一種混合器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種混合器，混合器包括套管式進料接頭（6）、混合管（4）和出口管（5），進料接頭（6）包括外管（2）和處于外管中的內管（1），內管（1）上形成有第一進料口（11），外管（2）上形成有至少一個第二進料口（21），外管（2）的出口與混合管（4）的入口連接，混合管（4）的出口與出口管（5）的入口連接，內管（1）的出口處安裝有噴嘴（3），出口管（5）為彎曲管道。本實用新型的混合器尤其適用于通過水玻璃溶液與無機酸溶液混合形成硅溶膠，并且具有結構簡單、體積較小、混合效果良好、能連續作業等優點。
【專利說明】一種混合器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種混合器，具體地，涉及一種用于水玻璃與酸混合反應生成硅溶膠的混合器。
【背景技術】
[0002]裂化催化劑生產中使用的硅溶膠是通過無機酸與水玻璃接觸反應而制得的，但是無機酸與水玻璃反應生成硅溶膠的反應條件比較苛刻，只有二者比例合適、攪拌均勻且混合速度較快，才不至于形成硅凝膠而影響產品質量。為了制備質量良好的硅溶膠，現有技術中提供了許多結構復雜、價格昂貴且生產過程復雜的設備。
[0003]另外，中國專利CN201342325公布了一種制備硅溶膠的混合器，包括進料接頭、混合管、混合室和出口管。由于該混合器中在混合室處管徑突然增大，使在混合管內初步混合的液體，能在混合室形成渦流，從而充分混合液體。該混合器的混合效果較好，能夠連續穩定地制備硅溶膠。但由于該混合器需要裝備一個甚至多個體積龐大的混合室，占據較大的空間，整體結構笨重，因此限制了其應用場合。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種混合器，該混合器具有結構簡單、混合效果良好、可以連續混合并具有較小的外部體積等優點。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型提供一種混合器，所述混合器包括套管式進料接頭、混合管和出口管，所述進料接頭包括外管和處于所述外管中的內管，所述內管上形成有第一進料口，所述外管上形成有第二進料口，所述外管的出口與所述混合管的入口連接，所述混合管的出口與所述出口管的入口連接，所述內管的出口處安裝有噴嘴，其特征在于，所述出口管為彎曲管道。
[0006]優選地，所述出口管為圓弧形彎曲管道。
[0007]具體選擇地，所述出口管的彎頭角度為5-175度，優選為30?120度，進一步優選為 90。。
[0008]優選地，所述噴嘴為錐形或錐臺形，所述噴嘴包括噴嘴體和分別形成在該噴嘴體兩端的噴嘴進口和噴嘴出口，所述噴嘴的通流面積從所述噴嘴進口向所述噴嘴出口逐漸減小。
[0009]具體地，所述噴嘴為圓錐形或圓臺形，所述噴嘴進口和噴嘴出口的通流面積之比為2:1?200:1，優選為7:1?100:1，更優選為12:1?60:1，所述噴嘴的錐角為5?175度，優選為30?120度。
[0010]更加優選地，所述噴嘴進口與所述噴嘴出口間的距離與噴嘴進口的直徑之比為
0.5 ?3。
[0011]優選地，所述進料接頭的外管與內管通流面積之比為0.07:1?15:1，優選為
0.3:1 ?3:1。[0012]特別優選地，所述第二進料口沿著外管的管壁的切向方向設置。
[0013]進一步優選地，所述外管、內管和混合管均為等直徑圓管，所述出口管為圓弧形彎曲管道，所述噴嘴為圓錐形，所述外管內徑為20~80mm,所述內管的內徑為5~50mm,優選為10~40mm,所述噴嘴的出口直徑為3~15mm,錐角為35~50度,所述混合管的長徑比為6。
[0014]通過上述技術方案，一種液體經內管的第一進料口流入并通過噴嘴以較高的速度進入混合管，另一種液體經外管的第二進料口以較低的速度從內管出口周圍流入混合管，噴嘴噴出的高速流體與周圍的低速流體產生高剪切力，從而形成漩渦向四周擴散。在混合管內經初步混合的流體進入出口管時，由于出口管為彎曲管道，進一步引導液體產生鏇渦以使混合更加充分。出口管利用結構上的改善，以較小的體積實現了充分混合的目的。
[0015]另外，整個裝置結構簡單，可以實現連續作業。
[0016]本實用新型的混合器尤其適用于通過水玻璃溶液與無機酸溶液混合形成硅溶膠，其中，所述第一進料口用于輸送水玻璃溶液，所述第二進料口用于輸送無機酸溶液。該混合器能夠形成較高質量的硅溶膠，滿足工業生產的要求。
[0017]本實用新型的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本實用新型，但并不構成對本實用新型的限制。在附圖中:
