專利名稱：一種無動(dòng)力管道混合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體及類流體混合設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種無動(dòng)力管道混合器。
背景技術(shù)：
在很多的工業(yè)領(lǐng)域中，幾種液體的混合、液體與固體的混合(固體溶解于液體中)經(jīng)常是相關(guān)工業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，混合的是否徹底、是否均勻往往關(guān)系到產(chǎn)品的生產(chǎn)或產(chǎn)品的質(zhì)量。因?yàn)椤皵嚢杌旌稀蓖o人一種技術(shù)單一而又簡(jiǎn)單的印象，人們長(zhǎng)時(shí)間以來普遍認(rèn)為，只要功率夠大、時(shí)間夠長(zhǎng)、使混合物充分接觸就能達(dá)到混合的目的。為此，在一個(gè)需要攪拌混合的生產(chǎn)過程中，由于攪拌混合而有時(shí)占據(jù)高達(dá)30% -40%的能耗，似乎是理所應(yīng)當(dāng)?shù)?。所以長(zhǎng)時(shí)間以來并沒有被人所重視。基于以上的情況,急需開發(fā)一種高效、低耗能的混合系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種新型的無動(dòng)力管道混合器，解決上述問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種無動(dòng)力管道混合器，包括管道、螺旋攪拌軸、進(jìn)料口和出料口，所述進(jìn)料口包括主進(jìn)料口和副進(jìn)料口 ；所述管道的一端與所述主進(jìn)料口連通另一端與所述出料口連通，在所述主進(jìn)料口 一端的所述管道上設(shè)有所述副進(jìn)料口，所述螺旋攪拌軸可旋轉(zhuǎn)的設(shè)置在所述副進(jìn)料口與所述出料口之間的所述管道內(nèi)，所述螺旋攪拌軸上設(shè)置有至少一組螺旋旋轉(zhuǎn)葉。在所述進(jìn)料口與所述出料口之間的所述管道內(nèi)設(shè)置有固定在所述管道上的至少前后兩組支撐，所述螺旋攪拌軸可旋轉(zhuǎn)的設(shè)置在所述支撐上。所述支撐上設(shè)有流體通道，所述支撐面對(duì)進(jìn)料方向的一側(cè)為流線型結(jié)構(gòu)。所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉由兩條漸開線在一個(gè)平面上加工而成，所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉沿軸向、以確定的角度固定在所述螺旋攪拌軸上。所述漸開線的半徑與弧度值取決于所述螺旋攪拌軸的半徑、所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉的長(zhǎng)度和所述管道的內(nèi)徑。當(dāng)每組所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉為兩級(jí)螺旋旋轉(zhuǎn)葉時(shí)，同一組內(nèi)的兩級(jí)所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉之間相對(duì)所述螺旋攪拌軸為180度分布；當(dāng)每組所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉為三級(jí)螺旋旋轉(zhuǎn)葉時(shí)，同一組內(nèi)的相臨兩級(jí)所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉相對(duì)所述螺旋攪拌軸為120度分布。當(dāng)所述管道的內(nèi)徑小于3cm時(shí)，僅設(shè)置一組所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉。所述螺旋攪拌軸面對(duì)進(jìn)料方向的一端設(shè)有動(dòng)力傘。所述主進(jìn)料口上設(shè)置有文丘里結(jié)構(gòu)，所述副進(jìn)料口設(shè)置在所述文丘里結(jié)構(gòu)出口處的所述管道上；所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉的尾部設(shè)有燕尾結(jié)構(gòu)。所述副進(jìn)料口上設(shè)置有計(jì)量裝置。
