CN102989338A - 一种螺旋静态混合器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种应用于多种物料混合特别是一种高粘度物料混合的螺旋静态混合器，包括外壳、安装法兰、左旋叶片和右旋叶片，其特征在于，在外壳的两端分别都设置有安装法兰，左旋叶片和右旋叶片呈多螺旋叶结构，左旋叶片和右旋叶片放置在外壳内部从外壳的入口到出口依次交替排列，相邻的左旋叶片和右旋叶片在周向交错角度固定连接，并且左旋叶片和右旋叶片组成的叶片组的一端连接有清洗吊环。本发明所述的螺旋静态混合器结构简单，混合效率高，安装便捷，成本低，清洗方便，适合长时间的工作，并可更换混合叶片单元，尤其对化工行业的高粘度物料的混合有着更加广泛的应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种静态混合器，尤其涉及一种用于高粘度物料混合的螺旋静态混合器。
背景技术
静态混合器是一种利用在管路中安装各类固定的元件，利用这些元件来改变流经管内流体的流动状态从而达到液体混合目的的一种混合器，这种无转动部件以及管道化特点的静态混合器以其新型、高效和节能的优越性在工业应用方面得到越来越广泛的应用。
目前国内外市场上已经成功的推出了多种静态混合器，在工业上得到了广泛应用，其中具有代表性的静态混合器主要有以下几种：美国的凯尼斯（Kenics）型、瑞士的苏尔士（Sulzer）SMV型，日本东丽Hi型以及Ross-ISG型。由于这些种类的混合器内部结构差异，各种类型静态混合器的混合原理不同，混合特性差别较大，进而混合效果也不同。在混合效果方面比较好的静态混合器中以瑞士的苏尔士的S-X型静态混合器为代表，该品牌的静态混合器的主要结构为以叶片相互电焊并线性排列，反向交叉45度后在线性排列，在两组叶片中相互交错成90度，当高粘度物料进入S-X静态混合器之后，并在叶片的反复切割之后，达到混合的效果。但是S-X静态混合器由于流阻过大，造成混合器前段的PVAc泵出口压力增大，损坏PVAc泵的情况，同时还容易造成堵塞，由于S-X静态混合器内部结构过于复杂，在使用过程中，清洗周期短，操作麻烦。
发明内容
本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种螺旋静态混合器，解决目前技术中高粘度物料混合时流阻大易堵塞，混合效率低的问题。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：
一种螺旋静态混合器，包括外壳、安装法兰、左旋叶片和右旋叶片，其特征在于，外壳呈圆筒状，在外壳的两端分别都设置有安装法兰，左旋叶片和右旋叶片呈多螺旋叶结构，左旋叶片和右旋叶片放置在外壳内部，从外壳的入口到出口依次交替排列，并且相邻的左旋叶片和右旋叶片在周向交错角度固定连接。流体通过混合器时在管线中冲击左旋叶片和右旋叶片，被螺旋叶片分割成多股流体，并且由于螺旋叶片的流线型结构缓解了流体的冲击力，流体顺着螺旋叶片流动，流阻较小，不易发生堵塞，同时也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，流体除了上诉三种情况外，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，流体就这样在混合器中不断被螺旋叶片切割、剪切、旋转和重新混合，最终形成所需要的乳状液。
进一步的，所述的左旋叶片和右旋叶片采用至少有双螺旋叶交叉扭合型的结构。交叉扭合的螺旋叶数量可随需求增加，双螺旋叶的流阻最小，而多头螺旋叶结构的流阻会变得更大但混合效果更好，根据混合流体自身特性以及混合度要求选用不同数量的螺旋叶结构。
进一步的，所述的左旋叶片和右旋叶片的单个螺旋叶片的扭转角度为90°~360°。单个螺旋叶片的扭转角度越大流体撞击叶片形成的湍流也就越强，流体的混合效果也就越好，但当螺旋叶片的扭转角度越大时流阻就越大，流体流速降低，同样需要根据混合流体自身特性以及混合度要求选用不同的螺旋叶片扭转角度。
进一步的，所述的左旋叶片和右旋叶片的长径比为1:1到2.1:1，根据螺旋叶片的扭转角度来制定，保证单体螺旋叶片的结构强度，调整流阻的大小。
进一步的，所述的左旋叶片在与右旋叶片连接处的周向交错角度为30°~90°。相邻的左旋叶片和右旋叶片交错一定的角度可以对流体进行进一步的分割和汇合，促进流体的混合。不同的交错角度适合不同类物料的混合，交错角度随实际的工况要求而定。
进一步的，所述的左旋叶片与右旋叶片的连接处采用定位销，以点焊或者螺纹连接的方式进行固定，极大的增加了螺旋叶片间的连接强度，保证连接处不会再流体的冲击下发生断裂，增加混合器的使用寿命。
进一步的，所述的左旋叶片和右旋叶片组成的叶片组的一端连接有清洗吊环，可以将叶片组整体从混合器外壳中拉出，进行清洗，组装拆卸方便，并且可以清洗干净叶片组的任何死角，防止残留的流体腐蚀螺旋叶片。
进一步的，所述的外壳的一端加设有用以将叶片串进行固定的安装定位槽，方便螺旋叶片组的安装，防止螺旋叶片组在壳体内旋转发生摩擦损耗。
与现有技术相比，本发明优点在于：
