CN108031317A - 一种流体混合装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种流体混合装置，该流体混合装置包括混合壳体和剪切力施加装置，混合壳体包括第一圆柱段、中间圆锥段和第二圆柱段，第一圆柱段、中间圆锥段和第二圆柱段依次连接，第一圆柱段的直径小于第二圆柱段的直径；第一圆柱段上设置有流体入口，第二圆柱段上设置有流体混合物出口；剪切力施加装置设置在混合壳体内部，剪切力施加装置包括圆锥筒，圆锥筒的一端连接有圆柱杆，圆锥筒的另一端连接有圆柱轴；圆柱杆的一端穿出所述的第一圆柱段并沿着第一圆柱段的轴向延伸；圆柱轴的一端穿出第二圆柱段并沿着第二圆柱段的轴向延伸，圆柱杆、圆锥筒和圆柱轴能够沿着混合壳体的轴向左右运动。
Description
技术领域
本发明涉及一种使流入的两种以上的流体混合或反应的流体混合装置。
背景技术
自70年代以来，流体混合装置(例如静态混合器)就已开始在化学工业、食品工业、纺织轻工等行业得到应用，并取得良好的成果。
静态混合器广泛应用于塑料、化工、医药、矿冶、食品、日化、农药、电缆、石油、造纸、化纤、生物、环保等多个行业。由于静态混合器耗能低、投资省、效果好、见效快，为用户带来了可观的经济效益。
静态混合器是一种先进的单元设备，和搅拌器不同的是，它的内部没有运动部件，主要运用流体流动和内部单元实现各种流体的混合以及结构特殊的设计合理性。静态混合器与孔板柱、文氏管、搅拌器、均质器等其它设备相比较具有效率高、能耗低、体积小、投资省、易于连续化生产的优点。静态混合器中，流体的运动遵循着″分割-移位-重叠″的规律，混合过程的中起主要作用的是移位。移位的方式可分为两大类：″同一截面流速分布引起的相对移位和″多通道相对移位″，不同型号混合器的移位方式也有所不同。海泰美信HICHINE静态混合器不仅应用于混合过程，而且可以应用于与混合-传递有关的过程，包括气/气混合、液/液萃取、气/液反应、强化传热及液/液反应等过程。
静态混合器是一种没有运动的高效混合设备，通过固定在管内的混合单元内件，使二股或多股流体产生切割、剪切、旋转和重新混合，达到流体之间良好分散和充分混合的目的。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乳状液。之所以称之为″静态″混合器，是指管道内没有运动部件，只有静止元件。静态混合器的混合过程是由一系列安装在空心管道中的不同规格的混合单元进行的。由于混合单元的作用，使流体时而左旋，时而右转旋，不断改变流动混合方向，不仅将中心流体推向周边，而且将周边流体推向中心，从而造成良好的径向混合效果。与此同时，流体自身的旋转作用在相邻组件连接处的接口上亦会发生，这种完善的径向环流混合作用，使物料获得混合均匀的目的。
现有技术中，涉及两种以上的流体混合或反应的流体混合装置通常需要对流入的流体施加剪切力，以满足获得均质化流体混合物的要求。为了施加足够的剪切力，现有技术通常需要向流体混合装置通入高速流动的气体，高速流动的气体的流动方向与流体混合装置中的其他流体的流动方向垂直。由于需要通入高速流动的气体才能满足提供足够的剪切力的要求，很难控制流体混合装置中的流体混合物的流动方向。为了提高气体的流动速度，还需要增加特殊的、价格昂贵的泵设备，这种泵设备在本领域内并不常用，需要另外配置。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种流体混合装置，该流体混合装置不需要增加特殊的、价格昂贵的泵设备，通入的气体的速度也可以大幅降低，使得从出口流出的流体混合物的方向更容易控制。
