强化高黏度流体混合装置的制作方法

本实用新型涉及强化高黏度流体混合装置，特别是涉及一种带有进料分布功能的强化高黏度流体混合装置。

背景技术：

高黏度流体的混合是工业上常用的单元操作，橡胶、石油、塑料、涂料、油墨以及合成纤维、化妆品、制药、食品、造纸和水泥等行业都会遇到高黏度流体混合问题。随着生命科学、电子封装、快速制造等领域的蓬勃发展，对高黏度流体材料的混合、流量控制精度的要求也日益提升。在生产过程安全性、清洁性和自动化程度不断提高的迫切需求下，高黏度流体的混合过程急需研发低成本、高效混合、准确计量的新技术与装备。

工业上，通常将粘度小于5pa·s的流体称为低粘流体，5～50pa·s的流体为中粘流体，50～500pa·s的流体为高粘流体，大于500pa·s的流体为超高粘流体。流体混合机理可分为：对流混合、剪切混合和扩散混合，由于高粘流体的扩散混合作用小，其混合主要由剪切混合和对流混合实现。目前，工业中广泛应用的高粘流体混合设备主要有立式和卧式两种。立式混合设备按结构可分为立式单轴与立式双轴混合设备。立式单轴混合设备的桨径通常与设备直径相近，相应的搅拌桨形式有螺带桨、锚式桨、框式桨、ekato桨等。该类混合设备因结构简单而广泛应用在石油炼制及催化剂生产行业中。立式双轴混合设备通常采用大小桨结合的形式，小直径桨高速旋转保证物料快速分散混合，大直径桨低速旋转保证近壁区的宏观流动。该类混合设备广泛应用于油漆、油墨等行业。与立式相似，卧式混合设备按结构也分为单轴与双轴混合设备。卧式单轴混合设备结构简单，桨叶形式有圆盘型、螺带型、双旋型、z型、e型等，被广泛应用在橡胶、塑料、建筑、食品等工业中。卧式双轴混合设备形式较多，有双轴偏心圆盘、椭圆盘、t型叶片等，特别适用于高粘、超高粘和粉体物系的混合。转动时双轴上的搅拌构件之间的相互刮擦也可以实现自洁功能，有利于高粘度物料反应的连续化。

立式混合设备一般为间歇操作，具有混合时间长、能耗高、生产能力低，适合小批量物料的混合。卧式双轴混合设备虽然混合效率高，但搅拌功耗也高，同时对密封性要求更高，特别是在较高真空度下；两个搅拌轴在一定转速比下同向或反向旋转时，在高温或设备震动剧烈时可能发生干涉。卧式单轴混合设备结构简单，转轴上的转子与桶壁上的定子组合同样可以实现高粘度物料的快速混合和自身的清洁。专利cn203591806u公开了一种适用于超高粘度流体的卧式反应器，通过搅拌轴上的螺旋叶片及叶片上的回流孔实现高粘物料的反应与均化。专利cn102942688b公开了一种单无轴高粘度聚酯连续生产装置，采用由多个呈t字型的动静刮板组成拉膜内件实现物料的反应与均化。专利cn204051489u公开了一种高效混合罐，其采用动挤料盘与静挡圈配合进行搅拌混料，有效地提高了对高粘性物料的混合效率和质量。专利cn201978687u和cn201969513u公开了一种静棒捏合机，通过动静棒的捏合实现物料的充分搅拌和混合。这些卧式单轴捏合机都没有考虑进料的分布问题。专利cn1279120c公开了一种连续制备高粘度硅氧烷组合物的方法，其首先采用具有至少两个捏和室的级联捏和装置内的同步旋转或反向旋转的搅拌转子实现物料的混合及捏和，再将所述粗混合物在螺旋往复式捏和机中实现物料反应与除气。cn203418782u公开了一种带有控温装置和液体喷射装置的挤压捏合机，通过沿轴向的喷射加酸口和搅拌螺旋杆实现酸的快速分散和混合，提高了反应效果。综上所述，定子-转子型混合器依靠转子的旋转切割和定子的导流作用来实现流体的混合，其具有很好的切向混合效果；但存在着径向流动速度慢、混合器旋转轴到壁面的径向混合效果差的缺点，需要经过多级定转子混合单元才能达到混合均匀。为了强化多组分高粘度物料的混合，应在动静搅拌转子成对设置实现物料的快速剪切与混合的同时，对物料进口进行合理设置以实现物料的粗混合，并在设置合适的混合内件以实现很好的径向混合。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术存在的工业生产过程中高黏度体系存在的混合效率低、微量组分混合均匀困难的问题，提供强化高黏度流体混合装置。

