CN107930475A - 一种储罐内机械超声复合均质系统 - Google Patents

一种储罐内机械超声复合均质系统 Download PDF

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张丽
王长利
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/92Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with helices or screws
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01F31/83Mixing by means of high-frequency vibrations above one kHz, e.g. ultrasonic vibrations comprising a supplementary stirring element

Abstract

本发明涉及一种均混器,更具体的说是一种储罐内机械超声复合均质系统,包括罐体上盖、罐体、机械旋转搅拌电机、电机固定架、取液管、混液筒、绞龙螺旋叶片、超声波换能器和温度传感器,多个超声波换能器相对交错位于混液筒的内壁,并与绞龙螺旋叶片交错设置,混液筒外壁设有进液孔和取液口,顶端设有排液管,排液管下表面设有排液孔,电机固定架固定机械旋转搅拌电机于罐体上盖中心处,与混液筒中心轴相接,电机运行时绞龙螺旋叶片绕中心轴旋转,形成的漩涡状流动液流,在经过超声换能器作用的同时向顶端排液孔喷出。本发明适用于石油、化工行业中非匀质液体的均质化;本发明解决了现有均混设备均混效果不好、能耗大、效率低等问题。

Description

一种储罐内机械超声复合均质系统
技术领域
本发明涉及一种均混器,更具体的说是一种储罐内机械超声复合均质系统。
背景技术
非匀质液体即非均匀液体,其粘滞度随着切率的减小而增大,与均匀液体性质不同,非均匀液体内部密度不是一个常量,液体的粘度等特征物理量,甚至化学成分也是变量,并且当压力、温度等条件变化时,液体形态会发生变化,由于非匀质液体的这些特点,在生产过程中此类液体严重影响了进一步制备化学用品的纯度,降低了生产效率,增加了生产成本。如何使非匀质液体能够快速达到稳定、均匀化的状态是一个急需解决的问题。
目前,通常采用机械搅拌法对非匀质液体进行混合,相关设备有乳化机、小型离心泵、静态混合器等等,但这些设备都存在着弊端,其中乳化机耗能较大、易损件较多、维护工作量较大,不适合于高粘度非均质液体的混合。小型离心泵在起动前需先灌泵或采用真空泵将泵内空气抽出,自吸离心泵启动前虽不必灌泵,但目前使用上还有局限性,且液体粘度对泵的性能影响较大,当液体粘度增加时,泵的流量、扬程、吸程和效率都会显著地降低。静态混合器种类繁多,但普遍存在流程较长、流体阻力大、纵向混合效果差等不足。
发明内容
本发明为了解决现有均混设备均混效果不佳、能耗大、效率差等问题,提供一种储罐内机械超声复合均质系统,可以快速稳定实现罐内非均质液体的均一化。
本发明采用以下技术方案来实现:
一种储罐内机械超声复合均质系统,包括罐体上盖、罐体、机械旋转搅拌电机、电机固定架、取液管和混液筒,其特征在于:所述混液筒上设置有绞龙螺旋叶片、超声波换能器、旋转中心轴和温度传感器,多个超声波换能器均匀交错设置在混液筒的内壁上,所述混液筒内设置有多个温度传感器,多个温度传感器分别与多个超声波换能器就近设置;所述混液筒的侧壁上设置有多个进液孔和一个取液口,所述混液筒的顶端设置四个排液管,所述排液管的下端设有多个连通罐体的排液孔,所述罐体上盖盖合在罐体的上端,所述混液筒位于罐体内部中心位置,所述罐体上盖设有电机固定架和机械旋转搅拌电机,所述机械旋转搅拌电机位于罐体上盖中心处,所述旋转中心轴与机械旋转搅拌电机的传动轴通过联轴器连接,所述旋转中心轴与罐体上盖间隙配合,所述旋转中心轴的下端面通过轴承固定在混液筒内,所述旋转中心轴上固定连接有绞龙螺旋叶片,所述取液管的一端连接并连通取液口,所述取液管的另一端通过罐体上盖引出。
作为本技术方案的进一步优化,本发明一种储罐内机械超声复合均质系统,所述混液筒侧壁上的多个进液孔从上到下均匀分布,多个进液孔从上到下直径依次减小。
作为本技术方案的进一步优化,本发明一种储罐内机械超声复合均质系统,所述混液筒顶端的四个排液管呈十字形分布,所述排液管下端的多个排液孔的孔径以旋转中心轴为中心向外依次增大。
