CN117679983A - 一种无极可调混合强度的静态混合器及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无极可调混合强度的静态混合器及其工作方法，本发明无极可调混合强度的静态混合器包括预混段、调节器和精混段，所述调节器连通设置在所述预混段和所述精混段之间，所述预混段设置在所述调节器的进料端，需要混合的物料从所述预混段进入，所述精混段设置在所述调节器的出料端，混合好的物料经过所述精混段后排出；所述精混段包括主管壳体和静态混合器单管，多个所述静态混合器单管纵向平行排布在所述主管壳体内且每个所述静态混合器单管均独立连通所述主管壳体两端，所述调节器能够调节物料通过所述主管壳体的横截面积。本发明能够能够实现静态混合器的混合强度无级调整。

Description

一种无极可调混合强度的静态混合器及其工作方法

技术领域

本发明涉及静态混合器技术领域，尤其涉及一种无极可调混合强度的静态混合器及其工作方法。

背景技术

静态混合器是一种先进的单元设备，它的内部没有运动部件，其结构主要由混合元件、管道和进料口等组成。根据不同需要，混合元件可以是多种形式的，如管束式、板片式、块式、网式、波纹板式等。在静态混合器中，流体流经各个混合元件，经过分散、位置移动和重新汇合等过程，实现不同流体之间的良好分散和充分混合。不同流体在流经静态混合器时，受混合元件自身结构的约束，产生分流、合流、旋转、变向，使流体得到充分的混合。静态混合器具有混合效果好、能耗低、投资小、易维修等特点。静态混合器在化学工业、食品工业、纺织轻工等行业得到应用，并取得良好的成果。

静态混合器的混合强度与流量或流速的平方成正比。与流体的粘度、温度成函数关系。混合强度Y＝f(Q.T.V)＝f(ΔP)。因此其混合强度Y随流量(流速)流体温度，流体粘度波动而波动。在需要精准控制混合强度，或者流体流量、温度等波动大的场合使用单个静态混合器就不能取得合适的混合强度。申请人针对上述不足开发出了一种由多个静态混合器串并联组合起来的混合器组。该混合器组实现了静态混合器组两端压差的有级可调，拓宽了其应用领域。但该混合器组占地大，造价高，调节不方便，调节不及时，且调节的压差是非连续的，很难实现自动连续无级调节。

为了克服上述问题需要一种无极可调混合强度的静态混合器及其工作方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种无极可调混合强度的静态混合器及其工作方法，能够实现静态混合器的混合强度无级调整。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种无极可调混合强度的静态混合器，包括预混段、调节器和精混段，所述调节器连通设置在所述预混段和所述精混段之间，所述预混段设置在所述调节器的进料端，需要混合的物料从所述预混段进入，所述精混段设置在所述调节器的出料端，混合好的物料经过所述精混段后排出；所述精混段包括主管壳体和静态混合器单管，多个所述静态混合器单管纵向平行排布在所述主管壳体内且每个所述静态混合器单管均独立连通所述主管壳体两端，所述调节器能够调节物料通过所述主管壳体的横截面积。

进一步的，所述调节器具体采用闸板阀包括阀体、闸板和执行机构，所述主管壳体内端固定连接在所述阀体出口上，所述静态混合器单管的进液口密封贴合在所述闸板的背面上。

进一步的，所述主管壳体的两端通过花板对所述静态混合器单管的进液口端和出液口端进行密封支撑；朝向所述闸板的所述花板外壁上复合有密封层。

进一步的，所述闸板阀的执行机构采用手轮、气动元件或者电动元件中的一种。

进一步的，所述预混段具体采用口径大的单管静态混合器。

进一步的，所述预混段的前端设置有进料段，所述进料段包括主进料管接头和辅料管接头，所述主进料管接头与所述预混段同轴设置，所述辅料管接头垂直连通在所述主进料管接头的外壁上。

进一步的，所述辅料管接头内端插入到所述主进料管接头的中心线位置，所述辅料管接头内端为斜口且朝向物料来料方向。

进一步的，所述辅料管接头的数量为两个以上且平行设置在所述主进料管接头上方。

进一步的，还包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器设置在所述预混段后端侧壁上，所述第二压力传感器设置在所述精混段出料端侧壁上；所述第一压力传感器和第二压力传感器电连接到所述调节器的控制器上。

本发明还公开了一种无极可调混合强度的静态混合器工作方法，应用上述任意一项所述的无极可调混合强度的静态混合器进行两种以上液态物料的混合，通过无极控制混合强度实现高质量混合。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

