一种混合器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种混合器，混合器包括套管式进料接头（6）、混合管（4）和出口管（5），进料接头（6）包括外管（2）和处于外管中的内管（1），内管（1）上形成有第一进料口（11），外管（2）上形成有至少一个第二进料口（21），外管（2）的出口与混合管（4）的入口连接，混合管（4）的出口与出口管（5）的入口连接，内管（1）的出口处安装有喷嘴（3），出口管（5）为弯曲管道。本实用新型的混合器尤其适用于通过水玻璃溶液与无机酸溶液混合形成硅溶胶，并且具有结构简单、体积较小、混合效果良好、能连续作业等优点。
【专利说明】一种混合器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种混合器，具体地，涉及一种用于水玻璃与酸混合反应生成硅溶胶的混合器。
【背景技术】
[0002]裂化催化剂生产中使用的硅溶胶是通过无机酸与水玻璃接触反应而制得的，但是无机酸与水玻璃反应生成硅溶胶的反应条件比较苛刻，只有二者比例合适、搅拌均匀且混合速度较快，才不至于形成硅凝胶而影响产品质量。为了制备质量良好的硅溶胶，现有技术中提供了许多结构复杂、价格昂贵且生产过程复杂的设备。
[0003]另外，中国专利CN201342325公布了一种制备硅溶胶的混合器，包括进料接头、混合管、混合室和出口管。由于该混合器中在混合室处管径突然增大，使在混合管内初步混合的液体，能在混合室形成涡流，从而充分混合液体。该混合器的混合效果较好，能够连续稳定地制备硅溶胶。但由于该混合器需要装备一个甚至多个体积庞大的混合室，占据较大的空间，整体结构笨重，因此限制了其应用场合。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种混合器，该混合器具有结构简单、混合效果良好、可以连续混合并具有较小的外部体积等优点。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型提供一种混合器，所述混合器包括套管式进料接头、混合管和出口管，所述进料接头包括外管和处于所述外管中的内管，所述内管上形成有第一进料口，所述外管上形成有第二进料口，所述外管的出口与所述混合管的入口连接，所述混合管的出口与所述出口管的入口连接，所述内管的出口处安装有喷嘴，其特征在于，所述出口管为弯曲管道。
[0006]优选地，所述出口管为圆弧形弯曲管道。
[0007]具体选择地，所述出口管的弯头角度为5-175度，优选为30?120度，进一步优选为 90。。
[0008]优选地，所述喷嘴为锥形或锥台形，所述喷嘴包括喷嘴体和分别形成在该喷嘴体两端的喷嘴进口和喷嘴出口，所述喷嘴的通流面积从所述喷嘴进口向所述喷嘴出口逐渐减小。
[0009]具体地，所述喷嘴为圆锥形或圆台形，所述喷嘴进口和喷嘴出口的通流面积之比为2:1?200:1，优选为7:1?100:1，更优选为12:1?60:1，所述喷嘴的锥角为5?175度，优选为30?120度。
[0010]更加优选地，所述喷嘴进口与所述喷嘴出口间的距离与喷嘴进口的直径之比为
0.5 ?3。
[0011]优选地，所述进料接头的外管与内管通流面积之比为0.07:1?15:1，优选为
0.3:1 ?3:1。[0012]特别优选地，所述第二进料口沿着外管的管壁的切向方向设置。
[0013]进一步优选地，所述外管、内管和混合管均为等直径圆管，所述出口管为圆弧形弯曲管道，所述喷嘴为圆锥形，所述外管内径为20~80mm,所述内管的内径为5~50mm,优选为10~40mm,所述喷嘴的出口直径为3~15mm,锥角为35~50度,所述混合管的长径比为6。
[0014]通过上述技术方案，一种液体经内管的第一进料口流入并通过喷嘴以较高的速度进入混合管，另一种液体经外管的第二进料口以较低的速度从内管出口周围流入混合管，喷嘴喷出的高速流体与周围的低速流体产生高剪切力，从而形成漩涡向四周扩散。在混合管内经初步混合的流体进入出口管时，由于出口管为弯曲管道，进一步引导液体产生镟涡以使混合更加充分。出口管利用结构上的改善，以较小的体积实现了充分混合的目的。
[0015]另外，整个装置结构简单，可以实现连续作业。
[0016]本实用新型的混合器尤其适用于通过水玻璃溶液与无机酸溶液混合形成硅溶胶，其中，所述第一进料口用于输送水玻璃溶液，所述第二进料口用于输送无机酸溶液。该混合器能够形成较高质量的硅溶胶，满足工业生产的要求。
[0017]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0019]图1是本实用新型的一种【具体实施方式】的混合器装配示意图；
