道混合器的结构。

结合图1本发明的管道混合器的工作原理为：

若干种油品经进料管13进入预混合室15，在预混合室混合初步混合后进入到螺旋管道21。油品进入到不同管径螺旋管道内的流速不同，因此油品在不同时间内先后到达后混合室16，从而消除了油品在管道轴向的差异。由于螺旋管道的出口朝向一致，油品经螺旋管道排出进入到后混合室16时，产生反推作用力，驱动内筒绕旋转轴14沿与出口朝向方向相反的方向转动。油品在后混合室16混合后，流经涡轮25上的叶片26时，进一步推动叶片26旋转。而涡轮的旋转又促进了内筒20的转动。油品通过涡轮时将被叶片26分割成多股油品，叶片26具有流线型结构从而也缓解了油品对涡轮的冲击力，油品顺着叶片26流动，流阻小，同时也增加油品层流运动的速度梯度或甚至形成湍流。而当油品形成湍流时，将在断面方向形成涡流，产生很强的剪切力而作用于油品，使得油品进一步分割混合。油品就这样在混合器中不断被旋转的叶片切割、剪切、旋转和重新混合，从而使油品进一步混合消除了径向差异。通过以上沿管道轴向与径向的联合掺混作用，最终使各组分油混合均匀，比例均一，保证油品的产品质量。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种管道混合器，包括外筒和内筒，所述的外筒和内筒分别包括筒体和沿筒体轴向两端的端板，其特征在于：所述的外筒内部设置有旋转轴；所述的内筒位于外筒内，旋转轴贯穿内筒并与之固定连接；在外筒的一端设置有若干进料管，内筒在靠近进料管的一端设置环形挡板与外筒筒壁形成密闭连接；所述外筒在靠近进料管的一端与内筒间形成的空间为预混合室，在靠近预混合室的外筒筒体上设置有出料管；在内筒的内部设置有若干不同直径的螺旋管道，螺旋管道的两端开口分别位于内筒两侧的端板上，螺旋管道的旋向与涡轮的旋向相反。

2.按照权利要求1所述的管道混合器，其特征在于，所述的进料管设置在外筒的端板上或者靠近端板的筒体上。

3.按照权利要求1所述的管道混合器，其特征在于，所述内筒的筒体外周上还设置有涡轮，所述的涡轮以内筒为轴，通过焊接、铆接、螺栓连接或键连接方式固定在内筒筒体上。

4.按照权利要求3所述的管道混合器，其特征在于，所述涡轮的若干叶片的旋转方向与螺旋管道出口的朝向相反。

5.按照权利要求1所述的管道混合器，其特征在于，在所述外筒的筒体外表面上还覆盖设置有太阳能板。

6.按照权利要求1所述的管道混合器，其特征在于，所设置的若干进料管，主要用于将不同比例的油品送入预混合室。

7.按照权利要求1所述的管道混合器，其特征在于，所述的螺旋管道为不同直径的螺旋状的管道。

8.按照权利要求1或7所述的管道混合器，其特征在于，所述螺旋管道的入口位于内筒的前端板上，出口位于内筒的后端板上。

9.按照权利要求8所述的管道混合器，其特征在于，所述螺旋管道的两端出口通过焊接、卡箍连接、铆接、螺纹连接或螺栓连接方式固定在端板上。

10.按照权利要求1所述的管道混合器，其特征在于，所述的外筒和内筒均为圆筒状结构。

11.按照权利要求1所述的管道混合器，其特征在于，所述的外筒远离进料管的一端与内筒间形成的空间为后混合室。

12.按照权利要求1所述的管道混合器，其特征在于，所述外筒两端的端板上设置有轴承，所述旋转轴的两端分别与该所述的轴承配合连接。