[發明專利]混合設備和操作方法

有效

• 申請號: 201880045686.2
• 申請日: 2018-07-17
• 公開（公告）號: CN110869112B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 吳杰;本·阮;迪安·哈里斯;拉克蘭·格雷厄姆
• 申請（專利權）人: 聯邦科學與工業研究組織
• 主分類號: B01F7/18
• 分類號: B01F7/18;B01F15/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張華卿;楊明釗

一種用于混合含有顆粒(106、108)的液體(160)的設備(100)，該設備包括：容器(102)，其用于容納液體(160)，該容器包括側壁(120)和底部(124)；以及葉輪(300)，其圍繞大體上豎直的軸線(X?X)旋轉，所述葉輪(104)：適于以約為液體高度(129)的十分之一至二分之一的距離沉浸在液面(162)下方；并且包括環形地間隔開的至少兩個葉片(310)，葉片從豎直軸線(X?X)徑向向外延伸，葉片(310)包括大體平行于豎直軸線(X?X)傾斜的后掠葉片，每個葉片(310)的長度的至少50％包括延伸經過20度至60度弦角的成角度區段(312)；以產生(a)沿著所述豎直軸線(X?X)定位的內部的向上流動區域(164)，(b)圍繞葉輪(300)定位的過渡流動區域(166)，在過渡流動區域中，液體朝向容器側壁(120)徑向向外運動，以及(c)沿著側壁(120)定位的外部的向下流動區域(168)。

交叉引用

本申請要求于2017年7月17日提交的第2017902787號澳大利亞臨時專利申請的優先權，其內容應理解為通過引用并入本說明書中。

技術領域

本發明總體上涉及用于混合液體或將液體與顆粒混合以形成漿料和類似物的設備以及該設備的操作方法。本發明的設備適用于將一種液體與另一種液體混合或者將液體與顆粒混合，以形成均勻懸浮液以及并非所有顆粒都完全懸浮的混合物二者。本發明旨在用于在混合期間不期望并且避免從液面夾帶氣體的應用。

發明背景

以下討論的關于本發明的背景旨在促進對本發明的理解。然而，應當理解，該討論不是認可或承認提到的任意材料在本申請的優先權日被公布、已知或是公知常識的一部分。

應當理解，本發明的用于混合的設備在各種各樣的工業過程中具有多種應用。一種這樣的應用是用于從過飽和溶液中沉淀晶體的攪拌沉淀器。這種類型的沉淀器在許多工業過程中使用。下文將參照該應用具體地描述本發明，但容易理解的是，本發明的范圍不限于該特定應用。

工作容積在1000m³至5000m³范圍內的大型罐在礦物加工業中使用，以提供進料儲存和各種連續的濕法冶金單元操作，例如浸出(浸提)、沉淀、吸附、氧化、尾礦洗滌和中和。通常，具有單個或多個葉輪的長軸在具有豎直擋板的罐中使用，以提供固體的懸浮和混合。在一些應用中，使用導流管攪拌器(draft tube agitators)或空氣提升管。

通常，導流管機械混合器通過在管的內部具有到達混合容器的深處的泵送葉輪來提供懸浮固體顆粒的豎直循環。容器通常配備有擋板(baffles)，以防止在容器的壁上結垢。然而，這些擋板可以抑制或阻止容器內部的液體的旋轉。即使在容器壁的內部上有擋板，沉淀物也可能最終在擋板和容器壁上積聚。這種積聚可能需要容器被定期地關停，以用于清除沉淀沉積物。

還可以使用具有長葉輪軸的混合器，這些長葉輪軸使葉輪葉片遠低于液面沉浸。這些混合器通常引入具有小徑向速度分量的主導的旋流流動(swirling flow)，從而降低在容器壁處結垢的傾向。然而，由于容器中心的低湍流，晶體可能沉淀在緩慢旋轉的葉輪軸和葉輪葉片上。這種積聚可能需要容器被定期地關停，以去除葉輪組件上的沉淀沉積物。

在這兩種類型的容器中，由于固體沉降在罐底部導致的沉積積累可以導致攪拌器停止運轉。結垢的形成經常導致沉積積聚的增加，因為固體通過沉淀物被“粘接”在一起形成大塊；罐壁附近的沉積物和緩慢移動的固體導致結垢體積極大地增加。清除沉積物和結垢塊需要相當多的罐關停時間和費用。

第6,467,947號美國專利描述了另一種混合液體和固體的方法(作為“旋流流動”混合器已知)。這種混合設備包含短的葉輪軸和徑向的葉輪葉片，其中葉輪葉片鄰近液面定位。葉輪葉片的旋轉運動在容器中引起旋流運動，從而允許固體顆粒懸浮。