專利名稱：一種靜態混合器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油化工領域中的大型生產裝置，進一步地說，是涉及一種靜態
混合器。
背景技術：
現有管道式靜態混合器多為管道內按一定規律布置螺旋片的結構，或者為管道內 以螺旋片單元和交叉X型單元組合的結構，此類靜態混合器具有混合均勻、結構簡單、混合 效果好等優點。隨著近年來裝置規模的大型化，設備、管道尺寸大幅增加，由于螺旋片本身受結構 和制造等因素的制約，使得靜態混合器的單個混合單元長度大大加長，不僅給管道布置帶 來困難，同時由于混合器長度的增加，使混合器的壓力損失增大，設備制造成本升高。與本實用新型相近的現有技術有CN 2150916( —種靜態混合器)和 CN2275477Y(—種新型高強度靜態混合器)，這兩項專利技術的共同點是在混合器主管 內裝有至少兩組以上多管束混合元件，該混合元件的每根管束內均裝有扭曲呈185° 190°的螺旋片，混合元件之間需設置混合腔，用以溝通兩個混合體并增強其混合效果。這 種結構存在的問題是由于在混合器主管內并列設多組管束，每個管束混合單元之間相對 獨立，每個管束內的混合液體只能通過混合腔進行混合，使得混合器長度必然增加，壓降增 加；且管束與管束之間的空間不能利用，單位長度混合器的效率下降；同時由于在管內設 置多組管束混合元件，使混合器結構復雜，加工制造難度大。
實用新型內容為解決現有技術中存在的混合器結構復雜，單位長度混合效率低、加工制造難度 大等問題，本實用新型提供了一種靜態混合器，能夠提高混合效率、強化混合強度，并降低 混合壓降。本實用新型的靜態混合器是這樣實現的所述靜態混合器殼體1內設置螺旋片混合單元組5 ；所述螺旋片混合單元組5包括小螺旋片混合單元2和大螺旋片混合單元3 ；所述螺旋片為矩形片材沿長度方向(即縱向，也是軸向)扭轉180°得到；所述大螺旋片混合單元3中包括三個并排的大直徑螺旋片，所述三個大直徑螺旋 片截面為相互外切同時又與靜態混合器殼體1相內切的三個大圓；所述小螺旋片混合單元2中包括三個并排的小直徑螺旋片；所述三個小直徑螺旋 片截面為位于相鄰兩個大直徑螺旋片與靜態混合器殼體1之間的三個空隙處的、分別與相 鄰兩個大圓相外切同時右與靜態混合器殼體1相內切的三個小圓。所述大直徑螺旋片的直徑r、小直徑螺旋片的直徑a與混合器殼體直徑R之間的關 系符合如下式 在具體實施中所述靜態混合器殼體1內可以縱向設置η組螺旋片混合單元組5，所述螺旋片混合 單元組5之間可以通過連接件6連接；η的數目可以由工藝的需要確定。小螺旋片混合單元2與大螺旋片混合單元3等長，或者是兩個等長的小螺旋片混 合單元2縱向通過連接件6連接組成的總長度與大螺旋片混合單元3相等。新型連接件6的連接結構可以為活動插接結構，或者插接后再焊接固定。所述的連接件6為兩個端頭為半球形體、橢球形體、圓柱體或矩形體的實心圓柱 體；所述連接件6 —端沿軸線設置一個水平開口 7，另一端沿軸線設置一個垂直開口 8，開口厚度與所述螺旋片的厚度相等。所述水平開口 7和垂直開口 8正交于圓柱體中心點9，或者重疊，重疊量不超過所 述螺旋片厚度的3倍。所述圓柱體的直徑可以為螺旋片厚度的3倍，圓柱體的長度可以為螺旋片厚度的 6倍。所述小螺旋片混合單元2、大螺旋片混合單元3與靜態混合器殼體1之間的孔隙處 可以設置擋液板4。