本發(fā)明涉及流體混沌混合領(lǐng)域，特別涉及一種強(qiáng)化離子型高分子增稠劑溶脹與溶解的剛?cè)釘嚢枳儚椒磻?yīng)器。

背景技術(shù)：

1、混合和攪拌在許多工業(yè)加工操作中起著關(guān)鍵作用，包括冶金精煉、制藥生產(chǎn)、食品加工、化學(xué)制造等。同時(shí)，混合過(guò)程在生化反應(yīng)、細(xì)胞培養(yǎng)和微生物學(xué)等各種科學(xué)應(yīng)用中占有突出的地位。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，攪拌槽中容易形成中心渦旋導(dǎo)致高度圓周的流體運(yùn)動(dòng)。在大雷諾數(shù)下，沒(méi)有擋板的攪拌槽中的軸向和徑向混合仍然不足。同時(shí)，混合時(shí)間通常比在折流槽中的混合時(shí)間更長(zhǎng)，從而導(dǎo)致混合效率較低。這是因?yàn)楝F(xiàn)有的攪拌槽往往具有任意的輪廓對(duì)稱，這傾向于產(chǎn)生對(duì)稱和周期流場(chǎng)。即使配合剛?cè)峤M合槳使用，也影響攪拌效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種強(qiáng)化離子型高分子增稠劑溶脹與溶解的方法，其特征在于：

2、采用的攪拌設(shè)備包括攪拌槽(4)和攪拌槳(3)；所述攪拌槽(4)容納液體的內(nèi)腔的水平橫截面為橢圓形；

3、攪拌時(shí)，包括以下步驟：

4、1)向攪拌槽(4)內(nèi)注入低粘性液體；

5、2)開(kāi)啟攪拌槳(3)，并向攪拌槽(4)注入高粘性液體；

6、3)攪拌均勻后，停止攪拌槳，獲得混合液體

7、進(jìn)一步，所述攪拌槽(4)的水平橫截面對(duì)應(yīng)的橢圓的長(zhǎng)軸為l，短軸為d；d/l＝2。

8、進(jìn)一步，所述攪拌槳(3)為剛?cè)峤M合攪拌槳；所述攪拌槳(3)由其攪拌軸(2)上方的電機(jī)(1)驅(qū)動(dòng)。

9、進(jìn)一步，攪拌槽(4)為桶體結(jié)構(gòu)，其上端敞口采用頂蓋封堵；所述頂蓋上開(kāi)設(shè)有與攪拌槽(4)內(nèi)腔連通的人孔；所述封頭上設(shè)置進(jìn)料口；所述攪拌槽(4)的底部連通設(shè)置有出料口。

10、進(jìn)一步，所述攪拌槳(3)包括若干剛性槳葉(301)，以及與剛性槳葉(301)數(shù)量相同的柔性繩(302)；剛性槳葉分為兩組固定在攪拌軸(2)上；所述攪拌軸(2)穿透剛性槳的連接中心，呈輻射狀地環(huán)繞攪拌軸(2)；每一片剛性槳葉(301)均具有一個(gè)圓形通孔；每一對(duì)剛性槳葉(301)配置一根柔性繩(302)；通過(guò)連接扣(304)，將一根柔性繩(302)的兩端分別連接其上下端的剛性槳葉(301)。

11、進(jìn)一步，所述高粘性液體為高分子增稠劑，所述低粘性液體為水或水溶液。值得說(shuō)明的是，水在常溫常壓下流動(dòng)性很好，其粘度相對(duì)較低下。而增稠劑的加入會(huì)明顯降低流體的流動(dòng)性，顯著增加流體的粘度，二者具有明顯的粘度差異。綜上所述，水本身的粘度非常低，而增稠劑的加入能顯著提升系統(tǒng)的粘度。

12、本發(fā)明的技術(shù)效果是毋庸置疑的：

13、a.利用橢圓槽長(zhǎng)軸面和短軸面宏觀上的非對(duì)稱性，使得橢圓狀的攪拌反應(yīng)器內(nèi)的宏觀流動(dòng)呈現(xiàn)出非對(duì)稱性的形態(tài)，提高了流場(chǎng)旋流流動(dòng)；

14、b.反應(yīng)器無(wú)需擋板、導(dǎo)流筒等內(nèi)構(gòu)件；相較于加入擋板和偏心攪拌等方式，既不會(huì)增加能耗也不會(huì)加重設(shè)備振動(dòng)，節(jié)約材料、降低能耗、易于清潔，是一種經(jīng)濟(jì)且簡(jiǎn)單的混合強(qiáng)化方式；

