專利名稱：一種油水混合用靜態(tài)混合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種軋制領(lǐng)域的輔助設(shè)備，尤其涉及一種流體混合設(shè)備。
背景技術(shù)：
在生產(chǎn)過(guò)程中，現(xiàn)代鋼鐵冶金企業(yè)通常都對(duì)生產(chǎn)材料進(jìn)行熱軋或冷軋加工處理，以使材料達(dá)到一定化學(xué)、機(jī)械性能、加工精度或讓金屬材料內(nèi)部組織達(dá)到一定的設(shè)定狀態(tài)。在對(duì)材料進(jìn)行熱軋或冷軋加工的過(guò)程中，為了延長(zhǎng)軋輥的壽命，降低軋機(jī)設(shè)備的加工能耗，通常需要使用軋制油/水混合物進(jìn)行潤(rùn)滑以降低生產(chǎn)的摩擦磨損。在金屬板帶材料的熱軋工序及部分冷軋加工過(guò)程中，為了能夠高效、快速地混合軋制油/水混合液，通常使用在線的“靜態(tài)混合器”對(duì)軋制油和水進(jìn)行直接混合，然后噴射到軋輥和帶鋼的特定區(qū)域使用?！办o態(tài)混合器”是指在軋機(jī)系統(tǒng)內(nèi)不將軋制油和水預(yù)先攪拌混合成一定溫度和濃度的乳化液再噴射到軋機(jī)內(nèi)，而是在各機(jī)架設(shè)備上特定位置的流體輸送管道中安裝特定結(jié)構(gòu)的混合單元來(lái)實(shí)現(xiàn)軋制油和水混合的裝置。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常使用的“靜態(tài)混合器”設(shè)備如圖1和圖2所示，其主要結(jié)構(gòu)是在一流體管道11內(nèi)安裝有多個(gè)有著彎曲的曲面結(jié)構(gòu)的翹片12，同時(shí)每個(gè)翹片12相對(duì)反向安裝，流經(jīng)的軋制油13和水14在翹片12內(nèi)反復(fù)轉(zhuǎn)向流動(dòng)，最終軋制油被破碎成一定粒度的油滴散布在水中，形成油-水混合乳化液15。將上述“靜態(tài)混合器”設(shè)備運(yùn)用在軋機(jī)中有著許多優(yōu)勢(shì)，主要是軋制油和水可以通過(guò)獨(dú)立的泵供給，方便隨時(shí)調(diào)節(jié)不同濃度的乳化液，并且在生產(chǎn)過(guò)程中可以非常迅速地噴射到軋機(jī)上，而采用翹片結(jié)構(gòu)混合油/水的過(guò)程有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單不易堵、可靠、安裝、制作便利，壓損小等優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)，在實(shí)際生產(chǎn)使用中，采用曲面結(jié)構(gòu)的翹片設(shè)計(jì)的靜態(tài)混合器主要存在著兩個(gè)問(wèn)題:一是在軋制潤(rùn)滑工藝生產(chǎn)中，如果要求對(duì)配置的油/水混合乳化液內(nèi)的油滴的粒徑較小時(shí)，則需要安裝多個(gè)翹片，并且在混合翹片前后需要增設(shè)必須的流體穩(wěn)流空間，這樣會(huì)導(dǎo)致整個(gè)靜態(tài)混合器的安裝空間較大，同時(shí)還會(huì)增加設(shè)備安裝的難度；二是靜態(tài)混合器內(nèi)的翹片結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，配置油/水混合乳化液時(shí)對(duì)流體的湍動(dòng)及剪切作用不強(qiáng)，所以制備出的乳化液內(nèi)的油滴粒度分布范圍十分廣泛。在輸送的過(guò)程中，乳化液中的軋制油傾向于再次聚并，部分軋制油集中粘附在管道內(nèi)上，另外還發(fā)現(xiàn)噴射到軋輥和帶鋼上的軋制油分布不均，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊戃堉七^(guò)程。同時(shí)，以下專利文獻(xiàn)公開(kāi)了其他類型的靜態(tài)混合器如下:公開(kāi)號(hào)為CN14446118A，
