一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器的制造方法
【專利摘要】本發明一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器，包括流入管道、漸縮段、喉部、擴散段、流出管道和引入管，還包括安裝在擴散段內的多組縮孔，每組縮孔包含一個固定縮孔和一個可調縮孔，可調縮孔由兩塊芯板組成；固定縮孔通過多根支撐架焊接在擴散段內壁上，可調縮孔嵌入在擴散段內；固定縮孔和可調縮孔交替布置，縮孔調節裝置可在線調節可調縮孔中兩塊芯板的相對位置，能有效加強文丘里混合器擴散段內混合流體的擾動，有效提高文丘里混合器的混合效率，避免混合不均的現象出現。
【專利說明】一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種文丘里混合器，具體涉及一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器。【背景技術】
[0002]文丘里混合器是一種重要的氣液或液液混合裝置，在工程實際中有著廣泛的應用。常見的文丘里混合器為一個喉部開孔的文丘里管，主流流體由文丘里管內流過，引入流體經喉部的開孔流入，利用壓力差將引入流體引入并與主流流體進行摻混。現有的文丘里混合器是利用在文丘里管的喉部開孔引入流體，使兩種流體由于壓力變化從而產生一定的沖擊破碎效應，并利用兩種高速流體形成的紊流達到混合的目的。在常規文丘里混合器結構中，由于混合流體擾動強度小，以及混合流體粘度過高等因素，容易造成混合不均勻和混合效率低等問題。
[0003]對于普通的文丘里混合器，混合液體在流經擴散段時，文丘里混合器軸線附近的液體速度最大，湍動劇烈，混合效果良好；然而，擴散段壁面附近的液體由于邊界層的存在，液體的速度非常小，兩種液體混合效果很差，這種結構有待改進。
[0004]在文丘里管喉部添加擾流部件，這樣雖然能夠在一定程度上提高文丘里混合器的混合效果，但是這種在文丘里混合器喉部添加擾流部件的結構存在以下問題:
[0005]( I)文丘里管喉部截面積非常小，在此處添加擾流部件會增大喉部處阻力，造成不必要的能量損失。
[0006](2)在喉部添加擾流部件，由于喉部截面積較小，造成安裝加工非常困難，增大生
產難度。
【發明內容】
[0007]為解決上述現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器，能夠增強文丘里管擴散段流體的流速與擾動，增強混合效果，有效避免混合不均勻的現象出現，提高文丘里混合器的混合效率，使文丘里混合器適用于更廣范圍的引入流體與主流流體的流量配比，同時能夠避免在喉部添加擾流部件帶來的諸多弊端。
[0008]為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是:
[0009]一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器，包括主流流體流過的主流文丘里管，所述主流文丘里管包括依次相連通的流入管道1、漸縮段2、喉部3、擴散段5、流出管道6，在所述喉部3側面開有引入流體流入的引入管4，還包括在擴散段5內設置的多組縮孔，每組縮孔包含一個固定縮孔7和一個可調縮孔8，所述固定縮孔7和可調縮孔8的徑向均與主流流體來流方向垂直，所述固定縮孔7為圓形芯板15通過多根支撐架9焊接在擴散段5內壁上形成，所述可調縮孔8由兩塊芯板10組成，通過縮孔調節裝置11調節可調縮孔8的流通區域面積；
[0010]所述縮孔調節裝置11包括焊接在擴散段5外表面的調節裝置外殼12，調節裝置外殼12內設置有調節桿13，所述調節桿13的直徑和所述芯板10的厚度相同，一端焊接在芯板10上，調節桿13的中軸線和文丘里混合器的軸線相交并且兩軸線垂直，用于推拉芯板10，另一端穿出調節裝置外殼12上預留的圓孔并與調節裝置外殼12緊配合，在調節桿13穿出調節裝置外殼12處套有密封圈14。
[0011]所述圓形芯板15和可調縮孔8的軸線與主流文丘里管的軸線重合。
[0012]所述芯板10為半圓環結構，兩塊芯板10以文丘里混合器軸線為中心對稱布置，兩塊芯板10組成一個可調縮孔8，當兩塊芯板10接觸時，可調縮孔8處的流通區域為圓形，當兩塊芯板10分離時，可調縮孔8處的流通區域為不規則圖形。
[0013]所述圓形芯板15直徑為2/3D，D為固定縮孔7處擴散段5縱向圓形剖面的內徑。