为实现上述目的，本发明所述的流体混合装置包括混合壳体和剪切力施加装置，所述的混合壳体包括第一圆柱段、中间圆锥段和第二圆柱段，所述的第一圆柱段、中间圆锥段和第二圆柱段依次连接，第一圆柱段的直径小于第二圆柱段的直径；所述的第一圆柱段上设置有流体入口，所述的第二圆柱段上设置有流体混合物出口；所述的剪切力施加装置设置在混合壳体内部，所述的剪切力施加装置包括圆锥筒，所述的圆锥筒的一端连接有圆柱杆，所述的圆锥筒的另一端连接有圆柱轴；所述的圆柱杆的一端穿出所述的第一圆柱段并沿着第一圆柱段的轴向延伸；所述的圆柱轴的一端穿出所述的第二圆柱段并沿着第二圆柱段的轴向延伸，所述的圆柱杆、圆锥筒和圆柱轴能够沿着所述的混合壳体的轴向左右运动。
所述的流体入口和流体混合物出口分别位于所述的混合壳体的不同侧。
所述的圆柱轴与圆柱杆的直径相等。
所述的圆柱轴与电动机连接。
所述的圆柱轴、圆锥筒与圆柱杆同轴设置，所述的第一圆柱段、中间圆锥段和第二圆柱段同轴设置。
所述的圆柱轴、圆锥筒与圆柱杆的中心轴线与所述的第一圆柱段、中间圆锥段和第二圆柱段的中心轴线重合。
所述的圆锥筒的直径大的一端靠近第一圆柱段设置，圆锥筒的直径小的一端靠近第二圆柱段设置。
所述的圆锥筒的直径大的一端与圆柱轴连接，圆锥筒的直径小的一端与圆柱杆连接。
所述的圆柱杆、圆锥筒和圆柱轴沿着所述的混合壳体的轴向的左右运动使得流体入口和流体混合物出口之间产生恒定的压降。
所述的圆柱杆、圆锥筒和圆柱轴沿着所述的混合壳体的轴向的左右运动使得混合壳体内部的流通面积发生变化。
本发明具有如下优点：本发明所述的流体混合装置与现有技术相比，不需要增加特殊的、价格昂贵的泵设备，通入的气体的速度也可以大幅降低，使得从出口流出的流体混合物的方向更容易控制。
附图说明
图1为本发明的流体混合装置的结构示意图。
图2是图1所示的流体混合装置的另一状态示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1和2所示，本发明所述的流体混合装置包括混合壳体12和剪切力施加装置20，所述的混合壳体包括第一圆柱段12a、中间圆锥段12c和第二圆柱段12b，所述的第一圆柱段12a、中间圆锥段12c和第二圆柱段12b依次连接，第一圆柱段12a的直径小于第二圆柱段12b的直径；所述的第一圆柱段12a上设置有流体入口14，所述的第二圆柱段12b上设置有流体混合物出口16；所述的剪切力施加装置设置在混合壳体内部，所述的剪切力施加装置包括圆锥筒22，所述的圆锥筒的一端连接有圆柱杆24，所述的圆锥筒的另一端连接有圆柱轴26；所述的圆柱杆的一端穿出所述的第一圆柱段12a并沿着第一圆柱段12a的轴向延伸；所述的圆柱轴的一端穿出所述的第二圆柱段12b并沿着第二圆柱段12b的轴向延伸，所述的圆柱杆、圆锥筒和圆柱轴能够沿着所述的混合壳体的轴向左右运动。
所述的流体入口14和流体混合物出口16分别位于所述的混合壳体的不同侧。
所述的圆柱轴与圆柱杆的直径相等。
所述的圆柱轴与电动机连接。
所述的圆柱轴、圆锥筒与圆柱杆同轴设置，所述的第一圆柱段12a、中间圆锥段12c和第二圆柱段12b同轴设置。
所述的圆柱轴、圆锥筒与圆柱杆的中心轴线与所述的第一圆柱段12a、中间圆锥段12c和第二圆柱段12b的中心轴线重合。
所述的圆锥筒的直径大的一端靠近第一圆柱段设置，圆锥筒的直径小的一端靠近第二圆柱段设置。
所述的圆锥筒的直径大的一端与圆柱轴连接，圆锥筒的直径小的一端与圆柱杆连接。
所述的圆柱杆、圆锥筒和圆柱轴沿着所述的混合壳体的轴向的左右运动使得流体入口和流体混合物出口之间产生恒定的压降。
所述的圆柱杆、圆锥筒和圆柱轴沿着所述的混合壳体的轴向的左右运动使得混合壳体内部的流通面积发生变化。
本发明所述的流体混合装置在工作时，两种或两种以上的流体通过流体入口14进入混合壳体12并在混合壳体12内混合，电动机通过圆柱轴向圆锥筒22施加外力，带动圆柱杆、圆锥筒和圆柱轴沿着所述的混合壳体的轴向的左右运动(圆柱杆、圆锥筒和圆柱轴运动到右端的状态如图2所示)，使得流体入口和流体混合物出口之间产生恒定的压降，流体入口和流体混合物出口之间这一恒定的压降形成一个与电动机施加的外力相反的力，当这一相反的力与电动机施加的外力达到平衡的时候，圆柱杆、圆锥筒和圆柱轴维持在一个平衡的位置。