本發(fā)明可以應(yīng)用在環(huán)保工業(yè)、化工工業(yè)、制糖工業(yè)、食品工業(yè)、石油工業(yè)、飲用水凈化等領(lǐng)域中。本發(fā)明的目的主要是解決液體與液體、液體與固體的高效完全混合的問題，達(dá)到均質(zhì)的目的。目前液體與液體。固體與液體的混合一般采用攪拌混合、管道遮擋板混合等方式，但是普遍存在耗能大或混合不均勻等問題。本發(fā)明在液體流動(dòng)的過程中達(dá)到液液或液固均勻混合的目的，在不額外增加動(dòng)力的情況下，實(shí)現(xiàn)液體和液體、液體和固體(如藥劑等)的充分混合。本發(fā)明主要由以下四個(gè)方面組成:I)支撐部分:支撐部分由兩端的支撐架組成。其作用是對(duì)螺旋攪拌器起支撐的作用。它即要能有效的起到支撐作用，同時(shí)還不能對(duì)液體流動(dòng)產(chǎn)生較大的阻力。為了達(dá)到這個(gè)要求，支撐部分的材料選用了高強(qiáng)度、耐磨、耐腐的材料。面對(duì)液體流向設(shè)計(jì)為流線型，以減少阻力。2)螺旋攪拌部分:螺旋攪拌部分起到使液體在流動(dòng)時(shí)發(fā)生旋轉(zhuǎn)的作用，它由螺旋攪拌軸和螺旋旋轉(zhuǎn)葉組成。螺旋旋轉(zhuǎn)葉由兩條漸開線在一個(gè)平面上加工而成。漸開線的半徑與弧度值分別與螺旋攪拌軸的半徑、螺旋旋轉(zhuǎn)葉的長(zhǎng)度、管道的內(nèi)徑有關(guān)。螺旋旋轉(zhuǎn)葉沿軸向、以確定的角度固定在螺旋攪拌軸上，如圖1所示。螺旋旋轉(zhuǎn)葉與螺旋攪拌軸連接的方法可以是焊接、鑄造成型或直接由數(shù)控加工成型。材料視使用的環(huán)境、混合的物料性質(zhì)所定，可以是不銹鋼、普通鐵合金、其他金屬合金或
工程塑料。根據(jù)需要，螺旋攪拌部分可以由一個(gè)螺旋旋轉(zhuǎn)葉構(gòu)成，也可以視需要由兩個(gè)或三個(gè)螺旋旋轉(zhuǎn)葉組成的螺旋旋轉(zhuǎn)葉組構(gòu)成。當(dāng)由兩個(gè)螺旋旋轉(zhuǎn)葉組成螺旋旋轉(zhuǎn)葉組的時(shí)候，每組內(nèi)的每個(gè)螺旋旋轉(zhuǎn)葉相對(duì)螺旋攪拌軸為180度分布。當(dāng)由三個(gè)螺旋旋轉(zhuǎn)葉組成螺旋旋轉(zhuǎn)葉組的時(shí)候，每組內(nèi)每個(gè)螺旋旋轉(zhuǎn)葉相對(duì)螺旋攪拌軸為120度分布。螺旋旋轉(zhuǎn)葉也可以設(shè)計(jì)成多組的結(jié)構(gòu)，即第一組螺旋旋轉(zhuǎn)葉后面再加一組或多組螺旋旋轉(zhuǎn)葉，形成多組的螺旋旋轉(zhuǎn)葉攪拌體。在管道直徑大于3cm時(shí)就要考慮多組的結(jié)構(gòu)，保證攪拌均和均勻。3)揣流部分:螺旋旋轉(zhuǎn)葉的尾端設(shè)計(jì)成一有旋轉(zhuǎn)角度的燕尾結(jié)構(gòu)。其目的是使液體流經(jīng)此處時(shí)在螺旋旋轉(zhuǎn)葉的尾部產(chǎn)生一個(gè)揣流區(qū)，打亂流體的流向，使被混合物和混合物充分的接觸，達(dá)到再次混合的目的。4)動(dòng)力傘部分:當(dāng)液體流速較慢時(shí)，除了上述三個(gè)基本部分外，另外需要增加一個(gè)動(dòng)力傘。動(dòng)力傘是一個(gè)傘狀的三扇葉體，固定在螺旋攪拌器的螺旋攪拌軸的前端，扇葉體的角度略大于螺旋旋轉(zhuǎn)葉的角度。在此安裝這個(gè)扇葉體的目的有兩個(gè):I)增加螺旋攪拌器的旋轉(zhuǎn)力度；2)增加一級(jí)前期混合。將扇葉做成傘狀的目的是為了防止當(dāng)管道中有異物的時(shí)候在此處發(fā)生堵塞。一般情況下不需要增加動(dòng)力傘，只有當(dāng)流速比較小的時(shí)候才考慮使用。
