專利名稱：多級復(fù)式強制混合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合器，并兼用作多級式混合器的泵。詳細地說，是一種能容易地把粘度和比重均不同的液體和液體及液體和氣體物質(zhì)的粒子和容量加以調(diào)節(jié)后又進行混合輸送的多級復(fù)式強制混合器。
以前，把比重和粘度不同的油和水混合后使其乳化是用化學(xué)的方法，即用乳化劑并加上攪拌，或者用超聲振動加以混合的方法。這些方法都是已知的，而且有下述的缺點1、由于把傳遞超聲波的振動裝置連接在乳化混合裝置內(nèi)，使混合器的體積增大，因而就需要更大的體積。
2、由于混合物質(zhì)的容量、粘度、比重、溫度不同，施加的超聲波對混合的影響就不同，乳化的效果也不同，因而發(fā)生混合誤差，不但會引起能量損失，而且還會在燃燒過程中出現(xiàn)問題。
3、由于高頻振蕩發(fā)生器的振蕩會產(chǎn)生電磁干擾，因而會造成對周圍器件的電磁干擾。
4、由于運行時電力消耗大，因而是不經(jīng)濟的。
在添加乳化劑并用物理方法的混合裝置中用得最多的是采用攪拌方式的乳化裝置，這種混合裝置是在內(nèi)部裝設(shè)著回轉(zhuǎn)的輪翼或鋼刷，由其回轉(zhuǎn)使乳化燃料得以輸送的裝置，其也有下述的缺點
1、由于在混合室內(nèi)流入大量的液體后進行攪拌，因而混合就有限，所需要的時間較長，占用空間大、粒子不均勻，并容易分離，沒有穩(wěn)定性。
2、由于混合裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大，因而安裝面積大而且不易操作。
3、由于為了降低混合物的粘度而必須在混合室內(nèi)設(shè)置加熱器，因而增加了電力消耗，經(jīng)濟效果較差。
4、由于使用了高價的乳化劑，因而是不經(jīng)濟的。
本發(fā)明的一個在先申請即韓國專利第18410號(韓國專利公告84-1528號)是在開設(shè)細孔的固定板之間設(shè)置葉輪，由齒輪泵將燃料和水通過入口使其送入，并使其單方向回轉(zhuǎn)后強制混合。
該裝置雖然具有比以前其他的混合方式優(yōu)越的混合能力，但仍有下述的缺點，因此必須對現(xiàn)有技術(shù)加以補充和完善。
1、雖然比以前的技術(shù)進步了，但由于混合得有限，因而在混合狀態(tài)下穩(wěn)定性較差。
2、必須根據(jù)燃料使用量的變化使注入的水量也變動，而上述的裝置注入固定的水量，因而有油、水混合比例不能一致的問題。
3、由于把混合了的液體燃料全部輸送到鍋爐內(nèi)，因而就有不能調(diào)整油量的不合理點。
本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，同時提供一種能使粘度、比重均不相同的液體和液體及液體和氣體容易地混合，即使隨時間經(jīng)過也不分離的混合器，而且使其兼有由裝在混合器里的齒輪泵來輸送混合物的能力；并提供一種能由冷、熱水循環(huán)腔進行加熱或冷卻，能調(diào)節(jié)溫度，用途較廣的多級復(fù)式強制混合器。
本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種多級復(fù)式強制混合器，其是由葉輪和產(chǎn)生渦流的盤形段構(gòu)成，其特征在于主齒輪和上部葉輪固定在主軸上，而輔助齒輪和下部葉輪固定在輔助軸上；在中間盤形段內(nèi)，上部葉輪和下部葉輪成對地相互朝相反方向旋轉(zhuǎn)，形成渦流，從而構(gòu)成兼有混合和泵作用的多級式粒子粉碎型結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的目的還可以由以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)前述的多級復(fù)式強制混合器，其中是由一個驅(qū)動馬達使固定在主軸上的主齒輪和上部葉輪驅(qū)動，同時由主齒輪和輔助齒輪的嚙合使輔助齒輪驅(qū)動，從而驅(qū)動下部葉輪。
