專利名稱：多流道螺旋靜態(tài)混合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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(tài)混合器。
背景技術(shù)：
二十世紀(jì)七十年代起，靜態(tài)混合器的開發(fā)研究進(jìn)展迅速，各種針對
不同混合目的的形態(tài)各異的靜態(tài)混合器結(jié)構(gòu)相繼問世。其中SK型靜態(tài)混 合器由于其自身的特點(diǎn)己成功應(yīng)用于各工業(yè)過程，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、氯氣與紙漿、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)混合器用于乳化過程時(shí)能使液滴分散到10um，用于一般的 混合過程不均勻度系數(shù)<5%。 SK型靜態(tài)混合器適用于要求不太高的混合過 程以及與混合有關(guān)的單元操作過程，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)容本實(shí)用新型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)簡單的靜態(tài)混合器，該混合器無流動死角或短路， 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 程度增加，混合效果好。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(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，
螺旋流道板和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，擾流棒呈等分、平分流通通道。
所述的多流道螺旋靜態(tài)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(nèi)壁呈多個(gè)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(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)
開設(shè)置。
所述的多流道螺旋靜態(tài)混合器，其心軸直徑根據(jù)螺旋流道板寬度設(shè) 定，長度等于混合單元的總長。
所述的多流道螺旋靜態(tài)混合器，其擾流棒位于每混合單元的二個(gè)截 面上，此二截面間距將混合單元軸向長度三等分，每橫截面上的擾流棒 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，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(nèi)后在其端部與管體內(nèi)壁進(jìn)行焊接固定。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與效果是1. 本實(shí)用新型多流道螺旋靜態(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，流體的湍動程度增加，混合效果大大提高；
2. 本實(shí)用新型多流道螺旋靜態(tài)混合器無流動死角，無短路，不會發(fā) 生個(gè)別流股無法流出混合器的情況；
3. 本實(shí)用新型多流道螺旋靜態(tài)混合器流動阻力小，可適用于較高粘 度體系；
4. 本實(shí)用新型多流道螺旋靜態(tài)混合器結(jié)構(gòu)簡單，各混合單元通過與 軸心管焊接形成一個(gè)整體；
5. 本實(shí)用新型多流道螺旋靜態(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. 本實(shí)用新型多流道螺旋靜態(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. 本實(shí)用新型多流道螺旋靜態(tài)混合器針對不同的應(yīng)用場合和操作條 件，可靈活改變流通通道數(shù)目，達(dá)到優(yōu)化。


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

下面參照附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
如圖2-5所示本實(shí)用新型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 (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(gè)端 面的相對轉(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?fù)ǖ腊鍔A角為《=360°/ ，焊接可采用連續(xù)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(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 體流動阻力亦會有所增大?；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)開一定角度，該 角度為相鄰?fù)ǖ腊鍔A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應(yīng)通道板錯(cuò)開一定角度0，若每個(gè)混合單元螺 旋流道板數(shù)為w，則0=180°/ 。流道板長度方向兩端相對旋轉(zhuǎn)角度為180°或360。。
心軸可采用圓鋼或鋼管，其直徑視螺旋流道板寬度而定，其長度應(yīng) 等于所有混合單元的總長。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(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。
本實(shí)用新型的流體流通通道與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)中心為通道板中 心，同一截面上的流體通道數(shù)為2，流體流動截面為半圓，而本實(shí)用新型 的流通通道的旋轉(zhuǎn)中心為通道板內(nèi)壁，同一截面上的流體通道數(shù)為多個(gè) (3個(gè)以上)，流體流動截面為扇形。由于本實(shí)用新型的靜態(tài)混合器的流 動截面為扇形，在扇形中心的尖角區(qū)域流體流動可能會存在滯流現(xiàn)象， 間隔一定長度在混合單元上設(shè)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(shí)用新型的另一種實(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。
本實(shí)用新型的靜態(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)施例為本實(shí)用新型在氯化反應(yīng)方面應(yīng)用實(shí)例。 本實(shí)用新型的多流道螺旋靜態(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)原料匯合管線進(jìn)入管式乙烯氯化反應(yīng)器及連接管內(nèi) 邊流動、邊混合，完成氯化反應(yīng)。通過控制反應(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)呈等分、平分流通通道。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l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)橫截面上的投影呈 圓周均布的徑向線、與管體(5)內(nèi)壁呈多個(gè)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(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)開設(shè)置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多流道螺旋靜態(tài)混合器，其特征在于心軸(3)直徑根據(jù)螺旋流道板寬度設(shè)定，長度等于混合單元的總長。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l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度三等分，每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，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。
專利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(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(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)(或筒體)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。本實(shí)用新型能有效消除流體流經(jīng)管體或筒體時(shí)流體徑向差異、流體阻力降小而混合效果好的新型靜態(tài)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(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 申請人:沈陽化工學(xué)院