专利名称：逆向旋流多蜗壳混合器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种混合设备，它是一种将两相流或单相流液体与散状粉末或颗粒固相物料均匀混合的设备。
我国油田用于固井作业的水泥车上的水泥与水混合的混合器大多是喷射式混合器。其主要缺陷是制浆量小，浆液密度和流量调节困难，喷射泵工作压力高功耗大。
近年来我国油田已从美国进口道威尔·施鲁周伯格公司的CPT986水泥车，该车中的水泥浆混合器是一种单旋流、单蜗壳混合器。经检索知，该公司在我国申请了名为“混料器”的专利，专利申请号为CN87103998A。该混料器(本文称混合器)的结构(
图1所示)包括一个涡室(本文称进液蜗壳)，它包含一个两相流或单相流液体进口，进口的中心线至蜗壳的中心线有一段足够大的距离、一个输料管3′、一个下流管4(本文称混合管)，该混合管有足够的长度、一个过渡锥管6。该过渡锥管的上部大端联接蜗室之出口，其下部小端联接下流管，并且，输料管下端出口低于过渡锥管的上部下端面，而高于该锥管下部小端面。此外，该混合器还包括一个泥浆池，下流管则位于该泥浆池中，并将制好的水泥浆排于其中。
道威尔公司的混合器克服了喷射式混合器之许多不足之处，尤其是喷射泵工作压力低，功耗小，但是它仍存在着下述的缺陷粉末状的固相物料从输料管上端进入，从下端排出，而输料管下端面位于进液蜗壳的过渡锥管的大、小端之间。液相液体进入进液蜗壳后形成旋流，并经过过渡锥管加速流至混合管中与无旋流即直线流动的粉状固相物料混合。这种混合效果虽大有提高，但仍不够理想，尤其是固相物料流量很大时，会产生混合不匀，固相物料从混合管出口排至泥浆池中。
本实用新型的目的是对美国道威尔公司的混合器的缺陷和不足加以改进，为油田提供一种混合效果更加均匀的液、固(粉末或颗粒)两相混合器。
本实用新型混合器(图3和4所示)的进液蜗壳的同轴上方增加一个或两个与进液蜗壳旋向相反的进料蜗壳2或2和7，其出口与旋喷料管3或3和9相接。于是粉末状固相物料经过进料蜗壳，旋喷料管内产生一个与液相旋流旋向相反的固相旋流或合成固相旋流，该旋流流出管口后，沿直线向四周散开与液相旋流相互对撞，并在混合管中得到充分混合，即可实现上述之目的。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。
图1是道威尔混合器主体示意图。其中
图1(a)为主视图；
图1(b)为
图1(a)之A向视图。
图2是道威尔混合器中之单箱式泥浆池之示意图。其中图2(a)为主视图；图2(b)为右侧视图；图2(c)为俯视图。
图3是本实用新型实施例一逆向旋流双蜗壳混合器主体之示意图。其中图3(a)为主视图；图3(b)为图3(a)之A向视图。
图4是本实用新型实施例二逆向旋流叁蜗壳混合器主体的示意图。其中图4(a)为主视图；图4(b)为图4(a)之A向视图。
图5是本实用新型中的马鞍形泥浆池及混合器总体示意图。其中图5(a)为正视图；图5(b)为俯视图。
参看
图1。图中1为进液蜗壳；3′为输料管；4为混合管；6为过渡锥管。
参看图3。图中1为进液蜗壳；2为进料蜗壳；3为旋喷料管；4为混合管；5为进料蜗壳内的锥管；6为过渡锥管。
为了解决道威尔混合器中固相输料管中物料无旋直线流动之不足，可采用图3中所示之实施例一的结构方式。即在进液蜗壳1的同轴线上方增加一个进料蜗壳2，进料蜗壳包含有一个散状料固线颗粒固相物料进口，进口的中心线至蜗壳中心线有足够的距离，进料蜗壳2与进液蜗壳1的旋转方向相反，并且进料蜗壳2内部的下方有一个锥管5，其上部大端与进料蜗壳出口相接，其下部小端与旋喷料管3相接，而且旋喷料管3的下端出口B低于进液蜗壳1之过渡锥管6的下部小端面一段距离。
由于有进料蜗壳2和进液蜗壳1两个蜗壳，而且其旋流方向相反，故称其为逆向旋流双蜗壳混合器。当进入进液蜗壳后产生某一旋向的旋流，并经过渡锥管6加速后至该锥管出口的液相旋流与进入进料蜗壳中产生相反旋流，并经过旋喷料管3出口的固相旋流在混合管4充分混合后排出。
当需要固相物料加入量大时，往往需要两台气动下灰车同时供料。对道威尔混合器来说，这时要在输料管前联接一个三通汇流管。如果两台下灰车在汇流管处气压一样时，可实现同时供料；如果两台下灰车气压不一致，则可能发生只有一台下灰车供料，而另一台下灰车无法供料。为了解决这一问题，可采用图4所示的实施例二，即逆向旋流叁蜗壳混合器。该混合器与前一实施例的区别是在进料蜗壳2的同轴线上方再增加一个相同旋向的进料蜗壳7，同样，在进料蜗壳7内部的下方亦有一个过渡锥管8，其上部大端与进料蜗壳7的出口相接，其下部小端与旋喷料管9相接，而且旋喷料管9的下端出口C低于进料蜗壳2之过渡锥管5的下部小端面。
