静态混合器的制作方法

本发明涉及物流混合设备，特别涉及一种静态混合器。

背景技术：

多年来，工业及科研部门通常使用机械搅拌的方式进行液体的混合或反应。如润滑油的调和及化工产品的反应等，常用带有搅拌器的混合罐或反应釜等，在气、液两相物流的反应过程中则采用大直径的塔式设备，如吸收塔、反应塔等。以上设备的共同缺点是效率低、能耗大、结构复杂、投资大。在高温或高压下操作动设备轴密封容易产生泄露，设备维护费用高。机械搅拌器还需要电动机、减速机、传动轴及轴承密封等装置。而反应塔、吸收塔内的气液接触用的金属填料的价格十分昂贵，在使用中而造成拥堵，影响生产的正常进行。此外这种填料塔的压力降较大，使操作能耗增加。

鉴于上述的缺点和不足，生产中经常使用静态混合器。静态混合器相对于搅拌混合器而言，在管道内放置固定不动的静态混合单元，流体流经静态混合单元时，被静态混合单元分割、拉伸、折叠而达到混合目的。静态混合器应用于液-液、液-气、气-气的混合、乳化、中和、吸收、萃取、反应和强化传热等工艺过程，可以在很宽的流体粘度范围以内，在不同的流型(层流、过渡流、湍流)状态下应用，且容易直接放大。

现有静态混合器的被分散相通常是在静态混合单元的上游被加入到管道中，然后和主相一同进入混合单元段进行混合。这种加入被分散相的方法通常混合效率不高，需要更多的混合单元才能达到混合目的。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种静态混合器，其包括中空混合单元，混合效率高、混合强度大、制造成本低。

本发明采用以下解决方案：

一种静态混合器，包括：

壳体；以及

中空混合单元，所述中空混合单元设置于所述壳体内且一端通过入口与外部连通，所述中空混合单元包括交替设置且相互连通的左螺旋混合单元和右螺旋混合单元，所述左螺旋混合单元和右螺旋混合单元为中空结构且表面设置有孔，所述中空混合单元与所述壳体之间形成混合通道。

优选地，所述左螺旋混合单元和右螺旋混合单元的扭转角度相等。

优选地，所述左螺旋混合单元和右螺旋混合单元的扭转角度为90°～180°。

优选地，相邻的左螺旋混合单元和右螺旋混合单元的相邻边缘互相垂直。

优选地，相邻的左螺旋混合单元和右螺旋混合单元之间由通道连接。

优选地，所述通道为钢管。

优选地，在所述壳体的两端设置有法兰。

优选地，分散相通过所述法兰进入所述混合通道。

优选地，被分散相通过所述入口进入所述中空混合单元。

优选地，所述中空混合单元的另一端连接至辅助混合单元，所述辅助混合单元包括交替设置且相互连接的左螺旋混合叶片和右螺旋混合叶片。

本发明的静态混合器的优点在于：混合单元为中空结构，表面设置有孔，可将被分散相分割为气泡、液滴或射流后再与分散相混合，大大提高了混合效率。此外，混合单元本身具有加入被分散相的功能，同时保留了现有静态混合单元的混合功能，进一步提高了混合效率。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。其中，在本发明示例性实施方式中，相同的附图标记通常代表相同部件。

图1是根据示例性实施例的静态混合器的结构示意图。

图2是根据示例性实施例的中空混合单元的局部结构示意图。

附图标记说明：

1-壳体；2-辅助混合单元；3-通道；4-孔；5-中空混合单元；6-混合通道；7-入口；8-法兰；9-边缘；10-边缘。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以各种形式实现本发明，而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本公开提出一种静态混合器。该静态混合器包括壳体和设置于壳体内的中空混合单元。在图1所示的示例性实施例中，壳体是圆形管道，但是壳体也可以是其他适当的形状。中空混合单元的一端通过入口与外部连通，被分散相通过该入口进入中空混合单元。中空混合单元包括交替设置且相互连通的左螺旋混合单元和右螺旋混合单元，左螺旋混合单元和右螺旋混合单元均为中空结构，且表面设置有多个孔。中空混合单元与壳体之间形成混合通道。

根据本公开的静态混合器具有中空混合单元，且中空混合单元包括表面设置有孔的左螺旋混合单元和右螺旋混合单元，被分散相进入中空混合单元之后，通过孔被分割为气泡、液滴或射流后再进入混合通道，与混合通道中的分散相充分混合。这种混合方式使得被分散相在多个点直接进入混合通道，而且两种流体在混合前，一种流体(被分散相)已经形成比表面积很大的气泡或者液滴，提高了混合效率，而且也保留了现有静态混合单元的混合功能。