本发明所述的螺旋静态混合器克服现有技术的不足，大大减小了流阻，在混合高粘度物料时不易发生堵塞，同时保证了混合的效果，一个独立的叶片单元对物料进行多次切割，在混合器套管内采用了多级叶片单元的形式，物料的分割和汇合效果好，混合效率高，并极大限度的节约能耗；流体处理量大，性能可靠，在物料流量较大的情况下，均能实现连续、快速和高效的混合，针对不同的物料自身特性以及混合度的要求采用不同的螺旋叶片结构，适用性强；并且结构简单，易装卸，制造方便，节约生产成本，运行简单可靠，便于清洗。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的左旋叶片的结构示意图；
图3为本发明的左旋叶片横截面的结构示意图；
图4为本发明的右旋叶片的结构示意图；
图5为本发明的右旋叶片横截面的结构示意图。
具体实施方式
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
本发明实施例公开一种螺旋静态混合器，提供一种结构更为合理，加工容易，便于装卸和维修，流阻小不易堵塞，混合效率高，低能耗的螺旋静态混合器。
参见图1，一种螺旋静态混合器，包括外壳5、安装法兰1、左旋叶片3和右旋叶片4，外壳5呈圆筒状，在外壳5的两端分别都设置有安装法兰1，左旋叶片3和右旋叶片4呈多螺旋叶结构，左旋叶片3和右旋叶片4放置在外壳内部，从外壳的入口到出口依次交替排列，并且相邻的左旋叶片3和右旋叶片4在周向交错一定角度固定连接。流体通过混合器时在管线中冲击左旋叶片3和右旋叶片4，被螺旋叶片分割成多股流体，流体顺着螺旋叶片流动，在流体就这样在混合器中不断被螺旋叶片切割、剪切、旋转和重新混合，最终形成所需要的乳状液。
参见图2~图5，左旋叶片3和右旋叶片4采用双螺旋叶结构。双螺旋叶的两个螺旋叶横截面为垂直正交，将被混合物均分为四股流体。左旋叶片3和右旋叶片4所用的螺旋叶数量随需求增加，双螺旋叶的流阻最小，而多头头螺旋叶结构的流阻更大但混合效果更好，根据混合流体自身特性以及混合度要求选用不同的螺旋叶结构。左旋叶片3和右旋叶片4的单个螺旋叶片的扭转角度为90°~360°。单个螺旋叶片的扭转角度越大流体撞击叶片形成的湍流也就越强，流体的混合效果也就越好，但当螺旋叶片的扭转角度越大时流阻就越大，流体流速降低，同样需要根据混合流体自身特性以及混合度要求选用不同的螺旋叶片扭转角度。左旋叶片3和右旋叶片4的长径比为1:1到2.1:1，根据螺旋叶片的扭转角度来制定，保证单体螺旋叶片的结构强度同时调整混合器流阻的大小。左旋叶片3在与右旋叶片4连接处的周向交错角度为30°~90°。相邻的左旋叶片3和右旋叶片4交错一定的角度可以对流体进行进一步的分割和汇合，促进流体的混合。不同的交错角度适合不同类物料的混合，交错角度随实际的工况要求而定。左旋叶片3和右旋叶片4组成的叶片组的一端连接有清洗吊环2，可以将叶片组整体从混合器外壳1中拉出，进行清洗，组装拆卸方便，并且可以清洗干净叶片组的任何死角，防止残留的流体腐蚀螺旋叶片。
左旋叶片3与右旋叶片4的连接处采用定位销，以点焊或者螺纹连接的方式进行固定，极大的增加了螺旋叶片间的连接强度，保证连接处不会再流体的冲击下发生断裂，增加混合器的使用寿命。外壳1的一端加设有用以将叶片串进行固定的安装定位槽，方便螺旋叶片组的安装，防止螺旋叶片组在壳体内旋转发生摩擦损耗。
根据混合物料自身的特性以及混合度的需求，选用所需的螺旋叶片，当高粘度物料在重力的作用下由混合器一端进入混合器内部，物料首先由安装在混合器外壳内的左旋叶片3进行切割，分割成多股流体，切分后的物料依次进入右旋叶片4单元，物料再次被切割，同时切割后的流体同前一级左旋叶片3切割后流体发生混合，以这样的旋转切割物料的方式，依次经过多级相互交错布置的叶片单元，最终由静态混合器的另一端口流出，最终完成若干种高粘度物料混合的目的。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种螺旋静态混合器，包括外壳（5）、安装法兰（1）、左旋叶片（3）和右旋叶片（4），其特征在于，外壳（5）呈圆筒状，在外壳（5）的两端分别都设置有安装法兰（1），左旋叶片（3）和右旋叶片（4）呈多螺旋叶结构，左旋叶片（3）和右旋叶片（4）放置在外壳（5）内部，从外壳（5）的入口到出口依次交替排列，并且相邻的左旋叶片（3）和右旋叶片（4）在周向交错角度固定连接。
2.根据权利要求1所述的螺旋静态混合器，其特征在于，所述的左旋叶片（3）和右旋叶片（4）采用至少有双螺旋叶交叉扭合型的结构。
3.根据权利要求2所述的螺旋静态混合器，其特征在于，所述的左旋叶片（3）和右旋叶片（4）的单个螺旋叶片的扭转角度为90°~360°。
4.根据权利要求2所述的螺旋静态混合器，其特征在于，所述的左旋叶片（3）和右旋叶片（4）的长径比为1:1到2.1:1。
5.根据权利要求2所述的螺旋静态混合器，其特征在于，所述的左旋叶片（3）在与右旋叶片（4）连接处的周向交错角度为30°~90°。
6.根据权利要求2所述的螺旋静态混合器，其特征在于，所述的左旋叶片（3）与右旋叶片（4）的连接处采用定位销，以点焊或者螺纹连接的方式进行固定。
7.根据权利要求2所述的螺旋静态混合器，其特征在于，所述的左旋叶片（3）和右旋叶片（4）组成的叶片组的一端连接有清洗吊环（2）。
8.根据权利要求1所述的螺旋静态混合器，其特征在于，所述的外壳（5）的一端加设有用以将叶片串进行固定的安装定位槽。
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