[發明專利]用于具有不同密度的流體相的靜態混合器

在審

• 申請號: 201410289079.4
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104941472A
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 安東尼奧·梅里諾;弗朗西斯科·梅里諾;帕斯奎拉·梅里諾
• 申請（專利權）人: 安東尼奧·梅里諾;弗朗西斯科·梅里諾;帕斯奎拉·梅里諾
• 主分類號: B01F5/06
• 分類號: B01F5/06;B01F3/04
• 代理公司: 上海衡方知識產權代理有限公司 31234
• 代理人: 卞孜真;趙麗莉

技術領域

此處描述的發明是用于不同密度的流體相的靜態混合器。正如該名稱所表示的混合器混合不同密度的流體相。

背景技術

所述設計是對工業專利N°1390567(2011年10月7日由發展部的商標和專利局頒發給Pasquale?Merlino先生)的早先的流體碳酸化器的改進，因為在同等的條件下：

·在流體相之間存在超過30％的混合程度的增加，從而超過相關的相的飽和點；

·流過靜態混合器的流體的壓力損失減小了50％。

碳酸化器本身或在需要具有不同密度的流體相的混合的所有工業處理中作為其他機器的組件得到了廣泛的使用。它們通常用于食品工業中以將二氧化碳添加到水、啤酒、紅酒和其他飲料中。它們可以用于用氧氣來飽和紅酒以生產醋。近年來碳酸化器的使用已經變得廣泛分布在酒吧、食堂、辦公室和私人家庭中，從而需要降低制造成本并且增加可靠性。

氣體與液體的混合大體上遵循亨利定律，該定律陳述了在恒定溫度下，具有溶解于給定體積的液體中的低溶解度的氣體的量與液體上方的氣體的分壓成比例。

如果C表示溶液中的氣體的濃度，那么亨利定律可以由以下等式表示：

C＝KPp

目前的商業化的碳酸化器是根據亨利定律設計的，并且通過用液體壓縮碳酸化相工作。

目前商業化的大多數碳酸化器由以下組件組成：

·金屬反應器形式的鋼容器，所述容器由氣相保持在壓力下并且其中液相是在壓力下注入的(當添加CO2時它被稱作“碳酸化器”)；

·泵，其用于將液體注入到反應器中；

·液位計，其用于防止當取樣時反應器中的液體-氣體混合物落到一定的水平以下，因而避免了氣體從反應器中逸出；

·電子面板，其協調各種功能。

這些碳酸化器所遇到的問題包含：

·由于大量組件造成的高額的構造費用；

·由于許多組件的存在造成的一般維護和特別維護的高額費用，所述組件例如不可避免地經受故障的移動零件和電子組件以及機電組件；

·混合物的供應的不連續性。

雖然不太昂貴的碳酸化器的型號是可用的，但是它們傾向于具有以下局限性：

·在一小時內可以碳酸化的液體的量是最少的，因為操作是不連續的；

·不佳的碳酸化質量。

上述流體碳酸化器工業專利N°1390567已經探尋解決這些問題。同時能夠解決一系列局限性的流體碳酸化器也為眾人所知：

1.在入口點處需要中-高流體壓力值(3-4Bar)，這是由于隨著流體通過流體碳酸化器由相同的流體造成的大量的負載損失；

2.達到不適合用于技術和商業目的的飽和的水平；

流體碳酸化器的正確運作取決于實現參考上述的點1的狀態。在絕大部分情況下，在碳酸化器的入口處存在泵，以賦予液體更多能量；只要有可能考慮到更好的是避免此泵。

兩個相的不令人滿意的混合是極大地破壞了機器的商業吸引力的機器的更加嚴重的局限性。

發明內容

為了克服流體碳酸化器的上述局限性，已經設計出了一種新的模型，所述模型是“用于具有不同密度的流體相的靜態混合器”(下文中稱作靜態混合器)。

在相同的參數下，所述靜態混合器可以獲得與流體碳酸化器相比的大于30％的碳酸化。對于用于具有不同密度的流體相的靜態混合器，與流體碳酸化器所需的3-4Bar的壓力相比，在流體入口點處1.5-2Bar的壓力是足夠的。

由于兩種流體之間的接觸表面(即，它們發生混合的點)是沿著環面的內表面的，因此顯而易見的是如果在通道的區域上方制成多個較小的孔而非單個的大孔，那么將改進混合。

用于具有不同密度的流體相的靜態混合器(為簡潔起見在下文中將其稱作SM)是用于將氣體添加到液體中的(例如，用CO2為水、紅酒或啤酒加氣)，正如同流體碳酸化器(工業專利號1390567，為簡潔起見在下文中將其稱作FC)。SM工作的物理原理與FC的物理原理相同，但是其用于混合兩個流體相的容量大于FC的容量的30％。此外流經SM的壓力損失小于使用FC時引起的壓力損失的50％。

SM的這種用于混合流體的更大的容量以及通過它的流體的減小的壓力損失構成了由于以下修改獲得的重要的改進：

1)在SM中的隔板上制成的特定數目(n)的孔(孔的數目和它們的直徑取決于混合的流體)，然而FC具有隔板上的一個單個的孔。在用于混合某些流體的極端情況下，孔的數目可以大到使檔板變為多孔。