多流道螺旋靜態混合器的製作方法

2023-08-02 16:43:31

專利名稱：多流道螺旋靜態混合器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種流體混合器，特別是涉及一種多螺旋流道式靜 態混合器。
背景技術：
二十世紀七十年代起，靜態混合器的開發研究進展迅速，各種針對
不同混合目的的形態各異的靜態混合器結構相繼問世。其中SK型靜態混 合器由於其自身的特點己成功應用於各工業過程，如丙烯鹼洗脫硫、工 業萘鹼洗脫酚、油墨色漿與機油顏料等的混合、乳化炸藥半成品乳化基 質的冷卻、以丙垸為溶劑脫除渣油中的瀝青、氯氣與紙漿、混合或吸收 漂白紙漿等。SK型靜態混合器的混合元件是扭轉180。或270°的螺旋板， 安裝入管殼時相鄰的螺旋板分別為左旋和右旋。與其它類型的靜態混合 器相比(如SV型)，SK型的混合效果較差，且有明顯的放大效應，但是在 各種型號的靜態混合器中SK型最不容易堵塞，所以適用於處理較髒的物 料，對較小流量並伴有雜質或粘度《106釐泊的高粘性介質尤為適用。例 如，SK型靜態混合器用於乳化過程時能使液滴分散到10um，用於一般的 混合過程不均勻度係數<5%。 SK型靜態混合器適用於要求不太高的混合過 程以及與混合有關的單元操作過程，也能用於強化傳熱。因此，在利用 原有SK型混合元件製造設備的前提下，發明一種既能克服SK型靜態混合 器的缺點又能保留其優點的新型靜態混合器十分有意義的。 發明內容本實用新型的目的在於提供一種既能克服SK型靜態混合器的缺點
又能保留其優點的結構簡單的靜態混合器，該混合器無流動死角或短路， 能消除流體流經管體或筒體時的流體徑向差異，流體所受阻力小而湍動 程度增加，混合效果好。
本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的 多流道螺旋靜態混合器，包括管體、螺旋流道板、心軸以及擾流棒，
螺旋流道板和螺旋流道板旋向相反，螺旋流道板的內側以焊接方式在周
向和軸向方向與心軸相互定位，螺旋流道板的外側與管體內壁緊密貼合，
擾流棒垂直焊接固定在心軸上，擾流棒呈等分、平分流通通道。
所述的多流道螺旋靜態混合器，螺旋流道板和螺旋流道板在管體橫
截面上的投影呈圓周均布的徑向線、與管體內壁呈多個扇形截面；同一
截面上的圓周向均布且旋向相同的流道板構成一個混合單元；相鄰混合
單元的、由螺旋流道板組成的螺旋通道旋向相反且在混合單元交界處錯
開設置。
所述的多流道螺旋靜態混合器，其心軸直徑根據螺旋流道板寬度設 定，長度等於混合單元的總長。
所述的多流道螺旋靜態混合器，其擾流棒位於每混合單元的二個截 面上，此二截面間距將混合單元軸向長度三等分，每橫截面上的擾流棒 數量與混合單元通道數相等。
所述的多流道螺旋靜態混合器，其混合元件包括有螺旋流道板及 心軸焊接而成的整體，裝入管體內後在其端部與管體內壁進行焊接固定。
本實用新型的優點與效果是1. 本實用新型多流道螺旋靜態混合器效率高，能讓中心部位和邊緣 部位的流體在旋轉離心力和壁面壓迫作用下有規則地交替互換位置從而 有效消除流體狀態的徑向差異，同時流體在多個流道壁面的切割作用及 擾流棒擾流作用下，流體的湍動程度增加，混合效果大大提高；
2. 本實用新型多流道螺旋靜態混合器無流動死角，無短路，不會發 生個別流股無法流出混合器的情況；
3. 本實用新型多流道螺旋靜態混合器流動阻力小，可適用於較高粘 度體系；
4. 本實用新型多流道螺旋靜態混合器結構簡單，各混合單元通過與 軸心管焊接形成一個整體；