公開(kāi)日為2003年10月I日，名稱為“靜態(tài)混合器原件以及用于混合兩種流體的方法“的中國(guó)專利文獻(xiàn)提出了一種靜態(tài)混合器，其采用交叉布局的葉片作為混合構(gòu)件，在葉片上制作凹形面增加對(duì)流體的剪切和攪動(dòng)作用，用來(lái)提升靜態(tài)混合器的混合效果，但將其應(yīng)用至混合乳化液領(lǐng)域時(shí)，由于混合葉片的凹面結(jié)構(gòu)會(huì)增加乳化液內(nèi)油相在葉片結(jié)構(gòu)上的粘附，而且這樣結(jié)構(gòu)的靜態(tài)混合器還面臨著體積較大的問(wèn)題，因此在鋼鐵領(lǐng)域中的軋機(jī)乳化液系統(tǒng)上使用并不十分適合。[0009]公開(kāi)號(hào)為CN101259750A，
公開(kāi)日為2008年9月10日，名稱為“拉伸流動(dòng)靜態(tài)混合器”的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種采用螺旋管道來(lái)混合物料的設(shè)備，該設(shè)備擁有上、下盤(pán)體，每個(gè)盤(pán)體內(nèi)制作了多個(gè)螺旋形的通道，上下盤(pán)體上的螺旋通道周期性布局，待混合的物料在這多個(gè)螺旋形的通道內(nèi)一邊圓周向流動(dòng)一邊軸向前進(jìn)，如此多種物料即被混合。該技術(shù)方案對(duì)于類似于乳化液這樣低粘度的流體混合效果較差，因此不適宜應(yīng)用在鋼鐵軋制領(lǐng)域。公開(kāi)號(hào)為CN2631622Y，
公開(kāi)日為2004年8月11日，名稱為“旋轉(zhuǎn)水流靜態(tài)混合器”的中國(guó)專利文獻(xiàn)也涉及一種靜態(tài)混合器，在該靜態(tài)混合器中，內(nèi)油相在壓力作用下從管道內(nèi)流過(guò)孔洞，被破碎成具有一定粒徑的乳化液，管道外的乳化液再流過(guò)一個(gè)具有旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的旋流器使得乳化液內(nèi)的油滴分布及混合均勻。采用此種結(jié)構(gòu)的靜態(tài)混合器由于需要制造多根管道及旋流裝置，設(shè)備整體結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，整個(gè)靜態(tài)混合器混合的乳化液流量較大，致使設(shè)備體積難以減小，對(duì)軋機(jī)設(shè)備內(nèi)的空間要求很高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種油水混合用靜態(tài)混合器，該靜態(tài)混合器無(wú)需設(shè)置流體穩(wěn)流空間，通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了軋制油和水充分混合，一方面獲得分布均勻、油滴粒徑較小，能夠滿足熱軋和冷軋要求的軋制乳化液，另一方面降低裝置結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，減少安裝占地空間，提高整體設(shè)備運(yùn)行的可靠性。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所提供的一種油水混合用靜態(tài)混合器，其包括:一管件，其沿軸向方向具有一輸入水的輸入端和一輸出端，所述管件還與一進(jìn)油管導(dǎo)通連接，所述進(jìn)油管具有一出油口，該出油口位于管件內(nèi)；至少兩個(gè)擋板，沿所述管件的軸向方向設(shè)于管件內(nèi)，各擋板之間具有一間距，且所述各擋板上均設(shè)有密布且均勻分布的通孔。