特有专利技术

一种雾化微混合器

摘要

本发明属于物料混合设备技术领域，具体公开了一种雾化微混合器，包括壳体，壳体内设有空腔，空腔沿物料流向依次分为布料段、混合段和雾化段，雾化段包括收缩段、喉口段和扩张段，布料段内设有将布料段分隔为若干独立的布料腔的分隔件，分隔件包括若干横向部和若干竖向部;壳体上设有与布料腔数量相同的进料口，且布料腔与对应的进料口连通。本发明中，反应物料流经布料段后形成相互交替的多层物料，有效增加了反应物料的接触面积而后通过雾化段实现对反应物料的雾化，得到高速雾化物料，进一步增加了反应物料的接触面积，从而提高了反应物料的传质效率，有效减少反应物料在反应列管内副反应的发生，提高了产品的生产率和纯度。

权利要求书

1.一种雾化微混合器，包括壳体，其特征在于：所述壳体内设有空腔，空腔沿物料流向依次分为布料段、混合段和雾化段，雾化段包括收缩段、喉口段和扩张段，所述布料段内设有分隔件，分隔件包括若干横向部和若干竖向部，相邻两个横向部通过竖向部连接，分隔件将布料段的空间分隔为若干个独立的布料腔;所述壳体上设有至少两个进料口，布料腔的数量与进料口的数量相同，且布料腔与对应的进料口连通。

2.根据权利要求1所述的雾化微混合器，其特征在于：所述横向部上设有若干弯折部。

3.根据权利要求2所述的雾化微混合器，其特征在于：所述弯折部呈方型或半圆型。

4.根据权利要求1所述的雾化微混合器，其特征在于：所述横向部呈波浪型。

5.根据权利要求1所述的雾化微混合器，其特征在于：所述扩张段内设有扰流件。

6.根据权利要求5所述的雾化微混合器，其特征在于：所述扰流件包括转轴和若干同轴固定连接于转轴上的叶片，所述转轴转动连接于扩张段的内壁上。

7.根据权利要求1所述的雾化微混合器，其特征在于：相邻两个横向部之间平行设置。

8.根据权利要求7所述的雾化微混合器，其特征在于：相邻两个横向部之间的空隙值大于0且小于等于5mm。

9.根据权利要求7所述的雾化微混合器，其特征在于：相邻两个横向部之间的空隙值大于等于1mm且小于等于2.5mm。

10.根据权利要求1所述的雾化微混合器，其特征在于：所述壳体上设有减重孔。

说明书

一种雾化微混合器

技术领域

[0001] 本发明涉及物料混合设备技术领域，特别是涉及一种雾化微混合器。

背景技术

[0002] 化学反应器是一种实现反应过程的设备，而许多化工产品的生产都需要通过化学反应器来完成。化工生产过程一般分为连续反应过程和间歇反应过程，间歇反应过程需要在反应釜内进行，间歇式反应具有反应时间长、设备利用率低、单台反应器生产能力小的问题。而连续反应过程是在列管式反应器内进行，列管式反应器一般用于进行强烈放热或强烈吸热的反应过程，列管式反应器内具有许多根反应列管，反应物料在反应列管内发生化学反应生成产品而由于反应列管内的空间大小有限，因此反应物料直接进入反应列管内后，其混合程度不高反应物料的传质效率不高，导致副反应发生较多，直接影响产品的生产率和纯度。

发明内容

[0003] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种雾化微混合器，用于解决现有技术中因反应物料直接进入反应列管而导致反应物料传质效率低的问题。

[0004] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种雾化微混合器，包括壳体，所述壳体内设有空腔，空腔沿物料流向依次分为布料段、混合段和雾化段，雾化段包括收缩段、喉口段和扩张段，所述布料段内设有分隔件，分隔件包括若干横向部和若干竖向部，相邻两个横向部通过竖向部连接，分隔件将布料段内的空间分隔为若干个独立的布料腔;所述壳体上设有至少两个进料口，布料腔的数量与进料口的数量相同，且布料腔与对应的进料口连通。

