CN211358412U - 一种静态混合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及物理混合设备技术领域，具体涉及一种静态混合器。一种静态混合器，包括：壳体；芯轴，设于壳体内部，芯轴具有靠近进液端的预分流单元和与预分流单元连通的混合单元，预分流单元上设有多个第一螺旋翅片，混合单元设有多个第二螺旋翅片，且相邻两个第一螺旋翅片的间距大于相邻两个第二螺旋翅片的间距。流体通过预分流区进行初步分流混合后进入混合单元进行再次混合，避免了流体直接进入混合单元后仅沿第二螺旋翅片之间的槽道前进，不同第二螺旋翅片之间的槽道内的流体无法接触的情况；第一螺旋翅片与第二螺旋翅片不匹配，预分流单元对流体进行均匀分配后，再与第二螺旋翅片碰撞，迅速改变流动方向，增强流体碰撞强度，增强混合效果。

Description

一种静态混合器

技术领域

本实用新型涉及物理混合设备技术领域，具体涉及一种静态混合器。

背景技术

静态混合器的工作原理，就是让流体在管线中流动冲击各种类型板元件，增加流体层流运动的速度梯度或形成湍流，层流时是“分割－位置移动－重新汇合”，湍流时，流体除上述三种情况外，还会在断面方向产生剧烈的涡流，有很强的剪切力作用于流体，使流体进一步分割混合，最终混合形成所需要的液体。混合器的混合效果是混合器的应用领域追求的最主要的特征。

例如，中国专利CN108327219A公开了一种静态混合器，其通过在静态混合器的筒体内在芯轴上沿轴向间隔布置多个混合单元，且相邻的两个混合单元的混合片旋向相反，通过改变流体流动方向来增强流体的混合效果。此结构下流体分配不均，撞击混合力度弱，混合效果难以满足现阶段工艺生产中对液体混合的需要。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中静态混合器的在对流体混合过程中流体分配不均，撞击混合力度弱，混合效果较差的缺陷，从而提供一种静态混合器。

为了解决上述的技术问题，本实用新型提供一种静态混合器，包括，

壳体；

芯轴，设于壳体内部，芯轴具有靠近进液端的预分流单元和与预分流单元连通的混合单元，预分流单元上设有多个第一螺旋翅片，混合单元设有多个第二螺旋翅片，且相邻两个第一螺旋翅片的间距大于相邻两个第二螺旋翅片的间距。

优选的是，混合单元包括沿芯轴的轴向间隔设置的多个子单元，相邻两个子单元之间设有第一环形槽。

优选的是，第一螺旋翅片沿其旋向自预分流单元的一端至另一端延伸设置为一个；第二螺旋翅片沿其旋向自子单元的一端至另一端间隔设置为多个子翅片。

优选的是，第二螺旋翅片沿芯轴的轴向间隔设置的两个子翅片之间形成第二环形槽，第二环形槽的槽宽小于第一环形槽的槽宽。

优选的是，相邻两个子单元的第二螺旋翅片的旋向相反。

优选的是，第二螺旋翅片的螺旋角为25－75度。

优选的是，在芯轴的进液端和出液端还分设有第一锥台和第二锥台，第一锥台的小头端朝向壳体的进口设置，第二锥台的小头端朝向壳体的出口设置。

优选的是，还包括套设在壳体外侧的换热结构。

优选的是，换热结构的内壁上成型有多头螺旋槽。

优选的是，壳体包括通过密封件连接的壳主体和端盖。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的静态混合器，芯轴具有靠近进液端的预分流单元和与预分流单元连通的混合单元，流体通过预分流区进行初步分配，均匀分流混合后进入混合单元进行再次混合，预分流区的设置避免了流体直接进入混合单元后仅沿第二螺旋翅片之间的槽道前进，使得不同第二螺旋翅片之间的槽道内的流体无法接触的情况，能够有效增强流体混合质量；预分流单元上设有多个第一螺旋翅片，混合单元设有多个第二螺旋翅片，且相邻两个第一螺旋翅片的间距大于相邻两个第二螺旋翅片的间距，第一螺旋翅片与第二螺旋翅片的间距不匹配，使得由预分流单元流出的流体不能直接进入第二螺旋翅片之间的槽道，而是与第二螺旋翅片碰撞，迅速改变流动方向，增强不同流动方向的流体碰撞强度，增强混合效果。

2.本实用新型提供的静态混合器，混合单元包括沿芯轴的轴向间隔设置的多个子单元，相邻两个子单元之间设有第一环形槽，使得流体在经过混合单元时，既能沿第二螺旋翅片之间的槽道流动，还能沿垂直于芯轴轴线的方向流动，使得多个方向流动的流体产生碰撞，增强混合效果。

