專利名稱：一種靜態(tài)混合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油化工領(lǐng)域中的大型生產(chǎn)裝置，進(jìn)一步地說，是涉及一種靜態(tài)
混合器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有管道式靜態(tài)混合器多為管道內(nèi)按一定規(guī)律布置螺旋片的結(jié)構(gòu)，或者為管道內(nèi) 以螺旋片單元和交叉X型單元組合的結(jié)構(gòu)，此類靜態(tài)混合器具有混合均勻、結(jié)構(gòu)簡單、混合 效果好等優(yōu)點(diǎn)。隨著近年來裝置規(guī)模的大型化，設(shè)備、管道尺寸大幅增加，由于螺旋片本身受結(jié)構(gòu) 和制造等因素的制約，使得靜態(tài)混合器的單個(gè)混合單元長度大大加長，不僅給管道布置帶 來困難，同時(shí)由于混合器長度的增加，使混合器的壓力損失增大，設(shè)備制造成本升高。與本實(shí)用新型相近的現(xiàn)有技術(shù)有CN 2150916( —種靜態(tài)混合器)和 CN2275477Y(—種新型高強(qiáng)度靜態(tài)混合器)，這兩項(xiàng)專利技術(shù)的共同點(diǎn)是在混合器主管 內(nèi)裝有至少兩組以上多管束混合元件，該混合元件的每根管束內(nèi)均裝有扭曲呈185° 190°的螺旋片，混合元件之間需設(shè)置混合腔，用以溝通兩個(gè)混合體并增強(qiáng)其混合效果。這 種結(jié)構(gòu)存在的問題是由于在混合器主管內(nèi)并列設(shè)多組管束，每個(gè)管束混合單元之間相對 獨(dú)立，每個(gè)管束內(nèi)的混合液體只能通過混合腔進(jìn)行混合，使得混合器長度必然增加，壓降增 加；且管束與管束之間的空間不能利用，單位長度混合器的效率下降；同時(shí)由于在管內(nèi)設(shè) 置多組管束混合元件，使混合器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工制造難度大。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的混合器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，單位長度混合效率低、加工制造難度 大等問題，本實(shí)用新型提供了一種靜態(tài)混合器，能夠提高混合效率、強(qiáng)化混合強(qiáng)度，并降低 混合壓降。本實(shí)用新型的靜態(tài)混合器是這樣實(shí)現(xiàn)的所述靜態(tài)混合器殼體1內(nèi)設(shè)置螺旋片混合單元組5 ；所述螺旋片混合單元組5包括小螺旋片混合單元2和大螺旋片混合單元3 ；所述螺旋片為矩形片材沿長度方向(即縱向，也是軸向)扭轉(zhuǎn)180°得到；所述大螺旋片混合單元3中包括三個(gè)并排的大直徑螺旋片，所述三個(gè)大直徑螺旋 片截面為相互外切同時(shí)又與靜態(tài)混合器殼體1相內(nèi)切的三個(gè)大圓；所述小螺旋片混合單元2中包括三個(gè)并排的小直徑螺旋片；所述三個(gè)小直徑螺旋 片截面為位于相鄰兩個(gè)大直徑螺旋片與靜態(tài)混合器殼體1之間的三個(gè)空隙處的、分別與相 鄰兩個(gè)大圓相外切同時(shí)右與靜態(tài)混合器殼體1相內(nèi)切的三個(gè)小圓。