5. 本實用新型多流道螺旋靜態混合器適用於管體或筒體直徑範圍 廣，特別適合大處理量場合，可用於各種工業領域，特別適合要求平推 流的較大直徑反應器。
6. 本實用新型多流道螺旋靜態混合器可替代機械攪拌釜式反應器， 製作連續式反應器；
7. 本實用新型多流道螺旋靜態混合器針對不同的應用場合和操作條 件，可靈活改變流通通道數目，達到優化。


圖1為本實用新型中多流道螺旋混合元件立體結構示意圖2為本實用新型的正視結構示意圖3為本實用新型的俯視結構示意圖4為本實用新型中擾流棒所在截面示意圖。
具體實施方式

下面參照附圖對本實用新型進行詳細說明。
如圖2-5所示本實用新型所提供的多流道螺旋靜態混合器，包括旋 向相反的螺旋流道板1和螺旋流道板2、用於流道板周向和軸向定位的心 軸3、管體5 (或筒體)以及起到增加湍動作用的擾流棒4。
螺旋流道板的長寬比在1:1 4:1之間(長度指通道板沿著混合器軸 線方向的投影距離，寬度指通道板沿著混合器半徑方向的投影距離)，其 螺旋角度在180° 360°之間(螺旋角度指通道板沿長度方面的兩個端 面的相對轉角)。螺旋流道板的內側以焊接方式與心軸相互定位，並使每 個混合單元相鄰通道板夾角為《=360°/ ，焊接可採用連續焊或間斷焊 但必需保證通道板與心軸之間牢固可靠。
螺旋流道板在管體(或筒體)橫截面上的投影為多條圓周均布的徑 向線，與管體(或筒體)內壁形成多個扇形截面；同一截面上的螺旋流 道板的數量應在3個以上且應旋向相同周向均布，它們共同構成一個混 合單元；每個混合單元的螺旋流道板的具體數量由混合器直徑、混合效 果和流體阻力等因素確定，混合效果隨著流道板數的增加而提高，但流 體流動阻力亦會有所增大。混合單元中每個流道板外輪廓應與混合管體 或混合筒體內壁相貼合，間隙保證不大於2mm。相鄰混合單元的由螺旋 流道板組成的螺旋通道旋向相反且在混合單元交界處錯開一定角度，該 角度為相鄰通道板夾角的一半。相鄰混合單元軸向間距應在正負3mm之 內，相鄰混合單元交界處對應通道板錯開一定角度0，若每個混合單元螺 旋流道板數為w，則0=180°/ 。流道板長度方向兩端相對旋轉角度為180°或360。。
心軸可採用圓鋼或鋼管，其直徑視螺旋流道板寬度而定，其長度應 等於所有混合單元的總長。採用鋼管時應將其兩端封死，以防止流體短 路，但若採用的鋼管直徑較大，如在20mm以上時，應在鋼管內加入SK 型等混合元件。
擾流棒位於每個混合單元的二個截面上，此二截面間距將混合單元 軸向長度三等分，每個橫截面上的擾流棒數量與混合單元通道數相等， 且每個擾流棒垂直焊接固定在心軸上，並平分相應螺旋通道。擾流棒採 用圓鋼或鋼管，其直徑在滿足與心軸焊接固定空間要求的前提下，盡可 能接近心軸直徑，其長度為混合器直徑(內徑)的l/3左右。
整個混合元件(螺旋流道板及心軸焊接而成的整體)裝入管體(或 筒體)內後應在其端部與管體(或筒體)內壁進行焊接固定。
本實用新型的流體流通通道與SK型靜態混合器的流通通道均為螺 旋通道，所不同的是SK型靜態混合器的流通通道的旋轉中心為通道板中 心，同一截面上的流體通道數為2，流體流動截面為半圓，而本實用新型 的流通通道的旋轉中心為通道板內壁，同一截面上的流體通道數為多個 (3個以上)，流體流動截面為扇形。由於本實用新型的靜態混合器的流 動截面為扇形，在扇形中心的尖角區域流體流動可能會存在滯流現象， 間隔一定長度在混合單元上設置了擾流棒，增加流體的湍動程度，提高 了流體的混合效果。