作为本技术方案的进一步优化,本发明一种储罐内机械超声复合均质系统,所述温度传感器实时监控罐体内温度的变化。
作为本技术方案的进一步优化,本发明一种储罐内机械超声复合均质系统,所述绞龙螺旋叶片随旋转中心轴旋转时,混液筒内部的液体向上运动。
作为本技术方案的进一步优化,本发明一种储罐内机械超声复合均质系统,所述取液管与混液筒之间为密封连接,所述取液管与罐体上盖之间为密封连接。作为本技术方案的进一步优化,本发明一种储罐内机械超声复合均质系统,所述罐体用于存放非匀质液体,所述非匀质液体可以为烷基苯或烷基磺酸盐或烷基硫酸盐。
本发明一种储罐内机械超声复合均质系统的有益效果为:
本发明构建一个宏观机械搅拌和超声细微振动相复合的组合处理系统,将整体的大幅机械扰动和超声波细微乳化作用相结合,达到快速稳定均一化罐内液体的目的,宏观机械搅动用绞龙完成,细微振动用超声波换能器实现,两者集中在一个混流筒内。液体通过进液孔阵从不同层面进入混液筒后,其在绞龙螺旋叶片的作用下产生激烈扰动,从而打乱原有的分层状态,实现宏观混合,混液筒内经过超声作用的液体产生空化现象和乳化现象,其分散相的颗粒更小、分布更集中,更利于乳液的稳定,使它们充分混合。液体在绞龙螺旋叶片的带动下形成漩涡状的流动液流,涌向处于顶部的排液孔后喷淋到四周液面,造成混液筒外液体的紊乱流动,也起到一定的搅扰作用。与传统的均化方法相比,机械超声复合均质系统处理后的液体均化效果好,且可以在较长时间(1~3个月内)保持良好的均匀状态,因此本发明能耗低、无污染、效率高、均质化效果好、均质效果保持时间长,适用于所有类型罐体内非均匀液体的均质化。本发明的各组件工作状态可控,既能长期作业又能短期作业,在保证非均质液体良好混合均匀的同时,增加了系统的可操作性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的整体结构示意图;
图2是本发明的局部放大结构示意图一;
图3是本发明的局部放大结构示意图二;
图4是本发明的局部放大结构示意图三;
图5是本发明的局部放大结构示意图四。
图中:罐体上盖1;排液管2;罐体3;机械旋转搅拌电机4;绞龙螺旋叶片5;进液孔6;取液管7;取液口8;超声波换能器9;排液孔10;混液筒11;电机固定架12;温度传感器13;旋转中心轴14。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式一:
下面结合图1-5说明本实施方式,一种储罐内机械超声复合均质系统,包括罐体上盖1、罐体3、机械旋转搅拌电机4、电机固定架12、取液管7和混液筒11,所述混液筒11上设置有绞龙螺旋叶片5、超声波换能器9、旋转中心轴14和温度传感器13,多个超声波换能器9均匀交错设置在混液筒11的内壁上,所述混液筒11内设置有多个温度传感器13,多个温度传感器13分别与多个超声波换能器9就近设置;所述混液筒11的侧壁上设置有多个进液孔6和一个取液口8,所述混液筒11的顶端设置四个排液管2,所述排液管2的下端设有多个连通罐体(3)的排液孔10,所述罐体上盖1盖合在罐体3的上端,所述混液筒11位于罐体3内部中心位置,所述罐体上盖1设有电机固定架12和机械旋转搅拌电机4,所述机械旋转搅拌电机4位于罐体上盖中心处,所述旋转中心轴14与机械旋转搅拌电机4的传动轴通过联轴器连接,所述旋转中心轴14与罐体上盖1间隙配合,所述旋转中心轴14的下端面通过轴承固定在混液筒11内,所述旋转中心轴14上固定连接有绞龙螺旋叶片5,所述取液管7的一端连接并连通取液口8,所述取液管7的另一端通过罐体上盖1引出。
所述混液筒11的内壁设有超声波换能器9,所述十个超声波换能器9绕混液筒11的轴向分布,十个超声波换能器9与绞龙螺旋叶片5交错设置,所述超声波换能器9周围设有温度传感器13,温度传感器13用于监控罐体的温度。
具体实施方式二:
下面结合图1-5说明本实施方式,本实施方式对实施方式一作进一步说明,所述混液筒11侧壁上的多个进液孔6从上到下均匀分布,多个进液孔6从上到下直径依次减小;这样设计的原因是,由于混液筒11底部压强大,顶部压强小,如此设计能够使每层液体进入混液筒的进液量相同。
具体实施方式三:
下面结合图1-5说明本实施方式,本实施方式对实施方式一作进一步说明,所述混液筒11的外壁的取液口8的位置任意。
具体实施方式四:
下面结合图1-5说明本实施方式,本实施方式对实施方式一作进一步说明,所述混液筒11顶端的四个排液管2呈十字形分布,如此设计使罐内液体扰动均匀;所述排液管2下端的多个排液孔10的孔径以旋转中心轴14为中心向外依次增大,排液管2靠近旋转中心轴14的排液孔处压强大,末端排液孔压强小,如此设计能够使排液管2末端排液孔排出液体呈现喷射状态。
