專(zhuān)利名稱(chēng)：多流道螺旋靜態(tài)混合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體混合器，特別是涉及一種多螺旋流道式靜態(tài)混 合器。
背景技術(shù)：
二十世紀(jì)七十年代起，靜態(tài)混合器的開(kāi)發(fā)研究進(jìn)展迅速，各種針對(duì)
不同混合目的的形態(tài)各異的靜態(tài)混合器結(jié)構(gòu)相繼問(wèn)世。其中SK型靜態(tài)混 合器由于其自身的特點(diǎn)已成功應(yīng)用于各工業(yè)過(guò)程，如丙烯堿洗脫硫、工 業(yè)萘堿洗脫酚、油墨色漿與機(jī)油顏料等的混合、乳化炸藥半成品乳化基 質(zhì)的冷卻、以丙垸為溶劑脫除渣油中的瀝青、氯氣與紙槳、混合或吸收 漂白紙漿等。SK型靜態(tài)混合器的混合元件是扭轉(zhuǎn)180?；?70°的螺旋板， 安裝入管殼時(shí)相鄰的螺旋板分別為左旋和右旋。與其它類(lèi)型的靜態(tài)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(yīng)，但是在 各種型號(hào)的靜態(tài)混合器中SK型最不容易堵塞，所以適用于處理較臟的物 料，對(duì)較小流量并伴有雜質(zhì)或粘度《106厘泊的高粘性介質(zhì)尤為適用。例 如，SK型靜態(tài)混合器用于乳化過(guò)程時(shí)能使液滴分散到10"m，用于一般的 混合過(guò)程不均勻度系數(shù)〈5%。 SK型靜態(tài)混合器適用于要求不太高的混合過(guò)
程以及與混合有關(guān)的單元操作過(guò)程，也能用于強(qiáng)化傳熱。因此，在利用 原有SK型混合元件制造設(shè)備的前提下，發(fā)明一種既能克服SK型靜態(tài)混合
器的缺點(diǎn)又能保留其優(yōu)點(diǎn)的新型靜態(tài)混合器十分有意義的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種既能克服SK型靜態(tài)混合器的缺點(diǎn)又能 保留其優(yōu)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的靜態(tài)混合器，該混合器無(wú)流動(dòng)死角或短路，能 消除流體流經(jīng)管體或筒體時(shí)的流體徑向差異，流體所受阻力小而湍動(dòng)程 度增加，混合效果好。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
多流道螺旋靜態(tài)混合器，包括管體、螺旋流道板、心軸以及擾流棒， 其中螺旋流道板旋向相反，螺旋流道板的內(nèi)側(cè)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(cè)與管體內(nèi)壁緊密貼合，擾流棒 垂直焊接固定在心軸上，擾流棒平分相應(yīng)流通通道。
所述的多流道螺旋靜態(tài)混合器，螺旋流道板在管體橫截面上的投影 為多條圓周均布的徑向線(xiàn)，與管體內(nèi)壁形成多個(gè)扇形截面；同一截面上
的多個(gè)周向均布且旋向相同流道板構(gòu)成一個(gè)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(cuò)開(kāi)。
所述的多流道螺旋靜態(tài)混合器，心軸直徑視螺旋流道板寬度而定， 其長(zhǎng)度等于所有混合單元的總長(zhǎng)。
所述的多流道螺旋靜態(tài)混合器，擾流棒位于每個(gè)混合單元的二個(gè)截 面上，此二截面間距將混合單元軸向長(zhǎng)度三等分，每個(gè)橫截面上的擾流 棒數(shù)量與混合單元通道數(shù)相等。
所述的多流道螺旋靜態(tài)混合器，混合元件包括有螺旋流道板及心
軸焊接而成的整體，混合元件裝入管體內(nèi)后在其端部與管體內(nèi)壁進(jìn)行焊 接固定。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是-
1. 本發(fā)明多流道螺旋靜態(tài)混合器效率高，能讓中心部位和邊緣部位 的流體在旋轉(zhuǎn)離心力和壁面壓迫作用下有規(guī)則地交替互換位置從而有效 消除流體狀態(tài)的徑向差異，同時(shí)流體在多個(gè)流道壁面的切割作用及擾流 棒擾流作用下，流體的湍動(dòng)程度增加，混合效果大大提高；
2. 本發(fā)明多流道螺旋靜態(tài)混合器無(wú)流動(dòng)死角，無(wú)短路，不會(huì)發(fā)生個(gè) 別流股無(wú)法流出混合器的情況；
3. 本發(fā)明多流道螺旋靜態(tài)混合器流動(dòng)阻力小，可適用于較高粘度體
系；
4. 本發(fā)明多流道螺旋靜態(tài)混合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，各混合單元通過(guò)與軸心 管焊接形成一個(gè)整體；
5. 本發(fā)明多流道螺旋靜態(tài)混合器適用于管體或筒體直徑范圍廣，特 別適合大處理量場(chǎng)合，可用于各種工業(yè)領(lǐng)域，特別適合要求平推流的較 大直徑反應(yīng)器。
