CN107824066A - 基于怀特海德链环型的混合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于怀特海德链环型的混合器。包括连接在入口管道和出口管道之间的混合管道，混合管道为近似怀特海德链环型结构，混合管道主要由圆环形管道、交叉型管道、圆弧型管道三部分组成，两个圆弧型管道分别连通到圆环形管道对称的两外侧，交叉型管道由两根管道交叉布置构成，交叉型管道位于圆环形管道中间并连通到圆环形管道对称的两内侧，入口管道和出口管道分别连接到两个圆弧型管道的中间。本发明能提高了多种液体相互混合的效率，能够通过选择不同的管道尺寸结构来适应不同工作条件，管道整体无内部零件，无需外接驱动设备，成本低，混合效果好与效率高。

Description

基于怀特海德链环型的混合器

技术领域

本发明涉及了一种混合器，尤其是涉及了一种基于怀特海德链环型的混合器。

背景技术

世界上每年都要消耗大量的饮料，在混合饮料的生产过程中，需要通过混合器进行多种果汁液体的混合。混合器的效率、混合效果等方面在生产过程中占据着重要的地位，因此，设计一款具有良好性能的混合器能够对生产起到一定的推动作用。现在使用的混合器大都为主动式混合器，通过外部驱动混合器内部运动部件，如叶片、搅拌棒等对液体进行搅拌混合。但是，此类方式混合过程中产生大量的摩擦热，影响果汁口味，另外设备结构与维护也较为复杂。从成本上来讲，外部供能设备使得系统复杂度增加，且会产生额外的能量消耗，使得成本上升。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提出了一种基于怀特海德链环型的混合器，能够完成多相液体混合。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括入口管道和出口管道，包括连接在入口管道和出口管道之间的混合管道，混合管道为近似怀特海德链环型结构。

所述的混合管道主要由圆环形管道、交叉型管道、圆弧型管道三部分组成，两个圆弧型管道分别连通到圆环形管道对称的两外侧，交叉型管道由两根管道交叉布置构成，交叉型管道位于圆环形管道中间并连通到圆环形管道对称的两内侧，入口管道和出口管道分别连接到两个圆弧型管道的中间；圆环形管道的两侧各设有两个连接交点：在圆环形管道的一侧，一个圆弧型管道的两端分别连通到圆环形管道一侧两连接交点的外侧表面，交叉型管道的两根管道的一端分别连通到圆环形管道一侧两连接交点的内侧表面，并且使得交叉型管道的两根管道分别与圆弧型管道的两端在连接交点处以曲率连续过渡；在圆环形管道的另一侧，另一个圆弧型管道的两端分别连通到圆环形管道另一侧两连接交点的外侧表面，交叉型管道的两根管道的另一端分别连通到圆环形管道另一侧两连接交点的内侧表面，并且使得交叉型管道的两根管道分别与圆弧型管道的两端在连接交点处以曲率连续过渡；并且，圆环形管道和圆弧型管道处于同一平面。

所述的入口管道包括主入口管道和副入口管道，入口管道和副入口管道共同连接到混合管道的入口端，混合管道的出口端和出口管道连接。

所述的出口管道与主入口管道的中心线共线，主入口管道与副入口管道成90度角垂直布置，且副入口管道与由混合管道中的圆环形管道和圆弧型管道组成的平面垂直。

所述的出口管道、主入口管道和副入口管道的接口处均设置安装座，每个安装座上均设置有四个螺栓安装孔，安装座通过四个螺栓安装孔与外部的输入管道和输出管道相连。

所述的混合管道为正怀特海德链环型或者反怀特海德链环型。

所述的怀特海德链环型的混合管道具有实现液体之间混合的功能。

本发明通过特殊的混合管道结构，能够使得进入的混合液产生分合、扭转、折叠等变化，增加不同液体之间的扩散面积和增强相互运动强度，从而实现对液体的混合，提高了多种液体相互混合的效率。

本发明的混合器的混合效果由管道的各项形状参数、液体流动的边界条件、通入液体的本身属性等方面相关。单个混合器有两个液流入口，若要混合3种及以上的不同液体，可选用多个混合器相互连接的形式增加入口。