所述大直徑螺旋片的直徑r、小直徑螺旋片的直徑a與混合器殼體直徑R之間的關(guān) 系符合如下式 在具體實(shí)施中所述靜態(tài)混合器殼體1內(nèi)可以縱向設(shè)置η組螺旋片混合單元組5，所述螺旋片混合 單元組5之間可以通過連接件6連接；η的數(shù)目可以由工藝的需要確定。小螺旋片混合單元2與大螺旋片混合單元3等長，或者是兩個(gè)等長的小螺旋片混 合單元2縱向通過連接件6連接組成的總長度與大螺旋片混合單元3相等。新型連接件6的連接結(jié)構(gòu)可以為活動(dòng)插接結(jié)構(gòu)，或者插接后再焊接固定。所述的連接件6為兩個(gè)端頭為半球形體、橢球形體、圓柱體或矩形體的實(shí)心圓柱 體；所述連接件6 —端沿軸線設(shè)置一個(gè)水平開口 7，另一端沿軸線設(shè)置一個(gè)垂直開口 8，開口厚度與所述螺旋片的厚度相等。所述水平開口 7和垂直開口 8正交于圓柱體中心點(diǎn)9，或者重疊，重疊量不超過所 述螺旋片厚度的3倍。所述圓柱體的直徑可以為螺旋片厚度的3倍，圓柱體的長度可以為螺旋片厚度的 6倍。所述小螺旋片混合單元2、大螺旋片混合單元3與靜態(tài)混合器殼體1之間的孔隙處 可以設(shè)置擋液板4。所述擋液板4設(shè)置在同一截面上或者交錯(cuò)布置。本實(shí)用新型所述的靜態(tài)混合器，可以通過以下方式具體實(shí)施靜態(tài)混合器殼體內(nèi)部設(shè)置小螺旋片混合單元和大螺旋片混合單元，大螺旋片混合 單元中的三個(gè)大螺旋片的截面為相互外切三個(gè)大圓，這三個(gè)圓同時(shí)與靜態(tài)混合器殼體相內(nèi) 切；小螺旋片混合單元中的三個(gè)小螺旋片位于兩兩大螺旋片與靜態(tài)混合器殼體之間的空隙 處，其截面為三個(gè)小圓，分別與兩個(gè)大圓相外切同時(shí)與靜態(tài)混合器殼體相內(nèi)切。大螺旋片和小螺旋片均為矩形材料沿長度方向扭轉(zhuǎn)180°得到的螺旋片。小螺旋 片混合單元可以與大螺旋片混合單元等長，也可以是兩個(gè)等長的小螺旋片混合單元縱向呈 90°、以新型連接件相連，組合成總長度與大螺旋片混合單元相等。小螺旋片混合單元和大 螺旋片混合單元共同構(gòu)成一組螺旋片混合單元組。靜態(tài)混合器殼體內(nèi)可以設(shè)置如上所述的一組螺旋片混合單元組，也可以設(shè)置多 組，相鄰螺旋片混合單元組內(nèi)相對應(yīng)的大螺旋片混合單元或小螺旋片混合單元縱向互呈 90°，用連接件首尾相連。連接件為實(shí)心圓柱體，連接件的兩端為半球形體、橢球形體、也可以是矩形體或者 圓柱體。圓柱體的直徑為螺旋片厚度的3倍，圓柱體的長度為螺旋片厚度的6倍。連接件一 端沿軸線設(shè)置一個(gè)水平開口，另一端沿軸線設(shè)置一個(gè)垂直開口，水平開口和垂直開口等長， 開口厚度與螺旋片的厚度相等。水平開口和垂直開口可以剛好正交于圓柱的中心，也可以 在中心處有一定重疊，重疊量不超過螺旋片厚度的3倍。前一組螺旋片混合單元組的末端插入連接件的水平開口中，下一組螺旋片混合單 元組則插入連接件的垂直開口中，這樣兩組螺旋片混合單元組則呈90°連接，如有多組螺 旋片混合單元組，則以此類推，用多個(gè)連接件相連。連接件與螺旋片之間可采用活動(dòng)插接方