前述的多級復(fù)式強制混合器，其中是由葉輪和中間盤形段的裝置數(shù)目來調(diào)整混合物體的粒子及混合效率。
前述的多級復(fù)式強制混合器，其中在于把葉輪排列成使其輪翼的彎曲角度以順時針方向和逆時針方向交替地裝配。
前述的多級復(fù)式強制混合器，其中在中間盤形段上開設(shè)的導(dǎo)流孔的吸入口和流出口的大小是流出口比吸入口小。
前述的多級復(fù)式強制混合器，其中在于能在燃料流入端和燃料流出端之間調(diào)節(jié)反饋量。
前述的多級復(fù)式強制混合器，其中在于其是根據(jù)鍋爐的載荷變動，由測定流量的傳感器判讀和分析供給的燃料和水(其他混合物)的量之后進行流入量調(diào)節(jié)。
在本發(fā)明中，所謂液體是指水以及各種液體燃料，如輕油、重油、植物油、礦物油和在液體狀態(tài)下的各種化工藥品等；所謂氣體是指氧、氫、氣態(tài)下的鹵族元素、丙烷氣、二氧化碳等氣態(tài)物質(zhì)。
眾所周知，構(gòu)成所有物質(zhì)的元素粒子都帶有正負電和磁性，并按一定自然法則進行運動地存在。
本發(fā)明的理論基礎(chǔ)是上述的各個粒子由于相互間排斥、吸引、替換等作用的同時引起活性，或者受周圍的阻力或力的作用后具有化學(xué)能和一定的熱函。
例如液體燃料的組分中，高分子碳氫化合物的有機物分子和不定型碳化合物幾乎占絕大部分。偶爾有極少量以金屬鹽為核形成不定向的微粒群，這些群分散在有機物分子內(nèi)，形成膠體溶液，而液體燃料的穩(wěn)定性則取決這種膠體溶液的穩(wěn)定性。
本發(fā)明使粘度高的液體燃料和水(或者氣體)混合后，使粒子成為0.5～20μm的細微粒子，制成以水的粒子為核，液體燃料形成均勻的包裹膜的油中水滴型(WaterBallinOil)的乳化油；并具有根據(jù)供給鍋爐的燃料量可自動地控制水量的定量比例控制裝置。由于能根據(jù)鍋爐的載荷變動自動地調(diào)整乳化燃料的混合比例，把這種乳化燃料用作鍋爐燃料時能有如下的效果。
即，一般燃料的粒子大小通常是50～300μm，而由本發(fā)明制成的乳化燃料的粒子形成0.5～20μm的細微粒子，在燃燒過程中，油中所含的水的粒子隨著其表面油的燃燒而膨脹成飽和蒸汽，并導(dǎo)致飛散爆發(fā)，使包裹水的燃料變成更微細的均勻粒子，從而在繼續(xù)燃燒中能使燃燒效率增大。因此，不但能節(jié)約燃料，而且能通過完全燃燒大幅度地減少公害物質(zhì)(粉塵、煤煙、CO、SOx、NOx等)，能顯著地增大熱效率。
即，所謂燃燒是燃料和氧氣的化學(xué)反應(yīng)，在燃燒時，作為燃燒主要成分的碳、氫等必須從外界提供必要而且充分的空氣量。由本發(fā)明制成的乳化燃料中，由于混合進的水在燃燒過程中因受熱而變成蒸汽，邊飛散爆發(fā)，邊分離成氧和氫，把必要的氧氣提供給燃燒，因而能大幅度地減少從外部供給的氧氣量，并能提高燃燒效率。


圖1是說明本發(fā)明用的局部分解立體圖。
圖2是在裝配狀態(tài)下的縱向斷面圖。
圖3是表示混合器側(cè)面的縱向斷面圖。
圖4是中間盤形段和葉輪的詳細說明圖。
圖5是中間盤形段和導(dǎo)流孔的詳細說明圖。
圖6是表示定量比例控制裝置的系統(tǒng)圖。
