CN113600088A - 混合系统和混合方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种混合系统和混合方法，混合系统包括主泵和至少一个混合设备，至少一个混合设备中的每个分别包括主路管道、预混装置和剪切混合装置。主路管道的进液端与主泵连通且配置为输送主液体，主路管道包括第一出液端和第二出液端；预混装置的输入端与主路管道的第一出液端连通且预混装置配置为对获取的主液体和获取的粉料进行预混以得到预混液；剪切混合装置与预混装置的输出端连通以获取预混液，且剪切混合装置设置有与主路管道的第二出液端连通的第一剪混进液口以获取主液体，使得通过剪切混合得到混合液。本公开的混合系统改善了粉料和液体的混合效果，较好的完成配液过程。

Description

混合系统和混合方法

技术领域

本公开的实施例涉及一种混合系统和混合方法。

背景技术

压裂技术是指采油或采气过程中，利用液体压力作用，使油、气的储层形成裂缝的一种方法，其具体操作是采用高压大排量的泵，利用液体传压的原理，将具有一定粘度的液体(即压裂液)，以大于储层的吸收能力的压力向储层注入，进而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和高导流能力的填砂裂缝，使井达到增产的目的。

在现有技术中，压裂液是由胍胶粉、聚合物、聚丙烯酰胺类粉料、纤维素中的至少1种粉料和基液在混配装置中混配而成，混配装置包括进料口、进液口和排出口，其中进料口为胍胶粉进入的通道，进液口为基液进入的通道，胍胶粉和基液同时进入到单一形式的混配装置后，在混配装置的内腔中进行混合，混合完成后，得到的压裂液从排出口排出。

但是，采用混配装置混配而成的压裂液，经常出现混合不均匀的现象，使得压裂液经常会存在粉体结块现象(俗称鱼眼)，这些结块不仅减弱了压裂液的渗透性，而且也降低了压裂液的粘度，严重影响了油、气井的压裂处理效果。因此，如何提高压裂液的混配质量，提高油、气井的压裂处理效果，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本公开至少一实施例提供了一种混合系统，包括主泵和至少一个混合设备，所述至少一个混合设备中的每个分别包括：主路管道、预混装置和剪切混合装置，其中，所述主路管道的进液端与所述主泵连通且配置为输送主液体，所述主路管道包括第一出液端和第二出液端；所述预混装置的输入端与所述主路管道的所述第一出液端连通且所述预混装置配置为对获取的所述主液体和获取的粉料进行预混以得到预混液；所述剪切混合装置与所述预混装置的输出端连通以获取所述预混液，且所述剪切混合装置设置有与所述主路管道的所述第二出液端连通的第一剪混进液口以获取所述主液体，使得通过剪切混合得到混合液。

例如，本公开至少一实施例提供的一种混合系统中，所述剪切混合装置还包括叶轮剪切组件，所述叶轮剪切组件包括转动轴以及由所述转动轴带动的至少一个剪切叶轮。

例如，在本公开至少一实施例提供的一种混合系统中，所述第二出液端的出液方向位于与所述转动轴的轴向垂直的平面上。

例如，在本公开至少一实施例提供的一种混合系统中，所述剪切混合装置包括第二剪混进液口，配置为获取所述预混液，所述第二剪混进液口的进液方向平行于所述转动轴的轴向；所述第一剪混进液口的进液方向位于与所述转动轴的轴向垂直的平面上。

例如，在本公开至少一实施例提供的一种混合系统中，所述第一剪混进液口的数目为一个或为多个。

例如，在本公开至少一实施例提供的一种混合系统中，所述第二出液端的出液方向沿着平行于所述转动轴的轴向。

例如，在本公开至少一实施例提供的一种混合系统中，所述第一剪混进液口与所述预混装置的输出端连通，所述第一剪混进液口的进液方向沿着平行于所述转动轴的轴向。

例如，在本公开至少一实施例提供的一种混合系统中，所述至少一个剪切叶轮包括第一剪切叶轮和第二剪切叶轮，所述第一剪切叶轮和所述第二剪切叶轮分别与所述转动轴同轴设置。

例如，在本公开至少一实施例提供的一种混合系统中，所述第一剪切叶轮的外围设置有第一定子，所述第一定子设置有开孔；和/或，所述第二剪切叶轮的外围设置有第二定子，所述第二定子设置有开孔。

例如，在本公开至少一实施例提供的一种混合系统中，所述剪切混合装置还包括可具有大于0.04mpa输出压力的输送式的叶轮剪切组件。

例如，在本公开至少一实施例提供的一种混合系统中，所述混合设备还包括控制系统，所述主路管道上设置有第一压力传感器且配置为监测所述主路管道的压力，所述控制系统与所述第一压力传感器信号连接且配置为获取所述第一压力传感器的压力信号。

例如，在本公开至少一实施例提供的一种混合系统中，所述主路管道上设置有第一流量计，所述控制系统还与所述第一流量计信号连接且配置为获取所述第一流量计的流量信号。

例如，在本公开至少一实施例提供的一种混合系统中，所述预混装置的输入端包括一个或多个预混进液口，所述主路管道上靠近所述预混装置的输入端的一侧设置有第一流量控制阀。

例如，在本公开至少一实施例提供的一种混合系统中，所述混合设备还包括混合液输送管道、再混装置和支路管道，所述混合液输送管道的输入端与所述剪切混合装置的剪切混合输出口连通以输送从所述剪切混合输出口输出的所述混合液，所述混合液输送管道的输出端与所述再混装置的输入端连通，所述支路管道的输入端与所述主路管道的第三出液端连通，所述支路管道的输出端与所述再混装置的输入端连通。

