CN110339740A - 一种多物料注入式管道混合器 - Google Patents

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高强
郭立
罗帅帅
朱成财
李万杰
杜建红
何立春
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B01F35/717—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer
    • B01F35/71805—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer using valves, gates, orifices or openings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F35/80—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed
    • B01F35/83—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed by controlling the ratio of two or more flows, e.g. using flow sensing or flow controlling devices
    • B01F35/833—Flow control by valves, e.g. opening intermittently

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Abstract

本发明涉及一种多物料注入式管道混合器。包括注入单元、混合单元以及出口整流单元；采用主物料和添加物料分别以轴向和径向的方式进入注入单内进行初次混合，之后在混合单元内的多隔板扰流作用下进行二次混合，最后通过出口整流单元内的若干个流体通道进行整流，混合过程中流阻小，二次混合过程均无活动部件介入，从而大大提升了混合物料的混合效果，并且保证了混合物料的洁净度，同时也确保了出口处流量测量的精准度。

Description

一种多物料注入式管道混合器
技术领域
本发明涉及一种多物料注入式管道混合器。
背景技术
工程中常常需要将几种液体物料均匀混合，现有的做法包括搅拌混合、自然掺混等方式。
对于搅拌混合方式大多采用搅拌器实现，由于存在转动部件，可能转动部件内部的杂质会参与混合，从而产生多余物，导致物料混合后的品质受到影响；
对于自然掺混方式的现有的方式为迷宫结构，这种结构流阻大且难以清洗检查。为满足高洁净度介质混合要求，急需一种可检查、结构简单可靠的混合器。
发明内容
本发明提供了一种结构简单、物料混合效果好、混合物料洁净度高的多物料注入式管道混合器。
本发明的具体技术方案是：
本发明提供了一种多物料注入式管道混合器，包括注入单元、混合单元以及出口整流单元；
注入单元包括主物料入口管、初级混合管、添加物料入口管；
混合单元包括混合管以及多个第一隔板；
出口整流单元包括出口管、多个水平隔板以及多个竖直隔板；
主物料入口管、初级混合管、混合管以及出口管沿轴向方向依次连通；
添加物料入口管为多个，并沿圆周方向均匀布置在所述初级混合管上；每个添加物料入口管均沿径向方向插装在初级混合管上；每个添加物料入口管位于初级混合管内部的管壁上开设有多个喷孔；多个喷孔在面向混合管的半圆周管壁上均匀分布；
多个第一隔板沿轴向方向依次布置并相互平行，每个第一隔板均固定于所述混合管内壁上，每相邻两个第一隔板在圆周上偏移90°分布；
多个水平隔板和多个竖直隔板均固定在出口管内，且多个水平隔板和多个竖直隔板等距交叉布置，从而形成若干个流体通道。
进一步地，为了使得初级混合的效果更好，所述喷孔为锥形孔，其小端位于添加物料入口管内表面上，大端位于添加物料入口管外表面上。
进一步地，为了便于设备维护和清洗，所述初级混合管和混合管之间及混合管与出口管之间均采用榫槽面法兰连接。
进一步地，每个法兰连接位置均采用密封圈进行密封。
进一步地，上述流体通道的横截面中任意一边的边长≤流体通道长度/20。
进一步地，为了使混合效果更好，所述第一隔板为半圆形，且第一隔板圆弧边缘与混合管内壁焊接。
进一步地，两第一隔板间的距离及第一隔板数量通过CFD仿真分析混合效果确定。
进一步地，上述添加物料入口管为两个，两个添加物料入口管的管底相互接触并隔离。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用主物料和添加物料分别以轴向和径向的方式进入，轴向方向设置的初级混合管内进行初次混合，之后在混合管内的多隔板扰流作用下进行二次混合，最后通过出口管内的若干个流体通道进行整流，混合过程中流阻小，二次混合过程均无活动部件介入，从而大大提升了混合物料的混合效果，并且保证了混合物料的洁净度，同时也确保了出口处流量测量的精准度。
2、本发明的初级混合管上设置锥形喷孔，使得添加物料以扩散的方式均匀喷出，进一步确保了在初级混合管内主物料和添加物料的混合均匀性。
3、本发明中采用法兰方式对各个管道进行连接，并且对混合器进行拆卸维修和内部清洗。
附图说明
图1为实施例1的系统简图；
图2为图1的A向剖视图；
图3为图1的B向剖视图。
附图标记如下：
1-注入单元、2-混合单元、3-出口整流单元、4-主物料入口管、5-初级混合管、6-添加物料入口管、7-混合管、8-多个第一隔板、9-出口管、10-水平隔板、11-竖直隔板、12-喷孔、13-流体通道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行更进一步的说明。
基本结构
如图1所示，本发明提供的多物料注入式管道混合器，由三部分组成包括注入单元1、混合单元2以及出口整流单元3；
注入单元1包括主物料入口管4、初级混合管5、添加物料入口管6；
混合单元2包括混合管7以及多个第一隔板8；
出口整流单元3包括出口管9、多个水平隔板10以及多个竖直隔板11；
主物料入口管4、初级混合管5、混合管7以及出口管9沿轴向方向依次连通；
如图2所示，添加物料入口管6为多个(本例中为两个)，并沿圆周方向均匀布置在所述初级混合管5上；每个添加物料入口管6均沿径向方向插装在初级混合管5上；每个添加物料入口管6位于初级混合管5内部的管壁上开设有多个喷孔12；多个喷孔12在面向混合管的半圆周管壁上均匀分布；
多个第一隔板8沿轴向方向依次布置并相互平行，每个第一隔板8均固定于所述混合管7内壁上，每相邻两个第一隔板8在圆周上偏移90°分布；
如图3所示，多个水平隔板10和多个竖直隔板11均固定在出口管9内，且多个水平隔板10和多个竖直隔板11等距交叉布置，从而形成若干个流体通道13(其中，水平隔板和竖直隔板之间形成的流体通道横截面为正方形；水平隔板、竖直隔板和出口管管壁之间形成的流体通道横截面中其中三个边为直线，另外一个边为弧线)，并且流体通道的横截面中任意一边的边长≤流体通道长度/20。
其中，注入单元1用于主物料和多种添加物料初步混合；
混合单元2用于对初步混合后的物料进行二次混合；
出口整流单元3用于对混合后的液体混合物料进行稳流，便于后期对流量进行精准测量。
基于基本结构的介绍，现对该混合器的一些主要优选结构进行描述：
优选结构
1、为了使得两种物料在初级混合管5的混合量足够多，且混合效果更好，两个添加物料入口管6的管底相互接触并隔离(若是需要多中添加物料，则可以在同一截面圆周方向设置多个添加物料入口管，也可在相互平行的截面圆周方向设置多个添加物料入口管)；每个添加物料入口管6上的所有喷孔12的流通面积之和大于初级混合管5的横截面面积；喷孔12为锥形孔，其小端位于添加物料入口管6内表面上，大端位于添加物料入口管6外表面上。
2、为了便于混合器拆卸、清洗，初级混合管5和混合管7之间及混合管7与出口管9之间均采用榫槽面法兰连接，并且每个法兰连接位置均采用密封圈进行密封，确保了混合过程中的密封性。
3、混合管7内采的每一个第一隔板8均为半圆形结构，半圆形第一隔板8与混合管7内壁之间采用焊接方式连接，相邻两个第一隔板8方位在圆周上偏移90°分布，相邻两个第一隔板8间的距离及第一隔板8数量通过CFD仿真分析混合效果确定。通过多个第一隔板8扰流，使初步混合后的液体混合物料在混合管7内充分掺混。