由于圆柱杆、圆锥筒和圆柱轴沿着所述的混合壳体的轴向的左右运动，能够对流入混合壳体的流体施加足够的剪切力，以满足获得均质化流体混合物的要求。
上面对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，这些变化涉及本领域技术人员所熟知的相关技术，这些都落入本发明专利的保护范围。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附的权利要求限定。
Claims (10)
1.一种流体混合装置，其特征在于，所述的流体混合装置包括混合壳体和剪切力施加装置，所述的混合壳体包括第一圆柱段、中间圆锥段和第二圆柱段，所述的第一圆柱段、中间圆锥段和第二圆柱段依次连接，第一圆柱段的直径小于第二圆柱段的直径；所述的第一圆柱段上设置有流体入口，所述的第二圆柱段上设置有流体混合物出口；所述的剪切力施加装置设置在混合壳体内部，所述的剪切力施加装置包括圆锥筒，所述的圆锥筒的一端连接有圆柱杆，所述的圆锥筒的另一端连接有圆柱轴；所述的圆柱杆的一端穿出所述的第一圆柱段并沿着第一圆柱段的轴向延伸；所述的圆柱轴的一端穿出所述的第二圆柱段并沿着第二圆柱段的轴向延伸，所述的圆柱杆、圆锥筒和圆柱轴能够沿着所述的混合壳体的轴向左右运动。
2.如权利要求1所述的流体混合装置，其特征在于，所述的流体入口和流体混合物出口分别位于所述的混合壳体的不同侧。
3.如权利要求1所述的流体混合装置，其特征在于，所述的圆柱轴与圆柱杆的直径相等。
4.如权利要求1所述的流体混合装置，其特征在于，所述的圆柱轴与电动机连接。
5.如权利要求1所述的流体混合装置，其特征在于，所述的圆柱轴、圆锥筒与圆柱杆同轴设置，所述的第一圆柱段、中间圆锥段和第二圆柱段同轴设置。
6.如权利要求1所述的流体混合装置，其特征在于，所述的圆柱轴、圆锥筒与圆柱杆的中心轴线与所述的第一圆柱段、中间圆锥段和第二圆柱段的中心轴线重合。
7.如权利要求1所述的流体混合装置，其特征在于，所述的圆锥筒的直径大的一端靠近第一圆柱段设置，圆锥筒的直径小的一端靠近第二圆柱段设置。
8.如权利要求1所述的流体混合装置，其特征在于，所述的圆锥筒的直径大的一端与圆柱轴连接，圆锥筒的直径小的一端与圆柱杆连接。
9.如权利要求1所述的流体混合装置，其特征在于，所述的圆柱杆、圆锥筒和圆柱轴沿着所述的混合壳体的轴向的左右运动使得流体入口和流体混合物出口之间产生恒定的压降。
10.如权利要求1所述的流体混合装置，其特征在于，所述的圆柱杆、圆锥筒和圆柱轴沿着所述的混合壳体的轴向的左右运动使得混合壳体内部的流通面积发生变化。
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|---|---|---|---|---|
| US1922974A (en) * | 1928-01-10 | 1933-08-15 | George J Musgrove | Homogenizer |
| US2817500A (en) * | 1954-11-05 | 1957-12-24 | American Cyanamid Co | Adjustable orifice homogenizer |
| EP1284156A2 (en) * | 2001-08-17 | 2003-02-19 | Halliburton Energy Services, Inc. | Foaming apparatus and method |
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2017
- 2017-12-01 CN CN201711255530.0A patent/CN108031317A/zh active Pending
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