本发明无极可调混合强度的静态混合器，通过预混段和精混段的分开设置，能够将需要混合的多种介质物料先进行预混，使得物料供给到精混段前较为均匀连续，使其按照设定比例通过精混段；精混段对多种介质进行精密的混合，达到各种介质粒子均匀混合在一起。通过调节器调节物料流通过所述主管壳体的横截面积，即可能只需要部分静态混合器单管进入精混工作，即能够调节物料流通过静态混合器单管的流速，进而实现混合强度的调整，调节器的无极调整实现混合强度的无极调整。本发明无极可调混合强度的静态混合器，能够实现静态混合器的混合强度无级调整。

此外，通过采用闸板阀的调节器，利用现有的闸板阀，通过调整闸板的开度实现物料流通过所述精混段的过流横截面积，结构简单，大幅降低集成制造成本。通过设置静态混合器单管的进液口密封贴合在闸板的背面上，能够防止在进液端，物料流进入到未被闸板暴露的静态混合器单管内，通过在花板外壁上设置密封层，能够提高密封效果，及时在一定压力下相邻静态混合器单管也不会串流。通过设置进料段，由主进料管接头和辅料管接头分别同步引入主料和辅料，便于后期的混合；通过合理设置辅料管接头内端插入深度且设置朝向来料方向的斜口，能够实现在主料流中部散开式通入辅料，进料即实现初步混合；通过设置多个辅料管接头，能够实现多种物料或者选择物料进行混合，扩大了本发明的适用范围。通过设置第一压力传感器和第二压力传感器能够实现精混段前后物料流压强的采集，并将两处压强差反馈到调节器的控制器，控制器发出指令对闸板开度的调整，真正做到了闭环控制，提高了混合强度的控制精度。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为本发明无极可调混合强度的静态混合器主视结构示意图；

图2为本发明的精混段横端面与闸板关闭状态示意图；

图3为本发明的精混段横端面与闸板半开状态示意图；

图4为本发明的精混段横端面与闸板全开状态示意图。

附图标记说明：1、预混段；2、调节器；201、闸板；202、执行机构；3、精混段；301、静态混合器单管；302、花板；303、出料口；4、进料段；401、主料管接头；402、辅料管接头；5、第一压力传感器；6、第二压力传感器。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种无极可调混合强度的静态混合器及其工作方法，能够实现静态混合器的混合强度无级调整。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参考附图，图1为本发明无极可调混合强度的静态混合器主视结构示意图；图2为本发明的精混段横端面与闸板关闭状态示意图；图3为本发明的精混段横端面与闸板半开状态示意图；图4为本发明的精混段横端面与闸板全开状态示意图。

在一具体实施方式中，如图1～4所示，本发明无极可调混合强度的静态混合器，包括预混段1、调节器2和精混段3。调节器2连通设置在预混段1和精混段3之间，预混段1设置在调节器2的进料端，需要混合的物料从预混段1进入，精混段3设置在调节器2的出料端，混合好的物料经过精混段3后排出。即需要混合的原始物料从预混段1的进料端进入，经过预混段1进行初步混合保证各种介质均匀分布，经过调节器2后在进入精混段3进行分散精混，最后混合好的物料从出料端排出。精混段3包括主管壳体和静态混合器单管301，多个静态混合器单管301纵向平行排布在所述主管壳体内且每个静态混合器单管301均独立连通所述主管壳体两端，调节器2能够调节物料通过所述主管壳体的横截面积。

通过预混段1和精混段3的分开设置，能够将需要混合的多种介质物料先进行预混，使得物料供给到精混段3前较为均匀连续，使其按照设定比例通过精混段3；精混段3对多种介质进行精密的混合，达到各种介质粒子均匀混合在一起。通过调节器2调节物料流通过所述主管壳体的横截面积，即可能只需要部分静态混合器单管301进入精混工作，即能够调节物料流通过静态混合器单管301的流速，进而实现混合强度的调整，调节器2的无极调整实现混合强度的无极调整。本发明无极可调混合强度的静态混合器，能够实现静态混合器的混合强度无级调整。

在本发明的一具体实施方式中，如图1所示，调节器2具体采用闸板阀，调节器2包括阀体、闸板201和执行机构202，所述主管壳体内端焊接连接在所述阀体出口上，所述闸板阀关闭状态下，静态混合器单管301的进液口密封贴合在闸板201的背面上。即所述主管壳体内端探入到所述闸板阀的阀腔内并密封焊接在一起。

显而易见的，调节器2也可以采用单独在每个静态混合器单管301上均安装电控阀的方式实现控制物料流流速，需要足够多的静态混合器单管301才能够实现无极调混合强度。类似的结构变形方式也落入本发明的保护范围之中。