4式，方便拆卸，也可以插接后再焊接固定。為了保證如圖2所示陰影4處不出現(xiàn)短路，以增強(qiáng)混合效果，可以根據(jù)具體需要在 靜態(tài)混合器殼體1內(nèi)沿長度方向上分段設(shè)置擋液板，擋液板可以設(shè)置在同一截面上也可以 交錯(cuò)布置。與現(xiàn)有技術(shù)的靜態(tài)混合器相比，本實(shí)用新型進(jìn)行了如下改進(jìn)1、現(xiàn)有管道式靜態(tài)混合器在管道內(nèi)只設(shè)置一組與管道等徑螺旋片。改進(jìn)的每一組 靜態(tài)混合器在混合器殼體內(nèi)設(shè)置六個(gè)螺旋片。這六個(gè)螺旋片分為大小兩種直徑，大直徑的 三個(gè)截面為與管壁相內(nèi)切的三個(gè)圓，三個(gè)圓之間相互外切；小直徑的三個(gè)螺旋片位于三個(gè) 大直徑相切圓與管壁的空隙處，小直徑的三個(gè)截面是與混合器殼體相內(nèi)切同時(shí)與相鄰的兩 個(gè)大圓相外切的小圓。這種改進(jìn)結(jié)構(gòu)大大提高了大直徑管道內(nèi)單位長度的混合強(qiáng)度，可以 有效縮短混合器長度，具有結(jié)構(gòu)簡單、壓降小、加工易、混合效果好的優(yōu)點(diǎn)。2、現(xiàn)有技術(shù)是在混合器主管內(nèi)裝有多管束混合元件，每根管束內(nèi)均裝有扭曲呈 185° 190°的螺旋片，并設(shè)置混合腔。本實(shí)用新型所述的靜態(tài)混合器在殼體內(nèi)設(shè)置一組 扭曲呈180°的螺旋片，但這些螺旋片無需在混合器主管內(nèi)再設(shè)置混合元件管束，使混合器 管道內(nèi)的液體可以充分混合，不需另外設(shè)置混合腔，可以有效縮短混合器長度。3、在本實(shí)用新型靜態(tài)混合器內(nèi)可以設(shè)置多組螺旋片混合單元，縱向螺旋片之間呈 90°夾角，且本實(shí)用新型提供了螺旋片混合單元之間的連接件，不僅能起到相鄰混合單元 的螺旋片之間的加強(qiáng)連接作用，同時(shí)還可以增強(qiáng)混合效果?？偠灾?，本實(shí)用新型在一段靜態(tài)混合器殼體內(nèi)布置大小螺旋片混合單元，使被 混合的液體在螺旋片的作用下旋轉(zhuǎn)前行，達(dá)到一定的混合目的，這些螺旋片之間由于沒有 管道的限制，混合液還可以在螺旋片之間進(jìn)一步接觸，充分混合。多組螺旋片混合單元呈 90°連接，可以使被混合的液體在螺旋前行的過程中不斷被切分，以增強(qiáng)混合效果。擋液板 的設(shè)置可以防止液體局部走短路，提高了混合器內(nèi)部分空間的利用率。新型連接件結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，使得螺旋片混合單元之間的連接不占用額外的 靜態(tài)混合器長度空間，是減少靜態(tài)混合器長度的重要措施。本實(shí)用新型所述的靜態(tài)混合器有效地解決了大型化裝置靜態(tài)混合器直徑大、長度 過長、制造難度大的問題，同時(shí)大大提高混合效率、強(qiáng)化混合強(qiáng)度，并降低混合壓降和設(shè)備 制造成本。

圖1靜態(tài)混合器結(jié)構(gòu)總示意圖圖2靜態(tài)混合器的螺旋片組截面示意圖圖3連接件正視圖圖4連接件俯視圖附圖標(biāo)號所指部件為1-靜態(tài)混合器殼體，2-小螺旋片混合單元，3-大螺旋片混合單元，4-擋液板，5-螺 旋片混合單元組，6-連接件，7-水平開口，8-垂直開口，9-圓柱體中心點(diǎn)，10-開口厚度， 11-螺旋片的厚度，12-圓柱體的端頭，13-圓柱體的直徑，14-圓柱體的長度，15-靜態(tài)混合 器殼體直徑R，16-小螺旋片截面直徑a，17-大螺旋片截面直徑r。