[实用新型]立式两相流静态混合器

说明书

技术领域

本实用新型属于流体混合技术领域，具体涉及一种立式两相流静态混合器。

背景技术

搅拌混合是工业生产中一种常用的生产工序，涉及到化工、医疗、环保等多个行业，特别是在石油与天然气生产前期的钻井过程中，会采用到大量的钻井液，而钻井液的各种性能通常会根据钻井生产情况做出实时调整，钻井液主要由基液和其他添加液或物质混合搅拌制成，传统的钻井液搅拌主要采用的是通过搅拌器的搅拌叶片这样的机械式搅拌混合方式，此种情况下，受限于搅拌叶片的形状和入料形态等情况，经常导致混合不均匀，出现钻井液性能不稳定，甚者出现结块的引发井下复杂情况等问题；

此外，特别是针对海上钻井施工，钻井液的实时调节是保证安全生产的一个很关键的环节，而海上钻井液多采用稀释陆地配送的成品液的方式，当需要加入添加剂再继续调节其性能时，则依靠人工加料，机械搅拌混合，性能调整较为缓慢，参数不准确。

实用新型内容

为解决以上技术问题，实现静态混合，并且提高流体混合速率，混合程度更充分均匀，混合液性能更稳定，本实用新型提供了一种立式两相流静态混合器。

为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种立式两相流静态混合器，包括竖直设立呈中空圆筒结构的混合桶，其要点在于：所述混合桶的圆周壁上从高到低依次设有上喷嘴、中喷嘴、下喷嘴以及出料口；

所述上喷嘴和下喷嘴位于混合桶一个中轴面M1的左侧，中喷嘴位于中轴面M1的右侧；

所述上喷嘴和下喷嘴喷射流体到混合桶内壁形成正旋流，中喷嘴喷射流体到混合桶内壁形成逆旋流；

所述混合桶的顶壁上还设有进料口。

采用以上方案，混合液体可以交叉的状态喷射进入混合桶内，在混合桶内壁的引导下快速旋转，液体交互剪切，提高液体旋转剪切速率，达到快速静态混合的效果，从进料口可加入添加剂，直接进入高剪切速率的混合流体中，可以充分提高添加剂的混合效率，有利于快速精准调节混合液体的性能。

作为优选：所述混合桶底壁内侧为呈楔形的斜面，所述出料口位于斜面低端。采用以上结构，有利于混合后的液体从出料口处快速流出，不会在底部形成死循环的残留液，提高其自洁功能。

作为优选：所述出料口正对所述中轴面M1，且二者平行。采用上述结构，这样使得出料口处于喷嘴对称线上，可以使得从出口处流出的液体在混合桶内经过的混合行程相对均匀，从而确保混合液的性能相对稳定。

为进一步确保从出料口流出的混合液混合更均匀，性能更稳定，所述斜面的高点低于下喷嘴。

作为优选：所述上喷嘴、下喷嘴和中喷嘴在混合桶上的安装仰角分别为β₁、β₃、β₂，且β₁<β₂<β₃。采用以上结构，可以使流体以不同的仰角射入混合桶内，且下喷嘴的安装仰角最高，则其射流上升的高度相对最高，在有限的空间内，可以有效保证混合的液体有足够旋转混合沉降高度。

作为优选：所述进料口位于混合桶顶壁的中心。采用以上结构，可以使从进料口处加入的添加剂直接进入剪切旋转液流的旋转中心，根据射流的扩散性，液流旋转中心剪切速率最大，有利于加速添加剂的混合，保证混合质量。

为了进一步提高混合效率，尽量保持喷入速率的情况下，使上喷嘴和下喷嘴喷入同一种液体，所述上喷嘴和下喷嘴通过分流接头连接有同一送料管。

作为优选：所述上喷嘴和下喷嘴均向混合桶内喷入液体D，中喷嘴向混合桶内喷入液体E，所述进料口向混合桶内送入粉末类添加剂F。采用以上结构，因为进料口设置在混合桶的顶壁上，竖直向下，粉末类的添加剂更容易进入混合桶内，而如果从上喷嘴、下喷嘴和中喷嘴处送入则均可能出现添加剂堆积的情况。

为进一步使液体在沉降流出过程中，有足够的沉降高度供不同液体和添加剂充分混合，所述下喷嘴与斜面高点的落差大于相邻喷嘴间的落差。

作为优选：所述上喷嘴、下喷嘴和中喷嘴三者的喷嘴轴线分别与中轴面M1的夹角相等，均为锐角α。采用以上结构，可有效保证进入液体在混合桶内形成旋向相反的涡流，从而提高液体剪切速率。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：