圖7是表示本發(fā)明的系統(tǒng)圖。
下面，參照附圖來說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及其動作原理。
由于在從燃料槽缸連接到乳化裝置的燃料流入管上設(shè)置傳感器，用電信號把傳感器測定的流量傳送到控制盒內(nèi)的印刷電路板(P.C.B.)，印刷電路板的電子線路加以計算之后，把指示信號傳送到水量調(diào)節(jié)用的伺服電機，根據(jù)鍋爐的載荷變動對水的流入量進行調(diào)節(jié)這一技術(shù)是公知的，因而省略對它的說明。
如圖1局部分解立體圖和圖2裝配狀態(tài)下的縱向斷面圖所示，本發(fā)明的混合器是在前面的盤形段10和后面的盤形段11這一對盤形段之間，由主軸4和輔助軸5將多個中間盤形段19、19’、19”貫通，并用多個連接螺栓14將其結(jié)合在一起。
混合器的主軸4通過聯(lián)軸節(jié)圓盤與圖上未表示的驅(qū)動馬達相連，接受回轉(zhuǎn)動力。
如圖1所示，混合器泵的內(nèi)部在前面的盤形段10中裝設(shè)著齒輪泵(6、7)，在中間盤形段19上交替地配設(shè)著葉輪16、15。
在前面盤形段內(nèi)的齒輪泵由主齒輪6和輔助齒輪7構(gòu)成，主齒輪6和上側(cè)葉輪16與主軸4相聯(lián)結(jié)，從而連接在驅(qū)動馬達上，順著接受回轉(zhuǎn)動力的方向而回轉(zhuǎn)；輔助齒輪7和下側(cè)葉輪15與輔助軸5相聯(lián)結(jié)，并與主齒輪6嚙合，接受上述驅(qū)動馬達的回轉(zhuǎn)動力，朝相反方向回轉(zhuǎn)。
如圖3和圖5的A、C所示，在中間盤形段19、19’、19”的中心有主軸4和輔助軸5貫通的孔30、31；在外側(cè)有上述的連接螺栓14貫通的孔29。
另外，在中間盤形段的周圍四個方向上對稱地開設(shè)著液體或蒸汽進行循環(huán)的用來調(diào)節(jié)溫度的冷、熱水循環(huán)腔27。
蒸汽或冷、熱水進入由連接螺栓14和螺母21把各個盤形段裝配在一起所構(gòu)成的溫度調(diào)節(jié)用的冷、熱水入口18，通過冷、熱水循環(huán)腔27，把熱量或冷量傳給乳化了的混合物之后，通過冷、熱水出口22排出。
如圖4的A、C和圖5的B所示，構(gòu)成乳化泵的中間盤形段19、19’、19”在孔30、31的周圍成環(huán)形配置地開有導(dǎo)流孔24，導(dǎo)流孔24的出口側(cè)35的直徑比入口側(cè)34直徑小。這是為了能得到提高混合燃料的通過壓力，使粒子有效地切斷成更細密的效果。此外，如圖3、圖4、圖5所示，在各個中間盤形段19上，上下各插入一個葉輪15、16，使上部葉輪16順時針方向回轉(zhuǎn)，使下部葉輪15反時針方向回轉(zhuǎn)，由此在混合物質(zhì)里形成渦流，使混合效率極大地提高。如圖5的F所示，上述葉輪15、16的斷面處，把輪翼的棱角做成直角，這樣就能把從盤形段的導(dǎo)流孔24排出的混合物切得更細。
如圖4的B所示，為了防止通過溫度調(diào)節(jié)用的冷、熱水循環(huán)腔27和葉輪隔室33內(nèi)的水、蒸汽、油等的泄漏，在上述中間盤形之間裝設(shè)著密封墊片25；裝在中間盤形段的隔室33內(nèi)的上下的葉輪15、16按各個輪翼彎曲角度呈順時針方向與反時針方向交替地安裝，即從驅(qū)動一側(cè)看，在把葉輪的序號區(qū)分成1、2、3、4、5、6的情況下，按1號葉輪是順時針方向、2號葉輪是反時針方向、3號葉輪順時針方向、4號葉輪反時針方向、5號葉輪順時針方向、6號葉輪反時針方向地裝配。