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。如圖1所示，這是一種適用于大型生產(chǎn)裝置的改進(jìn)的靜態(tài)混合器。這種靜態(tài)混合器主體結(jié)構(gòu)包括靜態(tài)混合器殼體1、小螺旋片混合單元2、大螺旋 片混合單元3、擋液板4以及螺旋片混合單元間的連接件6。靜態(tài)混合器殼體1的內(nèi)部由小螺旋片混合單元2和大螺旋片混合單元3組成，其 截面分布如圖2所示。大螺旋片混合單元3中的三個(gè)大螺旋片的截面為相互外切三個(gè)大圓， 這三個(gè)圓同時(shí)與靜態(tài)混合器殼體1相內(nèi)切；小螺旋片混合單元2中的三個(gè)小螺旋片位于大 螺旋片混合單元3與靜態(tài)混合器殼體1之間的空隙處，其截面為三個(gè)小圓，分別與兩個(gè)大圓 相外切同時(shí)與靜態(tài)混合器殼體1相內(nèi)切。小螺旋片混合單元2和大螺旋片混合單元3中的螺旋片均為矩形材料沿長度方向 扭轉(zhuǎn)180°得到。兩個(gè)等長的小螺旋片混合單元2縱向呈90°，由連接件6相連后，總長度 與大螺旋片混合單元3相等。三個(gè)大直徑的螺旋片混合單元3和三組小直徑的螺旋片混合 單元2共同構(gòu)成一組螺旋片混合單元組5，如圖1所示。靜態(tài)混合器殼體1內(nèi)縱向設(shè)置四組螺旋片混合單元組5，如圖1所示。四組螺旋 片混合單元相互縱向呈90°，用連接件6相連。連接件為實(shí)心圓柱體，圓柱體的兩端為半 球形體。圓柱體的直徑為螺旋片厚度的3倍，圓柱體的長度螺旋片厚度的6倍。圓柱體一 端沿軸線設(shè)置一個(gè)水平開口 7，另一端沿軸線設(shè)置一個(gè)垂直開口 8，水平開口和垂直開口等 長，兩個(gè)開口正交于圓柱體中心點(diǎn)9 ；開口厚度與螺旋片的厚度相等。兩個(gè)相互垂直的開口 可以剛好正交于圓柱的中心。第一組小螺旋片混合單元2的末端插入連接件6的水平開口 7中，第二組小螺旋片混合單元2的頂端則插入該連接件6的垂直開口 8中，這樣兩組小螺 旋片組則縱向呈90°連接。同理第一組大螺旋片混合單元3的末端插入連接件6的水平開 口 7中，第二組大螺旋片混合單元3的頂端則插入該連接件6的垂直開口 8中，這樣兩個(gè)大 螺旋片組也縱向呈90°連接。將四組螺旋片混合單元組5如上述方式將相應(yīng)直徑的螺旋片 混合單元用連接件縱向組裝在一起，則形成了一個(gè)由四組螺旋片混合單元組組成的靜態(tài)混 合器。每個(gè)連接件與螺旋片之間采用活動(dòng)插接方式，方便拆卸。為了增強(qiáng)混合效果，在靜態(tài)混合器殼體1內(nèi)沿長度方向上分段設(shè)置擋液板4，如圖 2所示，擋液板4設(shè)置在同一截面上。
權(quán)利要求一種靜態(tài)混合器，包括靜態(tài)混合器殼體(1)和螺旋片混合單元組(5)，其特征在于所述靜態(tài)混合器殼體(1)內(nèi)設(shè)置螺旋片混合單元組(5)；所述螺旋片混合單元組(5)包括小螺旋片混合單元(2)和大螺旋片混合單元(3)；所述螺旋片為矩形片材沿長度方向扭轉(zhuǎn)180°；所述大螺旋片混合單元(3)中包括三個(gè)并排的大直徑螺旋片，所述三個(gè)大直徑螺旋片截面為相互外切同時(shí)又與靜態(tài)混合器殼體(1)相內(nèi)切的三個(gè)大圓；所述小螺旋片混合單元(2)中包括三個(gè)并排的小直徑螺旋片，所述三個(gè)小直徑螺旋片截面為位于相鄰兩個(gè)大直徑螺旋片與靜態(tài)混合器殼體(1)之間的三個(gè)空隙處的、分別與相鄰兩個(gè)大圓相外切同時(shí)又與靜態(tài)混合器殼體(1)相內(nèi)切的三個(gè)小圓。
