[发明专利]平行双螺旋板式静态混合器

说明书

技术领域

本发明涉及一种流体混合器，特别是涉及一种新型的旋流式静态混合器。

背景技术

静态混合器是20世纪70年代初开始发展的一种先进混合单元设备，由于该设备具有耗能低、投资省、效果好、见效快等优点，其应用的领域及范围不断扩大，随之而来的是对其提出了更多新的要求。为了满足各种应用场合的需要多种新型静态混合器相继问世，如单管多旋静态混合器和多流道螺旋静态混合器，这两种混合器均是在Kenics型静态混合器的基础上发展演化而来的，均属于旋流式静态混合器。旋流式静态混合器是应用最为广泛的一种管式混合器，其最大的特点是流体在混合管内流动过程中会形成螺旋流，流体在螺旋离心力的作用下会由旋转中心流向外侧，而外侧的流体流向旋转中心填补其留下的空间空缺，这样就形成了径向对流混合；同时流体在流经相邻混合元件时会被剪切、旋转、重新混合，从而形成了径向分布混合。正是由于旋流式静态混合器具有对流混合和分布混合两种混合机理，决定了该类混合器即适用于湍流混合也适用于层流。但在层流状态下传统的Kenics型混合器混合效果相对较差，因此，发明一种新型旋流式静态混合器显著提高其在低雷诺数下的混合效果将具有很大工程实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提供的一种平行双螺旋板式静态混合器，该混合器能够提高传统旋流式混合器在层流状态下的混合效果，流动阻力小、无死角或短路，在湍流状态下也具有明显的混合强化效果。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

平行双螺旋板式静态混合器，包括左旋螺旋板、右旋螺旋板、连接杆和管体，其中一对平行的左旋或右旋螺旋板和一对连接杆构成了一个螺旋元件；螺旋元件在管体内连续交替排放，螺旋叶片或右旋螺旋板的宽度与管体内壁紧密贴合，管体内包含多个混合元件。

所述的平行双螺旋板式静态混合器，左旋螺旋板或右旋螺旋板在管体内偏移轴线，其同一混合元件的双螺旋板偏移距离相同，螺旋叶片或右旋螺旋板的扭转中心为管体轴线。

所述的平行双螺旋板式静态混合器，同一混合元件内的螺旋叶片或右旋螺旋板处于平行状态，其宽度与管体内壁密切接触，螺旋扭转角度、长径比即螺旋叶片轴向长度与管体内直径之比及厚度，根据流动特性或制造要求确定。

所述的平行双螺旋板式静态混合器，左旋螺旋元件或右旋螺旋元件内的螺旋叶片或右旋螺旋板的间距要保证其形成的三个流道内的流体流量相等，为管体内直径的1/4。

所述的平行双螺旋板式静态混合器，相邻螺旋元件的螺旋叶片或右旋螺旋板旋向相反，且在交界面处呈垂直正交状态，在相交处采用焊接方式进行连接和定位。

所述的平行双螺旋板式静态混合器，连接杆位于螺旋元件的螺旋叶片或右旋螺旋板两端的中心位置并与双螺旋板垂直，焊接固定平行双螺旋叶片或右旋螺旋板的间距，并使其成为一个整体。

所述的平行双螺旋板式静态混合器，管体内包含多个左旋或右旋的螺旋元件，其数量依据混合效果及流动阻力要求确定，不少于6个。

进一步说明如下：

平行双螺旋板式静态混合器，包括左旋螺旋板、右旋螺旋板、连接杆和管体，其中管体的任一横截面上具有一对平行的结构参数相同的螺旋板（左旋或右旋），平行的左旋（右旋）双螺旋板与其端部的一对连接杆构成了一个左旋（右旋）螺旋元件。左旋与右旋螺旋元件在管体内连续交替排放，螺旋叶片的宽度与管体内壁紧密贴合，管体内包含多个混合元件。

所述的平行双螺旋板式静态混合器，平行的双螺旋板的扭转中心均为管体轴线；螺旋板的扭转角度根据流体特性确定，可通过实验确定最佳角度；螺旋板的长径比（螺旋叶片轴向长度与管体内直径之比）根据流体混合效果及流动阻力要求确定，长径比减小混合效果提高但流动阻力也会相应增大，应根据实际生产要求确定具体数值；螺旋板厚度在满足制造要求的前提下尽可能小，否则会减小有效流动空间，增加流动阻力及制造成本。

所述的平行双螺旋板式静态混合器，平行的双螺旋板的间距要保证其形成的三个螺旋流道内的流量相等，通常间距约为管体内直径的1/4。

所述的平行双螺旋板式静态混合器，相邻螺旋元件的螺旋叶片旋向相反，且在交界面处呈垂直正交状态， 保证前一混合单元的三个流道内的部分流体（约为各自流道的三分之一）在下一混合单元进入同一流道，并产生反向旋转形成混沌流。

所述的平行双螺旋板式静态混合器，连接杆位于螺旋元件的双螺旋板两端的中心位置并与双螺旋板垂直，焊接固定平行螺旋叶片的间距，并使其成为一个整体部件。