本发明具有的有益效果是：

本发明能够实现多相液体的混合，为已有的混合器设计提供一种有效的思路和方法。

本发明有较好的混合效果，且能够适应不同的工作环境，管道内部无其他零件，安装、维护较为简单方便，成本较低。

本发明中的怀特海德链环型混合管道的形状较为简单，易于制造与混合过程中的检测。

本发明对于不同的工作状况，可以对怀特海德链环型的混合管道中各级管道的曲率、形状参数等进行改变，易于改装定制或者形成系列化产品。

对于不同的工作条件，能够通过选择不同的管道尺寸结构来适应。管道整体无内部零件，无需外接驱动设备，成本低，混合效果好与效率高。

附图说明

图1是正怀特海德链环型的混合器示意图。

图2是反怀特海德链环型的混合器示意图。

图3是普通圆环形混合器示意图。

图4是普通圆环型混合器出口水浓度分布图。

图5是正怀特海德链环型的混合器出口水浓度分布图。

其中：1、主入口管道，2、副入口管道，3、圆环形管道，4、交叉型管道， 5、圆弧型管道，6、出口管道，7、安装座。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1、2所示，本发明具体实施包括入口管道1、2和出口管道6，其特征是：包括连接在入口管道1、2和出口管道6之间的混合管道3、4、5，混合管道3、4、5为近似怀特海德链环型结构。

混合管道3、4、5主要由圆环形管道3、交叉型管道4和圆弧型管道5三部分组成，两个圆弧型管道5分别连通到圆环形管道3对称的两外侧，交叉型管道4由两根管道交叉布置构成，交叉型管道4位于圆环形管道3中间并连通到圆环形管道3对称的两内侧，入口管道1、2和出口管道6分别连接到两个圆弧型管道5的中间。

入口管道1、2包括主入口管道1和副入口管道2，入口管道1和副入口管道2共同连接到混合管道3、4、5的入口端，混合管道3、4、5的出口端和出口管道6连接。

如图1、2所示，圆环形管道3的两侧各设有两个连接交点，共计四个连接交点：在圆环形管道3的一侧，一个圆弧型管道5的两端分别连通到圆环形管道3一侧两连接交点的外侧表面，交叉型管道4的两根管道的一端分别连通到圆环形管道3一侧两连接交点的内侧表面，并且使得交叉型管道4的两根管道分别与圆弧型管道5的两端在连接交点处以曲率连续过渡；在圆环形管道3的另一侧，另一个圆弧型管道5的两端分别连通到圆环形管道3另一侧两连接交点的外侧表面，交叉型管道4的两根管道的另一端分别连通到圆环形管道3另一侧两连接交点的内侧表面，并且使得交叉型管道4的两根管道分别与圆弧型管道5的两端在连接交点处以曲率连续过渡；并且，圆环形管道3和圆弧型管道5处于同一平面。

出口管道6与主入口管道1的中心线共线，主入口管道1与副入口管道2 成90度角垂直布置，且副入口管道2与由混合管道3、4、5中的圆环形管道3 和圆弧型管道5组成的平面垂直。

出口管道6、主入口管道1和副入口管道2的接口处均设置安装座7，每个安装座7上均设置有四个螺栓安装孔，安装座7通过四个螺栓安装孔与外部的输入管道和输出管道相连。

具体实施的混合管道为正怀特海德链环型或者反怀特海德链环型。如图1 所示，正怀特海德链环型是指交叉型管道4向远离副入口管道2的一侧突出。如图2所示，反怀特海德链环型是指交叉型管道4向靠近副入口管道2的一侧突出。

本发明的实施工作过程是：

本发明在布置时需要使主平面水平。主入口管道与次入口管道通入不同的液体，两者汇合后进入怀特海德链环型混合管道。在进入圆弧型管道5后，混合液被分成两股，液体之间接触面积增加。

在混合管道内部的相交处，液体进一步被分为4股，并且交叉型管道与圆环型管道使得液体交汇时能够使液体内部产生旋流，增加的混合的效果。此外，圆环形管道3连通了各个部分的管道，使得管道内部的存在的横向压力差能够消除，提高混合效果的稳定性。