下面，說明由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本發(fā)明乳化泵的作用過程和效果。
液體狀的燃料和水分別從燃料流入口8和水流入口45通過，供到齒輪泵室里，由旋轉(zhuǎn)的齒輪加以混合后，通過1號盤形段的通過孔，流入1號中間盤形段的混合物質(zhì)的最低速度在1，710rpm以上，因上、下部的1號葉輪16、15相互向相反方向旋轉(zhuǎn)而形成渦流，而且通過導(dǎo)流孔24的水和油被切斷成細微粒子，使水和油的混合率提高；還由于上部1號葉輪16的輪翼角度使混合物質(zhì)向外側(cè)分散，而下部1號葉輪15使混合物質(zhì)向中央側(cè)集中的作用，因而使混合與粉碎的效率極大地提高。
由于葉輪在把燃料和水切碎的同時，對它們的打擊的高速回轉(zhuǎn)力比水和燃料的粒子表面張力大幾千倍，因此就能把水和燃料切細而使它們的粒子成破碎狀。這樣的混合使混合成破碎狀粒子的水和燃料在其比重和表面張力尚未恢復(fù)之前，就由葉輪的回轉(zhuǎn)運動形成渦流狀態(tài)，進入2號中間盤形段19’的導(dǎo)流孔，這時，如圖5的B的斷面所示，在水和燃料通過直徑比流入較小的出口側(cè)時，由于受齒輪泵的推壓力和葉輪的回轉(zhuǎn)而被切得更細，同時因受更大的推壓力使流速增加后通過2號中間盤形段19’，并遇上與1號葉輪安裝成相反方向的2號葉輪。
在2號中間盤形段19’內(nèi)，上部葉輪16’和下部葉輪15’也同樣分別與主軸4和輔助軸5同軸地固定著，以最低速度在1，710rpm以上地回轉(zhuǎn)，2號上部葉輪16’的輪翼方向與1號上部葉輪16的方向相反，因而使混合物質(zhì)向軸向集中，2號下部葉輪15’則使混合物質(zhì)向軸的外側(cè)方向擴散地回轉(zhuǎn)。
進入到2號中間盤形段19’的混合物質(zhì)被壓入到3號中間盤形段19”的導(dǎo)流孔24內(nèi)。
在3號中間盤形段19”內(nèi)重復(fù)在1號中間盤形段19內(nèi)進行的過程，然后轉(zhuǎn)入4號中間盤形段19’’’內(nèi)，并重復(fù)在2號中間盤形段內(nèi)進行的粒子繼續(xù)混合過程，此后繼續(xù)5號、6號中間盤形段地順序進行下去。
如上所述地，把經(jīng)過最終端的葉輪和盤形段的被乳化了的水和油經(jīng)過反饋管路再輸送到混合側(cè)，反復(fù)進行從1號盤形段到最終盤形段的上述混合過程，就能使水和油形成更細微狀的粒子。
用上述過程制成的乳化燃料形成以細微化的水粒子為核，油粒子包裹著的油中水滴型(W/O)的混合狀態(tài)，把這種狀態(tài)下的燃料噴射到鍋爐的燃燒室里進行燃燒時，就會如上所述地發(fā)生水粒子膨脹，同時汽化，使包裹著水粒子的油粒子再次分裂成細微地爆發(fā)，其結(jié)果使燃料粒子細微地分裂，使其與空氣接觸的面積和時間增大，就能得到由完全燃燒形成的卓越的防止公害的效果。另外，乳化了的燃料在燃燒室里飛散爆發(fā)后形成放射粒子，在其沖擊水管壁時能把附著在管壁上的粉塵和煙灰吹掉，由此效果能得到使鍋爐壽命延長和增大熱傳遞效果及節(jié)省燃料的效果。
本發(fā)明是由多級式葉輪構(gòu)成的強制混合器，其能使比重和粘度均不同的液體、液體和氣體混合并加以乳化，乳化效果比現(xiàn)有的混合方式優(yōu)越，而且消耗電力少、體積小、能節(jié)省設(shè)備空間、結(jié)構(gòu)簡單、出故障因素少。
本發(fā)明的混合泵不僅是鍋爐的乳化燃料的裝置，而且還能廣泛地使用在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域等的制造工序中。