例如，在本公开至少一实施例提供的一种混合系统中，所述支路管道上设置有第二流量控制阀。

例如，在本公开至少一实施例提供的一种混合系统中，所述混合设备还包括喷射混合装置，所述喷射混合装置包括喷射输入端、引流输入端和喷射输出端，所述喷射输入端与所述支路管道的输出端连通且所述喷射输出端与所述再混装置的输入端连通，使得所述支路管道的输出端与所述再混装置的输入端实现连通，所述引流输入端与所述混合液输送管道的输出端连通且所述喷射输出端与所述再混装置的输入端连通，使得所述混合液输送管道的输出端与所述再混装置的输入端实现连通，所述喷射输入端配置为获取所述主液体且所述引流输入端配置为获取所述混合液，使得所述混合液与所述主液体进行混合。

例如，在本公开至少一实施例提供的一种混合系统中，所述喷射混合装置的流通面积固定；或者，所述喷射混合装置的流通面积可变。

例如，本公开至少一实施例提供的一种混合系统还包括：总混合罐、主液分路管道以及与所述主泵连通的总管道，其中，所述至少一个混合设备包括多个混合设备，所述多个混合设备中每个混合设备的主路管道的进液端分别通过所述总管道与所述主泵连通，所述多个混合设备并联设置在所述总管道和所述总混合罐之间，所述总混合罐分别与所述多个混合设备和所述主液分路管道串联，所述主液分路管道与所述多个混合设备并联设置且所述主液分路管道设置在所述总管道和所述总混合罐之间，所述主液分路管道的进液端与所述总管道连通以获取由所述主泵提供并流经所述总管道的主液体，所述主液分路管道包括至少一个主液分路出液端，所述至少一个主液分路出液端中的每个分别与用于连通所述多个混合设备中至少一个的剪切混合输出口和所述总混合罐的中间管道的至少部分合流设置。

例如，本公开至少一实施例提供的一种混合系统还包括第一合流装置和第二合流装置，其中，所述至少一个主液分路出液端包括第一主液分路出液端，所述多个混合设备包括两个以上第一混合设备，所述两个以上第一混合设备的剪切混合输出口分别与所述第一合流装置的不同的输入端连通，所述第一合流装置的输出端和所述第一主液分路出液端分别与所述第二合流装置的不同的输入端连通，所述第二合流装置的输出端与所述总混合罐的输入端连通。

例如，本公开至少一实施例提供的一种混合系统还包括至少一个第三合流装置，其中，所述至少一个主液分路出液端包括至少一个第二主液分路出液端，所述多个混合设备包括至少一个第二混合设备，所述至少一个第二主液分路出液端与所述至少一个第三合流装置一一对应且所述至少一个第三合流装置与所述至少一个第二混合设备一一对应，所述至少一个第二混合设备中的每个的剪切混合输出口分别与对应的第三合流装置的不同的输入端连通，所述至少一个第三合流装置中的每个的输出端分别与所述总混合罐的输入端连通。

例如，本公开至少一实施例提供的一种混合系统还包括第四合流装置，其中，所述至少一个第三合流装置为两个以上第三合流装置，所述两个以上第三合流装置中的每个的输出端分别与所述第四合流装置的不同的输入端连通，所述第四合流装置的输出端与所述总混合罐的输入端连通。

本公开至少一实施例还提供了一种基于如上文任一所述的混合系统的混合方法，包括：启动所述主泵，通过所述主路管道的进液端向所述混合设备供给所述主液体；所述预混装置获取粉料以及还从所述主路管道获取所述主液体；所述预混装置将所述主液体和所述粉料进行预混，得到预混液；所述剪切混合装置从所述预混装置的输出端获取所述预混液，以及通过所述第一剪混进液口获取所述主液体；所述剪切混合装置通过剪切混合得到混合液并输送出所述混合液。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开一些实施例提供的混合系统的示意图；

图2为本公开一些实施例提供的剪切混合装置的局部示意图；

图3为本公开又一些实施例提供的剪切混合装置的局部示意图；

图4为本公开一些实施例提供的双叶轮剪切组件的局部示意图；

图5为本公开又一些实施例提供的双叶轮剪切组件的局部示意图；

图6～图11分别为本公开一些实施例提供的混合系统的示意图；

图12为本公开一些实施例提供的混合系统包括多个混合设备的布置图；

图13为本公开一些实施例提供的混合系统中多个混合设备所在支路和吸入泵的供液支路进行二级合流设置的布置图；

图14为本公开一些实施例提供的混合系统中多个混合设备所在支路分别和吸入泵的供液支路进行一级合流设置的布置图；以及

图15为本公开另一些实施例提供的混合系统中多个混合设备所在支路分别和吸入泵的供液支路进行二级合流设置的布置图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另有定义，本公开实施例使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员共同理解的相同含义。还应当理解，诸如在通常字典里定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非本公开实施例明确地这样定义。

本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。本公开实施例中使用了流程图用来说明根据本公开实施例的方法的步骤。应当理解的是，前面或后面的步骤不一定按照顺序来精确的进行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步。