15、c.在優(yōu)選方式中，剛?cè)峤M合攪拌槳可以與橢圓攪拌反應(yīng)器相互耦合，有效強(qiáng)化攪拌槽內(nèi)的旋流流動(dòng)；橢圓攪拌槽可以克服柱狀回流，有效增強(qiáng)了流體的軸向流動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)旋流流動(dòng)；橢圓槽本身的變徑特征破壞了流場(chǎng)的對(duì)稱性結(jié)構(gòu)，讓柱狀回流的流場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾髁鲌?chǎng)，同時(shí)，剛?cè)峤M合攪拌槳擾動(dòng)，使混合隔離區(qū)的大小和位置不斷調(diào)整，讓更多的流體進(jìn)入混沌，進(jìn)而增強(qiáng)了流體的混沌混合。

16、本發(fā)明提供了一種強(qiáng)化離子型高分子增稠劑溶脹與溶解的方法，該方法通過(guò)剛?cè)釘嚢铇c變徑攪拌槽的結(jié)合，增大了攪拌槳的剪切作用并消除了隔離區(qū)，從而增大了高分子增稠劑與水溶液的接觸面積，促進(jìn)了高分子化合物吸水膨脹，同時(shí)有效的消除了粘結(jié)成塊的“魚(yú)眼”形狀，縮短了增稠劑溶脹與溶解的時(shí)間。

技術(shù)特征：

1.一種強(qiáng)化離子型高分子增稠劑溶脹與溶解的方法，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)化離子型高分子增稠劑溶脹與溶解的方法，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)化離子型高分子增稠劑溶脹與溶解的方法，其特征在于：所述攪拌槳(3)為剛?cè)峤M合攪拌槳；所述攪拌槳(3)由其攪拌軸(2)上方的電機(jī)(1)驅(qū)動(dòng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)化離子型高分子增稠劑溶脹與溶解的方法，其特征在于：攪拌槽(4)為桶體結(jié)構(gòu)，其上端敞口采用頂蓋封堵；所述頂蓋上開(kāi)設(shè)有與攪拌槽(4)內(nèi)腔連通的人孔；所述封頭上設(shè)置進(jìn)料口；所述攪拌槽(4)的底部連通設(shè)置有出料口。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種強(qiáng)化離子型高分子增稠劑溶脹與溶解的方法，其特征在于：所述攪拌槳(3)包括若干剛性槳葉(301)，以及與剛性槳葉(301)數(shù)量相同的柔性繩(302)；剛性槳葉分為兩組固定在攪拌軸(2)上；所述攪拌軸(2)穿透剛性槳的連接中心，呈輻射狀地環(huán)繞攪拌軸(2)；每一片剛性槳葉(301)均具有一個(gè)圓形通孔；每一對(duì)剛性槳葉(301)配置一根柔性繩(302)；通過(guò)連接扣(304)，將一根柔性繩(302)的兩端分別連接其上下端的剛性槳葉(301)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種強(qiáng)化離子型高分子增稠劑溶脹與溶解的方法，其特征在于：所述高粘性液體為高分子增稠劑，所述低粘性液體為水或水溶液。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種強(qiáng)化離子型高分子增稠劑溶脹與溶解的方法，屬于流體混沌混合領(lǐng)域，為增稠劑的制備提供一種高效的技術(shù)。本發(fā)明所述的方法是通過(guò)剛?cè)釘嚢铇c變徑攪拌槽結(jié)合，增大攪拌槳的剪切作用并消除隔離區(qū)，從而增大高分子增稠劑與水溶液的接觸面積，促進(jìn)高分子化合物吸水膨脹，有效消除粘結(jié)成塊的“魚(yú)眼”形狀，縮短增稠劑溶脹與溶解時(shí)間。首先將柔性材料與傳統(tǒng)剛性攪拌槳結(jié)合形成剛?cè)釘嚢铇?，在變徑攪拌槽中加入水，開(kāi)啟攪拌，緩慢加入增稠劑。整套工藝流程簡(jiǎn)單、操作方便，為離子型高分子增稠劑的溶解提供了一種有效的方法。

技術(shù)研發(fā)人員：劉作華,林玉言,李安琪,王松松,張?chǎng)?吳昌梓,陶長(zhǎng)元
受保護(hù)的技術(shù)使用者：重慶大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23