[0019]圖1是本實用新型的一種【具體實施方式】的混合器裝配示意圖；
[0020]圖2是本實用新型套管進料接頭的剖視圖；
[0021]圖3是本實用新型一種噴嘴的結構示意圖。
[0022]附圖標記說明
[0023]1 內管；11第一進料口；
[0024]2 外管；21第二進料口；
[0025]3 噴嘴；31 噴嘴進口；
[0026]32噴嘴體； 33噴嘴出口；
[0027]4 混合管； 5 出口管；
[0028]6 進料接頭；α 彎頭角度。
【具體實施方式】
[0029]以下對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。
[0030]如圖1至圖3所示，本實用新型的混合器包括套管式進料接頭6、混合管4和出口管5,所述進料接頭6包括外管2和處于該外管中的內管1，所述內管I上形成有第一進料口 11，所述外管2上形成有至少一個第二進料口 21，所述外管2的出口與所述混合管4的入口連接，所述混合管4的出口與所述出口管5的入口連接，所述內管I的出口處安裝有噴嘴3，所述出口管5為彎曲管道。這里所述的彎曲管道可以有多種彎曲形式和截面形式，例如彎曲管道的軸線沿著圓弧或者圓的漸伸線伸展，沿管道進口到出口方向可以形成為通流面積逐漸增大的形式等。
[0031]作為本實用新型【具體實施方式】的一種優選方式，所述出口管5為圓弧形彎曲管道，在混合管4中經初步混合的混合液，在該出口管5處沿管道彎曲的方向進一步混合，效果良好。
[0032]具體實施中，上述圓弧形的出口管5的彎頭角度α優選為30?120度，通常彎頭角度α為90°。如圖1所示，上述彎頭角度α指彎頭進口軸線與出口軸線之間的夾角。
[0033]作為本實用新型的一種優選實施方式，所述噴嘴3優選形成為錐形或錐臺形，包括噴嘴體32和分別形成在該噴嘴體32兩端的噴嘴進口 31和噴嘴出口 33，為了在噴嘴3處使經內管I流入的液體具有較高的流動速度，噴嘴3的通流面積從所述噴嘴進口 31向所述噴嘴出口 33逐漸減小。需要注意的是，上述錐形或錐臺形的噴嘴3可以呈現多種不同的形式，例如棱錐形、橢圓錐等，或者外部輪廓形成為圓柱形等別的形式，僅在內腔呈收縮狀以提高液體通流速度，并通過圓孔狀噴嘴出口 33，使內管I中的液體向四周噴射以與外管2中的液體混合，這些類似的變形均落在本實用新型的構思范圍之內。
[0034]作為本實用新型的一種【具體實施方式】，如圖3所示，噴嘴3為圓錐形或圓臺形，并且其噴嘴進口 31與噴嘴出口 33的通流面積之比為2:1?200:1，優選為7:1?100:1，更優選為12:1?60:1，該噴嘴3的錐角為5?175度，優選為30?120度。上述噴嘴進口31與噴嘴出口 33間的距離L與噴嘴進口 31的直徑D之比優選為0.5?3。
[0035]對于制備不同的混合液、采用不同的原料以及泵送速度的差異，所述進料接頭6的內管I和外管2通流面積有不同的選擇，在具體實施中，所述外管2與內管I的通流面積之比為0.07:1?15:1，優選為0.3:1?3:1。
[0036]在本實用新型的具體實施中，所述外管2的第二進料口 21并不局限于圖1所示的形式，還可以設置為沿著外管2的管壁切向方向。另外，混合器的外管2上形成的第二進料口 21可以為一個或多個，例如包括兩個所述第二進料口 21，對稱地設置在外管兩側，這樣可以使外管2中的液體均勻地沿著管壁渦旋進入混合管4，與內管I中液體混合效果更佳。
[0037]上述各實施方案中，所述混合管4優選為圓管，優選的圓管長徑比為3?20，更優選為3?10，最優選為6。此處及以下說述長徑比是指混合管4的進口與出口間的距離與該混合管4的直徑之比。
[0038]作為本實用新型的一種較好的實施方式，所述混合器的外管2、內管I和混合管4均為圓管，例如各自形成為等直徑圓管(但外管2、內管I和混合管4的直徑彼此可以不等)，所述出口管5為圓弧形彎曲管道，所述噴嘴3為圓錐形，所述外管2的內徑為20?80mm，所述內管I的內徑為5?50mm,優選10?40mm,所述噴嘴3的出口直徑為3?15mm,且錐角為35?50度，混合管4長徑比為6。
[0039]上述各【具體實施方式】中的混合器不局限于所描述的零部件，還可以有開關、法蘭等其他輔助部件，以使本實用新型在具體實施中更加完備。
[0040]另一方面，本實用新型還提供一種制備硅溶膠的設備，該設備包括如上文所述的混合器，其中，所述第一進料口用于輸送水玻璃溶液，所述第二進料口用于輸送無機酸溶液。
[0041]所述混合器也不僅僅適用于硅溶膠的配置，同樣也可以用于其他液體與液體之間的混合配置。以下將通過實施例對本實用新型進行詳細描述。[0042]實施例1
