CN212283861U - 一种流体混合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及化工反应设备技术领域，具体涉及一种流体混合装置，包括：壳体，具有至少两个流体进口和一个流体出口；多个混合管，设于所述壳体内部，与所述壳体拆卸连接，且多个所述混合管均同时与至少两个所述流体进口和所述流体出口连通。本实用新型提供了一种混合效果好，可以灵活调节产量的流体混合装置。

Description

一种流体混合装置

技术领域

本实用新型涉及化工反应设备技术领域，具体涉及一种流体混合装置。

背景技术

快速液液反应体系广泛存在于精细化工、聚合反应、制药工业和生物化工等工业过程中。例如，在利用液液两相共沉淀法制备固体颗粒过程中，液液两相的混合效果直接影响颗粒的粒径分布；在利用液液快速反应制备高聚物的过程中，液液两相的混合效果也直接影响高聚物的相对分子质量分布。近年来发现一些固体颗粒也具有乳化稳定等功能，其在油/水体系中容易吸附在油相液滴的相界面上凝聚成为固状壳。由于该类固状壳形成的物理屏障比传统小分子稳定剂层更厚，可更有效地阻碍油相液滴的聚结，从而有效地提升乳化体系的稳定性，可以广泛应用于许多对稳定性、清洁标签有较高要求的食品体系中。可用于食品中的固体颗粒多由如蛋白、多糖等成分通过共沉淀等方法制成，而混合与反应的效果对所生成颗粒的使用特性影响很大。

工业生产中利用湍流混合机理实现液体混合的设备主要有搅拌釜混合器、射流喷射混合器、撞击流混合器、静态混合器和动态混合器等。其中，采用机械搅拌的形式混合流体的过程所对应的宏观混合时间较长，过程主要受宏观混合控制。此外，在此前蛋白多相共沉淀中使用搅拌混合的方式不易均匀混合并连续出料，使得颗粒尺寸分布宽，性能不均一，即混合效果不理想，且不能根据产量要求进行反应装置的调节。

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的流体混合装置混合效果差，不能灵活调节产量的缺陷，从而提供一种混合效果好，可以灵活调节产量的流体混合装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种流体混合装置，包括：

壳体，具有至少两个流体进口和一个流体出口；

多个混合管，设于所述壳体内部，与所述壳体拆卸连接，且多个所述混合管均同时与至少两个所述流体进口和所述流体出口连通。

所述的流体混合装置，还包括支撑结构，所述支撑结构设于所述壳体中，且所述支撑结构上设有允许所述混合管贯穿的开孔。

所述的流体混合装置，还包括贯穿所述开孔设置的封堵管，所述封堵管与所述支撑结构拆卸连接。

所述的流体混合装置，所述支撑结构为垂直于所述壳体的轴线设置的板体，所述板体的外周与所述壳体内壁固定，多个所述支撑结构将所述壳体内部分成多个互不相通的腔体，所述腔体与所述流体进口或所述流体出口连通。

所述的流体混合装置，所述混合管平行于所述壳体的轴线分布，所述流体进口和所述流体出口分别通过垂直于所述壳体的轴线的进料管和出料管与所述腔体连通，并通过所述腔体将流体输送至所述混合管中或将所述混合管输出的流体汇聚后排出。

所述的流体混合装置，所述混合管内设有螺旋叶片。

所述的流体混合装置，所述螺旋叶片的外边缘与所述混合管内壁的间隙不大于0.5mm。

所述的流体混合装置，所述螺旋叶片与所述混合管拆卸连接。

所述的流体混合装置，所述混合管为圆柱体，圆柱体的长径比不小于4。

所述的流体混合装置，所述混合管和所述封堵管均通过定位件和密封件与所述支撑结构固定。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的流体混合装置，壳体内部设有多个混合管，以将大体积的流体混合通过多个混合管进行分隔，使得多种流体的混合更加高效均一，且对于有固体产物产生的流体混合过程，所产生的固体颗粒的粒径分布范围更窄；且混合管与壳体拆卸连接，这样当产量要求发生变化时，就可以通过增减混合管的数量实现灵活调节。

2.本实用新型提供的流体混合装置，支撑结构的设置，使得多个混合管在壳体中的安装更加稳定和牢固。

3.本实用新型提供的流体混合装置，封堵管的设置，使得混合管和封堵管尽量布满支撑结构，支撑结构受力更加均匀，同时避免了开孔被其他物质堵塞。

4.本实用新型提供的流体混合装置，混合管内螺旋叶片的设置，使得流体不需要通过直接的机械搅拌就能实现混合，结构简单，易于实现。

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为本实用新型提供的流体混合装置的示意图；

图2为图1中A－A向的剖视图；

图3为混合管的示意图；

图4为封堵管的示意图。

附图标记说明：

1、混合管；2、封堵管；3、筒体；4、盖体；5、手轮；6、进料管；7、出料管；8、支撑结构；9、调整螺栓；10、定位件；11、密封件；12、螺旋叶片。

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。

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至4所示的液体混合装置的一种具体实施方式，以两种液体的混合为例，包括壳体和设于所述壳体内部的多个混合管1及多个封堵管2。