[0014]所述芯板10的內徑為l/2d，d為可調縮孔處8處擴散段5縱向圓形剖面的內徑，外徑與可調縮孔8處擴散段5圓形剖面的外徑相同。
[0015]所述擴散段5從上游到下游的第一組縮孔中的固定縮孔7安裝在喉部3下游1/10L處，L為文丘里混合器擴散段的長度，相鄰兩組縮孔之間的間距為1/10L;每組縮孔中，固定縮孔7位于可調縮孔8上游，其r間距為1/10L。
[0016]所述縮孔調節裝置11能夠在線調節可調縮孔8中兩塊芯板10的相對位置。
[0017]所述圓形芯板15、芯板10和調節裝置外殼12均選用厚度為4_的不銹鋼板,支撐架9選用直徑為4mm的不銹鋼柱，調節桿13選用直徑為4mm的不銹鋼桿。
[0018]所述擴散段5的擴散角為7.7°。
[0019]和現有技術相比，本發明一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器能加強文丘里混合器擴散段內混合流體的擾動，有效提高文丘里混合器的混合效率，避免混合不均的現象出現。本發明具有以下優點:
[0020](I)焊接在主流文丘里管擴散段5內表面的固定縮孔7和嵌入在擴散段5內的可調縮孔8使文丘里管內流動的流體流經縮孔后，在流道內產生明顯的彌散流動效應，其彌散流動效應使文丘里混合器內流體湍動更加劇烈。混合液體流經縮孔時，由于流通面積變小，混合流體流速增大，湍動強度增強，增強了混合流體的擾動，提高了混合效率。
[0021](2)擴散段5內固定縮孔7和可調縮孔8交替布置，促使擴散段5內的混合液體波浪前進，流動方向和速度不斷變化，湍動強度大，有助于液體的混合。
[0022](3)加入固定縮孔7和可調縮孔8使得擴散段5內流體流動的截面積在不斷變化，流體在擴散段5流動時，漸縮流動和漸擴流動交替出現，極大地增強了混合流體的紊流程度，增強兩種流體的混合效果。
[0023](4)縮孔調節裝置11可在線調節可調縮孔8中兩塊芯板10的相對位置，通過所得混合液體的乳化效果，調整芯板10在擴散段5中做內外往復運動，確定最優的芯板10位置。
[0024](5)在擴散段5內添加擾流部件，不僅能避免由于喉部3截面積太小而引起的阻力增大問題，而且能使擾流部件更加方便的加工安裝；同時，又能改變擴散段5的流場，避免擴散段5壁面附近的流體流動緩慢的弊端，使擴散段5內液體的流速趨于一致，能有效提高兩種液體的混合效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1為本發明一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器的剖視圖。[0026]圖2為本發明一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器中圖1的A-A向剖視圖即固定縮孔示意圖。
[0027]圖3為本發明一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器中圖1的B-B向剖視圖。
[0028]圖4為本發明一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器中圖1的C-C向剖視圖即可調縮孔示意圖。
[0029]圖5為本發明一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器中圖3中I處的局部放大圖。
[0030]圖6為本發明一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器中芯板移動前后可調縮孔處通流區域變化示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
[0032]如圖1和圖2所示，本發明一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器，包括主流流體流過的主流文丘里管，所述主流文丘里管包括依次相連通的流入管道1、漸縮段2、喉部3、擴散段5、流出管道6，在所述喉部3側面開有引入流體流入的引入管4，還包括在擴散段5內設置的多組縮孔，每組縮孔包含一個固定縮孔7和一個可調縮孔8，所述固定縮孔7和可調縮孔8的徑向均與主流流體來流方向垂直，所述固定縮孔7為圓形芯板15通過多根支撐架9焊接在擴散段5內壁上形成，本實施例采用四根均勻分布的支撐架9焊接在擴散段5內壁上；所述可調縮孔8由兩塊芯板10組成，通過縮孔調節裝置11調節可調縮孔8的流通區域面積；所述縮孔調節裝置11能夠在線調節可調縮孔8中兩塊芯板10的相對位置。本實施例縮孔的數量為三組。