[0020]图2是本实用新型套管进料接头的剖视图；
[0021]图3是本实用新型一种喷嘴的结构示意图。
[0022]附图标记说明
[0023]1 内管；11第一进料口；
[0024]2 外管；21第二进料口；
[0025]3 喷嘴；31 喷嘴进口；
[0026]32喷嘴体； 33喷嘴出口；
[0027]4 混合管； 5 出口管；
[0028]6 进料接头；α 弯头角度。
【具体实施方式】
[0029]以下对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0030]如图1至图3所示，本实用新型的混合器包括套管式进料接头6、混合管4和出口管5,所述进料接头6包括外管2和处于该外管中的内管1，所述内管I上形成有第一进料口 11，所述外管2上形成有至少一个第二进料口 21，所述外管2的出口与所述混合管4的入口连接，所述混合管4的出口与所述出口管5的入口连接，所述内管I的出口处安装有喷嘴3，所述出口管5为弯曲管道。这里所述的弯曲管道可以有多种弯曲形式和截面形式，例如弯曲管道的轴线沿着圆弧或者圆的渐伸线伸展，沿管道进口到出口方向可以形成为通流面积逐渐增大的形式等。
[0031]作为本实用新型【具体实施方式】的一种优选方式，所述出口管5为圆弧形弯曲管道，在混合管4中经初步混合的混合液，在该出口管5处沿管道弯曲的方向进一步混合，效果良好。
[0032]具体实施中，上述圆弧形的出口管5的弯头角度α优选为30?120度，通常弯头角度α为90°。如图1所示，上述弯头角度α指弯头进口轴线与出口轴线之间的夹角。
[0033]作为本实用新型的一种优选实施方式，所述喷嘴3优选形成为锥形或锥台形，包括喷嘴体32和分别形成在该喷嘴体32两端的喷嘴进口 31和喷嘴出口 33，为了在喷嘴3处使经内管I流入的液体具有较高的流动速度，喷嘴3的通流面积从所述喷嘴进口 31向所述喷嘴出口 33逐渐减小。需要注意的是，上述锥形或锥台形的喷嘴3可以呈现多种不同的形式，例如棱锥形、椭圆锥等，或者外部轮廓形成为圆柱形等别的形式，仅在内腔呈收缩状以提高液体通流速度，并通过圆孔状喷嘴出口 33，使内管I中的液体向四周喷射以与外管2中的液体混合，这些类似的变形均落在本实用新型的构思范围之内。
[0034]作为本实用新型的一种【具体实施方式】，如图3所示，喷嘴3为圆锥形或圆台形，并且其喷嘴进口 31与喷嘴出口 33的通流面积之比为2:1?200:1，优选为7:1?100:1，更优选为12:1?60:1，该喷嘴3的锥角为5?175度，优选为30?120度。上述喷嘴进口31与喷嘴出口 33间的距离L与喷嘴进口 31的直径D之比优选为0.5?3。
[0035]对于制备不同的混合液、采用不同的原料以及泵送速度的差异，所述进料接头6的内管I和外管2通流面积有不同的选择，在具体实施中，所述外管2与内管I的通流面积之比为0.07:1?15:1，优选为0.3:1?3:1。
[0036]在本实用新型的具体实施中，所述外管2的第二进料口 21并不局限于图1所示的形式，还可以设置为沿着外管2的管壁切向方向。另外，混合器的外管2上形成的第二进料口 21可以为一个或多个，例如包括两个所述第二进料口 21，对称地设置在外管两侧，这样可以使外管2中的液体均匀地沿着管壁涡旋进入混合管4，与内管I中液体混合效果更佳。
[0037]上述各实施方案中，所述混合管4优选为圆管，优选的圆管长径比为3?20，更优选为3?10，最优选为6。此处及以下说述长径比是指混合管4的进口与出口间的距离与该混合管4的直径之比。
[0038]作为本实用新型的一种较好的实施方式，所述混合器的外管2、内管I和混合管4均为圆管，例如各自形成为等直径圆管(但外管2、内管I和混合管4的直径彼此可以不等)，所述出口管5为圆弧形弯曲管道，所述喷嘴3为圆锥形，所述外管2的内径为20?80mm，所述内管I的内径为5?50mm,优选10?40mm,所述喷嘴3的出口直径为3?15mm,且锥角为35?50度，混合管4长径比为6。
[0039]上述各【具体实施方式】中的混合器不局限于所描述的零部件，还可以有开关、法兰等其他辅助部件，以使本实用新型在具体实施中更加完备。
[0040]另一方面，本实用新型还提供一种制备硅溶胶的设备，该设备包括如上文所述的混合器，其中，所述第一进料口用于输送水玻璃溶液，所述第二进料口用于输送无机酸溶液。
[0041]所述混合器也不仅仅适用于硅溶胶的配置，同样也可以用于其他液体与液体之间的混合配置。以下将通过实施例对本实用新型进行详细描述。[0042]实施例1