所述擋液板4設置在同一截面上或者交錯布置。本實用新型所述的靜態混合器，可以通過以下方式具體實施靜態混合器殼體內部設置小螺旋片混合單元和大螺旋片混合單元，大螺旋片混合 單元中的三個大螺旋片的截面為相互外切三個大圓，這三個圓同時與靜態混合器殼體相內 切；小螺旋片混合單元中的三個小螺旋片位于兩兩大螺旋片與靜態混合器殼體之間的空隙 處，其截面為三個小圓，分別與兩個大圓相外切同時與靜態混合器殼體相內切。大螺旋片和小螺旋片均為矩形材料沿長度方向扭轉180°得到的螺旋片。小螺旋 片混合單元可以與大螺旋片混合單元等長，也可以是兩個等長的小螺旋片混合單元縱向呈 90°、以新型連接件相連，組合成總長度與大螺旋片混合單元相等。小螺旋片混合單元和大 螺旋片混合單元共同構成一組螺旋片混合單元組。靜態混合器殼體內可以設置如上所述的一組螺旋片混合單元組，也可以設置多 組，相鄰螺旋片混合單元組內相對應的大螺旋片混合單元或小螺旋片混合單元縱向互呈 90°，用連接件首尾相連。連接件為實心圓柱體，連接件的兩端為半球形體、橢球形體、也可以是矩形體或者 圓柱體。圓柱體的直徑為螺旋片厚度的3倍，圓柱體的長度為螺旋片厚度的6倍。連接件一 端沿軸線設置一個水平開口，另一端沿軸線設置一個垂直開口，水平開口和垂直開口等長， 開口厚度與螺旋片的厚度相等。水平開口和垂直開口可以剛好正交于圓柱的中心，也可以 在中心處有一定重疊，重疊量不超過螺旋片厚度的3倍。前一組螺旋片混合單元組的末端插入連接件的水平開口中，下一組螺旋片混合單 元組則插入連接件的垂直開口中，這樣兩組螺旋片混合單元組則呈90°連接，如有多組螺 旋片混合單元組，則以此類推，用多個連接件相連。連接件與螺旋片之間可采用活動插接方
4式，方便拆卸，也可以插接后再焊接固定。為了保證如圖2所示陰影4處不出現短路，以增強混合效果，可以根據具體需要在 靜態混合器殼體1內沿長度方向上分段設置擋液板，擋液板可以設置在同一截面上也可以 交錯布置。與現有技術的靜態混合器相比，本實用新型進行了如下改進1、現有管道式靜態混合器在管道內只設置一組與管道等徑螺旋片。改進的每一組 靜態混合器在混合器殼體內設置六個螺旋片。這六個螺旋片分為大小兩種直徑，大直徑的 三個截面為與管壁相內切的三個圓，三個圓之間相互外切；小直徑的三個螺旋片位于三個 大直徑相切圓與管壁的空隙處，小直徑的三個截面是與混合器殼體相內切同時與相鄰的兩 個大圓相外切的小圓。這種改進結構大大提高了大直徑管道內單位長度的混合強度，可以 有效縮短混合器長度，具有結構簡單、壓降小、加工易、混合效果好的優點。2、現有技術是在混合器主管內裝有多管束混合元件，每根管束內均裝有扭曲呈 185° 190°的螺旋片，并設置混合腔。本實用新型所述的靜態混合器在殼體內設置一組 扭曲呈180°的螺旋片，但這些螺旋片無需在混合器主管內再設置混合元件管束，使混合器 管道內的液體可以充分混合，不需另外設置混合腔，可以有效縮短混合器長度。3、在本實用新型靜態混合器內可以設置多組螺旋片混合單元，縱向螺旋片之間呈 90°夾角，且本實用新型提供了螺旋片混合單元之間的連接件，不僅能起到相鄰混合單元 的螺旋片之間的加強連接作用，同時還可以增強混合效果。總而言之，本實用新型在一段靜態混合器殼體內布置大小螺旋片混合單元，使被 混合的液體在螺旋片的作用下旋轉前行，達到一定的混合目的，這些螺旋片之間由于沒有 管道的限制，混合液還可以在螺旋片之間進一步接觸，充分混合。