6. 本發(fā)明多流道螺旋靜態(tài)混合器可替代機(jī)械攪拌釜式反應(yīng)器，制作 連續(xù)式反應(yīng)器；
7. 本發(fā)明多流道螺旋靜態(tài)混合器針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合和操作條件， 可改變流通通道數(shù)目，達(dá)到優(yōu)化。


圖1為本發(fā)明中多流道螺旋混合元件立體結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的正視結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明中擾流棒所在截面示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1-4所示本發(fā)明所提供的多流道螺旋靜態(tài)混合器，包括旋向相 反的螺旋流道板1和螺旋流道板2、用于流道板周向和軸向定位的心軸3、 管體5以及起到增加湍動(dòng)作用的擾流棒4。
管體5亦可為筒體。
螺旋流道板的長(zhǎng)寬比在1:1 4:1之間(長(zhǎng)度指流道板沿著混合器軸 線(xiàn)方向的投影距離，寬度指流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(螺旋角度指流道板沿長(zhǎng)度方面的兩個(gè)端 面的相對(duì)轉(zhuǎn)角)。螺旋流道板的內(nèi)側(cè)以焊接方式與心軸相互定位，并使每 個(gè)混合單元相鄰流道板夾角為《 = 360°/"，焊接可采用連續(xù)焊或間斷焊 但必需保證流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(xiàn)，與管體(或筒體)內(nèi)壁形成多個(gè)扇形截面；同一截面上的螺旋流 道板的數(shù)量應(yīng)在3個(gè)以上且應(yīng)旋向相同周向均布，它們共同構(gòu)成一個(gè)混 合單元；每個(gè)混合單元的螺旋流道板的具體數(shù)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(shù)的增加而提高，但流 體流動(dòng)阻力亦會(huì)有所增大?；旌蠁卧忻總€(gè)流道板外輪廓應(yīng)與混合管體 或混合筒體內(nèi)壁相貼合，間隙保證不大于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(cuò)開(kāi)一定角度，該 角度為相鄰流道板夾角的一半。相鄰混合單元軸向間距應(yīng)在正負(fù)3mm之 內(nèi)，相鄰混合單元交界處對(duì)應(yīng)流道板錯(cuò)開(kāi)一定角度0，若每個(gè)混合單元螺
旋流道板數(shù)為n，則0-18O。/w。流道板長(zhǎng)度方向兩端相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度為 180?；?60°。
心軸可采用圓鋼或鋼管，其直徑視螺旋流道板寬度而定，其長(zhǎng)度應(yīng) 等于所有混合單元的總長(zhǎng)。采用鋼管時(shí)應(yīng)將其兩端封死，以防止流體短 路，但若采用的鋼管直徑較大，如在20mm以上時(shí)，應(yīng)在鋼管內(nèi)加入SK 型等混合元件。
擾流棒位于每個(gè)混合單元的二個(gè)截面上，此二截面間距將混合單元 軸向長(zhǎng)度三等分，每個(gè)橫截面上的擾流棒數(shù)量與混合單元通道數(shù)相等， 且每個(gè)擾流棒垂直焊接固定在心軸上，并平分相應(yīng)螺旋通道。擾流棒采 用圓鋼或鋼管，其直徑在滿(mǎn)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(zhǎng)度為混合器直徑(內(nèi)徑)的l/3左右。
整個(gè)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(nèi)后應(yīng)在其端部與管體(或筒體)內(nèi)壁進(jìn)行焊接固定。
本發(fā)明的流體流通通道與SK型靜態(tài)混合器的流通通道均為螺旋通 道，所不同的是SK型靜態(tài)混合器的流通通道的旋轉(zhuǎn)中心為流道板中心， 同一截面上的流體通道數(shù)為2，流體流動(dòng)截面為半圓，而本發(fā)明的流通通 道的旋轉(zhuǎn)中心為流道板內(nèi)壁，同一截面上的流體通道數(shù)為多個(gè)(3個(gè)以 上)，流體流動(dòng)截面為扇形。由于本發(fā)明的靜態(tài)混合器的流動(dòng)截面為扇形， 在扇形中心的尖角區(qū)域流體流動(dòng)可能會(huì)存在滯流現(xiàn)象，間隔一定長(zhǎng)度在 混合單元上設(shè)置了擾流棒，增加流體的湍動(dòng)程度，提高了流體的混合效 果。
本發(fā)明的另一種實(shí)施方案可以在上述結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上變形，即加大軸心
管直徑，除去其兩端的封液板并在其內(nèi)部加入SK型混合元件，而其余結(jié) 構(gòu)和工作原理與前述的多流道螺旋靜態(tài)混合器相同。