壳体包括筒体3和封堵筒体3一端开口的盖体4，盖体4和筒体3通过手轮5固定。筒体3的侧壁上设有两个流体进口和一个流体出口，每一流体进口处均设有一进料管6，流体出口处设有出料管7。

多个混合管1和多个封堵管2均与所述壳体拆卸连接，且多个所述混合管1均同时与两个所述流体进口和所述流体出口连通。

为保证混合管1和封堵管2在壳体中的安装稳定性，在所述壳体中沿垂直于壳体的轴线间隔设有两个作为支撑结构8的板体，所述板体的外周与所述壳体内壁固定，两个所述支撑结构8将所述壳体内部分成三个互不相通的腔体，两个腔体与两个流体进口连通，剩余一个腔体与所述流体出口连通，同时腔体还与混合管1的进口和出口连通，以使得流体在压力作用进入或流出混合管1；且为保证板体与壳体之间的密封效果，在盖体和板体之间设有调整螺栓9，通过调整螺栓9调节板体与盖体4之间的安装紧固度。

在所述支撑结构8上设有允许所述混合管1和封堵管2贯穿的开孔，所述混合管1和所述封堵管2均与所述支撑结构8拆卸连接。所述混合管1平行于所述壳体的轴线分布，并穿过支撑结构8上的开孔。所述混合管1为圆柱体，所述圆柱体的长径比不小于4。在所述流体进口和所述流体出口处分别设有垂直于所述壳体的轴线的进料管6和出料管7，两个进料管6和一个出料管7分别通过相应的腔体与混合管1的两个进口以及一个出口连通。如图2所示，开孔在支撑结构8上以同心环的形式分布。

为保证安装的牢固性和密封性，如图3和4所示，所述混合管1和所述封堵管2均通过作为定位件10的定位凸环和作为密封件11的密封圈与所述支撑结构8固定，定位凸环起到限位作用，密封圈与开孔紧密配合，起到密封作用。

为保证混合效果，所述混合管1内设有螺旋叶片12。螺旋叶片12由向相反方向分别扭转的左螺旋片和右螺旋片连接而成。所述螺旋叶片12的外边缘与所述混合管1内壁的间隙不大于0.5mm，且所述螺旋叶片12与所述混合管1拆卸连接。

第一种液体和第二种液体分别从右侧和中间的进料管6分别进入左侧和中间的腔体，并在压力作用下进入混合管1中的不同区域，并相遇混合，形成混合液。混合液经过螺旋叶片12，在螺旋叶片12的胁迫下旋转流动，并被左螺旋片和右螺旋片多次切分混合，而后由混合管1的出料口经左侧的腔体、出料管7和流体出口排出。当产量要求发生变化时，可以通过增减支撑结构8上的混合管1和封堵管2的数量进行调节。

作为替代的实施方式，进料管6和出料管7上可以设置多个开口，并延伸至壳体内部，分别与多个混合管1和封堵管2连通。

作为替代的实施方式，混合管1和封堵管2可以直接与盖体4以及与盖体4相对的筒体3底壁拆卸连接。

作为替代的实施方式，当需要混合的液体种类增多时，相应增加流体进口和进料管6的数量即可，同时也可以增加板体的数量，以保证支撑强度。

作为替代的实施方式，开孔在板体上还可以同心等边多边形或其他形式分布。

作为替代的实施方式，混合管1的内径还可以为变径，螺旋叶片12的外径与混合管1的内径相等，且与混合管1的内壁一体设置。

本实施例还可以用于两种气体的混合。

利用本实施例的流体混合装置对两种液体的混合效果进行验证，在验证过程中使用速溶性测定得的分散方法获得蛋白分散液，使用粒度分布仪(Mastersizer 3000，英国马尔文仪器有限公司)，对蛋白分散液的粒径大小进行测定。具体地，将待测液体样品分散于装有去离子水的Hydro LV大容量湿式样品分散装置中，设定颗粒折射率1.43，分散剂折射率1.33，样品测试时间10s，采用通用分析模型进行测试。