目前水和粉料混合时大部分采用射流的方式和搅拌剪切的方式。对于易混合的粉料，比如糖或者盐粉末，能够比较快速的实现混合，然而遇到比较难混合的物料时往往存在较多问题。

对于现有技术方案中采用喷射式混合器完成水粉混合，一些喷射式混合器在应用时，需要保障供水压力足够高，并且保持恒定，这样才能保障喷射式混合器的正常工作。而且，采用喷射式混合器时容易引入大量空气，在一些工况下，引入空气会导致泡沫的产生，同时也对化学品产生不利影响，比如氧化反应。另外，射流依赖于供水的压力，当供水压力波动时，极易造成影响喷射式混合器供液的稳定性，进而造成射流流速的不稳定，进而影响粉料和液体的混合效果。

本公开的发明人发现，在油田聚合物驱油、压裂增产等作业过程中，需要将聚丙烯酰胺类聚合物与水进行混合形成工作液，混合形成的胶液用于油气资源的驱替、增产、置换；在以上作业过程中需要的核心部件是能够将水和粉料混合形成均匀溶液的混合器。在上述作业过程中存在三个难点：(1)形成均匀一致的溶液，不能产生水包粉；(2)减少空气的进入，从而减少泡沫对作业的影响，尤其是减少空气中氧气对聚丙烯酰胺容易溶液的影响；(3)提高水和粉料的结合程度，减少粉料的使用。

混合器在解决上述难点时存在一定的问题：第一，在大多数情况下能够形成均匀一致的溶液，但是无法确保在任何情况下百分百地无鱼眼，比如粉料挂壁结块时，粉料块落入混合器内容易发生混合器失效、出现粉料团等问题；第二，射流过程中会不可避免的引入大量的空气，产生的泡沫对输送、液位控制等产生不利影响，对聚丙烯酰胺溶液等有氧化降解的影响；第三，射流混合器的稳定性欠佳，水的压力波动等对使用效果影响较大，可能出现粉料和水结合程度低的问题，容易浪费粉料。由此，本公开的发明人发现，对于例如压裂增产作业，剪切混合系统在上述三个难点问题方面，一般比喷射混合器具有优势。

本公开的发明人还发现，采用普通的搅拌剪切的方式，例如现有的剪切泵，其进液口通常只有一个且该进液口仅仅用于获取所需的待混合的液体，当使用的粉料附着力较高、容易结块粘连时，容易造成堆积、结块、粘连等问题，无法较好的完成配液过程。

本公开的发明人还发现，现有的剪切泵的排出能力较弱，没有输送功能为主的剪切泵，容易在水流较大的时候无法及时向外排出，而且在使用的粉料附着力较高、容易结块粘连的时候，容易造成堆积、结块、粘连等问题，无法较好的完成配液过程。

本公开至少一实施例提供了一种混合系统，包括主泵和至少一个混合设备，至少一个混合设备中的每个分别包括主路管道、预混装置和剪切混合装置。主路管道的进液端与主泵连通且配置为输送主液体，主路管道包括第一出液端和第二出液端。预混装置的输入端与主路管道的第一出液端连通且预混装置配置为对获取的主液体和获取的粉料进行预混以得到预混液。剪切混合装置与预混装置的输出端连通以获取预混液，且剪切混合装置设置有与主路管道的第二出液端连通的第一剪混进液口以获取主液体，使得通过剪切混合得到混合液。

本公开上述实施例的混合系统在剪切混合装置混合之前采用预混装置进行预混，改善了粉料和液体的混合效果，而且剪切混合装置不仅可以获取预混装置输出的预混液进行进一步地混合，还能直接获取主路管道中流通的主液体，可以用于其他各种目的，例如，可以较好地冲刷剪切混合装置的内部结构，防止粘连，也可增加液量，降低浓度，增加液体流动性，又例如，也可利于剪切混合装置内的叶轮更多地浸在液体中，减少了叶轮与空气的接触，进而减少气蚀的情况发生，从而较好的完成配液过程。

下面结合附图对本公开的实施例及其示例进行详细说明。

图1为本公开一些实施例提供的混合系统示意图。

例如，如图1所示，本公开至少一实施例提供的混合系统包括主泵100(主泵100可视为主液体供给件或基液供给件)和至少一个混合设备200(图1中仅示出一个混合设备作为示例)，至少一个混合设备200中的每个混合设备200分别包括主路管道210、预混装置220和剪切混合装置230。

例如，在图1的示例中，主路管道210的进液端与主泵100连通且主路管道210配置为输送主液体(也可称为基液)，主路管道210包括第一出液端211和第二出液端212。预混装置220的输入端与主路管道210的第一出液端211连通，预混装置220配置为对获取的主液体和获取的粉料进行预混以得到预混液。剪切混合装置230与预混装置220的输出端连通以获取预混液，而且剪切混合装置230设置有与主路管道210的第二出液端连通212的第一剪混进液口231以获取主液体，使得通过剪切混合230得到混合液。

需要说明的是，图1所示也仅为一种简单、直观的附图示意，以便于读者理解，并不为本公开的实施例的限制。

例如，图1所示的第一剪混进液口231仅为示意，其表示在剪切混合装置230上的与主路管道210的第二出液端连通212的任一位置处的开口，而且图1中预混装置220的输出端连通到剪切混合装置230的位置也仅为一种示意，并不为本公开的实施例的限制。下文的图2～图5分别示出了本公开具体实施例的示意图，在该些实施例中，以具体的示范性设计来说明本公开的剪切混合装置230、预混装置220、主路管道210等结构。

还需要说明的是，本公开实施例的混合系统的管道在所有附图中的布置和摆放仅仅为一种示意，并不为实际方案和应用中的布置和摆放，这对本公开不造成任何限制。

例如，如图1所示，混合设备200包括储料装置400和输料器300，储料装置400配置为储存粉料。输料器300配置为向预混装置220输送来自储料装置400的粉料。

例如，如图1所示，剪切混合装置230还包括叶轮剪切组件232，叶轮剪切组件232包括转动轴2031以及由转动轴2031带动的至少一个剪切叶轮2032(图1中仅示出一个剪切叶轮作为示例)。