由于有一个进液蜗壳1和两个与进液蜗壳旋向相反的进料蜗壳2和7，可称其为逆向旋流叁蜗壳混合器。由于与两个进料蜗壳联接的旋喷料管3和9的出口处均为相同低压，所以它可以保证两台下灰车同时供固相粉料。并且两个进料蜗壳2和7后的旋喷料管3和9粉料旋向及前进方向相同，旋喷料管3中合成固相旋流增大，更有利于液相的混合。
再参看一下图2。道威尔混合器中的泥浆池10′为单箱式，所以混合器中的混合管与系统中的回流灌注泵吸浆弯管102处于同一个泥浆池中，而且距离很近。二者的中间仅有一块很矮的溢流板104′。于是混合管排出的水泥浆中的气体难于排净，会被回流灌注泵吸入泵中，造成往复泵吸入状况恶化并影响其排出流量。另一方面，往复泵将含有气体的水泥浆送入油井中固井，会影响固井的质量。
为了改善这一状况，可采用图5所示马鞍形泥浆池10的技术方案。马鞍形泥浆池10包括排浆池101、吸浆池103、溢流槽104、挡浆板105和吸浆弯管102。其中，溢流槽104的底面高于排浆池101和吸浆池103的底面，形成一个马鞍状的泥浆池。逆向旋流多(双或叁)蜗壳混合器11装在排浆池101的顶盖上。混合管4的出口距排浆池底面要保持一定的距离。吸浆弯管102位于吸浆池103之中。顶盖上还有一个长方形的观察口106。整个马鞍形泥浆池骑装在汽车底盘纵梁107上。
本实用新型的优点是1.由于固相物料通过进料蜗壳产生一个与进液蜗壳液相旋向相反的旋流，因此混合的均匀程度高于道威尔混合器；2.当固相物料加入量大需两台下灰车加料时，可采用逆向旋流叁蜗壳混合器，这样可保证两台下灰车同时顺利加料；3.因为采用了马鞍形泥浆池，而其排浆池和吸浆池分别位于两端，中间又有溢流槽隔开，因此从混合管排出的水泥浆中的气体会充分逸出。这样就使得从吸浆池吸入回流灌注泵的水泥浆含气量极少，甚至没有，这对于往复泵的吸入性能极有益处，尤其是提高了注入油井中固井的水泥浆质量，当然大大提高了固井的质量。
权利要求1.逆向旋流多蜗壳混合器是一种混合设备，它是一种将两相流或单相流液体与散状粉末或颗粒固相物料均匀混合的混合设备，包括一个进液蜗壳，它含有一个两相流或单相流液体进口，其中心线至蜗壳的中心线有一段足够大的距离；一个混合管，混合管有足够的长度；一个过渡锥管，过渡锥管的上部大端联接进液蜗壳之出口，其下部小端联接混合管；一个泥浆池，混合管位于该泥浆池内，其特征是a.在进液蜗壳1的同轴线上方有一个进料蜗壳2，进料蜗壳与进液蜗壳的旋转方向相反，并且，它含有一个散状粉末或颗粒固相物料进口，进口的中心线至蜗壳中心线有足够的距离；b.进料蜗壳的下方还有一个过渡锥管5，其上部大端与进料蜗壳出口相接，其下部小端与旋喷料管3相接；并且，c.旋喷料管3的下端出口B低于进液蜗壳1之过渡锥管6的下部小端面一段距离。
2.根据权利要求1所述的混合器，其特征是a.在进料蜗壳2的同轴线上方还有一个同旋向的进料蜗壳7，同样，b.在进料蜗壳7的下方有一个过渡锥管8，其上部大端与进料蜗壳7的出口相接，其下部小端与旋喷料管9相接，并且，c.旋喷料管9的下端出口c低于进料蜗壳2之过渡锥管5的下部小端面一段距离。
3.根据权利要求1或2所述的混合器，其特征是所说的泥浆池是一个马鞍形泥浆池10，它包括排浆池101、吸浆池103、溢流槽104、挡浆板105和吸浆弯管102，其中溢流槽104的底面高于排浆池101和吸浆池103的底面，即泥浆池为马鞍形，此外泥浆池顶盖上还有一个长方形的观察口106，混合器11装于排浆池101顶盖上，吸浆弯管102位于吸浆池103中。
专利摘要逆向旋流多蜗壳混合器是一种将两相流或单相流液体与散状粉末或颗粒固相物料均匀混合的设备。它包括一个进液蜗壳、多个(壹个或两个)进料蜗壳以及过渡锥管、旋喷料管、混合管和一个马鞍形泥浆池。一个或两个进料蜗壳位于进液蜗壳的同轴线上方但两者旋向相反，而进料蜗壳(两个)旋向相同。它解决了美国道威尔公司混合器之混合效果不够均匀，输灰量大时两台下灰车中之一下灰不畅及注入油井中的水泥浆中含气量偏高的问题。
文档编号B01F5/02GK2170145SQ9321988
公开日1994年6月29日 申请日期1993年7月23日 优先权日1993年7月23日
发明者陈问湘, 江赵, 肖平 申请人:兰州矿场机械研究所