由于在管件內(nèi)采用了擋板設(shè)置，不僅減緩了軋制油和水的流動(dòng)速度，增加了兩者在流動(dòng)過(guò)程中的混合時(shí)間，還改變了水/軋制油的流動(dòng)方向，增加了軋制油和水在擋板處和擋板之間的接觸混合的機(jī)會(huì)；同時(shí)在擋板上勻布的通孔可將混合液體分散成若干小股流動(dòng)液體，在混合液分散和聚合的過(guò)程中，加強(qiáng)了流體的湍動(dòng)程度，令混合液體在靜態(tài)混合器內(nèi)反復(fù)流動(dòng)，從而進(jìn)一步地使軋制油在混合液體中逐步破碎，進(jìn)而得到均勻分布，性質(zhì)穩(wěn)定、具有較小油滴粒徑的乳化液用于鋼鐵軋制生產(chǎn)領(lǐng)域。進(jìn)一步地，上述管件具有一頸縮段，該經(jīng)縮段具有一直徑最小處，沿流體的流動(dòng)方向，所述出油口位于直徑最小處的前方，所述各擋板位于直徑最小處的后方。沿著混合液流動(dòng)的方向，在出油口處的下游設(shè)置頸縮段，一方面是為了讓軋制油和水在進(jìn)入擋板區(qū)域前進(jìn)行預(yù)先混合，另一方面由于管件直徑縮小，混合液的流動(dòng)速度增大，當(dāng)高速混合液與擋板碰撞時(shí)，混合液中的軋制油和水能更充分地混合交融。進(jìn)一步地，上述直徑最小處的直徑d為管件直徑D的50 90%，所述出油口與直徑最小處之間的軸向距離為管件直徑D的20 90%。進(jìn)一步地，上述至少兩個(gè)擋板包括一第一擋板和一第二擋板，其中第一擋板和第二擋板的直徑均等于管件直徑D，第一擋板為一完整的圓形板，第二擋板為具有一平切口的部分圓形板。進(jìn)一步地，上述第一擋板與直徑最小處之間的軸向距離為管件直徑D的50 150% O進(jìn)一步地，上述第二擋板的高度為管件直徑D的40 70%。進(jìn)一步地，上述至少兩個(gè)擋板還包括一第三擋板，其沿流體的流動(dòng)方向設(shè)于第二擋板的后方，所述第三擋板也為具有一平切口的部分圓形板，其直徑等于管件直徑D，第三擋板的高度為管件直徑D的60 90%，所述第三擋板的平切口與第二擋板的平切口的朝向相反。進(jìn)一步地，上述至少兩個(gè)擋板還包括一第四擋板，其沿流體的流動(dòng)方向設(shè)于第三擋板的后方，所述第四擋板也為具有一平切口的部分圓形板，其直徑等于管件直徑D，第四擋板的高度為管件直徑D的60 90%，所述第四擋板的平切口與第三擋板的平切口的朝向相反。在設(shè)置兩塊擋板的基礎(chǔ)上，又加設(shè)了第三擋板和第四擋板，不僅可以增加軋制油和水的接觸混合時(shí)間和碰撞幾率，還可以改變部分混合液的流動(dòng)方向，使得混合液在管體的徑向和軸向方向上進(jìn)行徹底混合。進(jìn)一步地，上述兩相鄰的擋板之間的軸向距離為管件直徑D的40 150%。更進(jìn)一步地，上述擋板上開(kāi)通孔的面積占整個(gè)擋板面積的5 30%。本實(shí)用新型所述的油水混合用靜態(tài)混合器，通過(guò)在管體內(nèi)擋板的設(shè)置，其與現(xiàn)有的靜態(tài)混合器相比較，所具備的優(yōu)點(diǎn)在于:I)能充分、高效地混合軋制油和水以獲得粒徑分布集中、均一性好的乳化液，從而防止乳化液分布不均而導(dǎo)致軋制工序的進(jìn)行；2)無(wú)需在靜態(tài)混合器的前部和后部增加額外的流體穩(wěn)定空間；3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積??；安裝方便，制作便捷，減少了占地面積，降低了投入成本。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中采用翹片結(jié)構(gòu)的靜態(tài)混合器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1所示的靜態(tài)混合器的正面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型所述的油水混合用靜態(tài)混合器在一種實(shí)施方式下的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖3所示的油水混合用靜態(tài)混合器中的擋板設(shè)置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為圖4所示的油水混合用靜態(tài)混合器中的第一擋板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖4所示的油水混合用靜態(tài)混合器中的第二擋板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為圖4所示的油水混合用靜態(tài)混合器中的第三擋板和第四擋板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8顯示了分別采用實(shí)施例1和現(xiàn)有技術(shù)中的靜態(tài)混合器所配制的乳化液中的油滴粒徑分布情況。