[發明專利]流體混合系統及方法

在審

• 申請號: 201980038346.1
• 申請日: 2019-05-08
• 公開（公告）號: CN112601604A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 斯圖爾特·弗雷澤·賴特
• 申請（專利權）人: 森西亞荷蘭有限公司
• 主分類號: B01F5/02
• 分類號: B01F5/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王艷江;李新燕

一種用于流體混合系統的射流混合器，包括：殼體，該殼體包括形成在殼體的內表面中的混合器端口；以及轉子，該轉子以可旋轉的方式設置在殼體中，轉子包括轉子葉片，其中，該轉子包括在殼體中的限制流體流動通過混合器端口的第一角位置和允許流體流動通過混合器端口的第二角位置，其中，射流混合器構造成響應于轉子在殼體中的旋轉將第一流體射流通過混合器端口注入到流體導管的通道中，該第一流體射流具有脈沖速度曲線。

相關申請的交叉引用

本文件基于2018年5月8日提交的序列號為15/974,309的美國申請并且要求該美國申請的優先權，該美國申請的全部內容通過參引并入本文中。

背景技術

流體管道系統可以包括用于提供比如在密閉輸送期間于流體管道系統中流動的流體樣品的系統。對流動通過管道的流體進行準確采樣通常需要從中抽取樣品的點代表整個橫截面的平均值(質量)。因此，流動通過管道的流體的充分混合可以允許從流體管道的橫截面的單個點采取準確的樣品。在一些應用中，管道速度可能足以經由自然湍流在流體流中提供流體成分的均質性。然而，在其他應用中，混合系統可以用于改進流體流的均質性。用于管道應用的流體混合系統可以包括靜態混合器、馬達驅動的剪切混合器和射流混合器。

線內混合器或靜態混合器從管道內的流體流獲取線內混合器或靜態混合器的能量，并且通過使流體分流和轉向產生湍流。通過靜態混合器增添至混合流的能量通常與流動速率的平方成正比。通常，在管道流動速率增大時，靜態混合器對管道流體流增添更多的湍流。因此，靜態混合器可以在較低的管道流動速率下產生不充分的混合并且在較高的管道流動速率下產生過多壓力損失。射流混合系統可以包括：泵，該泵提供外部能量源；以及噴嘴或噴嘴組件，所述噴嘴或者噴嘴組件將流體重新注入回到管道中作為回流回路的一部分。與具有限制的可調范圍(即管道中的最大工作流動速率與最小工作流動速率之間的比率)的靜態混合器不同，射流混合器可以通過在管道流動速率下降時對管道流體流逐漸增添更多的湍流(例如以瓦/千克為單位)來提供改進的可調范圍。

發明內容

用于流體混合系統的射流混合器的實施方式包括：殼體，該殼體包括形成在殼體的內表面中的混合器端口；以及轉子，該轉子以可旋轉的方式設置在殼體中，該轉子包括轉子葉片，其中，轉子包括在殼體中的限制流體流動通過混合器端口的第一角位置和允許流體流動通過混合器端口的第二角位置，其中，射流混合器構造成響應于轉子在殼體中的旋轉將第一流體射流通過混合器端口注入到流體導管的通道中，該第一流體射流具有脈沖速度曲線。在一些實施方式中，脈沖速度曲線包括多個速度周期，每個速度周期包括最大速度、最小速度以及在最大速度與最小速度之間延伸的速度轉變，其中，最大速度大于最小速度。在一些實施方式中，轉子包括第一表面區域，該第一表面區域大于第二表面區域，第二表面區域包括形成在轉子中的弓形間隙，并且脈沖速度曲線的每個速度周期的最小速度比每個速度周期的最大速度獲得更長的一段時間。在某些實施方式中，射流混合器還包括聯接至轉子的馬達，該馬達構造成控制轉子在殼體中的旋轉速度，從而控制脈沖速度曲線的速度周期的頻率。在某些實施方式中，脈沖速度曲線包括正弦速度曲線。在一些實施方式中，混合器端口由彎曲的內表面限定。在一些實施方式中，混合器端口由線形的內表面限定。在某些實施方式中，射流混合器構造成當轉子保持在第二角位置時將第二流體射流通過混合器端口注入到流體導管的通道中，該第二流體射流具有恒定速度曲線。