图2为本公开一些实施例提供的剪切混合装置的局部示意图。

例如，如图2所示，第二出液端212的出液方向位于与转动轴2031的轴向垂直的平面上。例如，在图2的示例中，剪切混合装置230包括第二剪混进液口233且第二剪混进液口233配置为获取预混液，第二剪混进液口233的进液方向平行于转动轴2031的轴向。第一剪混进液口231的进液方向位于与转动轴2031的轴向垂直的平面上。

例如，如图2所示，第一剪混进液口231的数目可以是一个，也可以是多个，其可以视实际情况而定，本公开对此不作限制。

例如，如图2所示，第一剪混进液口231的数目为多个时，该多个第一剪混进液口231可围绕在剪切混合装置230的壳体的周向布置。此仅仅为示例性的，并不为本公开的限制，只要第一剪混进液口能够获取到231能够获取到主路管道210的第二出液端提供的主液体即可，这里不做穷举和赘述。

例如，在图2的示例中，第一剪混进液口231可作为辅助进液口，既可以冲刷剪切混合装置230内的叶轮剪切组件，防止粘连，也可以增加液量，降低浓度，稀释混合液，增加液体流动性。

需要说明的是，在本公开上述实施例中，第一剪混进液口和第二剪混进液口旨在区分两个剪混进液口，而不是对两个剪混进液口本身的限制。

图3为本公开又一些实施例提供的剪切混合装置的局部示意图。

例如，如图3所示，第二出液端212的出液方向沿着平行于转动轴2031的轴向。例如，如图3所示，第一剪混进液口231与预混装置220的输出端连通，第一剪混进液口231的进液方向沿着平行于转动轴2031的轴向。

例如，相较于图2的示例，图3的示例可以通过改变预混装置220和叶轮2032的相对位置，使得叶轮2032更多地浸没在剪切混合装置230内的液体中或完全地浸没在剪切混合装置230内的液体中，减少了叶轮2032与空气的接触，从而减少气蚀的情况发生。

需要说明的是，本公开一些实施例涉及的连通是指两个部件的连接关系允许相应液体顺利流通，例如，两个部件之间可以直接连接或间接连接或者相互之间设置有其他中间件或者相互之间具有较小的间隔等，只要能满足液体顺利流通即可，本公开对此不作限制，这里不再赘述。

在一些示例中，剪切混合装置230还包括可具有大于0.04mpa输出压力的输送式的叶轮剪切组件，例如输送式的叶轮剪切组件可采用双叶轮剪切组件，以增强其向外排出的作用，形成以输送为主的剪切混合装置230，也可避免容易粘连、堆积、结块等问题，有利于改善粉料和液体的混合效果。当然，此仅仅为示例性的，具有大于0.04mpa输出压力的输送式的叶轮剪切组件不限于该双叶轮剪切组件，还可以是其他结构和构造的叶轮剪切组件，这里不做穷举和赘述。

图4为本公开一些实施例提供的双叶轮剪切组件的局部示意图。图5为本公开又一些实施例提供的双叶轮剪切组件的局部示意图。

例如，如图4和图5所示，至少一个剪切叶轮2032包括第一剪切叶轮2032a和第二剪切叶轮2032b，第一剪切叶轮2032a和第二剪切叶轮2032b分别与转动轴2031同轴设置。由此可知，经过第一剪切叶轮2032a之后再经过第二剪切叶轮2032b的进一步混合，改善了粉料和液体的混合效果，同时第二剪切叶轮2032b可增强向外排出的作用。

例如，如图4和图5所示，第一剪切叶轮2032a的外围设置有第一定子2033a，第一定子2033a设置有开孔(例如网孔、条孔、圆孔、方孔、长圆孔中的一种或几种)。这样通过增加定子，可以形成多个局部湍流，增加粉料溶液剪切效果，进一步起到溶解、分散的作用，使液体和粉料能够充分混合。

在一些示例中，第二剪切叶轮2032b的外围也可视实际需要设置有第二定子(未图示)而且第二定子设置有开孔(网孔、条孔、圆孔、方孔、长圆孔中的一种或几种)。

需要说明的是，本公开上述实施例的剪切混合装置230的叶轮剪切组件232不仅限于包括一个剪切叶轮或两个剪切叶轮，还可以是三个以上的剪切叶轮，而且对各个剪切叶轮的布置方式也不作限制，可以根据实际应用进行自由调整，本公开在此赘述。

还需要说明的是，本公开对第一剪切叶轮2032a和/或第二剪切叶轮2032b相对应设置的定子的形式不作限制，例如，定子(例如第一定子和/或第二定子)可以是单层的，也可以是多层的，还可以是其他的合理形式，这里不再赘述。

在一些示例中，第一剪切叶轮2032a和/或第二剪切叶轮2032b的形式为以下的一种或多种：叶片式、齿式、叶片齿形组合式、离心叶轮式。此仅仅为示例性的，并不为本公开的限制。

图6～图11分别为本公开一些实施例提供的混合系统的示意图。

例如，如图6所示，混合设备还包括控制系统(未图示)，主路管道210上设置有压力传感器250且压力传感器250配置为监测主路管道210的压力，该控制系统与压力传感器250信号连接且控制系统配置为获取压力传感器250的压力信号，用以检查主路管道210上的压力，保障剪切混合装置的液体供给充足。