[0043]本實施例的硅溶膠配置裝置如圖1所示，具體規格如下:內管的外徑(直徑)32mm,內徑(直徑)25mm,外管內徑40mm,噴嘴出口孔徑5mm,噴嘴長度25mm,混合管直徑40mm,混合管長度為240mm，混合管出口管直徑40mm，出口管彎頭角度為90度。配制硅溶膠的原料用二氧化硅含量為15%的水玻璃溶液和濃度為18%的稀硫酸溶液。水玻璃溶液和稀硫酸同時用泵送入硅溶膠配置裝置，水玻璃從內管進入，水玻璃的流量為1.0m3/h，稀硫酸流量為
0.5m3/h。硅溶膠配置裝置出口為穩定的硅溶膠。所配置的硅溶膠清澈透明，無凝膠塊，二氧化硅含量10%，pH值1.8，室溫下的膠凝時間為15小時。
[0044]對比例I
[0045]同實施例1，不同在于:所述混合器出口管為直管。由于兩種溶液混合不均勻，所配置的硅溶膠中有肉眼可辨的凝膠塊存在，硅溶膠中各處的PH值差異較大，所得硅溶膠的膠凝時間為10小時。
[0046]以上詳細描述了本實用新型的優選實施方式，但是，本實用新型并不限于上述實施方式中的具體細節，在本實用新型的技術構思范圍內，可以對本實用新型的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實用新型的保護范圍。
[0047]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0048]此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本實用新型的思想，其同樣應當視為本實用新型所公開的內容。
【權利要求】
1.一種混合器，所述混合器包括套管式進料接頭(6)、混合管(4)和出口管(5)，所述進料接頭(6 )包括外管(2 )和處于所述外管中的內管(I)，所述內管(I)上形成有第一進料口(11)，所述外管(2)上形成有第二進料口(21)，所述外管(2)的出口與所述混合管(4)的入口連接，所述混合管(4)的出口與所述出口管(5)的入口連接，所述內管(I)的出口處安裝有噴嘴(3)，其特征在于，所述出口管(5)為彎曲管道。
2.根據權力要求I所述的混合器，其特征在于，所述出口管(5)為圓弧形彎曲管道。
3.根據權利要求2所述的混合器，其特征在于，所述出口管(5)的彎頭角度(α)為30?120度。
4.根據權利要求3所述的混合器，其特征在于，所述出口管(5)的彎頭角度(α)為90。。
5.根據權利要求1所述的混合器，其特征在于，所述噴嘴(3)為錐形或錐臺形，所述噴嘴包括噴嘴體(32)和分別形成在該噴嘴體(32)兩端的噴嘴進口(31)和噴嘴出口(33)，所述噴嘴(3)的通流面積從所述噴嘴進口(31)向所述噴嘴出口(33)逐漸減小。
6.根據權利要求5所述的混合器，其特征在于，所述噴嘴(3)為圓錐形或圓臺形，所述噴嘴進口(31)和噴嘴出口(33)的通流面積之比為2:1?200:1，所述噴嘴(3)的錐角為5?175度。
7.根據權利要求6所述的混合器，其特征在于，所述噴嘴進口(31)和噴嘴出口(33)的通流面積之比為7:1?100:1，所述噴嘴(3)的錐角為30?120度。
8.根據權利要求7所述的混合器，其特征在于，所述噴嘴進口(31)和噴嘴出口(33)的通流面積之比為12:1?60:1。
9.根據權利要求6所述的混合器，其特征在于，所述噴嘴進口(31)與所述噴嘴出口(33)間的距離(L)與噴嘴進口(31)的直徑(D)之比為0.5?3。
10.根據權利要求1所述的混合器，其特征在于，所述進料接頭(6)的外管(2)與內管Cl)的通流面積之比為0.07:1?15:1。
11.根據權利要求10所述的混合器，其特征在于，所述進料接頭(6)的外管(2)與內管Cl)的通流面積之比為0.3:1?3:1。
12.根據權利要求1至11中任意一項所述的混合器，其特征在于，所述第二進料口(21)沿著所述外管(2)的管壁切向方向設置。
13.根據權利要求1所述的混合器，其特征在于，所述外管(2)、內管(I)和混合管(4)均為等直徑圓管，所述出口管(5)為圓弧形彎曲管道，所述噴嘴(3)為圓錐形，所述外管(2)的內徑為20?80mm,所述內管(I)的內徑為5?50mm,所述噴嘴(3)的出口直徑為3?15mm,錐角為35?50度,所述混合管(4)的長徑比為6。
14.根據權利要求13所述的混合器，其特征在于，所述內管(I)的內徑為10?40mm。
【文檔編號】B01F5/20GK203564985SQ201320603193
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】嚴加松, 田輝平, 朱玉霞, 周靈萍, 周巖, 楊凌, 賈慧, 李麗娜 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院