動(dòng)力傘的結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示。本發(fā)明是利用管路中流體的流動(dòng)做動(dòng)力，推動(dòng)一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的螺旋攪拌器，使液體在管道中形成旋流并完成攪拌后，再利用螺旋攪拌器尾端的特殊設(shè)計(jì)使液體再形成揣流，達(dá)到充分混合的目的。即由流體在管道內(nèi)的流動(dòng)帶動(dòng)螺旋旋轉(zhuǎn)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，從而無需增加額外動(dòng)力。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速的發(fā)展，隨著能源越來越緊張，開發(fā)高效節(jié)能的產(chǎn)品已經(jīng)是迫在眉睫。本發(fā)明雖然是個(gè)小系統(tǒng)，但是在各個(gè)領(lǐng)域中的適用范圍非常的廣泛，它符合現(xiàn)在提倡的高效節(jié)能的要求，其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益由此可知。本發(fā)明具有如下特點(diǎn):I)無動(dòng)力。無需增加額外的動(dòng)力,節(jié)省能源。2)不占空間。螺旋混合器裝在液體流動(dòng)的管道內(nèi)，不占用空間。3)不堵塞。螺旋混合器設(shè)計(jì)合理，不會(huì)造成管道堵塞。4)安裝簡(jiǎn)單。無論是新裝配或?qū)εf管道進(jìn)行改造都非常簡(jiǎn)單，不需要特殊工藝和培訓(xùn)。5)混合效果好。6)價(jià)格低廉。因此，本發(fā)明的有益效果可以總結(jié)如下:I，用一種簡(jiǎn)單的方法解決了液液混合、液固混合不均勻的問題。2，無需增加額外動(dòng)力，大大降低了運(yùn)行成本，節(jié)約了能源。3，安裝、更換、維修簡(jiǎn)單，不需要特殊培訓(xùn)即可完成。4，用途廣泛。適用于石油、環(huán)保、化工、制藥、食品等多領(lǐng)域。5，體積小，價(jià)格低，推廣容易。


圖1為由一組三個(gè)螺旋旋轉(zhuǎn)葉組成的螺旋攪拌軸；圖2為動(dòng)力傘主視的結(jié)構(gòu)圖；圖3為動(dòng)力傘俯視的結(jié)構(gòu)圖；圖4為由一組三個(gè)螺旋旋轉(zhuǎn)葉組成的無動(dòng)力管道混合器結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖1至圖4所示的一種無動(dòng)力管道混合器，包括管道1、螺旋攪拌軸2、進(jìn)料口和出料口 3，所述進(jìn)料口包括主進(jìn)料口 4和副進(jìn)料口 5 ;所述管道I的一端與所述主進(jìn)料口 4連通另一端與所述出料口 3連通，在所述主進(jìn)料口 4 一端的所述管道I上設(shè)有所述副進(jìn)料口 5，所述螺旋攪拌軸2可旋轉(zhuǎn)的設(shè)置在所述副進(jìn)料口 5與所述出料口 3之間的所述管道I內(nèi)，所述管道I的內(nèi)徑為2.8cm,所述螺旋攪拌軸2上設(shè)置有一組三級(jí)螺旋旋轉(zhuǎn)葉6，所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉6的尾部設(shè)有燕尾結(jié)構(gòu)11 ;相臨兩級(jí)所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉6相對(duì)所述螺旋攪拌軸2為120度分布；在所述進(jìn)料口與所述出料口 3之間的所述管道I內(nèi)設(shè)置有固定在所述管道I上的前后兩組支撐7，所述螺旋攪拌軸2可旋轉(zhuǎn)的設(shè)置在所述支撐7上；所述支撐7上設(shè)有流體通道8，所述支撐7面對(duì)進(jìn)料方向的一側(cè)為流線型結(jié)構(gòu)；所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉6由兩條漸開線在一個(gè)平面上加工而成，所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉6沿軸向、以確定的角度固定在所述螺旋攪拌軸2上，所述漸開線的半徑與弧度值取決于所述螺旋攪拌軸2的半徑、所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉6的長(zhǎng)度和所述管道I的內(nèi)徑；所述螺旋攪拌軸2面對(duì)進(jìn)料方向的一端設(shè)有動(dòng)力傘9 ;所述主進(jìn)料口4上設(shè)置有文丘里結(jié)構(gòu)10，所述副進(jìn)料口 5設(shè)置在所述文丘里結(jié)構(gòu)10出口處的所述管道I上；所述副進(jìn)料口 5上設(shè)置有計(jì)量裝置(圖中未示出)。