例如，该控制系统可以预设一个压力值，通过控制主泵100的转速等，使得压力传感器250测得的数值在预设允许范围内，从而使得剪切混合装置230的液体供给充足与预设工况相近。

例如，如图6所示，主路管道210上还设置有流量计240，控制系统还与流量计240信号连接且配置为获取该流量计240的流量信号。

在一些示例中，控制系统通过获取压力传感器250的压力信号和流量计240的流量信号来监测流经管道的压力和流量，并判断它们是否满足需求，并根据需求利用控制系统的执行模块控制主泵的转速，以保障进入泵的液体有一定的流速或流量，这样可以避免因供液不充足而导致汽蚀。

在一些示例中，输料器300可以是螺旋输料器、星形输料器或闸板等。此仅仅为示例性的，并不为本公开的限制。

本公开一些实施例可以设置一个传感器(区别于上述压力传感器250的另一传感器)测量输料器300的转速或开度等，通过控制系统检测获得该传感器的相应信息后，根据控制系统设定的配比、流量计240实际测得的流量等，计算出粉料添加速度，并结合输送效率系数、密度、单位转速或刻度对应的输送速度，控制相应输料执行器达到相应的转速或者开度等，进而让粉料的实际输出量不断接近需求的添加量。

在一些示例中，储料装置400内设置有重量传感器(未图示)，该重量传感器配置为实时监测储料装置400内的粉料的重量值，控制系统与重量传感器信号连接，获取重量传感器监测得到的重量值。

例如，如图7所示，主路管道210上靠近预混装置220的输入端的一侧设置有流量控制阀260，流量控制阀260配置为调整流量，使得进入预混装置220的流量适当，从而产生需要的流动效果。

在一些示例中，预混装置220的输入端包括一个预混进液口或多个预混进液口。例如，如图7所示，预混装置220的输入端包括一个预混进液口221。又例如，如图8所示，预混装置220的输入端包括两个预混进液口，分别为预混进液口221a和预混进液口221b。此仅仅为示例性，并不为本公开的限制，本公开的预混装置220的输入端还可包括三个以上的预混进液口，而且本公开对从预混装置220的预混进液口进入的液体方向不作限制，也即本公开对第一出液端211的出液方向也不做限制，例如第一出液端211的出液方向可以是与转动轴2031轴向方向成任意角度，也可以是与转动轴2031垂直平面上的任意方向，这些方面均可以根据实际需要进行自由调整，这里不再赘述。

例如，如图9所示，混合设备200还包括混合液输送管道270、再混装置280和支路管道290。混合液输送管道270的输入端与剪切混合装置230的剪切混合输出口234连通以输送从剪切混合输出口234输出的混合液。混合液输送管道270的输出端与再混装置280的输入端连通。支路管道290的输入端与主路管道210的第三出液端213连通，支路管道290的输出端与再混装置280的输入端连通。由此，本公开一些实施例通过增加支路管道290，用以增加总体的流量，并且通过再混装置以实现进一步混合，使液体和粉料能够充分混合。

例如，在图9的示例中，支路管道290的主液体和经过混合液输送管道270的混合液合流后再一起进入再混装置280。

在一些示例中，再混装置280可以是三通(例如Y型或T型三通)、静态混合器、喷射混合器、旋流混合器、扩散混合器、混合罐、盘管式混合装置的的一种或几种并联或串联。此仅仅为示例性的，并不为本公开的限制。

在一些示例中，支路管道290的主液体和经过混合液输送管道270的混合液合流的位置处可以是三通(例如Y型或T型三通)、静态混合器、喷射混合器、旋流混合器、扩散混合器、混合罐、盘管式混合装置的的一种或几种并联或串联。此仅仅为示例性的，并不为本公开的限制。

例如，如图10所示，支路管道290上设置有流量控制阀261。本公开一些实施例通过使用流量控制阀261来调整支路管道的流量(例如通过调整阀门开度来调整流量)，通过输料器300的转速控制粉料的占比，进而保障液体和粉料的比例，使得流经支路管道的流量控制阀261的主液体和混合液(即混合液输送管道270输出的混合液)一起进入再混装置280。

例如，如图11所示，混合设备还包括喷射混合装置201，喷射混合装置201包括喷射输入端2011、引流输入端2012和喷射输出端2013。

例如，喷射输入端2011与支路管道290的输出端连通且喷射输出端2013与再混装置280的输入端连通，使得支路管道290的输出端与再混装置280的输入端实现连通。引流输入端2012与混合液输送管道270的输出端连通且喷射输出端2013与再混装置280的输入端连通，使得混合液输送管道270的输出端与再混装置280的输入端实现连通。喷射输入端2011配置为获取主液体且引流输入端2012配置为获取混合液，使得该混合液与主液体在喷射混合装置内部进行混合。

在一些示例中，喷射混合装置201的流通面积固定。例如，当喷射输入端2011包括一个截面固定的喷嘴管道时，通过主路管道210上的压力传感器250和控制系统，并结合主泵100进行调速，保障管道横截面积恒定，此时流经喷射输入端2011的喷嘴的液体的流量也是恒定的。

在另一些示例中，喷射混合装置201流通面积可变。例如，喷射混合装置201包括变截面管道和流量调节组件，通过流量调节组件调节变截面管道的输入端的流量，例如，该流量调节组件包括可往复运动的移动件以及可驱动移动件运动的驱动件，移动件锥面对应于变截面管道的锥面设置，以调节变截面管道的输入端的流量。由此可通过调整喷射混合装置201的流通面积大小来实现流量的调整，完成在一定流量范围内的两股液体的混合。鉴于流通面积可变的喷射混合装置201的具体形式并不为本公开描述的重点，只要是流通面积可变的喷射混合装置201，均在本公开的保护范围内，这里不再赘述。

