CN213221694U - 一种多样流体静态混合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于湿法冶金设计技术领域，具体涉及一种多样流体静态混合器。该装置包括一个两端封口的圆筒形管体，管体一端的底面上设置有进料管，管体另一端的底面设有滤水帽，管体内设置有分流板、折流板和水轮。本实用新型通过对混合器的设计与应用，主要解决溶液配制过程中多种流体的按设定比例混合，达到工艺生产所需的混合液体的问题，同时取代机械搅拌混合装置。该装置通过一套静态管道混合器，使水、吸附原液、吸附尾液、萃余水及浓硫酸五种流体在管道输送过程中充分混合，达到配制淋洗剂的需求，并且具有结构简单、混合效果好、节约成本、高效环保等优点。

Description

一种多样流体静态混合器

技术领域

本发明属于机械结构设计技术领域，具体涉及一种多样流体静态混合器。

背景技术

在铀业生产中吸附淋洗剂的配制通常是由机械搅拌实现的动态混合，根据生产需求，AB两个储槽交替使用，配制好的淋洗剂通过淋洗剂泵送至各淋洗塔。一旦其中一个储槽的搅拌桨腐蚀损坏，配制淋洗剂时变为单槽配制，造成配酸过程酸在槽内停留时间过短，混合不均匀，波动大，不能满足生产需要，用淋洗剂泵自循环时又与工艺冲突，况且两台淋洗剂泵同时使用。倘若其中一台淋洗剂泵发生故障，则会造成淋洗工艺瘫痪，严重制约生产的稳定运行。因此，本发明设计了一种多样流体静态混合器，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有机械搅拌易发生故障、混合不均匀等问题，提供了一种多样流体静态混合器。

本发明的技术方案如下：

一种多样流体静态混合器，包括一个两端封口的圆筒形管体，管体一端的底面上设置有进料管，管体另一端的底面设有滤水帽，管体内设置有分流板、折流板和水轮。

进一步地，所述管体内还设置有一个多孔挡板。

进一步地，所述管体的长度L至少为1.1ND，D为管体的直径，N为混合单元数。管体内沿进料方向依次设置有一个分流板、6个折流板和一个水轮。

进一步地，所述管体材质采用UPVC管。

进一步地，所述分流板包括两块半圆形板，两块板的夹角为20°～90°。

进一步地，所述折流板为半圆形板，折流板固定在一根中心轴上。所述折流板与中心轴之间设置有加强筋。

进一步地，所述水轮为三个半圆形板组成的三瓣式球型结构，通过一根穿过三个半圆形板底边的横轴固定在管体内壁中。所述三个半圆形板可以平均分布，或相邻两块半圆形板之间呈60°～150°。

本发明的有益效果在于：

本发明通过对混合器的设计与应用，主要解决溶液配制过程中多种流体的按设定比例混合，达到工艺生产所需的混合液体的问题，同时取代机械搅拌混合装置。该装置通过一套静态管道混合器，使水、吸附原液、吸附尾液、萃余水及浓硫酸五种流体在管道输送过程中充分混合，达到配制淋洗剂的需求，并且具有结构简单，使用安全，节约能源，高效环保等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图中：1-进料管，2-分流板，3-折流板，4-水轮，5-多孔挡板，6-滤水帽，7-管体。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

本实施例提供了一种多样流体静态混合器，其结构如图1和图2所示，包括一个两端封口的圆筒形管体7，管体7的一端设置有进料管1，管体7另一端的底面设有滤水帽6，管体7内设置有分流板2、折流板3和水轮4。所述管体7一端设置的进料管1可以设置在管体7的底面上，如图1所示，当多种料液混合时可以连接三通或其他装置实现同时进料；也可以同时在底面和管体7侧壁上设置两个或多个进料管1，如图2所示，通过控制进料的料液流速等参数控制进料比例、流量和流速。

所述管体7的长度L至少为1.1ND，D为管体7的直径，N为混合单元数。管体7可以设置为圆柱形或方形筒体结构，其长度L、管径D和混合单元数N可以根据实际使用需要进行调节，其材质可以根据料液不同选择U-PVC、不锈钢或其他材料。其中的混合单元数N是指分流板2和折流板3组成的单元数。本实施例的混合器管体7内沿进料方向依次设置有一个分流板2和6个折流板3，每两块折流板组成一个混合单元，因此本实施例的混合单元数为N＝4。

所述分流板2包括两块半圆形板，两块半圆形板底边之间的夹角为20°～90°。分流板2使得料液进入管体7后方向流动方向发生改变，从而促进料液混合。分流板2的半圆形板尺寸与管体7内径相配合，使得分流板2能够卡在管体7内壁中，也可以通过焊接或其他方式固定在管体7内。

所述折流板3为一块半圆形板，多块折流板3固定在一根中心轴上，相邻两块折流板3之间呈一定夹角布置，角度优选为90°～180°。折流板3与中心轴之间设置有加强筋，本实施例中加强筋设在料液流动方向的背面，加强筋不仅能够加强折流板3与中心轴的固定强度，还可以在一定程度上进一步影响料液流动方向。

所述水轮4为两个半圆形板或多个半圆形板组成的多瓣式球型结构，通过一根穿过半圆形板底边的横轴固定在管体7内壁中，本实施例的水轮4采用了三个半圆形板，使用时料液冲击半圆形板使得水轮4围绕横轴旋转，从而促进料液混合。所述的三个半圆形板可以平均分布，或相邻两块半圆形板之间呈60°～150°。