多組螺旋片混合單元呈 90°連接，可以使被混合的液體在螺旋前行的過程中不斷被切分，以增強混合效果。擋液板 的設置可以防止液體局部走短路，提高了混合器內部分空間的利用率。新型連接件結構簡單，安裝方便，使得螺旋片混合單元之間的連接不占用額外的 靜態混合器長度空間，是減少靜態混合器長度的重要措施。本實用新型所述的靜態混合器有效地解決了大型化裝置靜態混合器直徑大、長度 過長、制造難度大的問題，同時大大提高混合效率、強化混合強度，并降低混合壓降和設備 制造成本。
圖1靜態混合器結構總示意圖圖2靜態混合器的螺旋片組截面示意圖圖3連接件正視圖圖4連接件俯視圖附圖標號所指部件為1-靜態混合器殼體，2-小螺旋片混合單元，3-大螺旋片混合單元，4-擋液板，5-螺 旋片混合單元組，6-連接件，7-水平開口，8-垂直開口，9-圓柱體中心點，10-開口厚度， 11-螺旋片的厚度，12-圓柱體的端頭，13-圓柱體的直徑，14-圓柱體的長度，15-靜態混合 器殼體直徑R，16-小螺旋片截面直徑a，17-大螺旋片截面直徑r。
具體實施方式
下面結合實施例，進一步說明本實用新型。如圖1所示，這是一種適用于大型生產裝置的改進的靜態混合器。這種靜態混合器主體結構包括靜態混合器殼體1、小螺旋片混合單元2、大螺旋 片混合單元3、擋液板4以及螺旋片混合單元間的連接件6。靜態混合器殼體1的內部由小螺旋片混合單元2和大螺旋片混合單元3組成，其 截面分布如圖2所示。大螺旋片混合單元3中的三個大螺旋片的截面為相互外切三個大圓， 這三個圓同時與靜態混合器殼體1相內切；小螺旋片混合單元2中的三個小螺旋片位于大 螺旋片混合單元3與靜態混合器殼體1之間的空隙處，其截面為三個小圓，分別與兩個大圓 相外切同時與靜態混合器殼體1相內切。小螺旋片混合單元2和大螺旋片混合單元3中的螺旋片均為矩形材料沿長度方向 扭轉180°得到。兩個等長的小螺旋片混合單元2縱向呈90°，由連接件6相連后，總長度 與大螺旋片混合單元3相等。三個大直徑的螺旋片混合單元3和三組小直徑的螺旋片混合 單元2共同構成一組螺旋片混合單元組5，如圖1所示。靜態混合器殼體1內縱向設置四組螺旋片混合單元組5，如圖1所示。四組螺旋 片混合單元相互縱向呈90°，用連接件6相連。連接件為實心圓柱體，圓柱體的兩端為半 球形體。圓柱體的直徑為螺旋片厚度的3倍，圓柱體的長度螺旋片厚度的6倍。圓柱體一 端沿軸線設置一個水平開口 7，另一端沿軸線設置一個垂直開口 8，水平開口和垂直開口等 長，兩個開口正交于圓柱體中心點9 ；開口厚度與螺旋片的厚度相等。兩個相互垂直的開口 可以剛好正交于圓柱的中心。第一組小螺旋片混合單元2的末端插入連接件6的水平開口 7中，第二組小螺旋片混合單元2的頂端則插入該連接件6的垂直開口 8中，這樣兩組小螺 旋片組則縱向呈90°連接。同理第一組大螺旋片混合單元3的末端插入連接件6的水平開 口 7中，第二組大螺旋片混合單元3的頂端則插入該連接件6的垂直開口 8中，這樣兩個大 螺旋片組也縱向呈90°連接。將四組螺旋片混合單元組5如上述方式將相應直徑的螺旋片 混合單元用連接件縱向組裝在一起，則形成了一個由四組螺旋片混合單元組組成的靜態混 合器。每個連接件與螺旋片之間采用活動插接方式，方便拆卸。為了增強混合效果，在靜態混合器殼體1內沿長度方向上分段設置擋液板4，如圖 2所示，擋液板4設置在同一截面上。