例如，在图10和图11的示例中，再混装置280也可以是三通(例如Y型或T型三通)、静态混合器、喷射混合器、旋流混合器、扩散混合器、混合罐、盘管式混合装置的的一种或几种并联或串联。此仅仅为示例性的，并不为本公开的限制。

图12为本公开一些实施例提供的混合系统包括多个混合设备的布置图。

例如，如图12所示，混合系统包括多个混合设备200(图中仅示出2个作为示例)，混合系统还包括总混合罐500、主液分路管道600以及与主泵100连通的总管道700。

例如，如图12所示，每个混合设备200的主路管道210的进液端分别通过总管道700与主泵100(例如主泵100为吸入泵)连通。多个混合设备200并联设置在总管道700和总混合罐500之间，总混合罐500分别与多个混合设备200和主液分路管道600串联。主液分路管道600与多个混合设备200并联设置且主液分路管道600设置在总管道700和总混合罐500之间，主液分路管道600的进液端与总管道700连通以获取由主泵100提供并流经总管道700的主液体。主液分路管道600包括至少一个主液分路出液端610，每个主液分路出液端610分别与用于连通多个混合设备200中至少一个混合设备200的剪切混合输出口234和总混合罐500(例如总混合罐500的输入端)之间的中间管道800的至少部分进行合流设置。

由此，本公开上述实施例使得至少两个混合设备所在支路的液体与由吸入泵直接供给的另一股液体充分混合，之后再进入总混合罐，提高了混合的效率，也改善了混合效果。

在一些示例中，本公开上述实施例的每个混合设备都分别具有一个储料装置和输料器，由此，还可以分别向不同混合设备添加不同的粉料，每种液体均和吸入泵供给的另一股液体混合后，再一起进入总混合罐，既能够实现不同分类的分阶段混合，还能提高混合效率。

在另外一些示例中，本公开上述实施例的每个混合设备都分别具有一个储料装置和输料器，而且这些混合设备中一部分或全部的混合设备可以使用同一种粉料。本公开对此不作限制，可以视实际情况而定，这里不再赘述。还在其他一些实施例中，混合系统的每个混合设备分别包括输料器、预混装置和剪切混合装置，混合系统还包括一个储料装置，多个混合设备共享这一个储料装置，例如每个混合设备的输料器都从这一个储料装置获取相应的粉料，并向对应的预混装置输送该粉料。此仅仅为示例性的，并不为本公开的限制，这里不再赘述。

在本公开一些实施例中，流经主液分路管道600和多个混合设备200的液体在中间管道800合流之后得到液体还可通过扩散混合器与总混合罐500连通，即合流之后的液体都进入扩散混合器，再进入混合罐。

例如，图12示例中总混合罐500上表面突出部分为扩散混合器，合流之后的液体通过扩散混合器后进入到总混合罐500内部。例如，该扩散混合器的至少部分可以插入到混合罐内且扩散混合器的出口直接进入到混合罐。此仅仅为示例性的，并不为本公开的限制。

需要说明的是，图12所示也仅为一种简单、直观的附图示意，以便于读者理解，并不为本公开的实施例的限制。例如，图12所示的中间管道800仅为示意，其表示介于混合设备200的剪切混合输出口和总混合罐500之间的管道，而且图12所示的多个混合设备200的剪切混合输出口和主液分路管道600的主液分路出液端610的合流设置不局限于图12直观所示的这三者在同一管道位置处直接交汇，其主要表示它们可以在中间管道的任一部分任意地至少两两交汇。下文的图13～图15分别示出了本公开具体实施例的示意图，在该些实施例中，以具体的示范性设计来说明本公开的混合系统。

本公开一些实施例的中间管道800可以全部是总混合罐外部的管道，中间管道800也可以一部分在总混合罐外且另一部分在总混合罐内，本公开的总混合罐的输入端可以指总混合罐实际获取到输出的液体的位置(例如对应于扩散混合器的出口的位置)，并不局限于总混合罐壳体表面的开口，这意味着总混合罐的输入端也可以位于总混合罐内部。

需要说明的是，本公开实施例中在混合系统的技术方案时将其划分或定义为用于执行相应功能的元件或物件(例如中间管道、总混合罐的输入端等)。本领域技术人员清楚的是，各元件或物件执行的功能可以在上文所述的划分下进行，也可以在其他划分方式下进行，这对本公开的保护范围不起限制，而且本公开上述实施例的元件或者物件的含义和作用等并不受限于其名称，不能用理想化或极度形式化的意义来解释。

需要说明的是，在本公开的实施例中，图12所示的混合设备200的具体结构与构造以及技术效果可以参考上文任一实施例中关于混合设备200的描述，此处不再赘述。

图13为本公开一些实施例提供的混合系统中多个混合设备所在支路和吸入泵的供液支路进行二级合流设置的布置图。

例如，如图13所示，混合系统还包括第一合流装置910(图中仅示出1个三通作为第一合流装置的示例)和第二合流装置920(图中仅示出1个三通作为第一合流装置的示例)。至少一个主液分路出液端610包括第一主液分路出液端611，多个混合设备200包括两个以上第一混合设备200a。这两个以上第一混合设备200a的剪切混合输出口234a分别与第一合流装置910的不同的输入端连通。例如，第一合流装置910的输出端和第一主液分路出液端611分别与第二合流装置920的不同的输入端连通，第二合流装置920的输出端与总混合罐500的输入端连通。

