CN108187533A - 一种气液固混合装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气液固混合装置。装置为密闭容器，有隔板径向布置将容器分隔为上、中、下三个等体积的腔室，隔板上设置有密布的孔，还有输入管路、输出管路和搅拌装置，搅拌叶位于中部腔室中，输出管路接口位于混合罐中部罐壁上，输入管路包括固相管路、液相管路和气相管路；固相管路有两组，接口分别设置于混合罐顶面驱动电机两侧，液相管路接口位于混合罐中部与输出管路接口相对一侧罐壁上，气相管路接口位于混合罐底部中心，输入管路各流量计和电磁阀均与控制器控制连接。本发明可同时实现气液固的均匀混合，可测量出流入固体、气体和液体以及流出混合物的流量，可精确地获得混合罐内固体和气体混合后的浓度，对混合物比例进行控制。

Description

一种气液固混合装置
技术领域
本发明属于混合机械设计制造领域，尤其属于多相介质混合设备的设计与制造技术领域，特别涉及一种应用于多相流输送的气液固混合装置。
背景技术
现有多相混合装置大部分为气液两相，很少涉及气液固三相混合，且各相各自的比例都是人为控制，很难保证每种成分精确的混合百分比，混合不均匀，不能满足多相混合的需要,无法同时实现和满足固液气的三相同时混合。
同时，对于多相混合，特别涉及有气体成分相、固体成分相的混合时，其混合装置的气密、精确混合控制以及固体的下沉聚集等问题均需要解决。
发明内容
本发明气液固混合装置能够实现多相成分的均匀混合，实现自动控制，能够使多相成分的混合百分比得到精确的控制。
本发明根据现有技术的不足公开了一种气液固混合装置。本发明要解决的问题是提出一种混合更充分、混合比例更精确、控制更方便的气液固混合装置。
本发明通过以下技术方案实现：
气液固混合装置，包括混合罐、输入管路、输出管路和搅拌装置，其特征在于：
所述混合罐是一密闭容器，有隔板径向布置将容器分隔为上、中、下三个等体积的腔室，隔板上设置有密布的孔；
所述搅拌装置包括搅拌叶和驱动电机，驱动电机设置于混合罐顶面中心位置，驱动电机通过搅拌轴连接驱动搅拌叶，搅拌叶位于混合罐中部的腔室中；
所述输出管路接口位于混合罐中部罐壁上，输出管路上安装有科氏流量计和电磁阀，科氏流量计和电磁阀与控制器控制连接；
所述输入管路包括固相管路、液相管路和气相管路；固相管路有两组，接口分别设置于混合罐顶面驱动电机两侧；液相管路接口位于混合罐中部与输出管路接口相对一侧罐壁上，液相管路上安装有电磁流量计和电磁阀；气相管路接口位于混合罐底部中心，气相管路上安装有气体流量计和电磁阀；输入管路各流量计和电磁阀均与控制器控制连接。
所述隔板上孔的直径为3mm-5mm，且均匀密布于每个隔板上。
所述搅拌轴与容器接触部有迷宫式或橡胶密封装置。
所述容器中部内壁安装有颗粒物质量浓度传感器和气体浓度传感器。
所述容器上部安装有泄压阀。
本发明的混合装置由各相成分的输入管路、混合相输出管路和与之连接的混合罐容器组成，输入管路包括固相管路、液相管路和气相管路。
本发明的气相管路位于混合罐的正下方中间位置，输气管路上安装有一气体流量计和一电磁阀；由于气体密度较小，布置于混合罐正下方时气体从下方流动到混合罐中间位置时可更好均布于混合罐中部，从而可提高气液固混合效率。
本发明的液相管路位于混合罐的中部位置，输液管路上安装有一电磁流量计和一电磁阀；由于液体密度介于固体和气体之间，布置于混合罐中部时更有利于气液固的均匀混合。