具体而言，如图1～4所示，所述主管壳体的两端通过花板302对静态混合器单管301的进液口端和出液口端进行密封支撑。花板302为带有多个穿接孔的端板，静态混合器单管301穿接在穿接孔内并焊接密封好，打磨平整。朝向闸板201的花板302外壁上复合有密封层。所述密封层采用耐腐蚀性好的塑料或者橡胶材质制作，通过硫化橡胶或者热熔喷塑方式进行加工成型。所述主管壳体的形状可以是圆管、方管、棱柱管中的任意一种，类似的简单截面形状变化均落入本发明的保护范围之中。

具体而言，如图1所示，闸板阀的执行机构202采用手轮、气动元件或者电动元件中的一种。即与现有的闸板阀类似，也可以采用多种方式进行无极调节闸板201的开度。

通过采用闸板阀的调节器2，利用现有的闸板阀，通过调整闸板201的开度实现物料流通过所述精混段3的过流横截面积，结构简单，大幅降低集成制造成本。通过设置静态混合器单管301的进液口密封贴合在闸板201的背面上，能够防止在进液端，物料流进入到未被闸板201暴露的静态混合器单管301内，通过在花板302外壁上设置密封层，能够提高密封效果，及时在一定压力下相邻静态混合器单管301也不会串流。

在本发明的一具体实施方式中，如图1所示，预混段1具体采用口径大的单管静态混合器，该单管静态混合器中设置两个以上的混合叶片单元。

具体而言，如图1所示，预混段1的前端设置有进料段4，进料段4包括主进料管接头401和辅料管接头402。主进料管接头401与预混段1同轴设置，辅料管接头402垂直连通在主进料管接头401的外壁上。主进料管接头401和辅料管接头402的外端均设置有连接的法兰盘。

具体而言，如图1所示，辅料管接头402内端插入到主进料管接头401的中心线位置，辅料管接头402内端为斜口且朝向物料来料方向。

具体而言，如图1所示，辅料管接头402的数量为两个以上且平行设置在主进料管接头401上方。

通过设置进料段4，由主进料管接头401和辅料管接头402分别同步引入主料和辅料，便于后期的混合；通过合理设置辅料管接头402内端插入深度且设置朝向来料方向的斜口，能够实现在主料流中部散开式通入辅料，进料即实现初步混合；通过设置多个辅料管接头402，能够实现多种物料或者选择物料进行混合，扩大了本发明的适用范围。

在本发明的一具体实施方式中，如图1所示，本发明无极可调混合强度的静态混合器还包括第一压力传感器5和第二压力传感器6，第一压力传感器5设置在预混段1后端侧壁上，第二压力传感器6设置在精混段3出料端侧壁上。第一压力传感器5和第二压力传感器6电连接到调节器2的控制器上。

通过设置第一压力传感器5和第二压力传感器6能够实现精混段3前后物料流压强的采集，并将两处压强差反馈到调节器2的控制器，控制器发出指令对闸板201开度的调整，真正做到了闭环控制，提高了混合强度的控制精度。

本发明无极可调混合强度的静态混合器工作过程：主料介质A从进料管接头401导入，辅料介质B和或介质C从辅料管接头402导入。介质B和或介质C在主进料管接头401中心处辅料管接头402的斜口处迎着介质A物料流散开，在介质A冲击下，介质B和或介质C得到初步散开混合。各种介质组成的物料流经过预混段1时，被预混段1的多个混合叶片单元反复分割、变向扭转、合流实现初步的混合均匀。初步混合均匀的物料流经过调节器2的闸板阀时，只能通过闸板201打开部分的静态混合器单管301，通过调整闸板201的开度实现物料流通过所述精混段3的过流横截面积，也就是控制了物料流通过静态混合器单管301的流速，进而取得合适的混合强度。通过静态混合器单管301后物料流中各种介质粒子充分分散在一起，达到混合要求，最后从精混段3出料端排出进入到下一工位。当精混段3两端的液体压强发生较大变化时，第一压力传感器5和第二压力传感器6将两处压强差反馈到调节器2的控制器，所述控制器发出指令对闸板201开度的调整，真正做到了闭环控制，保证混合强度保持一致，进而确保混合质量一致。

