一种气液混合装置的制作方法

本发明涉及一种混合装置领域，特别涉及一种气液混合装置。

背景技术：

近几十年来，由于传统工业和新兴工业，如化学工程、冶金工程、核工程、航空与航天工程等的迅速发展，促进了两相流动的研究和应用，是它发展成为一个独立的研究分支，得到了广泛的重视。但是，由于固有的复杂性、多样性以及测量手段的局限性，到目前为止，无论是在理论上，还是在方法，这一研究上处于发展阶段，而且，在今后一个较长的时间内，将继续是一个各抒己见，试验性强，充满着机会和突破的学术领域。

气液两相流是多相流动中最为普遍的一种形式，广泛存在于各个工业生产过程中，在国民经济和日常生活中起着非常重要的作用。例如，能源动力工业过程中的锅炉、换热器、汽水分离器和化学工业过程中的重沸器、冷凝器等设备，制冷低温工业过程中的蒸汽压缩制冷设备，以及石油工业中的油气开采、油气混输等过程中，都存在气液两相流动体系。此外，随着空间技术的发展，在航空航天领域的卫星、空间站和空间平台等微重力条件下的设备中，也存在有气液两相流。

实际工程应用的管道中存在气液混输，为了保证混输管道的正常运行，必须在混输泵入口安装气液混合器，尽量使气液均匀入流；部分单元设备中存在气液两相间的反应、吸收、萃取、溶解和乳化等过程，这些工艺过程都需通过气液两相间的混合过程来实现，为了提高混合效率，流程中必须设置气液混合装置。气液混合装置在两相流中显得非常的重要。

现有专利号CN204563382U，名称“一种气液混合器”的专利提出：一种气液混合器，包括混合器壳体、混合器出口接头、扰流隔板以及两根扰流弹簧；混合段的直径以及缓冲段的直径均大于收缩段的直径；混合器出口接头旋合在混合器壳体的泡沫出口上，并在混合器出口接头与混合器壳体的端面接触处设有密封圈；混合器壳体的外壁上设有与混合段相通的进液口。但是这个专利技术仍然存在以下两个问题：其一，该专利技术采用一处对汽体和液体进行混合，并未采用多点混合的方法，并不能达到均匀混合的效果；其二，该专利技术气体和液体混合时的，气体运动方向和液体运动方向是相互垂直的，混合过程中会改变气体和液体原有的运动方向，不利用混合后的气液混合物的运动。

现有专利号CN 203425729 U，名称“气液混合器”的专利提出：一种气液混合器，其具有进水口、进气口及出水口，进水口与出水口之间设有混合腔，其中，进水口与混合腔之间设有进水孔，一针阀的阀柱穿过进水孔，阀柱靠近进水口的部分呈锥台状，阀柱的锥台状部分的横截面积自远离进水口一端向靠近进水口的一端逐渐增大。但是这个专利技术仍然存在以下两个问题：其一，该专利技术采用一处对汽体和液体进行混合，并未采用多点混合的方法，并不能达到均匀混合的效果。

针对上述存在的不足，本发明人发明了“一种气液混合装置”，使气体和液体能够均匀地进行混合，提高了混合的效率。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种气液混合装置，提高了装置的独立性，进一步提升了混合均匀度，使得气液物料混合变得规范化、均匀化和可控化，进而提高混合效果。

本发明的主要目的是提供一种气液混合装置，实现气体和液体的均匀混合。本发明的技术方案是：

一种气液混合装置，包括气体输送管路、液体输送管路、气体聚集腔、气液混合棒和混合输送通道；

所述气体输送管路和液体输送管路成90度布置，气体输送管路和液体输送管路全为圆管，气体输送管路和液体输送管路之间有一个环形的气体聚集腔；

所述气液混合棒为圆管结构，安装在液体输送管路与气体输送管路重合的管道内，气液混合棒的一端为气体进口与气体聚集腔相连通且无密封，另一端密封，在气液混合棒圆管的一侧均匀分布多个孔径相同的出气圆孔，出气圆孔的开孔方向与液体的运动方向相同；气体聚集腔内的气体通过气液混合棒与液体进行混合；并通过与液体输送管路相连通且平行的混合输送通道输出，混合时气体的流动方向和液体的流动方向是一致的。