本发明的固相管路位于混合罐上方位置，且有2个入口，2个入口位置距离搅拌器旋转轴的距离均为混合罐半径的一半，均匀布置；采用两个入口及在上部分别布置，能够提高固体颗粒流入的均匀性。
本发明的混合相出口位于混合罐中部位置，且与液相管路的位置相对，混合相输出管路上有一科式流量计和一电磁阀；由于按照上述布置各相入口后，其混合罐中部的气液固混合最为均匀，所有混合相出口布置于混合罐中部位置，且科式流量计可测量气液固混合后的流量。
本发明的混合罐内部分为上、中、下三部分，且三部分体积相等，每部分之间由带孔的隔板分开，混合罐内还安装有一搅拌器，搅拌器位于混合罐中部中央位置，搅拌器由一电动机驱动，混合罐上方还安装有一泄压阀；在混合罐中间位置气液固混合最为均匀，将搅拌器安装于混合罐中央位置能够更好地对混合相交线搅拌。孔板的直径为3mm-5mm，且均匀密布于每个隔板上，这样可使质量较好的固体颗粒进入混合罐中部。
本发明的混合罐内部中间位置还安装有两个传感器，分别为颗粒物质量浓度传感器和气体浓度传感器；颗粒物质量浓度传感器和气体浓度传感器可分布反馈固体颗粒和气体浓度的大小，从而通过控制器控制固体颗粒和气体的流入量。
本发明的各个电磁阀和电动机均由控制器控制，颗粒物质量浓度传感器和气体浓度传感器将信号传输到控制器，控制器经过分析后将信号传输到各电磁阀和电机，使得各电磁阀和电机执行相应的指令。
本发明结合固液气各自的物理性质，设计了可同时实现固液气三相的均匀混合，且利用隔板将三相入口隔开，可将不符合标准的固体留在混合罐的最上层。
本发明有益性：本发明可同时实现气液固的均匀混合，同时也可测量出流入固体、气体和液体以及流出混合物的流量。本发明还可精确地测量出混合罐内固体和气体混合后的浓度，从而对固体和气体的流入比例进行控制。
附图说明
图1本发明混合装置结构示意图；
图2本发明混合罐示意图；
图3本发明控制示意图。
图中，1是混合罐，2是调节阀，3是电磁阀，4是电动机，5是电磁阀，6是搅拌器，7是电磁流量计，8是电磁阀，9是电磁阀，10是气体流量计，11是科式流量计，12是电磁阀，13是隔板，15是隔板，16是液位计，17是颗粒物质量浓度传感器，18是气体浓度传感器，A是固体颗粒入口，B是液体入口，C是气体入口，H是混合相出口，K是控制器。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，实施例只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的内容作出的一些非本质的改进和调整也属于本发明保护的范围。
结合附图。
气液固混合装置，包括混合罐、输入管路、输出管路和搅拌装置。
混合罐是一密闭容器，有隔板径向布置将容器分隔为上、中、下三个等体积的腔室，隔板上设置有密布的孔；
搅拌装置包括搅拌叶和驱动电机，驱动电机设置于混合罐顶面中心位置，驱动电机通过搅拌轴连接驱动搅拌叶，搅拌叶位于混合罐中部的腔室中；
输出管路接口位于混合罐中部罐壁上，输出管路上安装有科氏流量计和电磁阀，科氏流量计和电磁阀与控制器控制连接；
输入管路包括固相管路、液相管路和气相管路；固相管路有两组，接口分别设置于混合罐顶面驱动电机两侧；液相管路接口位于混合罐中部与输出管路接口相对一侧罐壁上，液相管路上安装有电磁流量计和电磁阀；气相管路接口位于混合罐底部中心，气相管路上安装有气体流量计和电磁阀；输入管路各流量计和电磁阀均与控制器控制连接。
隔板上孔的直径为3mm-5mm，且均匀密布于每个隔板上。
搅拌轴与容器接触部有迷宫式或橡胶密封装置。容器中部内壁安装有颗粒物质量浓度传感器和气体浓度传感器。容器上部安装有泄压阀。