[0005] 如上所述，本发明的一种雾化微混合器，具有以下有益效果：本发明中，利用分隔件将布料段的内部空间分隔为与进料口数量相同的、独立的布料腔，而且由于分隔件具有若干横向部和若干竖向部，因此，分隔件能够将布料腔的内部空间分为多层空间，从而使得经进料口流入布料腔内的反应物料形成多层物料，且两种以上的反应物料所形成的多层物料相互交替，例如，在布料段的纵向截面上，两种反应物料形成“物料层A?物料层B?物料层 A?物料层 B……”的结构，且每一层物料充满相邻两个横向部之间形成的间隙，即每一层物料的面积较大，也就是说，本发明的布料段能够有效增加反应物料的接触面积，使得反应物料在混合段混合时的接触面积有效增加，从而使得反应物料的传质效率有效提高。

[0006] 不仅如此，本发明中的壳体内还设计了雾化段，反应物料在混合段混合后，流经收缩段收缩段的流通面积收缩，而后又通过喉口段和扩张段，反应物料在收缩段加速流动，收缩段的内壁对反应物料进行冲击、破碎，使得反应物料雾化，进一步增加反应物料的接触面积，从而进一步提高反应物料的传质效率。

[0007] 综上所述，本发明中的雾化微混合器，先通过布料段的结构设计，使得反应物料形成相互交替的多层物料结构，增加了反应物料的接触面积，又通过雾化段实现对反应物料的雾化得到高速雾化物料，进一步增加反应物料的接触面积，从而提高反应物料的传质效率，即，使得进入反应列管内的反应物料的传质效率高，有效减少反应列管内副反应的发生，提高产品的生产率和纯度。

[0008] 可选地，所述横向部上设有若干弯折部。

[0009] 本方案中，横向部上的弯折部能够使得反应物料形成具有起伏的物料层，从而进一步增加反应物料的接触面积，进而进一步提高反应物料的传质效率。

[0010] 可选地，所述弯折部呈方型或半圆型。

[0011] 可选地，所述横向部呈波浪型。

[0012] 本方案中，当横向部呈波浪型时，能够使得进入布料腔内的反应物料形成具有更大起伏的物料层，从而进一步增加反应物料的接触面积，进而进一步提高反应物料的传质效率。

[0013] 可选地，所述扩张段内设有扰流件。

[0014] 本方案中，扩张段内的扰流件能够改变高速雾化物料的流动路径，从而进一步提高反应物料的传质效率。

[0015] 可选地，所述扰流件包括转轴和若干同轴固定连接于转轴上的叶片，所述转轴转动连接于扩张段的内壁上。

[0016] 本方案中，反应物料经雾化段雾化后，得到高速雾化物料，该高速雾化物料的速度能够达到超音速，因此，高速雾化物料冲击在叶片上，从而带动叶片和转轴转动，转动的叶片能够改变反应物料的流动路径，进而实现对反应物料的扰流，进一步提高反应物料的传质效率。

[0017] 可选地，相邻两个横向部之间平行设置。

[0018] 本方案中，相邻两个横向部平行设置，确保反应物料在相邻两个横向部之间形成的物料层的厚度均匀。

[0019] 可选地，相邻两个横向部之间的空隙值大于0且小于等于5mm。

[0020] 本方案中，限定相邻两个横向部之间的空隙值大于0且小于等于5mm，从而限定了反应物料形成的物料层厚度在0?5mm之间(排除0)，即反应物料形成了膜状物料，避免物料层的厚度过厚而不利于反应物料的快速混合。

[0021] 可选地，相邻两个横向部之间的空隙值大于等于1mm且小于等于2.5mm。

[0022] 本方案中，限定相邻两个横向部之间的空隙值大于等于1mm且小于等于2 .5mm，从而限定了反应物料形成的物料层厚度在1?2 .5mm之间，避免因厚度过薄而引起的分隔件加工困难问题，同时又避免物料层的厚度过厚。

[0023] 可选地，所述壳体上设有减重孔。

[0024] 本方案中，壳体上的减重孔能够减轻壳体的重量，进而减雾化微混合器的整体重量

附图说明

[0025] 图1为本发明实施例一中一种雾化微混合器的构结构示意图;

[0026] 图2为图1中A?A方向的剖视图;

[0027] 图3为图2中B?B方向的剖视图;