在本實(shí)施例中，所述出料口 3和流體通道8分別為設(shè)置在對(duì)應(yīng)的支持7上的三個(gè)通道，并且每個(gè)支撐7上的三個(gè)通道圍繞所述螺旋攪拌軸2的軸心線成120度等角度對(duì)稱分布。以下以液體中加入固體(如加粉狀藥劑)為例:在本實(shí)施例中，液體沿管道I方向流入混合器的前端。首先經(jīng)過一個(gè)文丘里結(jié)構(gòu)10，使液體流速增加的同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓區(qū)，在負(fù)壓區(qū)有一個(gè)加藥口(即副進(jìn)料口 5)，加藥口上裝有一個(gè)計(jì)量裝置，用以計(jì)量待混合物的數(shù)量。待混合的固體從加藥口加入后與液體接觸，開始第一次的混合?；旌虾蟮囊后w流經(jīng)動(dòng)力傘9流向螺旋攪拌軸2和螺旋旋轉(zhuǎn)葉6。漸展的螺旋旋轉(zhuǎn)葉6沿液體流向的直徑逐漸增加。螺旋攪拌軸2和螺旋旋轉(zhuǎn)葉6在液體流動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)力下開始旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)液體旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)流動(dòng)的過程中完成第二次混合。液體在螺旋旋轉(zhuǎn)葉6的導(dǎo)向下以旋轉(zhuǎn)的方式繼續(xù)向后流動(dòng)，到達(dá)螺旋旋轉(zhuǎn)葉6的尾端時(shí)，由于尾端的燕尾結(jié)構(gòu)11的特殊設(shè)計(jì)，使液體在此時(shí)形成一個(gè)揣流，在這個(gè)揣流區(qū)，完成第三次混合。經(jīng)過這三次不同方式的混合過程后，可以使被混合的液體或固體與液體充分接觸并混合。本實(shí)施例中，由流體在管道內(nèi)的流動(dòng)帶動(dòng)螺旋旋轉(zhuǎn)葉6轉(zhuǎn)動(dòng)，從而無需增加額外動(dòng)力，大大降低了運(yùn)行成本，用一種簡(jiǎn)單的方法解決了液液混合、液固混合不均勻的問題，節(jié)約了能源。并且安裝、更換、維修簡(jiǎn)單，不需要特殊培訓(xùn)即可完成。液體與液體混合方式與上述相同。以上通過具體的和優(yōu)選的實(shí)施例詳細(xì)的描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明并不局限于以上所述實(shí)施例，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無動(dòng)力管道混合器，其特征在于:包括管道、螺旋攪拌軸、進(jìn)料口和出料口，所述進(jìn)料口包括主進(jìn)料口和副進(jìn)料口 ；所述管道的一端與所述主進(jìn)料口連通另一端與所述出料口連通，在所述主進(jìn)料口 一端的所述管道上設(shè)有所述副進(jìn)料口，所述螺旋攪拌軸可旋轉(zhuǎn)的設(shè)置在所述副進(jìn)料口與所述出料口之間的所述管道內(nèi)，所述螺旋攪拌軸上設(shè)置有至少一組螺旋旋轉(zhuǎn)葉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無動(dòng)力管道混合器，其特征在于:在所述進(jìn)料口與所述出料口之間的所述管道內(nèi)設(shè)置有固定在所述管道上的至少前后兩組支撐，所述螺旋攪拌軸可旋轉(zhuǎn)的設(shè)置在所述支撐上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無動(dòng)力管道混合器，其特征在于:所述支撐上設(shè)有流體通道，所述支撐面對(duì)進(jìn)料