所述管体7内还设置有一个多孔挡板5，可以设置在滤水帽6与水轮4之间，也可以设置在分流板2、折流板3和水轮4之间的任一位置。多孔挡板5能够改变料液流动方向，促进料液混合均匀。

所述滤水帽6一般选用树脂滤水帽，可以选用标准件。

在使用时，首先根据生产实际情况，通过理论计算，得出相关部件尺寸；然后制加工分流板、拆流板、水轮、多孔挡板和虑水帽等部件(各部件采取UPVC焊条多层焊接而构成混合套件总成，总成嵌套与静态混合管体内腔；本实施例的静态混合器立式安装于淋洗剂配置槽多种流体进料口，通过混合器作用而完成多种流体互溶，而实现淋洗剂配置过程。由于采用立式安装，料液在重力作用下自动向下流动，无需额外能源驱动，在保证混合效果的同时，大大降低了能源消耗和生产成本。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，结合生产现状和实际使用需求，对本实用新型的技术方案进行进一步说明。

结合本单位生产现状，根据生产需要，为了使淋洗剂配制过程中酸浓度均匀，所加工的静态混合器需满足工业水(原液、尾液)流量为30m3/h,流速0.5m/s,配制的淋洗剂酸浓度为120g/L，均匀度90％以上等参数，所以本次改造实验用的静态混合器的设计根据以下公式得出：

(1)设计流量

根据生产需要，静态混合器的设计流量为30m3/h：

Q＝30m³/h＝0.02m³/s

(2)设计流速

静态混合器设在配制B槽中，设计流速v＝0.5m/s，则管径为：

根据现场现有条件采用D＝300mm的UPVC管，可以满足流速需要。

(3)混合单元数

按下式计算：

N≥2.36υ^-0.5D^-0.3＝2.36×1.15^-0.5×0.8^-0.3＝2.36

取N＝4，则混合器的混合长度为：

L＝1.1ND＝1.1×0.3×4＝1.32M

(4)混合时间

根据上述公式，设计出一套UPVC材质的简易静态混合器。如图2所示，混合器用DN300的U-PVC管制作，长度为1.5米，由一对分流板，三对折流板和一只水轮，多空挡板和树脂帽等部件组成。

加工完成的静态混合器安装在配制A槽中投入使用后，在使用中对使用效果进行了实时监测，并在淋洗剂配制完成后对配制槽内的淋洗剂酸浓度进行了分层、分时段取样分析,分析结果的数据可以看出，静态混合器在淋洗剂配制过程中，配制酸度比较平稳，多种流体能够充分混合，配制浓度完全满足生产参数要求，具体总结如下：

(1)应用静态混合器能够实现淋洗剂配制的各项要求，溶液酸浓度均匀，等高多次浓度相差0.85g/L，同时多点浓度相差1.2g/L，其波动值相对稳定，满足生产应用；

(2)该混合器采用UPVC材质，具有加工方便，坚固耐用耐腐蚀等优点；

(3)安装静态混合器后，由于配制过程是密闭空间，酸气不能外溢，避免了现场其他设备的腐蚀及对工作人员的伤害；

(4)由于无需使用搅拌装置和化工泵的循环，经计算，一年动力电费大约节省72270元。

静态混合器是一种没有运动部件的高效混合设备，除了在石油炼油、化工行业被应用外，同时在食品、矿冶、塑料挤出和环保等领域也被广泛应用，它与搅拌器、胶体磨、均质器、文氏管等传统的混合设备相比，具有流程简单、结构紧凑、能耗低、投资少、操作弹性大、便于维修、混合性能好等优点，凡涉及到液-液、液-气、液-固、气-气的混合，乳化、中和、吸收、萃取、反应和强化传热等过程，可以替代传统的混合装置。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种多样流体静态混合器，其特征在于：包括一个两端封口的圆筒形管体(7)，管体一端的底面上设置有进料管(1)，管体(7)另一端的底面设有滤水帽(6)，管体(7)内设置有分流板(2)、折流板(3)和水轮(4)。

2.如权利要求1所述的一种多样流体静态混合器，其特征在于：所述管体(7)内还设置有一个多孔挡板(5)。

3.如权利要求1或2所述的一种多样流体静态混合器，其特征在于：所述管体(7)的长度L至少为1.1ND，D为管体(7)的直径，N为混合单元数。

4.如权利要求1或2所述的一种多样流体静态混合器，其特征在于：所述管体(7)内沿进料方向依次设置有一个分流板(2)、6个折流板(3)和一个水轮(4)。

5.如权利要求1或2所述的一种多样流体静态混合器，其特征在于：所述管体(7)材质采用UPVC管。

6.如权利要求1或2所述的一种多样流体静态混合器，其特征在于：所述分流板(2)包括两块半圆形板，两块板的夹角为20°～90°。

7.如权利要求1或2所述的一种多样流体静态混合器，其特征在于：所述折流板(3)为半圆形板，折流板(3)固定在一根中心轴上。

8.如权利要求7所述的一种多样流体静态混合器，其特征在于：所述折流板(3)与中心轴之间设置有加强筋。

9.如权利要求1或2所述的一种多样流体静态混合器，其特征在于：所述水轮(4)为三个半圆形板组成的三瓣式球型结构，通过一根穿过三个半圆形板底边的横轴固定在管体(7)内壁中。

10.如权利要求9所述的一种多样流体静态混合器，其特征在于：所述三个半圆形板可以平均分布，或相邻两块半圆形板之间呈60°～150°。

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