此外，在现有的静态混合器中，被分散相通常是在混合单元的上游被加入到管道中，然后和分散相一起进入混合单元进行混合，这种加入被分散相的方法混合效率不高，需要更多的混合单元才能达到混合目的。而在本公开的静态混合器中，中空混合单元的一端通过入口与外部连通，被分散相通过该入口直接进入混合单元中，使得静态混合器的混合单元本身具有加入被分散相的功能，大大提高了混合效率。

作为一种优选方案，各个左螺旋混合单元和各个右螺旋混合单元的扭转角度相等，且为90°～180°。

作为一种优选方案，相邻的左螺旋混合单元和右螺旋混合单元的相邻边缘互相垂直，即相邻的左螺旋混合单元和右螺旋混合单元的相邻边缘90°交叉。

被分散相通过中空混合单元进入分散相后，被这种周期性交替布置的中空混合单元分割、旋转、拉伸、折叠，达到均匀混合目的。

作为一种优选方案，相邻的左螺旋混合单元和右螺旋混合单元之间可由通道连接，通道可为钢管。通道焊接在相邻的左螺旋混合单元和右螺旋混合单元之间，流体通过通道进入相邻的左螺旋混合单元或右螺旋混合单元。

作为一种优选方案，在壳体的两端设置有法兰，分散相可通过法兰进入静态混合器的混合通道中。

作为一种优选方案，中空混合单元的另一端(即下游)可连接至辅助混合单元，辅助混合单元包括交替设置且相互连接的左螺旋混合叶片和右螺旋混合叶片。设置辅助混合单元有利于进一步提高混合效率。

作为一种优选方案，静态混合器可以垂直安装或者水平安装，在垂直安装时优选采用下进上出的方式。

应用示例

图1显示根据示例性实施例的静态混合器的结构示意图。静态混合器包括壳体1和设置于壳体1内的中空混合单元5。壳体1是圆形管道，中空混合单元 5的一端通过入口7与外部连通。中空混合单元5包括交替设置且相互连通的左螺旋混合单元和右螺旋混合单元，左螺旋混合单元和右螺旋混合单元均为中空结构，且表面设置有多个孔4，如图2所示。各个左螺旋混合单元和各个右螺旋混合单元的螺旋扭转角度相等，且均为90°，在图2中表现为一个左螺旋混合单元的边缘9和边缘10相互垂直。相邻的左螺旋混合单元和右螺旋混合单元的相邻边缘互相垂直。相邻的左螺旋混合单元和右螺旋混合单元之间通过钢管连接，流体通过钢管进入相邻的左螺旋混合单元或右螺旋混合单元。

中空混合单元5与壳体1之间形成混合通道6。在壳体1的两端设置有法兰8，分散相通过法兰8进入静态混合器的混合通道6中。

中空混合单元5的另一端(即下游)连接至辅助混合单元2，辅助混合单元2包括交替设置且相互连接的左螺旋混合叶片和右螺旋混合叶片。

根据示例性实施例的静态混合器的工作过程如下：分散相(气体或液体)通过下端法兰8进入静态混合器的混合通道6中。待流动稳定后，被分散相(气体或液体)由入口7进入静态混合器的中空混合单元5内，被分散相通过中空混合单元5的左螺旋混合单元和右螺旋混合单元表面的孔4，被孔4分解成气泡、液滴或射流，气泡、液滴或射流进入混合通道6内，与混合通道6中的分散相混合，且随着分散相的流动通过孔4进入下一组中空混合单元5中。在此过程中，中空混合单元5一方面通过其上设置的孔4，将左螺旋混合单元和右螺旋混合单元内流动的被分散相分割成气泡或液滴进入到混合通道6内，另一方面通过螺旋结构的设置，也能起到现有静态混合器的混合作用。被分散相通过所有的中空混合单元5后，与分散相充分混合，再经过连接在中空混合单元5另一端的辅助混合单元2，最后通过静态混合器的出口流到下一个工艺单元内。

根据示例性实施例的静态混合器可以用于气-液混合、液-液混合、气-气混合。被混合流体可以是互溶的，也可以是不互溶的。在工作过程中，如果被分散相是气体，分散相是液体，则被分散相通过孔4鼓泡进入分散相；如果被分散相与分散相是不互溶的液体，则被分散相通过孔4以液滴的形式进入分散相； 如果被分散相与分散相是互溶的液体，则被分散相通过孔4以射流的形式进入分散相。

根据示例性实施例的静态混合器有效地解决了大型静态混合器直径大、长度过长、制造难度大的问题，同时大大提高混合效率、强化混合强度，并降低了混合压降和设备制造成本。

以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释实施例的原理和实际应用，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的实施例。