[0033]作為本發明的優選實施方式，所述圓形芯板15和可調縮孔8的軸線與主流文丘里管的軸線重合。
[0034]如圖3、圖4和圖5所示，所述縮孔調節裝置11包括調節裝置外殼12、調節桿13和密封圈14 ;調節裝置外殼12焊接在擴散段5外表面，，調節裝置外殼12上預留一圓孔，圓孔位于調節裝置外殼12外側平面的中心處；調節裝置外殼12內設置有調節桿13，所述調節桿13的一端穿出調節裝置外殼12上預留的圓孔并和調節裝置外殼12緊密配合，另一端焊接在芯板10上，調節桿13的中軸線和文丘里混合器的軸線相交并且兩軸線垂直；在調節桿13穿出調節裝置外殼12處套有密封圈14，保證調節桿13與調節裝置外殼12的連接處不泄露。
[0035]如圖6所示,表示兩塊芯板10相對位置變化時可調縮孔8處的液體流通區域示意圖，圖6中直徑較大的圓為可調縮孔8處擴散段5的內表面，陰影部分為兩塊芯板10在擴散段5中的相對位置，空白部分為可調縮孔8處的混合液體流通區域。當可調縮孔8的兩塊芯板10接觸時，可調縮孔8為圓環結構，此處的流通區域為圓形，并且流通面積最小；當縮孔可調裝置11調節兩塊芯板10的相對位置使兩塊芯板10分離時，可調縮孔8處的流通區域不再是簡單的圓形，而是變為不規則圖形。
[0036]作為本發明的優選實施方式，所述圓形芯板15直徑為2/3D，D為固定縮孔處主流文丘里管擴散段5縱向圓形剖面的內徑。
[0037]作為本發明的優選實施方式，所述芯板10的內徑為l/2d，d為可調縮孔8處擴散段5縱向圓形剖面的內徑，外徑與可調縮孔8處擴散段5圓形剖面的外徑相同。[0038]作為本發明的優選實施方式，所述擴散段5從上游到下游的第一組縮孔中的固定縮孔7安裝在喉部3下游1/10L處，L為文丘里混合器擴散段的長度，相鄰兩組縮孔之間的間距為1/10L，每組縮孔中，固定縮孔7位于可調縮孔8上游，其間距為1/10L。
[0039]作為本發明的優選實施方式，所述圓形芯板15、芯板10和調節裝置外殼12均選用厚度為4mm的不銹鋼板,支撐架9選用直徑為4mm的不銹鋼柱,調節桿13選用直徑為4mm的不銹鋼桿。
[0040]作為本發明的優選實施方式，所述擴散段5的擴散角為7.7°。
[0041]本發明一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器，能加強文丘里混合器內混合流體的擾動，有效提高文丘里混合器的混合效率，避免混合不均的現象出現；焊接在擴散段5內表面的固定縮孔7和嵌入在擴散段5內的可調縮孔8，使文丘里管內流動的流體流經固定縮孔7和可調縮孔8后在流道內呈波浪流動，產生明顯的彌散流動效應，其彌散流動效應使文丘里混合器內流體湍動更加劇烈；同時，又能改變擴散段5的流場，避免了擴散段5壁面附近的流體流動緩慢使流體混合不均的弊端，使擴散段5內液體的擾動更加劇烈，增強了擴散段5內兩種液體的混合效果。混合液體流經縮孔時，由于流通面積變小，混合流體流速增大，湍動強度增強，增強了混合流體的擾動，提高了混合效率。
[0042]加入固定縮孔7和可調縮孔8，使得擴散段5內流體的流通區域在不斷變化，流體在擴散段5流動時，漸縮流動和漸擴流動交替出現，極大地增強了混合流體的紊流程度，增強兩種流體的混合效果。
[0043]擴散段5內固定縮孔7和可調縮孔8交替布置，當混合液體流經主流文丘里管擴散段5時，交替流過固定縮孔7和可調縮孔8，混合液體在主流文丘里管擴散段5內波浪流動，混合液體流速和流動方向時刻發生變化，這種結構有效地增大主流文丘里管擴散段5內混合液體的湍動強度和流速，提高液體的混合效率，避免混合不均勻的現象出現，能顯著提高文丘里混合器的混合效率。
[0044]如圖3、圖4和圖5所示，每個可調縮孔8都連接一個配套的縮孔調節裝置11，芯板10與縮孔調節裝置11中的調節桿13焊接在一起，在進行縮孔調節時，優選的，保證同一縮孔所連接的兩根調節桿13同時移動，并且兩調節桿13移動距離相同。通過推拉調節桿13來移動芯板10，以調整兩塊芯板10的相對位置，使兩塊芯板10以文丘里混合器軸線為對稱中心，在擴散段5中內外往復運動，從而改變縮孔處的液體的通流區域。兩塊芯板10以文丘里混合器軸線為中心對稱布置，當兩塊芯板10接觸時，兩塊芯板10即形成一個圓環，此時流通區域是圓形，并且面積最小。