本发明的实施例如下：

混合器的具体结构采用如图1所示的正怀特海德链环型的混合器。

仿真的试验情况是仿真实验情况是主入口通道通入酒精，副入口通道通入水，通入的速度均为1m/s，仿真管道的总长度取为240mm，内径15mm。实验最终通过考查混合器出口的水的浓度分布状况判断混合器的混合效果，越接近 0.5，混合效果越好。

实验结果是：正怀特海德链环型的混合器仿真实验结果如图5所示。在混合器的出口处，等浓度线出现多个圆环，说明在混合过程中产生了分合与折叠的效果。此外，出口处的浓度曲线有十分明显的弯曲，说明在流动过程中液体之间的接触面积被有效地增大。管道整体混合效果较好，混合效果最差处的浓度也能够达到0.51左右的浓度，整体混合效果在97％左右。

对比例如下：

对比例混合器结构具体采用图3所示的普通圆环型混合器，入口和出口之间直接通过一个圆环管道连接，入口和出口对称连接到圆环管道的两侧。

实验结果是：普通圆环型混合器出口水浓度分布图如图4所示，从浓度的分布上来看，可以判断其混合效果较差。并且其浓度分布曲线较为平直，说明在混合过程中不同液体的实际接触面积较小，相互之间流动程度较低。虽然其具有分合效果，但是实际工作过程中，普通圆环混合器的分合效果对于提升混合效果的帮助并不大。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于怀特海德链环型的混合器，包括入口管道(1、2)和出口管道(6)，其特征是：包括连接在入口管道(1、2)和出口管道(6)之间的混合管道(3、4、5)，混合管道(3、4、5)为近似怀特海德链环型结构。

2.根据权利要求1所述的一种基于怀特海德链环型的混合器，其特征是：所述的混合管道(3、4、5)主要由圆环形管道(3)、交叉型管道(4)、圆弧型管道(5)三部分组成，两个圆弧型管道(5)分别连通到圆环形管道(3)对称的两外侧，交叉型管道(4)由两根管道交叉布置构成，交叉型管道(4)位于圆环形管道(3)中间并连通到圆环形管道(3)对称的两内侧，入口管道(1、2)和出口管道(6)分别连接到两个圆弧型管道(5)的中间；

圆环形管道(3)的两侧各设有两个连接交点：在圆环形管道(3)的一侧，一个圆弧型管道(5)的两端分别连通到圆环形管道(3)一侧两连接交点的外侧表面，交叉型管道(4)的两根管道的一端分别连通到圆环形管道(3)一侧两连接交点的内侧表面，并且使得交叉型管道(4)的两根管道分别与圆弧型管道(5)的两端在连接交点处以曲率连续过渡；在圆环形管道(3)的另一侧，另一个圆弧型管道(5)的两端分别连通到圆环形管道(3)另一侧两连接交点的外侧表面，交叉型管道(4)的两根管道的另一端分别连通到圆环形管道(3)另一侧两连接交点的内侧表面，并且使得交叉型管道(4)的两根管道分别与圆弧型管道(5)的两端在连接交点处以曲率连续过渡；并且，圆环形管道(3)和圆弧型管道(5)处于同一平面。

3.根据权利要求1所述的一种基于怀特海德链环型的混合器，其特征是：所述的入口管道(1、2)包括主入口管道(1)和副入口管道(2)，入口管道(1)和副入口管道(2)共同连接到混合管道(3、4、5)的入口端，混合管道(3、4、5)的出口端和出口管道(6)连接。

4.根据权利要求2所述的一种基于怀特海德链环型的混合器，其特征是：所述的出口管道(6)与主入口管道(1)的中心线共线，主入口管道(1)与副入口管道(2)成90度角垂直布置，且副入口管道(2)与由混合管道(3、4、5)中的圆环形管道(3)和圆弧型管道(5)组成的平面垂直。

5.根据权利要求3所述的一种纽结型的被动式混合器，其特征是：所述的出口管道(6)、主入口管道(1)和副入口管道(2)的接口处均设置安装座(7)，每个安装座(7)上均设置有四个螺栓安装孔，安装座(7)通过四个螺栓安装孔与外部的输入管道和输出管道相连。