[實用新型]管道流通截面可調的氣液混合器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01260634.0
• 申請日: 2001-09-11
• 公開（公告）號: CN2499112Y
• 公開（公告）日: 2002-07-10
• 發(fā)明（設計）人: 耿艷峰;曹學文;寇杰;李玉星
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司;石油大學(華東)
• 主分類號: B01F3/04
• 分類號: B01F3/04
• 代理公司: 北京市中實友專利代理有限責任公司
• 代理人: 趙東冶

本實用新型涉及一種新型的管道流通截面可調的氣液混合器，它是屬于對靜態(tài)混合器的結構改進。它主要是通過在混合器中設置可調整管道流通截面的可調試彈性隔離膜片，從而達到改變混合器流通截面的目的。

多相流的研究在流體力學理論、實際工藝操作以及分相流量的檢測技術等方面都是急需解決又長期未能解決的難題，其中：氣液兩相流及其測量在化工、動力、石油等工業(yè)中廣為存在，進行氣液兩相流的工藝研究、測量研究具有重要的現(xiàn)實意義。為此，國內外的流體力學專家、工程技術人員以及自動檢測人員進行了大量的研究，為解決陸上/沙漠/海上的石油多相管流輸送過程相關問題，也建立了“多相流實驗系統(tǒng)”。介于描述多相流動的偏微分方程都是非線性的，且存在著各相介質間的傳熱傳質問題，一般情況下無法求出其解析解，只能通過數(shù)值方法簡化得到近似解?，F(xiàn)階段，實驗研究輔以必要的理論研究仍然是多相流問題研究的主要方法。然而，現(xiàn)有的混合器有靜態(tài)混合器和動態(tài)混合器，二者的區(qū)別是混合器本身是否有可動部件或者外力施加于被混合流體，其目的都是使液—液、液—固、液—氣、固—固、氣—氣兩種流體進行混合，經(jīng)過混合后的兩相流體的不均勻程度越小越好，混合器主要用于吸收、萃取、反應、強化傳熱等工藝過程；而多相流的實驗中則要求兩相流體的平穩(wěn)混合，盡可能的使氣相、液相流量、壓力穩(wěn)定，經(jīng)過混合器后兩相流體并未真正混合均勻(相互摻混在一起)，而是依靠兩相流體在流動過程中自然發(fā)展、形成各種與實際流動類似的流型，所以兩相流實驗過程中的混合并不要求在混合器內完成均勻混合過程，而是要求氣液兩相在混合器處平穩(wěn)地流入混合器以后的管道，然后依靠流體的流動自然完成兩相間的混合過程。此外，現(xiàn)有的混合器的結構多為填料式(內部填料為拉西環(huán)、小波紋板等)或噴射式，它們在一定的氣液流量范圍內工作情況良好，但超出這一范圍，混合效果就很差，并且不能保證混合器前后壓力的相對穩(wěn)定?？梢姡F(xiàn)有的混合器作用與兩相流實驗氣液混合要求是不同的，并且現(xiàn)有混合氣壓降較大，壓降大小與兩相流體的流動狀態(tài)有關，難于控制經(jīng)過混合器后的兩相壓力，必須開發(fā)新的結構形式的混合器。那么，在多相流的實驗研究過程中，如何得到穩(wěn)定的、能夠充分混合的氣液相流量，模擬實際流體的各種流動狀態(tài)是進行有效實驗的前提條件，一般情況下多用可以調節(jié)的氣體流量與液體流量進行混合，對混合后流動過程中的流體特性進行測試。因此，開發(fā)出能夠使氣液相的均勻、穩(wěn)定混合的混合器則成為研究人員所一直探索和研究問題。

本實用新型的目的就在于避免上述現(xiàn)有技術的不足之處而提供了一種新型的管道流通截面可調的氣液混合器。它主要是通過在混合器的內壁設置可調節(jié)截面的彈性隔離膜片，使得上述問題迎刃而解。該混合器它主要是由混合器殼體(8)、液體艙(1)、氣體艙(2)、可調式彈性隔離膜片(3)及截面調節(jié)機構(4)構成，其主要的技術特點在于可調式彈性隔離膜片(3)沿縱軸設置在混合器殼體(8)的內部，并將混合器殼體(8)隔離成為液體艙(1)和氣體艙(2)，液體艙入口(6)即為混合器殼體(8)的入口，氣體艙入口(7)則設置在由彈性隔離膜片(3)所隔離出的氣體艙的管壁處，其彈性隔離膜片(3)的出口端連接有截面調節(jié)機構(4)。

附圖即為本實用新型的結構示意圖。

為了更好地實現(xiàn)本實用新型的上述目的，設計者將截面調節(jié)機構(4)設計成可以是螺栓螺母式的調節(jié)裝置，即在彈性隔離膜片(3)的出口端設置一個螺栓，在殼體外壁設置有螺母，并在外壁上設置有標尺(5)。其混合器殼體(8)可以采用等徑圓管即可。

附圖的圖面說明如下：1---液體艙??2---氣體艙??????3---彈性隔離膜片??4---截面調節(jié)機構5---標尺????6---液體艙入口??7---氣體艙入口????8---混合器殼體

下面將結合附圖和實施例來詳述本實用新型的結構特點：

在實際設計和制造中，本實用新型的設計者是將彈性隔離膜片設置在混合器的殼體內部，并在隔離膜片的出口端連接截面可調機構，從而在混合器的內部構成了液體艙和氣體艙，而且，兩個艙的相對體積比可通過截面調節(jié)機構進行調整。這樣，在實際運行時需要根據(jù)實際操作的氣液流量的大小(氣液比例)，初步計算運行狀態(tài)(溫度/壓力/流量)下混合器處氣液兩相的截面含液率與截面含氣率，根據(jù)刻度標尺的指示調整調節(jié)螺栓，改變混合器出口氣液所占的截面面積比，就可以保證混合過程的流量、壓力平穩(wěn)，減小混合器前后設備的壓力/流量波動，保證實驗/工藝操作的精確性。

本實用新型適用于石油、化工、制藥等部門的氣液兩相混合、反應、傳熱等生產(chǎn)過程，尤其是對大范圍的氣液流量變化和要求混合過程中兩相流體壓力、流量平穩(wěn)的場合更為適用。實驗證明，本實用新型氣液壓力的穩(wěn)定性均大大高于套中管式混合器，并且適用的流量變化范圍大。