[0045]縮孔調節裝置11可以在線調節可調縮孔8中的兩塊芯板10的相對位置，改變可調縮孔8處的流通區域面積，使調節手段更加豐富，混合效果更佳。通過觀察文丘里混合器所配制的混合液體的乳化效果，通過推拉可調縮孔相連的兩個調節桿13，使芯板10在擴散段5中內外往復運動，來調整兩塊芯板10的相對位置，選擇適合的流通面積。在芯板10移動過程中，流通區域在不斷變化，會加強局部區域的擾流強度，增強混合效果。
【權利要求】
1.一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器，包括主流流體流過的文丘里管，所述文丘里管包括依次相連通的流入管道(I)、漸縮段(2)、喉部(3)、擴散段(5)、流出管道(6)，在所述喉部(3)側面開有引入流體流入的引入管(4)，其特征在于:還包括在擴散段(5)內設置的多組縮孔，每組縮孔包含一個固定縮孔(7)和一個可調縮孔(8)，所述固定縮孔(7)和可調縮孔(8)的徑向均與主流流體來流方向垂直，所述固定縮孔(7)為圓形芯板(15)通過多根支撐架(9 )焊接在擴散段(5 )內壁上形成，所述可調縮孔(8 )由兩塊芯板(10 )組成，通過縮孔調節裝置(11)調節可調縮孔(8)的流通區域面積； 所述縮孔調節裝置(11)包括焊接在擴散段(5 )外表面的調節裝置外殼(12)，調節裝置外殼(12)內設置有調節桿(13)，所述調節桿(13)的直徑和所述芯板(10)的厚度相同，一端焊接在芯板(10)上，調節桿(13)的中軸線和文丘里混合器的軸線相交并且兩軸線垂直，用于推拉芯板(10)，另一端穿出調節裝置外殼(12)上預留的圓孔并和調節裝置外殼(12)緊密配合，在調節桿(13)穿出調節裝置外殼(12)處套有密封圈(14)。
2.根據權利要求1所述的一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器，其特征在于:所述圓形芯板(15)和可調縮孔(8)的軸線與主流文丘里管的軸線重合。
3.根據權利要求1所述的一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器，其特征在于:所述芯板(10)為半圓環結構，兩塊芯板(10)以文丘里混合器軸線為中心對稱布置，兩塊芯板(10)組成一個可調縮孔(8)，當兩塊芯板(10)接觸時，可調縮孔(8)處的流通區域為圓形，當兩塊芯板(10)分離時，可調縮孔(8)處的流通區域為不規則圖形。
4.根據權利要求1所述的一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器，其特征在于:所述圓形芯板(15)直徑為2/3D，D為固定縮孔(7)處擴散段(5)縱向圓形剖面的內徑。
5.根據權利要求1所述的一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器，其特征在于:所述芯板(10)的內徑為l/2d，d為可調縮孔(8)處擴散段(5)縱向圓形剖面的內徑，外徑與可調縮孔(8)處擴散段(5)圓形剖面的外徑相同。
6.根據權利要求1所述的一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器，其特征在于:所述擴散段(5)從上游到下游的第一組縮孔中的固定縮孔(7)安裝在喉部(3)下游1/10L處，L為文丘里混合器擴散段的長度處，相鄰兩組縮孔之間的間距為1/10L ;每組縮孔中，固定縮孔(7)位于可調縮孔(8)上游，其間距為1/10L。
7.根據權利要求1所述的一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器，其特征在于:所述縮孔調節裝置(11)能夠在線調節可調縮孔(8)中兩塊芯板(10)的相對位置。
8.根據權利要求1所述的一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器，其特征在于:所述圓形芯板(15)、芯板(10)和調節裝置外殼(12)均選用厚度為4mm的不銹鋼板，支撐架(9)選用直徑為4mm的不銹鋼柱，調節桿(13)選用直徑為4mm的不銹鋼桿。
9.根據權利要求1所述的一種擴散段含有縮孔的文丘里混合器，其特征在于:所述擴散段(5)的擴散角為7.7°。
【文檔編號】B01F3/08GK103846027SQ201410046810
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年2月10日 優先權日:2014年2月10日
【發明者】吳東垠, 曹慎騰 申請人:西安交通大學