本發(fā)明的靜態(tài)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(shí)，段與段間可 采用對(duì)接或采用連接管連接，連接方式可采用焊接、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(shí)施例
本實(shí)施例為本發(fā)明在氯化反應(yīng)方面的應(yīng)用實(shí)例。
本發(fā)明的多流道螺旋靜態(tài)混合器用作管式乙烯氯化反應(yīng)器，反應(yīng)器 直徑為200mm，長(zhǎng)度為3000mm，混合單元通道數(shù)為3。氯氣溶解液 和乙烯分散液經(jīng)原料匯合管線(xiàn)進(jìn)入管式乙烯氯化反應(yīng)器及連接管內(nèi)邊流 動(dòng)、邊混合，完成氯化反應(yīng)。通過(guò)控制反應(yīng)溫度，調(diào)整限壓裝置，讓管 式乙烯氯化反應(yīng)器及連接管內(nèi)保持規(guī)定壓力，使反應(yīng)物流經(jīng)限壓裝置前 處于液態(tài)，反應(yīng)物流經(jīng)限壓裝置進(jìn)入氣液分離器，氣相由氣液分離器去 冷凝、精餾等后續(xù)操作，液相由循環(huán)泵輸送經(jīng)循環(huán)液冷卻器冷卻去溶解 氯氣和分散乙烯，采用低溫反應(yīng)液相出料時(shí)，可引出一部分液相作為出 料去后續(xù)操作。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明物料在管式乙烯氯化反應(yīng)器內(nèi)流經(jīng)內(nèi)設(shè)填 料或混合元件混合效果好，物料接觸充分，反應(yīng)速度快；設(shè)備生產(chǎn)能力 強(qiáng)。參與反應(yīng)的物料在反應(yīng)器內(nèi)只有徑向混合，無(wú)軸向返混，停留時(shí)間 均勻，可實(shí)現(xiàn)平推流反應(yīng)。
權(quán)利要求
1.多流道螺旋靜態(tài)混合器，包括管體、螺旋流道板、心軸以及擾流棒，其特征在于螺旋流道板(1)和螺旋流道板(2)旋向相反，螺旋流道板的內(nèi)側(cè)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(cè)與管體(5)內(nèi)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(yīng)流通通道。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多流道螺旋靜態(tài)混合器，其特征在于所 述的螺旋流道板(1)和螺旋流道板(2)在管體(5)橫截面上的投影為 多條圓周均布的徑向線(xiàn)，與管體(5)內(nèi)壁形成多個(gè)扇形截面；同一截面 上的多個(gè)周向均布且旋向相同流道板構(gòu)成一個(gè)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(cuò)開(kāi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多流道螺旋靜態(tài)混合器，其特征在于心 軸(3)直徑視螺旋流道板寬度而定，其長(zhǎng)度等于所有混合單元的總長(zhǎng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多流道螺旋靜態(tài)混合器，其特征在于擾 流棒(4)位于每個(gè)混合單元的二個(gè)截面上，此二截面間距將混合單元軸 向長(zhǎng)度三等分，每個(gè)橫截面上的擾流棒數(shù)量與混合單元通道數(shù)相等。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多流道螺旋靜態(tài)混合器，其特征在于混 合元件包括有螺旋流道板及心軸焊接而成的整體，混合元件裝入管體(5)內(nèi)后在其端部與管體(5)內(nèi)壁進(jìn)行焊接固定。
全文摘要
多流道螺旋靜態(tài)混合器，涉及一種流體混合器，包括管體、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(nèi)側(cè)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(cè)與管體(5)內(nèi)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(yīng)流通通道。本發(fā)明能有效消除流體流經(jīng)管體時(shí)流體徑向差異、減小流體阻力而混合效果好。
文檔編號(hào)B01F5/06GK101371975SQ20081001339
公開(kāi)日2009年2月25日 申請(qǐng)日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者吳劍華, 張春梅, 王宗勇, 丹 金, 斌 龔 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)化工學(xué)院