Claims (9)

1.一种多物料注入式管道混合器，其特征在于：
包括注入单元、混合单元以及出口整流单元；
注入单元包括主物料入口管、初级混合管、添加物料入口管；
混合单元包括混合管以及多个第一隔板；
出口整流单元包括出口管、多个水平隔板以及多个竖直隔板；
主物料入口管、初级混合管、混合管以及出口管沿轴向方向依次连通；
添加物料入口管为多个，并沿圆周方向均匀布置在所述初级混合管上；每个添加物料入口管均沿径向方向插装在初级混合管上；每个添加物料入口管位于初级混合管内部的管壁上开设有多个喷孔；多个喷孔在面向混合管的半圆周管壁上均匀分布；
多个第一隔板沿轴向方向依次布置并相互平行，每个第一隔板均固定于所述混合管内壁上，每相邻两个第一隔板在圆周上偏移90°分布；
多个水平隔板和多个竖直隔板均固定在出口管内，且多个水平隔板和多个竖直隔板等距交叉布置，从而形成若干个流体通道。
2.根据权利要求1所述的多物料注入式管道混合器，其特征在于：所述喷孔为锥形孔，其小端位于添加物料入口管内表面上，大端位于添加物料入口管外表面上。
3.根据权利要求1所述的多物料注入式管道混合器，其特征在于：每个添加物料入口管上的所有喷孔的流通面积之和大于初级混合管的横截面面积。
4.根据权利要求1所述的多物料注入式管道混合器，其特征在于：初级混合管和混合管之间及混合管与口出管之间均采用榫槽面法兰连接。
5.根据权利要求4所述的多物料注入式管道混合器，其特征在于：每个法兰连接位置均采用密封圈进行密封。
6.根据权利要求1所述的多物料注入式管道混合器，其特征在于：所述流体通道的横截面中任意一边的边长≤流体通道长度/20。
7.根据权利要求1所述的多物料注入式管道混合器，其特征在于：所述第一隔板为半圆形，且第一隔板圆弧边缘与混合管内壁焊接。
8.根据权利要求1所述的多物料注入式管道混合器，其特征在于：两个相邻第一隔板间的距离及第一隔板数量通过CFD仿真分析混合效果确定。
9.根据权利要求1所述的多物料注入式管道混合器，其特征在于：所述添加物料入口管为两个，两个添加物料入口管的管底相互接触并隔离。
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