2.如權(quán)利要求1所述的靜態(tài)混合器，其特征在于所述靜態(tài)混合器殼體(1)內(nèi)縱向設(shè)置η組螺旋片混合單元組(5)，所述螺旋片混合單元 組(5)之間通過連接件(6)連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的靜態(tài)混合器，其特征在于所述小螺旋片混合單元(2)與大螺旋片混合單元(3)等長，或者是兩個(gè)等長的小螺旋 片混合單元(2)縱向通過連接件(6)組成的總長度與大螺旋片混合單元(3)相等。
4.如權(quán)利要求3所述的靜態(tài)混合器，其特征在于所述連接件(6)的連接結(jié)構(gòu)為活動(dòng)插接結(jié)構(gòu)，或者插接后再焊接固定結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4所述的靜態(tài)混合器，其特征在于所述的連接件(6)為兩個(gè)端頭為半球形體、橢球形體、圓柱體或矩形體的實(shí)心圓柱體；所述連接件(6) —端沿軸線設(shè)置一個(gè)水平開口(7)，另一端沿軸線設(shè)置一個(gè)垂直開口 (8)，開口厚度與所述螺旋片的厚度相等。
6.如權(quán)利要求5所述的靜態(tài)混合器，其特征在于所述連接件(6)的水平開口(7)和垂直開口⑶正交于接件(6)的圓柱體中心點(diǎn)(9)；所述連接件(6)的水平開口(7)和垂直開口(8)不重疊或者重疊，重疊量不超過所述 螺旋片厚度的3倍。
7.如權(quán)利要求6所述的靜態(tài)混合器，其特征在于所述連接件(6)的圓柱體的直徑為螺旋片厚度的3倍，圓柱體的長度為螺旋片厚度的 6倍。
8.如權(quán)利要求3 7之一所述的靜態(tài)混合器，其特征在于所述小螺旋片混合單元(2)、大螺旋片混合單元(3)與靜態(tài)混合器殼體(1)之間的孔隙 處設(shè)置有擋液板(4)。
9.如權(quán)利要求8所述的靜態(tài)混合器，其特征在于所述擋液板(4)設(shè)置在同一截面上或者交錯(cuò)布置。
專利摘要本實(shí)用新型為一種靜態(tài)混合器，包括小螺旋片混合單元(2)和大螺旋片混合單元(3)；所述螺旋片為矩形片材沿長度方向扭轉(zhuǎn)180°；所述大螺旋片混合單元(3)中包括三個(gè)并排的大直徑螺旋片，所述三個(gè)大直徑螺旋片截面為相互外切同時(shí)又與靜態(tài)混合器殼體(1)相內(nèi)切的三個(gè)大圓；所述小螺旋片混合單元(2)中包括三個(gè)并排的小直徑螺旋片，所述三個(gè)小直徑螺旋片截面為位于相鄰兩個(gè)大直徑螺旋片與靜態(tài)混合器殼體(1)之間的三個(gè)空隙處的、分別與相鄰兩個(gè)大圓相外切同時(shí)又與靜態(tài)混合器殼體(1)相內(nèi)切的三個(gè)小圓。本實(shí)用新型所述的靜態(tài)混合器能夠提高混合效率、強(qiáng)化混合強(qiáng)度，并降低混合壓降和設(shè)備制造成本。
文檔編號B01F5/06GK201664586SQ20102016652
公開日2010年12月8日 申請日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者吳德飛, 王秋萍, 袁毅夫 申請人:中國石油化工集團(tuán)公司;中國石化工程建設(shè)公司