3.本实用新型提供的静态混合器，第一螺旋翅片沿其旋向自预分流单元的一端至另一端延伸设置为一个，使得进入预分流单元的流体沿第一螺旋翅片之间的槽道前进，并分流成多股；第二螺旋翅片沿其旋向自子单元的一端至另一端间隔设置为多个子翅片，由预分流单元流出的多股流体进入混合单元后，由于第二螺旋翅片不连续，使得流体不能顺利沿一个方向前进而发生强烈碰撞，进一步强化混合效果。

4.本实用新型提供的静态混合器，第二螺旋翅片沿芯轴的轴向间隔设置的两个子翅片之间形成第二环形槽，第二环形槽的槽宽小于第一环形槽的槽宽。进一步增强流体在混合单元内垂直于芯轴轴线方向的流动趋势，不同槽宽的环形槽间隔设置，增加流体流动过程中的碰撞次数，进而增强混合效果。

5.本实用新型提供的静态混合器，相邻两个子单元的第二螺旋翅片的旋向相反，最大程度增加相邻子单元上的螺旋翅片的旋向，进而使流体从一个子单元流向下一个子单元时方向改变趋势最大，进而增强流体的混合效果。

6.本实用新型提供的静态混合器，第二螺旋翅片的螺旋角为25－75度，避免第二螺旋翅片与芯轴的轴向平行或垂直，导致流体流过混合单元时第二螺旋翅片不起作用或对流体造成直接阻挡。

7.本实用新型提供的静态混合器，在芯轴的进液端和出液端还分设有第一锥台和第二锥台，第一锥台的小头端朝向壳体的进口设置，用于流体进入芯轴范围内时对流体进行分流，第二锥台的小头端朝向壳体的出口设置，用于流体流出芯轴范围内时对流体进行汇流。

8.本实用新型提供的静态混合器，不同流体之间混合的适宜温度不同，壳体外侧套设有换热结构，用于静态混合器工作时内部与外部的热交换，使静态混合器内部保持一个适合的流体混合的温度。

9.本实用新型提供的静态混合器，换热结构的内壁上成型有多头螺旋槽，用于将热量快速在静态混合器内部均匀分布，增强换热效率。

10.本实用新型提供的静态混合器，壳体包括通过密封件连接的壳主体和端盖，在静态混合器工作时实现密封，能够增大静态混合器的耐压能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型第一种实施方式中提供的静态混合器的爆炸图。

图2为本实用新型第一种实施方式中提供的静态混合器的剖视图。

图3为本实用新型第一种实施方式中提供的芯轴的结构示意图。

图4为本实用新型第二种实施方式中提供的芯轴的结构示意图。

图5为本实用新型第三种实施方式中提供的静态混合器的结构示意图。

图6为本实用新型第一种实施方式中提供混合单元中流体流动方向示意图。

附图标记说明：1、壳体；2、芯轴；3、预分流单元；4、第一螺旋翅片；5、混合单元；6、第二螺旋翅片；7、端盖；8、第一环形槽；9、第一锥台；10、第二锥台；11、密封圈；12、换热结构；13、第二环形槽；14、壳主体。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1－3所示为本实用新型提供的静态混合器的一种具体实施方式，静态混合器可采用不锈钢、钛及钛合金、哈氏合金、锆及锆合金、碳化硅、玻璃、peek等材料，材料选择及混合适应性更高。包括，壳体1和芯轴2，壳体1包括空心圆柱形壳主体14和与壳主体14配合的端盖7，圆柱形壳体1结构能够最大限度保证混合器的耐压能力；壳主体14与端盖7通过螺纹连接，端盖7上设有用于流体进入静态混合器的入口，壳主体14上设有用于流体流出静态混合器的出口，壳主体14与端盖7之间设有作为密封件的密封圈11，密封性好，耐压效果更好，同时静态混合器无焊接，使得静态混合器能够拆卸，方便后期的维护，维护成本低。

壳体1内部设有芯轴2，芯轴2在靠近进液端的一侧设有预分流单元3，预分流单元3上设有五个第一螺旋翅片4，第一螺旋翅片4沿其旋向自预分流单元3的一端至另一端延伸设置为一个。

预分流单元3远离进液端的一侧固定连接有混合单元5，混合单元5上设有多个第二螺旋翅片6，相邻两个第一螺旋翅片4的间距大于相邻两个第二螺旋翅片6的间距。混合单元5包括沿芯轴2的轴向间隔设置的五个子单元，相邻两个子单元之间设有第一环形槽8。第二螺旋翅片6沿其旋向自子单元的一端至另一端间隔设置为多个子翅片，子翅片近似为菱形，菱形锐角切割分流待混合流体，菱形锐角结构的子翅片在使用过程中受到流体的冲击力的影响削弱，流体阻力减小。第二螺旋翅片6沿芯轴2的轴向间隔设置的两个子翅片之间形成第二环形槽13，第二环形槽13的槽宽小于第一环形槽8的槽宽，两个第二环形槽13之间设有十二个第二螺旋翅片6，流体在混合区的流动方向如图6所示，图中箭头方向为流体的流动方向。