[0043]本实施例的硅溶胶配置装置如图1所示，具体规格如下:内管的外径(直径)32mm,内径(直径)25mm,外管内径40mm,喷嘴出口孔径5mm,喷嘴长度25mm,混合管直径40mm,混合管长度为240mm，混合管出口管直径40mm，出口管弯头角度为90度。配制硅溶胶的原料用二氧化硅含量为15%的水玻璃溶液和浓度为18%的稀硫酸溶液。水玻璃溶液和稀硫酸同时用泵送入硅溶胶配置装置，水玻璃从内管进入，水玻璃的流量为1.0m3/h，稀硫酸流量为
0.5m3/h。硅溶胶配置装置出口为稳定的硅溶胶。所配置的硅溶胶清澈透明，无凝胶块，二氧化硅含量10%，pH值1.8，室温下的胶凝时间为15小时。
[0044]对比例I
[0045]同实施例1，不同在于:所述混合器出口管为直管。由于两种溶液混合不均匀，所配置的硅溶胶中有肉眼可辨的凝胶块存在，硅溶胶中各处的PH值差异较大，所得硅溶胶的胶凝时间为10小时。
[0046]以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0047]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0048]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.一种混合器，所述混合器包括套管式进料接头(6)、混合管(4)和出口管(5)，所述进料接头(6 )包括外管(2 )和处于所述外管中的内管(I)，所述内管(I)上形成有第一进料口(11)，所述外管(2)上形成有第二进料口(21)，所述外管(2)的出口与所述混合管(4)的入口连接，所述混合管(4)的出口与所述出口管(5)的入口连接，所述内管(I)的出口处安装有喷嘴(3)，其特征在于，所述出口管(5)为弯曲管道。
2.根据权力要求I所述的混合器，其特征在于，所述出口管(5)为圆弧形弯曲管道。
3.根据权利要求2所述的混合器，其特征在于，所述出口管(5)的弯头角度(α)为30?120度。
4.根据权利要求3所述的混合器，其特征在于，所述出口管(5)的弯头角度(α)为90。。
5.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述喷嘴(3)为锥形或锥台形，所述喷嘴包括喷嘴体(32)和分别形成在该喷嘴体(32)两端的喷嘴进口(31)和喷嘴出口(33)，所述喷嘴(3)的通流面积从所述喷嘴进口(31)向所述喷嘴出口(33)逐渐减小。
6.根据权利要求5所述的混合器，其特征在于，所述喷嘴(3)为圆锥形或圆台形，所述喷嘴进口(31)和喷嘴出口(33)的通流面积之比为2:1?200:1，所述喷嘴(3)的锥角为5?175度。
7.根据权利要求6所述的混合器，其特征在于，所述喷嘴进口(31)和喷嘴出口(33)的通流面积之比为7:1?100:1，所述喷嘴(3)的锥角为30?120度。
8.根据权利要求7所述的混合器，其特征在于，所述喷嘴进口(31)和喷嘴出口(33)的通流面积之比为12:1?60:1。
9.根据权利要求6所述的混合器，其特征在于，所述喷嘴进口(31)与所述喷嘴出口(33)间的距离(L)与喷嘴进口(31)的直径(D)之比为0.5?3。
10.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述进料接头(6)的外管(2)与内管Cl)的通流面积之比为0.07:1?15:1。
11.根据权利要求10所述的混合器，其特征在于，所述进料接头(6)的外管(2)与内管Cl)的通流面积之比为0.3:1?3:1。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的混合器，其特征在于，所述第二进料口(21)沿着所述外管(2)的管壁切向方向设置。
13.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述外管(2)、内管(I)和混合管(4)均为等直径圆管，所述出口管(5)为圆弧形弯曲管道，所述喷嘴(3)为圆锥形，所述外管(2)的内径为20?80mm,所述内管(I)的内径为5?50mm,所述喷嘴(3)的出口直径为3?15mm,锥角为35?50度,所述混合管(4)的长径比为6。
14.根据权利要求13所述的混合器，其特征在于，所述内管(I)的内径为10?40mm。
【文档编号】B01F5/20GK203564985SQ201320603193
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】严加松, 田辉平, 朱玉霞, 周灵萍, 周岩, 杨凌, 贾慧, 李丽娜 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院