方向的一側(cè)為流線型結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無動(dòng)力管道混合器，其特征在于:所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉由兩條漸開線在一個(gè)平面上加工而成，所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉沿軸向、以確定的角度固定在所述螺旋攪拌軸上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無動(dòng)力管道混合器，其特征在于:所述漸開線的半徑與弧度值取決于所述螺旋攪拌軸的半徑、所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉的長(zhǎng)度和所述管道的內(nèi)徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無動(dòng)力管道混合器，其特征在于:當(dāng)每組所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉為兩級(jí)螺旋旋轉(zhuǎn)葉時(shí)，同一組內(nèi)的兩級(jí)所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉之間相對(duì)所述螺旋攪拌軸為180度分布；當(dāng)每組所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉為三級(jí)螺旋旋轉(zhuǎn)葉時(shí)，同一組內(nèi)的相臨兩級(jí)所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉相對(duì)所述螺旋攪拌軸為120度分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無動(dòng)力管道混合器，其特征在于:當(dāng)所述管道的內(nèi)徑小于3cm時(shí)，僅設(shè)置一組所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無動(dòng)力管道混合器，其特征在于:所述螺旋攪拌軸面對(duì)進(jìn)料方向的一端設(shè)有動(dòng)力傘。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無動(dòng)力管道混合器，其特征在于:所述主進(jìn)料口上設(shè)置有文丘里結(jié)構(gòu)，所述副進(jìn)料口設(shè)置在所述文丘里結(jié)構(gòu)出口處的所述管道上；所述螺旋旋轉(zhuǎn)葉的尾部設(shè)有燕尾結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無動(dòng)力管道混合器，其特征在于:所述副進(jìn)料口上設(shè)置有計(jì)量裝置。
全文摘要
一種無動(dòng)力管道混合器，包括管道、螺旋攪拌軸、進(jìn)料口和出料口，所述進(jìn)料口包括主進(jìn)料口和副進(jìn)料口；所述管道的一端與所述主進(jìn)料口連通另一端與所述出料口連通，在所述主進(jìn)料口一端的所述管道上設(shè)有所述副進(jìn)料口，所述螺旋攪拌軸可旋轉(zhuǎn)的設(shè)置在所述副進(jìn)料口與所述出料口之間的所述管道內(nèi)，所述螺旋攪拌軸上設(shè)置有至少一組螺旋旋轉(zhuǎn)葉。本發(fā)明用一種簡(jiǎn)單的方法解決了液液混合、液固混合不均勻的問題，無需增加額外動(dòng)力，大大降低了運(yùn)行成本，節(jié)約了能源；安裝、更換、維修簡(jiǎn)單，不需要特殊培訓(xùn)即可完成；用途廣泛。適用于石油、環(huán)保、化工、制藥、食品等多領(lǐng)域；并且體積小，價(jià)格低，推廣容易。
文檔編號(hào)B01F3/08GK103120904SQ20111036730
公開日2013年5月29日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者李立 申請(qǐng)人:北京瑞威潤(rùn)誠(chéng)水處理技術(shù)有限公司