上述方案中，所述气液混合棒分三组沿液体流动方向轴向分布，每一组气液混合棒的数量为六根，且六根气液混合棒沿管路周向均匀对称布置。

上述方案中，所述气体聚集腔为套在液体输送管路外侧的圆筒类结构，气体聚集腔外侧结构与液体输送管路采用焊接的方式。

上述方案中，所述液体输送管路在安装时水平放置，气体输送管路安装时垂直放置，气体由上而下进入气体聚集腔。

上述方案中，所述气体输送管路和液体输送管路外侧缠绕由挤塑型聚苯乙烯泡沫塑料组成的保温材料。

上述方案中，所述气体输送管路的内径D₁、气液混合棒的内径D₂和气液混合棒上出气圆孔直径D₃比值为D₁：D₂：

上述方案中，所述液体输送管路的液体输送端设有液体输送端连接法兰。

上述方案中，所述气体输送管路的进气端设有气体输送管路连接法兰。

上述方案中，所述混合输送通道的出口端设有混合输送通道连接法兰。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明气体聚集腔为套在液体输送管路外侧的圆筒类结构，且具有很好的密封性，用于储存气体。液体输送管路在安装时水平放置，气体输送管路安装时垂直放置，使气体由上而下进入气体聚集腔。进入聚集腔的气体通过分布在液体输送管路内壁上的气液混合棒实现与液体的同向均匀地混合。本发明提高了装置的独立性，进一步提升了混合均匀度，使得气液物料混合变得规范化、均匀化和可控化，进而提高混合效果。

附图说明

图1为本发明一实施方式的气液混合器剖视图；

图2为图1气液混合器中的A-A或B-B或C-C视图；

图3为图1气液混合器中的I局部放大视图。

图中，1-液体输送端连接法兰；2-液体输送端；3-液体输送管路；4-气体聚集腔；5-气体输送管路；6-气体输送管路连接法兰；7-气液混合棒；8-混合输送通道；9-混合输送通道连接法兰；10-出气圆孔；箭头方向表示气体或者液体的流动方向；D₁-气体输送管路内径；D₂-气液混合棒的内径；D₃-气液混合棒上出气圆孔直径。

具体实施方式

本发明提供一种气液混合装置，提高了装置的独立性，进一步提升了混合均匀度，使得气液物料混合变得规范化、均匀化和可控化，进而提高混合效果。下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

本发明的主要目的是提供一种气液混合装置，实现气体和液体的均匀混合。图1所示为本发明所述气液混合装置的一种实施方式，所述气液混合装置包括液体输送端2、液体输送管路3、气体聚集腔4、气体输送管路5、气液混合棒7和混合输送通道8。所述的气体输入管路5和液体输送管路3成90度布置，气体输送管路5和液体输送管路3全为圆管，气体输送管路5和液体输送管路3之间有一个环形的气体聚集腔4。所述液体输送管路3的液体输送端2设有液体输送端连接法兰1，所述气体输送管路5的进气端设有气体输送管路连接法兰6，所述混合输送通道8的出口端设有混合输送通道连接法兰9。

气液混合棒7为圆管结构，一端为气体进口与气体聚集腔相连通且无密封，另一端密封，在圆管某一侧均匀分布多个孔径相同的出气圆孔10，出气圆孔10的开孔方向与液体的运动方向相同。气液混合棒7分三组沿液体流动方向轴向分布，三组气液混合棒7之间间隔一定的距离，每一组气液混合棒7由六根气液混合棒组成，且六根气液混合棒7沿液体输送管路3周向均匀对称布置，如图2所示。气体聚集腔4内的气体通过气液混合棒7上的多个出气圆孔10与液体进行混合，并通过与液体输送管路3相连通且平行的混合输送通道8输出，混合时气体的流动方向和液体的流动方向是一致的，这样使气体和液体混合时更加平稳，减小了振动的产生。

气体聚集腔4为套在液体输送管路3外侧的圆筒类结构，气体聚集腔4外侧结构与液体输送管路3采用焊接的方式，使其具有很好的密封性，用于储存气体。液体输送管路3在安装时水平放置，气体输送管路5安装时垂直放置，使气体由上而下进入气体聚集腔4。进入聚集腔4的气体通过分布在液体输送管路3上的气液混合棒7实现与液体的同向均匀地混合。气液混合棒7上气体的出口方向如图1所示水平向右，而液体的流动方向也是水平向右，这样的布置的方式保持了气体和液体原有的运动状态更利于气体和液体的平稳混合，提高混合效率。所述气体输送管路5和液体输送管路3外侧缠绕由挤塑型聚苯乙烯泡沫塑料组成的保温材料，使气体输送管路5和液体输送管路3内部的气体和液体保持温度的稳定。

如图3所示，所述气体输送管路5的内径D₁、气液混合棒7的内径D₂和气液混合棒7上出气圆孔直径D₃比值为D₁：D₂：满足该直径比值的气液混合装置更利于气液混合的均匀，避免了气液混合时出现气体量不足的现象，同时避免了气液混合时液体进入气体输送管路的现象。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。