此外，在本發(fā)明中，當裝置上附加地用上指示油溫的溫度計、指示油壓的油壓計、測量注入水壓力的水壓計，顯示混合器動作的電燈、指示注入水量的瞬間水量計等時就會使管理更加方便。
圖6是定量比例控制裝置的系統(tǒng)圖，用流量測定傳感器37測定從燃料槽缸36供到本發(fā)明混合泵38的燃料供給管里的油量，把信號傳送到圖上未表示的伺服電機上，使從水缸44流入的水量與油量成比例地流入混合泵38。
圖7是本發(fā)明裝置的系統(tǒng)圖，用預(yù)熱器46把由燃料槽缸36供給的燃料加熱到適當溫度后流入混合泵38，把從水缸44供給的水也流入混合泵38里，制造乳化燃料，然后輸送到噴霧器41，使其在鍋爐39的燃燒室里進行燃燒時，由含在燃料里的水的作用而進行完全燃燃由于不產(chǎn)生粉塵，因而既能不像以前那樣地使用集塵器，又能使燃燒時產(chǎn)生的廢氣通過煙道40排出。
權(quán)利要求
1.一種多級復(fù)式強制混合器，其是由葉輪和產(chǎn)生渦流的盤形段構(gòu)成，其特征在于主齒輪(6)和上部葉輪(16)固定在主軸(4)上，而輔助齒輪(7)和下部葉輪(15)固定在輔助軸(5)上；在中間盤形段(19)內(nèi)，上部葉輪(16)和下部葉輪(15)成對地相互朝相反方向旋轉(zhuǎn)，形成渦流，從而構(gòu)成兼有混合和泵作用的多級式粒子粉碎型結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的多級復(fù)式強制混合器，其特征在于由一個驅(qū)動馬達使固定在主軸上的主齒輪(6)和上部葉輪(16)驅(qū)動，同時由主齒輪(6)和輔助齒輪(7)的嚙合使輔助齒輪(7)驅(qū)動，從而驅(qū)動下部葉輪(15)。
3.如權(quán)利要求1所述的多級復(fù)式強制混合器，其特征在于由葉輪(15、16)和中間盤形段(19)的裝配數(shù)目來調(diào)整混合物體的粒子及混合效率。
4.如權(quán)利要求1所述的多級復(fù)式強制混合器，其特征在于把葉輪(15、16)排列成使其輪翼的彎曲角度以順時針方向和逆時針方向交替地裝配。
5.如權(quán)利要求1所述的多級復(fù)式強制混合器，其特征在于在中間盤形段(19)上開設(shè)的導(dǎo)流孔的吸入口(34)和流出口(35)的大小是流出口比吸入口小。
6.如權(quán)利要求1所述的多級復(fù)式強制混合器，其特征在于能在燃料流入端(8)和燃料流出端(9)之間調(diào)節(jié)反饋量。
7.如權(quán)利要求1所述的多級復(fù)式強制混合器，其特征在于其是根據(jù)鍋爐的載荷變動，由測定流量的傳感器(37)判讀和分析供給的燃料和水(其他混合物)的量之后進行流入量調(diào)節(jié)。
全文摘要
一種多級復(fù)式強制混合器，其是由葉輪和產(chǎn)生渦流的盤形段構(gòu)成，其特征在于主齒輪和上部葉輪固定在主軸上，而輔助齒輪和下部葉輪固定在輔助軸上；在中間盤形段內(nèi)，上部葉輪和下部葉輪成對地相互朝相反方向旋轉(zhuǎn)，形成渦流，從而構(gòu)成兼有混合和泵作用的多級式粒子粉碎型結(jié)構(gòu)。本發(fā)明是把油和水混合后制成乳化的燃料，由它的完全燃燒來防止由煤煙產(chǎn)生的公害。
文檔編號B01F5/16GK1110191SQ9410358
公開日1995年10月18日 申請日期1994年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月14日
發(fā)明者樸永培 申請人:樸永培