本发明无极可调混合强度的静态混合器，通过预混段1和精混段3的分开设置，能够将需要混合的多种介质物料先进行预混，使得物料供给到精混段3前较为均匀连续，使其按照设定比例通过精混段3；精混段3对多种介质进行精密的混合，达到各种介质粒子均匀混合在一起。通过调节器2调节物料流通过所述主管壳体的横截面积，即可能只需要部分静态混合器单管301进入精混工作，即能够调节物料流通过静态混合器单管301的流速，进而实现混合强度的调整，调节器2的无极调整实现混合强度的无极调整。本发明无极可调混合强度的静态混合器，能够实现静态混合器的混合强度无级调整。此外，通过采用闸板阀的调节器2，利用现有的闸板阀，通过调整闸板201的开度实现物料流通过所述精混段3的过流横截面积，结构简单，大幅降低集成制造成本。通过设置静态混合器单管301的进液口密封贴合在闸板201的背面上，能够防止在进液端，物料流进入到未被闸板201暴露的静态混合器单管301内，通过在花板302外壁上设置密封层，能够提高密封效果，及时在一定压力下相邻静态混合器单管301也不会串流。通过设置进料段4，由主进料管接头401和辅料管接头402分别同步引入主料和辅料，便于后期的混合；通过合理设置辅料管接头402内端插入深度且设置朝向来料方向的斜口，能够实现在主料流中部散开式通入辅料，进料即实现初步混合；通过设置多个辅料管接头402，能够实现多种物料或者选择物料进行混合，扩大了本发明的适用范围。通过设置第一压力传感器5和第二压力传感器6能够实现精混段3前后物料流压强的采集，并将两处压强差反馈到调节器2的控制器，控制器发出指令对闸板201开度的调整，真正做到了闭环控制，提高了混合强度的控制精度。

本发明还公开了一种无极可调混合强度的静态混合器工作方法，应用上述任意一实施例中所述的无极可调混合强度的静态混合器进行两种以上液态物料的混合，通过无极控制混合强度实现高质量混合。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无极可调混合强度的静态混合器，其特征在于，包括预混段(1)、调节器(2)和精混段(3)，所述调节器(2)连通设置在所述预混段(1)和所述精混段(3)之间，所述预混段(1)设置在所述调节器(2)的进料端，需要混合的物料从所述预混段(1)进入，所述精混段(3)设置在所述调节器(2)的出料端，混合好的物料经过所述精混段(3)后排出；所述精混段(3)包括主管壳体和静态混合器单管(301)，多个所述静态混合器单管(301)纵向平行排布在所述主管壳体内且每个所述静态混合器单管(301)均独立连通所述主管壳体两端，所述调节器(2)能够调节物料通过所述主管壳体的横截面积。

2.根据权利要求1所述的无极可调混合强度的静态混合器，其特征在于：所述调节器(2)具体采用闸板阀包括阀体、闸板(201)和执行机构(202)，所述主管壳体内端固定连接在所述阀体出口上，所述静态混合器单管(301)的进液口密封贴合在所述闸板(201)的背面上。

3.根据权利要求2所述的无极可调混合强度的静态混合器，其特征在于：所述主管壳体的两端通过花板(302)对所述静态混合器单管(301)的进液口端和出液口端进行密封支撑；朝向所述闸板(201)的所述花板(302)外壁上复合有与所述闸板(201)的背面配合的密封层。

4.根据权利要求2所述的无极可调混合强度的静态混合器，其特征在于：所述闸板阀的执行机构(202)采用手轮、气动元件或者电动元件中的一种。

5.根据权利要求1所述的无极可调混合强度的静态混合器，其特征在于：所述预混段(1)具体采用口径大的单管静态混合器。

6.根据权利要求5所述的无极可调混合强度的静态混合器，其特征在于，所述预混段(1)的前端设置有进料段(4)，所述进料段(4)包括主进料管接头(401)和辅料管接头(402)，所述主进料管接头(401)与所述预混段(1)同轴设置，所述辅料管接头(402)垂直连通在所述主进料管接头(401)的外壁上。

7.根据权利要求6所述的无极可调混合强度的静态混合器，其特征在于：所述辅料管接头(402)内端插入到所述主进料管接头(401)的中心线位置，所述辅料管接头(402)内端为斜口且朝向物料来料方向。

8.根据权利要求6或者7所述的无极可调混合强度的静态混合器，其特征在于：所述辅料管接头(402)的数量为两个以上且平行设置在所述主进料管接头(401)上方。

9.根据权利要求1所述的无极可调混合强度的静态混合器，其特征在于：还包括第一压力传感器(5)和第二压力传感器(6)，所述第一压力传感器(5)设置在所述预混段(1)后端侧壁上，所述第二压力传感器(6)设置在所述精混段(3)出料端侧壁上；所述第一压力传感器(5)和第二压力传感器(6)电连接到所述调节器(2)的控制器上。

10.一种无极可调混合强度的静态混合器工作方法，其特征在于：应用上述权利要求1～9中任意一项所述的无极可调混合强度的静态混合器进行两种以上液态物料的混合，通过无极控制混合强度实现高质量混合。