一种用于冷热流体的套管式混合器的制作方法

本发明涉及石油化工行业中常用的套管式混合器，尤其涉及用于石油化工行业中高温小口径和低温大口径流体混合的一种冷热流体套管式混合器。

背景技术：

目前在石油化工行业中，冷热两股流体相互混合，会对混合元件提出很高的要求。现有的一些用于冷热流体混合器，由单层结构的冷流体主管和热流体入口管组成。热流体入口管和冷流体主管的连接部位，在热流体温度较高，冷热流体温差较大的情况下，会受到复杂交变应力的作用，易于出现疲劳失效。单纯增加冷流体主管和热流体入口管的壁厚并不能解决这一问题。该连接部位出现热疲劳失效后会发生开裂，将导致工艺装置非正常停工。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于冷热流体的套管式混合器，以解决现有用于冷热流体混合器所存在的热流体入口管和冷流体主管的连接部位易于出现热疲劳失效的问题。

本发明提供一种用于冷热流体的套管式混合器，其特征在于：该套管式混合器由水平设置的冷流体主管和竖直设置的热流体入口管组成，其中冷流体主管依次包括沿同一轴线设置的冷流体入口法兰、冷流体入口大小头、异径三通、混合过渡段和混合出口法兰，冷流体主管内设置主内套管，主内套管一端与冷流体入口大小头连接，另一端不焊，热流体入口管从上到下依次包括沿同一轴线设置的热流体入口法兰和热流体入口大小头，热流体入口大小头下端与异径三通的支管上端竖直相对连接，热流体入口管内设置热流体内套管，热流体内套管一端与热流体入口大小头连接，另一端插入主内套管内，主内套管外面设置垫块和导向块，主内套管外面的正下方轴向设置2-4个垫块，其中1个垫块设置于热流体入口管的正下方，其余设置于混合过渡段，设置于混合过渡段的垫块的斜上方对应设置导向块，1个垫块对应设置2个导向块，且均匀布置。

本发明进一步技术特征在于：所述热流体内套管一端与入口大小头连接，另一端插入主内套管内，热流体内套管的底部与主内套管的内壁顶部相齐平。

本发明进一步技术特征在于：所述主内套管的长度是混合过渡段直径的5-10倍。

本发明进一步技术特征在于：所述主内套管外面的正下方轴向设置3个垫块，其中有一个垫块置于热流体入口管的正下方，其余2个置于混合过渡段。

本发明进一步技术特征在于：所述导向块外缘与混合过渡段的管内壁之间的距离h为1-3mm。

本发明主要用于石油化工行业中高温小口径和低温大口径的流体混合。

本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明在使用过程中，热流体经热流体内套管进入主内套管与冷流体混合，由于冷热流体混合时不与冷热流体外管接触，使得冷热流体的外管连接部位得到了保护，防止该部位由于冷热流体温差较大而受到复杂交变应力的作用，从而可以避免在该连接部位出现热疲劳失效而发生开裂。

下面用附图和具体实施式对本发明作进一步的详细说明，但并不限制本发明的范围。

附图说明

图1是本发明一种用于冷热流体的套管式混合器的剖视图。

图2是图1中的A向混合过渡段的截面图。

图中所示附图标记为：1-冷流体入口法兰，2-冷流体入口大小头，3-异径三通，4-混合过渡段，5-混合出口法兰，6-热流体入口法兰，7-热流体入口大小头，8-主内套管，9-垫块，10-导向块，11-热流体内套管。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种用于冷热流体的套管式混合器,由水平设置的冷流体主管和竖直设置的热流体入口管组成，其中冷流体主管依次包括沿同一轴线设置的冷流体入口法兰1、冷流体入口大小头2、异径三通3、混合过渡段4和混合出口法兰5，异径三通3包括主管和支管，其主管水平设置，支管竖直设置，冷流体主管内设置主内套管8，主内套管8一端与冷流体入口大小头2连接，另一端不焊接，热流体入口管从上到下依次包括沿同一轴线设置的热流体入口法兰6和热流体入口大小头7，热流体入口大小头7下端与异径三通3的支管上端竖直相对连接，热流体入口管内设置热流体内套管11，热流体内套管11一端与 热流体入口大小头7连接，另一端插入主内套管8内，主内套管8外面设置垫块9和导向块10，主内套管8外面的正下方轴向设置2-4个垫块9，其中1个垫块9设置于热流体入口管的正下方，其余设置于混合过渡段，设置于混合过渡段的垫块9的斜上方对应设置导向块10，1个垫块9对应设置两个导向块10，且均匀布置。

图中所示为设置3个垫块的情况，其中有一个垫块9置于热流体入口管的正下方，另外2个置于混合过渡段4，置于热流体入口管的正下方的垫块9对应的位置处不设置导向块10，置于混合过渡段4的2个垫块对应的位置处设置导向块10，1个垫块对应的位置处设置2个导向块10。

所述热流体内套管11一端与入口大小头连接，另一端插入主内套管内8，热流体内套管11的底部与主内套管8的内壁顶部相齐平。

所述主内套管8的长度是混合过渡段4直径的5-10倍，以保证冷热流体充分混合。

所述导向块10外缘与混合过渡段的管内壁之间的距离h为1-3mm。

垫块9焊在主内套管8外面，其中有一个垫块9置于热流体入口管的正下方，以平衡热流体的冲力，另外两个垫块9置于冷热流体混合的下游，即置于混合过渡段，起到支撑主内套管8的作用。为了防止冷热流体混合时主内套管8振动，在冷热流体混合段的垫块上方设置导向块10，导向块10焊在主内套管8外面，两个导向块与垫块的夹角为120°。

本发明套管式混合器的各部件，可以使用相同的碳钢，合金钢或不锈钢等材料制造。

本发明套管式混合器的各部件与冷流体，热流体或冷热流体混合流体相接触的表面，均可以堆焊或喷涂耐磨损，耐高温的合金材料。

本发明套管式混合器在使用过程中，热流体经热流体内套管11进入主内套管8，冷流体经冷流体入口大小头2进入主内套管8与热流体混合，混合后形成的混合流体由混合出口法兰5流出。在混合过程中，冷流体、热流体或冷热混合流体可以充满主内套管与主管的间隙，所以内套管两侧不存在压差，受力状况较好。