为了进一步提高流体的混合效果，第一个子单元的第二螺旋翅片6的螺旋角为32.5度，相邻两个子单元的第二螺旋翅片6的旋向相反。

在芯轴2的进液端和出液端还分设有第一锥台9和第二锥台10，第一锥台9和第二锥台10均为锥形，第一锥台9的小头端朝向壳体1的进口设置，第二锥台10的小头端朝向壳体1的出口设置。

在静态混合器工作时，不同流体同时从静态混合器的左侧进入壳体1，如图2和图3所示，流体通过第一锥台9分流后，由于第一锥台9时横截面积减小，流体流速增大，使流体以高流速进入预分流单元3，流体随第一螺旋翅片4作用下改变成螺旋线流体流动，进行初步分流混合，流体分成多股同时进入混合单元5。螺旋线流体通过与第二螺旋翅片6碰撞，在短时间内多次改变流动方向，并通过在第一环形槽8和第二环形槽13进行垂直于芯轴2轴向的运动来增强流体之间的碰撞，增强混合效果。混合完成后由第二锥台10汇集，最终流出静态混合器。

作为替代的实施方式，如图4所示，混合单元5上只设有一个子单元。

作为替代的实施方式，如图5所示，壳体1外侧还套设有换热结构12，换热结构12上设有进口和出口，换热结构12的内壁上成型有与进口和出口连通的多头螺旋槽，通过进口向换热结构12中通入水、导热油、高温蒸汽等换热介质，换热介质通过多头螺旋槽均匀散布到壳体1外壁并与壳体1换热，实现对壳体1内部温度的调节，以在不同温度范围内的对流体进行混合。

作为替代的实施方式，第一个子单元的第二螺旋翅片6的螺旋角为45度，第二个子单元的第二螺旋翅片6的螺旋角为75度，第三个子单元的第二螺旋翅片6的螺旋角为25度，第四个子单元的第二螺旋翅片6的螺旋角为60度，第五个子单元的第二螺旋翅片6的螺旋角为45度。即，第二螺旋翅片6的螺旋角度可以根据需要在25－75度范围内灵活选择。

作为替代的实施方式，第一锥台9和第二锥台10的形状均还可以为半球形或台阶状中的任一形状。

作为替代的实施方式，壳体1为一体成型的空心圆柱壳，壳体1在沿轴线方向上，一端设有用于流体进入的入口，另一端设有用于流体流出的出口。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种静态混合器，其特征在于，包括：

壳体(1)；

芯轴(2)，设于所述壳体(1)内部，所述芯轴(2)具有靠近进液端的预分流单元(3)和与所述预分流单元(3)连通的混合单元(5)，所述预分流单元(3)上设有多个第一螺旋翅片(4)，所述混合单元(5)设有多个第二螺旋翅片(6)，且相邻两个所述第一螺旋翅片(4)的间距大于相邻两个所述第二螺旋翅片(6)的间距。

2.根据权利要求1所述的静态混合器，其特征在于，所述混合单元(5)包括沿所述芯轴(2)的轴向间隔设置的多个子单元，相邻两个所述子单元之间设有第一环形槽(8)。

3.根据权利要求2所述的静态混合器，其特征在于，所述第一螺旋翅片(4)沿其旋向自所述预分流单元(3)的一端至另一端延伸设置为一个；所述第二螺旋翅片(6)沿其旋向自所述子单元的一端至另一端间隔设置有多个子翅片。

4.根据权利要求3所述的静态混合器，其特征在于，所述第二螺旋翅片(6)沿所述芯轴(2)的轴向间隔设置的两个所述子翅片之间形成第二环形槽(13)，所述第二环形槽(13)的槽宽小于所述第一环形槽(8)的槽宽。

5.根据权利要求2－4任一项所述的静态混合器，其特征在于，相邻两个所述子单元的所述第二螺旋翅片(6)的旋向相反。

6.根据权利要求1－4任一项所述的静态混合器，其特征在于，所述第二螺旋翅片(6)的螺旋角为25－75度。

7.根据权利要求1－4任一项所述的静态混合器，其特征在于，在所述芯轴(2)的进液端和出液端还分设有第一锥台(9)和第二锥台(10)，所述第一锥台(9)的小头端朝向所述壳体(1)的进口设置，所述第二锥台(10)的小头端朝向所述壳体(1)的出口设置。

8.根据权利要求1－4任一项所述的静态混合器，其特征在于，还包括套设在所述壳体(1)外侧的换热结构(12)。

9.根据权利要求8所述的静态混合器，其特征在于，所述换热结构(12)的内壁上成型有多头螺旋槽。

10.根据权利要求1－4任一项所述的静态混合器，其特征在于，所述壳体(1)包括通过密封件连接的壳主体(14)和端盖(7)。

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