圖9顯示了分別采用實(shí)施例2和現(xiàn)有技術(shù)中的靜態(tài)混合器所配制的乳化液中的油滴粒徑分布情況。
具體實(shí)施方式
以下將根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例及說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型所述的油水混合用靜態(tài)混合器作進(jìn)一步說(shuō)明，但是該說(shuō)明并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。實(shí)施例1-2如圖3和圖4所示，實(shí)施例1和實(shí)施例2所涉及的技術(shù)方案是:在管件30的沿軸向方向開(kāi)設(shè)有輸入水A的輸入端31和輸出乳化液C的輸出端32，并且管件30與進(jìn)油管34導(dǎo)通連接，軋制油B通過(guò)進(jìn)油管34輸入管件30內(nèi)，進(jìn)油管34具有位于管件30內(nèi)部的出油口 341 ;在管件30上具有頸縮段35，其具有直徑最小處351，沿著流體的流動(dòng)方向P，出油口341位于直徑最小處351的上游；第一擋板36，第二擋板37，第三擋板38和第四擋板39分別沿著管件30的軸向方向設(shè)置在管件30內(nèi)部，且各擋板位于直徑最小處351的下游，各擋板之間間隔一定距離，第一擋板36為完整的圓形板，第二擋板37，第三擋板38和第四擋板39均為具有一弓形平缺口的部分圓形板，且第三擋板的平切口與第二擋板和第四擋板的平切口的朝向正好相反。如圖5至圖7所示，每一塊擋板上均設(shè)有密布且均勻分布的通孔33，通孔33成同軸圓形分布。 如圖3所示，其中，直徑最小處351的直徑d為管件30直徑D的50 90%，出油口341與直徑最小處351之間的軸向距離為管件直徑D的20 90%。第一擋板36的直徑均等于管件直徑D，其與直徑最小處351之間的軸向距離為管件直徑D的50 150%。第二擋板37的高度為管件直徑D的40 70%。第三擋板38和第四擋板39的高度為為管件直徑D的60 90%。兩兩相鄰的擋板之間的軸向距離為管件直徑D的40 150%。每一擋板上開(kāi)通孔的面積占整個(gè)擋板面積的5 30%，通孔33的形狀沒(méi)有特殊要求，可以是圓形，橢圓形，菱形，八角形或其他形狀。如圖3所示，在實(shí)際使用過(guò)程中，水A從輸入端31進(jìn)入管件30內(nèi)，軋制油B從進(jìn)油管34的出油口 341進(jìn)入管件30內(nèi)，兩者形成混合液，混合液的流動(dòng)方向?yàn)镻方向(即自圖中的左側(cè)流向圖中的右側(cè))，經(jīng)過(guò)擋板后，混合配制成均勻的乳化液C自輸出端32流出，以供軋制過(guò)程使用。需要說(shuō)明的是，在實(shí)施例中的擋板數(shù)量設(shè)置為4塊，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中并不局限于該數(shù)量。但是以在管件內(nèi)設(shè)置2 4塊擋板為宜，這樣既能實(shí)現(xiàn)軋制油和水的充分混合，又不會(huì)造成裝置設(shè)備的體積過(guò)大。實(shí)施例1和實(shí)施例2的油水混合用靜態(tài)混合器的具體參數(shù)詳見(jiàn)表I。分別采用實(shí)施例中的油水混合用靜態(tài)混合器和比較例中的傳統(tǒng)靜態(tài)混合器來(lái)制成軋制油\水混合的軋制用乳化液，其中比較例的靜態(tài)混合器采用了 5個(gè)翹片的結(jié)構(gòu)且每一翹片長(zhǎng)度為82mm。表I實(shí)施例中油水混合用靜態(tài)混合器的具體參數(shù)