在一些示例中，第一合流装置910和/或第二合流装置920分别包括以下的至少一种：三通、静态混合器、喷射混合器、旋流混合器、扩散混合器、混合罐、盘管式混合装置。此仅仅为示例性的，并不为本公开的限制。

例如，在图13的示例中，两个第一混合设备200a输出的液体先合流在第一合流装置910处并进行混合，混合之后的液体再与主液分路管道600上流通的主液体进行再次合流并进行混合，然后再进入总混合罐500。

图14为本公开一些实施例提供的混合系统中多个混合设备所在支路分别和吸入泵的供液支路进行一级合流设置的布置图。

例如，如图14所示，混合系统还包括至少一个第三合流装置930(图中示出2个第三合流装置作为示例，图中仅示出将1个三通作为1个第一合流装置的示例)。至少一个主液分路出液端610包括至少一个第二主液分路出液端612，多个混合设备200包括至少一个第二混合设备200b(图中示出2个作为示例)。至少一个第二主液分路出液端612与至少一个第三合流装置930一一对应且至少一个第三合流装置930与至少一个第二混合设备200b一一对应。每个第二混合设备200b的剪切混合输出口234b分别与对应的第三合流装置930的不同的输入端连通，每个第三合流装置930的输出端分别与总混合罐500的输入端连通。

在一些示例中，第三合流装置930包括以下的至少一种：三通、静态混合器、喷射混合器、旋流混合器、扩散混合器、混合罐、盘管式混合装置。此仅仅为示例性的，并不为本公开的限制。

例如，如图14所示，每个第三合流装置930的输出端分别通过静态混合器940连通至总混合罐500的输入端。此仅仅为示例性的，并不为本公开的限制。

图15为本公开另一些实施例提供的混合系统中多个混合设备所在支路分别和吸入泵的供液支路进行二级合流设置的布置图。

例如，如图15所示，混合系统还包括第四合流装置940(图中示出1个第四合流装置作为示例，图中仅示出将1个三通作为1个第四合流装置的示例)，至少一个第三合流装置930为两个以上第三合流装置930(图中示出2个作为示例)，每个第三合流装置的输出端分别与第四合流装置940的不同的输入端连通，第四合流装置940的输出端与总混合罐500的输入端连通。

在一些示例中，第四合流装置940分别包括以下的至少一种：三通、静态混合器、喷射混合器、旋流混合器、扩散混合器、混合罐、盘管式混合装置。此仅仅为示例性的，并不为本公开的限制。

需要说明的是，在本公开上述实施例中，第一混合设备和第二混合设备旨在区分不同实施方案中分别应用的两个混合设备，而不是对两个混合设备本身的限制。同样地，在在本公开上述实施例中，第一合流装置、第二合流装置、第三合流装置和第四合流装置旨在区分在不同实施方案中分别应用的四个合流装置，而不是对四个合流装本身的限制。

本公开一些实施例还提供了一种基于混合系统的混合方法，包括以下过程(或步骤)的一种或多种：

(1)启动主泵100，通过主路管道210的进液端向混合设备200供给主液体。

(2)预混装置220获取粉料以及还从主路管道210获取主液体。

(3)预混装置220将主液体和粉料进行预混，得到预混液。

(4)剪切混合装置230从预混装置220的输出端获取预混液，以及通过第一剪混进液口231获取主液体。

(5)剪切混合装置230通过剪切混合得到混合液并输送出该混合液。

需要说明的是，在本公开的实施例中，基于混合系统的混合方法的具体过程和技术效果可以参考上文中关于混合系统的描述，此处不再赘述。

有以下几点需要说明：

(1)本公开实施例附图只涉及到本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

(2)在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (22)

1.一种混合系统，包括主泵和至少一个混合设备，所述至少一个混合设备中的每个分别包括：主路管道、预混装置和剪切混合装置，其中，

所述主路管道的进液端与所述主泵连通且配置为输送主液体，所述主路管道包括第一出液端和第二出液端；

所述预混装置的输入端与所述主路管道的所述第一出液端连通且所述预混装置配置为对获取的所述主液体和获取的粉料进行预混以得到预混液；

所述剪切混合装置与所述预混装置的输出端连通以获取所述预混液，且所述剪切混合装置设置有与所述主路管道的所述第二出液端连通的第一剪混进液口以获取所述主液体，使得通过剪切混合得到混合液。