權利要求一種靜態混合器，包括靜態混合器殼體(1)和螺旋片混合單元組(5)，其特征在于所述靜態混合器殼體(1)內設置螺旋片混合單元組(5)；所述螺旋片混合單元組(5)包括小螺旋片混合單元(2)和大螺旋片混合單元(3)；所述螺旋片為矩形片材沿長度方向扭轉180°；所述大螺旋片混合單元(3)中包括三個并排的大直徑螺旋片，所述三個大直徑螺旋片截面為相互外切同時又與靜態混合器殼體(1)相內切的三個大圓；所述小螺旋片混合單元(2)中包括三個并排的小直徑螺旋片，所述三個小直徑螺旋片截面為位于相鄰兩個大直徑螺旋片與靜態混合器殼體(1)之間的三個空隙處的、分別與相鄰兩個大圓相外切同時又與靜態混合器殼體(1)相內切的三個小圓。
2.如權利要求1所述的靜態混合器，其特征在于所述靜態混合器殼體(1)內縱向設置η組螺旋片混合單元組(5)，所述螺旋片混合單元 組(5)之間通過連接件(6)連接。
3.如權利要求1或2所述的靜態混合器，其特征在于所述小螺旋片混合單元(2)與大螺旋片混合單元(3)等長，或者是兩個等長的小螺旋 片混合單元(2)縱向通過連接件(6)組成的總長度與大螺旋片混合單元(3)相等。
4.如權利要求3所述的靜態混合器，其特征在于所述連接件(6)的連接結構為活動插接結構，或者插接后再焊接固定結構。
5.如權利要求4所述的靜態混合器，其特征在于所述的連接件(6)為兩個端頭為半球形體、橢球形體、圓柱體或矩形體的實心圓柱體；所述連接件(6) —端沿軸線設置一個水平開口(7)，另一端沿軸線設置一個垂直開口 (8)，開口厚度與所述螺旋片的厚度相等。
6.如權利要求5所述的靜態混合器，其特征在于所述連接件(6)的水平開口(7)和垂直開口⑶正交于接件(6)的圓柱體中心點(9)；所述連接件(6)的水平開口(7)和垂直開口(8)不重疊或者重疊，重疊量不超過所述 螺旋片厚度的3倍。
7.如權利要求6所述的靜態混合器，其特征在于所述連接件(6)的圓柱體的直徑為螺旋片厚度的3倍，圓柱體的長度為螺旋片厚度的 6倍。
8.如權利要求3 7之一所述的靜態混合器，其特征在于所述小螺旋片混合單元(2)、大螺旋片混合單元(3)與靜態混合器殼體(1)之間的孔隙 處設置有擋液板(4)。
9.如權利要求8所述的靜態混合器，其特征在于所述擋液板(4)設置在同一截面上或者交錯布置。
專利摘要本實用新型為一種靜態混合器，包括小螺旋片混合單元(2)和大螺旋片混合單元(3)；所述螺旋片為矩形片材沿長度方向扭轉180°；所述大螺旋片混合單元(3)中包括三個并排的大直徑螺旋片，所述三個大直徑螺旋片截面為相互外切同時又與靜態混合器殼體(1)相內切的三個大圓；所述小螺旋片混合單元(2)中包括三個并排的小直徑螺旋片，所述三個小直徑螺旋片截面為位于相鄰兩個大直徑螺旋片與靜態混合器殼體(1)之間的三個空隙處的、分別與相鄰兩個大圓相外切同時又與靜態混合器殼體(1)相內切的三個小圓。本實用新型所述的靜態混合器能夠提高混合效率、強化混合強度，并降低混合壓降和設備制造成本。
文檔編號B01F5/06GK201664586SQ20102016652
公開日2010年12月8日 申請日期2010年4月22日 優先權日2010年4月22日
發明者吳德飛, 王秋萍, 袁毅夫 申請人:中國石油化工集團公司;中國石化工程建設公司