本實用新型的另一種實施方案可以在上述結構基礎上變形，即加大 軸心管直徑，除去其兩端的封液板並在其內部加入SK型混合元件，而其餘結構和工作原理與前述的多流道螺旋靜態混合器相同。
本實用新型的靜態混合器可垂直布置、水平布置、傾斜布置，或垂 直、水平、傾斜組合布置；可為單段或多段組合；多段組合時，段與段 間可採用對接或採用連接管連接，連接方式可採用焊接、法蘭連接或螺 紋連接；段與段間、段與連接管間的直徑可相同或不同。 實施例
本實施例為本實用新型在氯化反應方面應用實例。 本實用新型的多流道螺旋靜態混合器用作管式乙烯氯化反應器，反
應器直徑為200mm，長度為3000mm，混合單元通道數為3。氯氣溶 解液和乙烯分散液經原料匯合管線進入管式乙烯氯化反應器及連接管內 邊流動、邊混合，完成氯化反應。通過控制反應溫度，調整限壓裝置， 讓管式乙烯氯化反應器及連接管內保持規定壓力，使反應物流經限壓裝 置前處於液態，反應物流經限壓裝置進入氣液分離器，氣相由氣液分離 器去冷凝、精餾等後續操作，液相由循環泵輸送經循環液冷卻器冷卻去 溶解氯氣和分散乙烯，採用低溫反應液相出料時，可引出一部分液相作 為出料去後續操作。實驗結果表明物料在管式乙烯氯化反應器內流經內 設填料或混合元件混合效果好，物料接觸充分，反應速度快；設備生產 能力強。參與反應的物料在反應器內只有徑向混合，無軸向返混，停留 時間均勻，可實現平推流反應。
權利要求1. 多流道螺旋靜態混合器，包括管體、螺旋流道板、心軸以及擾流棒，其特徵在於螺旋流道板(1)和螺旋流道板(2)旋向相反，螺旋流道板的內側以焊接方式在周向和軸向方向與心軸(3)相互定位，螺旋流道板的外側與管體(5)內壁緊密貼合，擾流棒(4)垂直焊接固定在心軸(3)上，擾流棒(4)呈等分、平分流通通道。
2. 根據權利要求l所述的多流道螺旋靜態混合器，其特徵在於所 述的螺旋流道板(1)和螺旋流道板(2)在管體(5)橫截面上的投影呈 圓周均布的徑向線、與管體(5)內壁呈多個扇形截面；同一截面上的圓周向均布且旋向相同的流道板構成一個混合單元；相鄰混合單元的、由螺旋流道板組成的螺旋通道旋向相反且在混合單元交界處錯開設置。
3. 根據權利要求l所述的多流道螺旋靜態混合器，其特徵在於心軸(3)直徑根據螺旋流道板寬度設定，長度等於混合單元的總長。
4. 根據權利要求l所述的多流道螺旋靜態混合器，其特徵在於擾流棒(4)位於每混合單元的二個截面上，此二截面間距將混合單元軸向長度三等分，每橫截面上的擾流棒數量與混合單元通道數相等。
5. 根據權利要求1所述的多流道螺旋靜態混合器，其特徵在於混 合元件包括有螺旋流道板及心軸焊接而成的整體，裝入管體(5)內後 在其端部與管體(5)內壁進行焊接固定。
專利摘要多流道螺旋靜態混合器，涉及一種流體混合器，包括管體(或筒體)、多塊螺旋流道板、心軸以及擾流棒，其中螺旋流道板(1)和螺旋流道板(2)旋向相反，螺旋流道板的內側以焊接方式在周向和軸向方向與心軸(3)相互定位，螺旋流道板的外側與管體(5)(或筒體)內壁緊密貼合，擾流棒(4)垂直焊接固定在心軸(3)上，擾流棒(4)平分相應流通通道。本實用新型能有效消除流體流經管體或筒體時流體徑向差異、流體阻力降小而混合效果好的新型靜態混合器。
文檔編號B01F5/06GK201283277SQ200820218208
公開日2009年8月5日 申請日期2008年9月26日 優先權日2008年9月26日
發明者吳劍華, 張春梅, 王宗勇, 丹 金, 斌 龔 申請人:瀋陽化工學院