權(quán)利要求1.一種油水混合用靜態(tài)混合器，其特征在于，包括: 一管件，其沿軸向方向具有一輸入水的輸入端和一輸出端，所述管件還與一進(jìn)油管導(dǎo)通連接，所述進(jìn)油管具有一出油口，該出油口位于管件內(nèi)； 至少兩個(gè)擋板，沿所述管件的軸向方向設(shè)于管件內(nèi)，各擋板之間具有一間距，且所述各擋板上均設(shè)有密布且均勻分布的通孔。
2.如權(quán)利要求1所述的油水混合用靜態(tài)混合器，其特征在于，所述管件具有一頸縮段，該頸縮段具有一直徑最小處，沿流體的流動(dòng)方向，所述出油口位于直徑最小處的前方，所述各擋板位于直徑最小處的后方。
3.如權(quán)利要求2所述的油水混合用靜態(tài)混合器，其特征在于，所述直徑最小處的直徑d為管件直徑D的50 90%，所述出油口與直徑最小處之間的軸向距離為管件直徑D的20 90%。
4.如權(quán)利要求2所述的油水混合用靜態(tài)混合器，其特征在于，所述至少兩個(gè)擋板包括一第一擋板和一第二擋板，其中第一擋板和第二擋板的直徑均等于管件直徑D，第一擋板為一完整的圓形板，第二擋板為具有一平切口的部分圓形板。
5.如權(quán)利要求4所述的油水混合用靜態(tài)混合器，其特征在于，所述第一擋板與直徑最小處之間的軸向距離為管件直徑D的50 150%。
6.如權(quán)利要求5所述的油水混合用靜態(tài)混合器，其特征在于，所述第二擋板的高度為管件直徑D的40 70%。
7.如權(quán)利要求4-6中任意一項(xiàng)所述的油水混合用靜態(tài)混合器，其特征在于，所述至少兩個(gè)擋板還包括一第三擋板，其沿流體的流動(dòng)方向設(shè)于第二擋板的后方，所述第三擋板也為具有一平切口的部分圓形板，其直徑等于管件直徑D，第三擋板的高度為管件直徑D的60 90%，所述第三擋板的平切口與第二擋板的平切口的朝向相反。
8.如權(quán)利要求7所述的油水混合用靜態(tài)混合器，其特征在于，所述至少兩個(gè)擋板還包括一第四擋板，其沿流體的流動(dòng)方向設(shè)于第三擋板的后方，所述第四擋板也為具有一平切口的部分圓形板，其直徑等于管件直徑D，第四擋板的高度為管件直徑D的60 90%，所述第四擋板的平切口與第三擋板的平切口的朝向相反。
9.如權(quán)利要求1-6和8中任意一項(xiàng)所述的油水混合用靜態(tài)混合器，其特征在于，兩相鄰的擋板之間的軸向距離為管件直徑D的40 150%。
10.如權(quán)利要求9所述的油水混合用靜態(tài)混合器，其特征在于，所述擋板上開(kāi)通孔的面積占整個(gè)擋板面積的5 30%。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種油水混合用靜態(tài)混合器，其包括一管件，其沿軸向方向具有一輸入水的輸入端和一輸出端，所述管件還與一進(jìn)油管導(dǎo)通連接，所述進(jìn)油管具有一出油口，該出油口位于管件內(nèi)；至少兩個(gè)擋板，沿所述管件的軸向方向設(shè)于管件內(nèi)，各擋板之間具有一間距，且所述各擋板上均設(shè)有密布且均勻分布的通孔。本實(shí)用新型所述的油水混合用靜態(tài)混合器優(yōu)點(diǎn)在于1)能充分、高效地混合軋制油和水以獲得粒徑分布集中、均一性好的乳化液，從而防止乳化液分布不均而導(dǎo)致軋制工序的進(jìn)行；2)無(wú)需在靜態(tài)混合器的前部和后部增加額外的流體穩(wěn)定空間；3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小；安裝方便，制作便捷，減少了占地面積，降低了投入成本。
文檔編號(hào)B01F5/06GK203002233SQ20122071769
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者瞿培磊, 王康健, 李山青 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司