具体实施方式五:
下面结合图1-5说明本实施方式,本实施方式对实施方式一作进一步说明,所述温度传感器13实时监控罐体3内温度的变化。
具体实施方式六:
下面结合图1-5说明本实施方式,本实施方式对实施方式一作进一步说明,所述绞龙螺旋叶片5随旋转中心轴14旋转时,混液筒11内部液体向上运动,如此设计使液体通过顶端排液管的排液孔喷淋到罐内四周的液面,造成混液筒外液体的紊乱流动,也可起到一定的搅扰作用。
具体实施方式七:
下面结合图1-5说明本实施方式,本实施方式对实施方式一作进一步说明,所述取液管7与混液筒11之间为密封连接,所述取液管7与罐体上盖1之间为密封连接;所述罐体3用于存放非匀质液体,所述非匀质液体可以为烷基苯、烷基磺酸盐、烷基硫酸盐等化学品。
本发明的一种储罐内机械超声复合均质系统,其工作原理为:工作时,当罐体3内液体通过进液孔6从不同层面进入混液筒11后,其在绞龙螺旋叶片5的作用下产生激烈扰动,从而打乱原有的分层状态,实现宏观混合;同时,混液筒11中的十个超声换能器9产生高频振动,在液体中造成空化现象和乳化现象,使液体混合进行的更快、更彻底,且使分散相的颗粒更小、分布更集中,有利于乳液的稳定,降低不同液体的界面张力,使它们充分混合;随着绞龙螺旋叶片5的带动,混液筒11内形成漩涡状的流动液流,涌向处于顶部的排液孔,从排液孔10涌出的液流喷淋到四周的液面,造成混液筒11外液体的紊乱流动,也可起到一定的搅扰作用,然后罐体3内液体再通过进液孔6进入混液筒11,这样循环往复;经以上两种混合机制复合作用后的均混液体可以在较长的时间保持良好的均匀状态。
当然,上述说明并非对本发明的限制,本发明也不仅限于上述举例,本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种储罐内机械超声复合均质系统,包括罐体上盖(1)、罐体(3)、机械旋转搅拌电机(4)、电机固定架(12)、取液管(7)和混液筒(11),其特征在于:所述混液筒(11)上设置有绞龙螺旋叶片(5)、超声波换能器(9)、旋转中心轴(14)和温度传感器(13),多个超声波换能器(9)均匀交错设置在混液筒(11)的内壁上,所述混液筒(11)内设置有多个温度传感器(13),多个温度传感器(13)分别与多个超声波换能器(9)就近设置;所述混液筒(11)的侧壁上设置有多个进液孔(6)和一个取液口(8),所述混液筒(11)的顶端设置四个排液管(2),所述排液管(2)的下端设有多个连通罐体(3)的排液孔(10),所述罐体上盖(1)盖合在罐体(3)的上端,所述混液筒(11)位于罐体(3)内部中端,所述罐体上盖(1)设有电机固定架(12)和机械旋转搅拌电机(4),所述机械旋转搅拌电机(4)位于罐体上盖中心处,所述旋转中心轴(14)与机械旋转搅拌电机(4)的传动轴通过联轴器连接,所述旋转中心轴(14)与罐体上盖(1)间隙配合,所述旋转中心轴(14)的下端面通过轴承固定在混液筒(11)内,所述旋转中心轴(14)上固定连接有绞龙螺旋叶片(5),所述取液管(7)的一端连接并连通取液口(8),所述取液管(7)的另一端通过罐体上盖(1)引出。
2.根据权利要求1所述的一种储罐内机械超声复合均质系统,其特征在于:所述混液筒(11)侧壁上的多个进液孔(6)从上到下均匀分布,多个进液孔(6)从上到下直径依次减小。
3.根据权利要求1所述的一种储罐内机械超声复合均质系统,其特征在于:所述混液筒(11)顶端的四个排液管(2)呈十字形分布,所述排液管(2)下端的多个排液孔(10)的孔径以旋转中心轴(14)为中心向外依次增大。
4.根据权利要求1所述的一种储罐内机械超声复合均质系统,其特征在于:所述温度传感器(13)实时监测罐体(3)内的温度变化。
5.根据权利要求1所述的一种储罐内机械超声复合均质系统,其特征在于:所述绞龙螺旋叶片(5)随旋转中心轴(14)旋转时,混液筒(11)内部液体向上运动。
6.根据权利要求1所述的一种储罐内机械超声复合均质系统,其特征在于:所述取液管(7)与混液筒(11)之间为密封连接,所述取液管(7)与罐体上盖(1)之间为密封连接。
7.根据权利要求1所述的一种储罐内机械超声复合均质系统,其特征在于:所述罐体(3)用于存放非匀质液体,所述非匀质液体为烷基苯或烷基磺酸盐或烷基硫酸盐。
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