当需要气液混合时，关闭电磁阀3和电磁阀5，打开电磁阀9和电磁阀8，然后通过控制电磁阀9和电磁阀8来分别控制气体和液体的流量，同时利用电磁流量计7可测量液体的流量，利用气体流量计10可测量气体的流量。
当往混合罐内输送气体和液体时，启动电动机4，驱动搅拌器6开始工作，当气液混合物的体积达到混合罐体积的三分之二时，打开电磁阀12，使得气液混合物流向下游，同时利用电磁阀12控制混合物的流量，利用科氏流量计11测量混合物流量的大小。
当需要气液固三相混合时，打开电磁阀3、电磁阀5、电磁阀9和电磁阀8，然后通过同时控制电磁阀3和电磁阀5来控制固体的流量，使得流入混合罐内的固体均匀性增强，同样通过控制电磁阀9和电磁阀8来分别控制气体和液体的流量，同时利用电磁流量计7可测量液体的流量，利用气体流量计10可测量气体的流量，并重复气液两相混合的控制方法对气液固三相进行控制。
在具体控制方式上，利用颗粒物质量浓度传感器17和气体浓度传感器18分别将固体颗粒浓度和气体浓度的信号反馈给控制器，控制器将收到的信号进行分析处理，如果固体颗粒浓度大于所需要的浓度，控制器将信号传递到电磁阀3和电磁阀5，同步减小固体颗粒的流入量，直到所测得的固体颗粒浓度等于所需要的浓度。同理，如果固体颗粒浓度小于所需要的浓度，控制器将信号传递到电磁阀3和电磁阀5，同步增加固体颗粒的流入量，直到所测得的固体颗粒浓度等于所需要的浓度。如果气体浓度大于所需要的浓度，控制器将信号传递到电磁阀9，电磁阀9的开度减小，使得气体的流入量减小，直到所测得的气体浓度等于所需要的浓度，相反，如果气体浓度小于所需要的浓度，控制器将信号传递到电磁阀9，电磁阀9的开度增加，使得气体的流入量增加，直到所测得的气体浓度等于所需要的浓度。同时在上述改变阀门开度的同时，控制器将信号传递到电动机4，电动机4根据收到的信号对搅拌器6的转速也进行相应的控制。
本发明中的所有阀门和电机均实现自动控制和信号传输，可大大提高气液固混合的均匀性。

Claims (5)

1.一种气液固混合装置，包括混合罐、输入管路、输出管路和搅拌装置，其特征在于：
所述混合罐是一密闭容器，有隔板径向布置将容器分隔为上、中、下三个等体积的腔室，隔板上设置有密布的孔；
所述搅拌装置包括搅拌叶和驱动电机，驱动电机设置于混合罐顶面中心位置，驱动电机通过搅拌轴连接驱动搅拌叶，搅拌叶位于混合罐中部的腔室中；
所述输出管路接口位于混合罐中部罐壁上，输出管路上安装有科氏流量计和电磁阀，科氏流量计和电磁阀与控制器控制连接；
所述输入管路包括固相管路、液相管路和气相管路；固相管路有两组，接口分别设置于混合罐顶面驱动电机两侧；液相管路接口位于混合罐中部与输出管路接口相对一侧罐壁上，液相管路上安装有电磁流量计和电磁阀；气相管路接口位于混合罐底部中心，气相管路上安装有气体流量计和电磁阀；输入管路各流量计和电磁阀均与控制器控制连接。
2.根据权利要求1所述的气液固混合装置，其特征在于：所述隔板上孔的直径为3mm-5mm，且均匀密布于每个隔板上。
3.根据权利要求1所述的气液固混合装置，其特征在于：所述搅拌轴与容器接触部有迷宫式或橡胶密封装置。
4.根据权利要求1所述的气液固混合装置，其特征在于：所述容器中部内壁安装有颗粒物质量浓度传感器和气体浓度传感器。
5.根据权利要求1所述的气液固混合装置，其特征在于：所述容器上部安装有泄压阀。
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