2.如权利要求1所述的混合系统，其中，

所述剪切混合装置还包括叶轮剪切组件，所述叶轮剪切组件包括转动轴以及由所述转动轴带动的至少一个剪切叶轮。

3.如权利要求2所述的混合系统，其中，

所述第二出液端的出液方向位于与所述转动轴的轴向垂直的平面上。

4.如权利要求3所述的混合系统，其中，

所述剪切混合装置包括第二剪混进液口，配置为获取所述预混液，所述第二剪混进液口的进液方向平行于所述转动轴的轴向；

所述第一剪混进液口的进液方向位于与所述转动轴的轴向垂直的平面上。

5.如权利要求4所述的混合系统，其中，

所述第一剪混进液口的数目为一个或为多个。

6.如权利要求2所述的混合系统，其中，

所述第二出液端的出液方向沿着平行于所述转动轴的轴向。

7.如权利要求6所述的混合系统，其中，

所述第一剪混进液口与所述预混装置的输出端连通，所述第一剪混进液口的进液方向沿着平行于所述转动轴的轴向。

8.如权利要求1所述的混合系统，其中，

所述至少一个剪切叶轮包括第一剪切叶轮和第二剪切叶轮，所述第一剪切叶轮和所述第二剪切叶轮分别与所述转动轴同轴设置。

9.如权利要求8所述的混合系统，其中，

所述第一剪切叶轮的外围设置有第一定子，所述第一定子设置有开孔；

和/或，所述第二剪切叶轮的外围设置有第二定子，所述第二定子设置有开孔。

10.如权利要求1所述的混合系统，其中，

所述剪切混合装置还包括可具有大于0.04mpa输出压力的输送式的叶轮剪切组件。

11.如权利要求1所述的混合系统，其中，

所述混合设备还包括控制系统，所述主路管道上设置有第一压力传感器且配置为监测所述主路管道的压力，所述控制系统与所述第一压力传感器信号连接且配置为获取所述第一压力传感器的压力信号。

12.如权利要求11所述的混合系统，其中，

所述主路管道上设置有第一流量计，所述控制系统还与所述第一流量计信号连接且配置为获取所述第一流量计的流量信号。

13.如权利要求1所述的混合系统，其中，

所述预混装置的输入端包括一个或多个预混进液口，所述主路管道上靠近所述预混装置的输入端的一侧设置有第一流量控制阀。

14.如权利要求11～13中任一所述的混合系统，其中，

所述混合设备还包括混合液输送管道、再混装置和支路管道，

所述混合液输送管道的输入端与所述剪切混合装置的剪切混合输出口连通以输送从所述剪切混合输出口输出的所述混合液，

所述混合液输送管道的输出端与所述再混装置的输入端连通，

所述支路管道的输入端与所述主路管道的第三出液端连通，所述支路管道的输出端与所述再混装置的输入端连通。

15.如权利要求14所述的混合系统，其中，

所述支路管道上设置有第二流量控制阀。

16.如权利要求14所述的混合系统，其中，

所述混合设备还包括喷射混合装置，所述喷射混合装置包括喷射输入端、引流输入端和喷射输出端，

所述喷射输入端与所述支路管道的输出端连通且所述喷射输出端与所述再混装置的输入端连通，使得所述支路管道的输出端与所述再混装置的输入端实现连通，

所述引流输入端与所述混合液输送管道的输出端连通且所述喷射输出端与所述再混装置的输入端连通，使得所述混合液输送管道的输出端与所述再混装置的输入端实现连通，

所述喷射输入端配置为获取所述主液体且所述引流输入端配置为获取所述混合液，使得所述混合液与所述主液体进行混合。

17.如权利要求16所述的混合系统，其中，

所述喷射混合装置的流通面积固定；

或者，所述喷射混合装置的流通面积可变。

18.如权利要求1～13中任一所述的混合系统，还包括：总混合罐、主液分路管道以及与所述主泵连通的总管道，其中，

所述至少一个混合设备包括多个混合设备，所述多个混合设备中每个混合设备的主路管道的进液端分别通过所述总管道与所述主泵连通，所述多个混合设备并联设置在所述总管道和所述总混合罐之间，所述总混合罐分别与所述多个混合设备和所述主液分路管道串联，

所述主液分路管道与所述多个混合设备并联设置且所述主液分路管道设置在所述总管道和所述总混合罐之间，所述主液分路管道的进液端与所述总管道连通以获取由所述主泵提供并流经所述总管道的主液体，

所述主液分路管道包括至少一个主液分路出液端，所述至少一个主液分路出液端中的每个分别与用于连通所述多个混合设备中至少一个的剪切混合输出口和所述总混合罐的中间管道的至少部分合流设置。

19.如权利要求18所述的混合系统，还包括第一合流装置和第二合流装置，其中，

所述至少一个主液分路出液端包括第一主液分路出液端，所述多个混合设备包括两个以上第一混合设备，

所述两个以上第一混合设备的剪切混合输出口分别与所述第一合流装置的不同的输入端连通，所述第一合流装置的输出端和所述第一主液分路出液端分别与所述第二合流装置的不同的输入端连通，所述第二合流装置的输出端与所述总混合罐的输入端连通。

20.如权利要求18所述的混合系统，还包括至少一个第三合流装置，其中，

所述至少一个主液分路出液端包括至少一个第二主液分路出液端，所述多个混合设备包括至少一个第二混合设备，

所述至少一个第二主液分路出液端与所述至少一个第三合流装置一一对应且所述至少一个第三合流装置与所述至少一个第二混合设备一一对应，

所述至少一个第二混合设备中的每个的剪切混合输出口分别与对应的第三合流装置的不同的输入端连通，所述至少一个第三合流装置中的每个的输出端分别与所述总混合罐的输入端连通。

21.如权利要求20所述的混合系统，还包括第四合流装置，其中，

所述至少一个第三合流装置为两个以上第三合流装置，所述两个以上第三合流装置中的每个的输出端分别与所述第四合流装置的不同的输入端连通，所述第四合流装置的输出端与所述总混合罐的输入端连通。

22.一种基于如权利要求1～21任一所述的混合系统的混合方法，包括：

启动所述主泵，通过所述主路管道的进液端向所述混合设备供给所述主液体；

所述预混装置获取粉料以及还从所述主路管道获取所述主液体；

所述预混装置将所述主液体和所述粉料进行预混，得到预混液；

所述剪切混合装置从所述预混装置的输出端获取所述预混液，以及通过所述第一剪混进液口获取所述主液体；

所述剪切混合装置通过剪切混合得到混合液并输送出所述混合液。

Images