具体验证步骤为：

(1)原料溶解：将50重量份玉米醇溶蛋白完全溶解于375重量份50℃的70v/v％乙醇溶液中，将pH调节至6，得到第一料液。

(2)将25重量份糊精完全溶解于987重量份水中，得到第二料液。

(3)一次反相析出：将250重量份的40v/v％乙醇(50℃)由乙醇进料管泵入第一级流体混合装置，将步骤(1)获得的第一料液由第一料液进料管泵入第一级流体混合装置，并迅速在第一级流体混合装置中混合反应，而后从出料口排出，排出液在50℃下搅拌保温30min，得到一次反相析出液。

(4)二次反相析出：将步骤(3)中的一次反相析出液由一次反相析出液进料口泵入第二级流体混合装置，将步骤(2)获得的第二料液由第二料液进料口泵入第二级流体混合装置，并在第二级流体混合装置中混合反应，而后从出料口排出，反应温度控制在15℃，获得二次反相析出液。

(5)对步骤(4)中获得的二次反相析出液进行喷雾干燥，获得粉末形式的醇溶蛋白组合物。

通过对图谱进行积分计算，该醇溶蛋白组合物在水中复溶解后的粒径分布为0.01－1.0μm颗粒占68％，2.0－10.0μm颗粒占32％。

同时设置对比实验，具体步骤为：

(1)原料溶解：将50重量份玉米醇溶蛋白完全溶解于375重量份50℃的70v/v％乙醇溶液中，将pH调节至6，得到第一料液。

(2)将25重量份糊精完全溶解于987重量份水中，得到第二料液。

(3)一次反相析出：将250重量份的40v/v％乙醇(50℃)加入到含有步骤(1)所得第一料液的普通反应罐中，并迅速通过锚式机械搅拌桨搅拌均匀，并且在50℃下搅拌保温30min，得到一次反相析出液。

(4)二次反相析出：将步骤(3)中的一次反相析出液加入到含有步骤(2)所得第二料液的普通反应罐中，并通过锚式机械搅拌桨搅拌使其快速混合分散，反应温度控制在15℃，使用100μm孔径滤布除去少量不溶物质后，获得二次反相析出液。

(5)对步骤(4)中获得的二次反相析出液进行喷雾干燥，获得粉末形式的醇溶蛋白组合物。

通过对图谱进行积分计算，该醇溶蛋白组合物在水中复溶解后的粒径分布为0.01－1.0μm颗粒占50％，2.0－20.0μm颗粒占49％。

由上述实验可知，对于有固体产物产生的液体混合过程，利用本实施例的流体混合装置进行混合所产生的固体颗粒的粒径更小，并且分布范围更窄。同时，没有对比实验中的大颗粒，在步骤(4)不需要过滤。

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)

1.一种流体混合装置，其特征在于，包括：

壳体，具有至少两个流体进口和一个流体出口；

多个混合管(1)，设于所述壳体内部，与所述壳体拆卸连接，且多个所述混合管(1)均同时与至少两个所述流体进口和所述流体出口连通。

2.根据权利要求1所述的流体混合装置，其特征在于，还包括支撑结构(8)，所述支撑结构(8)设于所述壳体中，且所述支撑结构上设有允许所述混合管(1)贯穿的开孔。

3.根据权利要求2所述的流体混合装置，其特征在于，还包括贯穿所述开孔设置的封堵管(2)，所述封堵管(2)与所述支撑结构(8)拆卸连接。

4.根据权利要求2或3所述的流体混合装置，其特征在于，所述支撑结构(8)为垂直于所述壳体的轴线设置的板体，所述板体的外周与所述壳体内壁固定，多个所述支撑结构(8)将所述壳体内部分成多个互不相通的腔体，所述腔体与所述流体进口或所述流体出口连通。

5.根据权利要求4所述的流体混合装置，其特征在于，所述混合管(1)平行于所述壳体的轴线分布，所述流体进口和所述流体出口分别通过垂直于所述壳体的轴线的进料管(6)和出料管(7)与所述腔体连通，并通过所述腔体将流体输送至所述混合管(1)中或将所述混合管(1)输出的流体汇聚后排出。

6.根据权利要求1－3任一项所述的流体混合装置，其特征在于，所述混合管(1)内设有螺旋叶片(12)。

7.根据权利要求6所述的流体混合装置，其特征在于，所述螺旋叶片(12)的外边缘与所述混合管(1)内壁的间隙不大于0.5mm。

8.根据权利要求6所述的流体混合装置，其特征在于，所述螺旋叶片(12)与所述混合管(1)拆卸连接。

9.根据权利要求1-3任一项所述的流体混合装置，其特征在于，所述混合管(1)为圆柱体，所述圆柱体的长径比不小于4。

10.根据权利要求3所述的流体混合装置，其特征在于，所述混合管(1)和所述封堵管(2)均通过定位件(10)和密封件(11)与所述支撑结构(8)固定。

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