本实用新型的第二个目的是提供第二种强化高黏度流体混合装置。

本实用新型的技术方案概述如下：

强化高黏度流体混合装置，包括圆筒状壳体4和转轴8，在圆筒状壳体4的一端设置有第一进料管1和第二进料管2，圆筒状壳体4的另一端设置有出料口7,在圆筒状壳体4的内壁上设置有定子齿5,第二进料管2的一端设置有进料分布器3，转轴8的一端与分布器3活动连接，转轴8的外表面设置有转子齿6，转轴8贯穿立交盘内件9的中空处，并使立交盘内件9紧邻圆筒状壳体4内壁设置。

定子齿为直齿状、棒状、斜齿状、圆盘状的一种或多种的组合。

转子齿为直齿状、棒状、斜齿状、圆盘状的一种或多种的组合。

进料分布器为多通道式、多孔管式或孔阵列套管式。

第二种强化高黏度流体混合装置，包括第二圆筒状壳体14和第二转轴18，在第二圆筒状壳体14的一端设置有第三进料管11和第四进料管12，第二圆筒状壳体14的另一端设置有第二出料口17；在第二圆筒状壳体14的内壁上设置有第二定子齿15；第四进料管12的一端设置有进料第二分布器13，第二转轴18的一端与进料第二分布器13活动连接，第二转轴18的外表面设置有第二转子齿16，第二转轴18贯穿第二立交盘内件19的中空处，并使第二立交盘内件19紧邻第二圆筒状壳体14内壁设置，在第二圆筒状壳体14的近第四进料管的位置设置有第五进料管20，第五进料管20与进料第三分布器21固定连接。

定子齿为直齿状、棒状、斜齿状、圆盘状的一种或多种的组合。

转子齿为直齿状、棒状、斜齿状、圆盘状的一种或多种的组合。

进料第二分布器或进料第三分布器为多通道式、多孔管式或孔阵列套管式。

本实用新型的优点：

本实用新型利用分布器-定转子-立交盘内件耦合强化高粘度流体的混合性能；采用分布器实现进料的粗混合；利用转子的旋转切割和定子的导流作用来实现流体切向上的均匀混合；利用立交盘内件，实现分割-中央区和边壁区完全换位-汇合过程，强化转轴到圆筒状壳体的内壁的径向混合及内壁与高黏度流体的传质，实现高粘度流体的快速混合。

附图说明

图1为强化高黏度流体混合装置的局部剖面示意图。

图2为第二种强化高黏度流体混合装置的局部剖面示意图。

具体实施方式

本实用新型利用了中国专利zl03156621.9公开的“一种管、筒或塔内构件立交盘”中的立交盘，在本实用新型中称为：“立交盘内件”。

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

强化高黏度流体混合装置，包括圆筒状壳体4和转轴8，在圆筒状壳体4的一端设置有第一进料管1和第二进料管2，圆筒状壳体4的另一端设置有出料口7,在圆筒状壳体4的内壁上设置有定子齿5，第二进料管2的一端设置有进料分布器3，转轴8的一端与分布器3活动连接，转轴8的外表面设置有转子齿6，转轴8贯穿立交盘内件9的中空处，并使立交盘内件9紧邻(卡置在)圆筒状壳体4内壁设置。

定子齿为直齿状、棒状、斜齿状、圆盘状的一种或多种的组合。

转子齿为直齿状、棒状、斜齿状、圆盘状的一种或多种的组合。

进料分布器为多通道式、多孔管式或孔阵列套管式。

立交盘内件的个数可以是1个，也可以是多个，如2个、3个等等。

第二种强化高黏度流体混合装置，包括第二圆筒状壳体14和第二转轴18，在第二圆筒状壳体14的一端设置有第三进料管11和第四进料管12，第二圆筒状壳体14的另一端设置有第二出料口17；在第二圆筒状壳体14的内壁上设置有第二定子齿15；第四进料管12的一端设置有进料第二分布器13，第二转轴18的一端与进料第二分布器13活动连接，第二转轴18的外表面设置有第二转子齿16，第二转轴18贯穿第二立交盘内件19的中空处，并使第二立交盘内件19紧邻(卡置在)第二圆筒状壳体14内壁设置，在第二圆筒状壳体14的近第四进料管的位置设置有第五进料管20，第五进料管20与进料第三分布器21固定连接。

定子齿为直齿状、棒状、斜齿状、圆盘状的一种或多种的组合。

转子齿为直齿状、棒状、斜齿状、圆盘状的一种或多种的组合。

进料第二分布器或进料第三分布器为多通道式、多孔管式或孔阵列套管式。

立交盘内件的个数可以是1个，也可以是多个，如2个、3个等等。