[0028]图4为本发明实施例二中一种雾化微混合器按照图1中A?A方向的剖视图；

[0029]图5为本发明实施例三中一种雾化微混合器按照图2中B?B方向的剖视图；

[0030]图6为本发明实施例四中一种雾化微混合器按照图2中B?B方向的剖视图；

[0031]图7为本发明实施例五中一种雾化微混合器按照图2中B?B方向的剖视图。

图4为本发明实施例二中一种雾化微混合器按照图1中A?A方向的剖视图; 图5为本发明实施例三中一种雾化微混合器按照图2中B?B方向的剖视图; 图6为本发明实施例四中一种雾化微混合器按照图2中B?B方向的剖视图; 图7为本发明实施例五中一种雾化微混合器按照图2中B?B方向的剖视图。

具体实施方式

[0032] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

[0033] 需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。并且，下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。

[0034] 说明书附图中的附图标记包括：壳体100、布料腔110、混合段120、雾化段130、收缩段 131、喉口段132、扩张段133、减重孔140、进料口150、分隔件200、横向部210、弯折部211、竖向部220、扰流件300、转轴301、叶片302。

[0035] 实施例一

[0036] 如图1、图2和图3所示，本实施例提供一种雾化微混合器，包括壳体100，壳体100内设有空腔，空腔的底端延伸出壳体100的底端(从图2看)，空腔内沿物料流向依次分为布料段、混合段120和雾化段130，雾化段130包括收缩段131、喉口段132和扩张段133。布料段内设有分隔件200，分隔件200包括若干横向部210和若干竖向部220，相邻两个横向部 210通过竖向部220连接，分隔件200将布料段的空间分隔为若干个独立的布料腔110，本实施例中，分隔件200的数量为一个，一个分隔件200将布料段的空间分隔为两个独立的布料腔 110。需要说明的是，本领域技术人员，可以根据实际情况，在布料段内设计合适数量的分隔件200，从而将布料段的空间分隔为与反应物料的数量相同的布料腔110。

[0037] 另外，本实施例中，分隔件200的横向部210的数量为七个，竖向部220的数量为八个，横向部210和竖向部220一体成型。相邻两个横向部210平行设置，且横向部210均水平设置，相邻两个横向部210之间的间隙值大于0且小于等于5mm，本实施例中，相邻两个横向部 210之间的间隙值为2mm，以便反应物料形成2mm厚的膜状物料。

[0038] 壳体100上设有减重孔140和至少两个进料口150，本实施例中，进料口150的数量为两个，减重孔140位于两个进料口150之间。两个进料口150分别与对应的布料腔110连通，即，从图2看，左侧的进料口150与左侧的布料腔110连通，右侧的进料口150与右侧的布料腔 110连通。

[0039] 实际使用时，两种反应物料分别通过两个进料口150流入对应的布料腔110内，由于分隔件200的形状特殊，分隔件200能够将布料腔110的内部空间分隔为连通的多层空间，因此，流入布料腔110内的反应物料形成了多层物料，且又由于相邻两个横向部210之间的空隙值为2mm，因此，反应物料形成了多层膜状物料。为了描述方便，我们将两种反应物料分别命名为反应物料A和反应物料B，由图3可知，反应物料A所形成的多层膜状物料和反应物料B所形成的多层膜状物料相互交替设置，即形成了“膜状物料A?膜状物料B?膜状物料 A ? 膜状物料B?膜状物料A?膜状物料B?膜状物料A?膜状物料B”的结构，因此，当两种反应物料经过对应的布料腔110流入混合段120内后，多层膜状物料A和多层膜状物料B在重力作用下自动接触、混合，由于两种反应物料的接触面积大，因此，两种反应物料的传质效率高。 [0040] 而后，在混合段120内混合后的反应物料，流经雾化段130，由于收缩段131呈锥形，流通面积收缩，反应物料流经收缩段131而后又通过喉口段132和扩张段133，因此，反应物料在收缩段131加速流动，收缩段131的内壁对反应物料进行冲击、破碎，使得反应物料雾化，得到高速雾化物料(可通过高压阀或者流量器调节反应物料流入进料口150时的初始速度，最快可将反应物料的初始速度调节至超音速，从而得到超音速雾化物料)，雾化后的反应物料，其接触面积进一步增加，更有利于反应物料的传质过程。因此，本实施例中的雾化微混合器，一方面通过设计结构特殊的布料腔110来增加反应物料的接触面积，另一方面通过设计雾化段130，实现反应物料的雾化，进一步增加反应物料的接触面积，从而提高反应物料进入反应列管(反应列管与雾化微混合器的底端连通)后的传质效率，减少反应列管内副反应的发生，提高产品的生产率和纯度。

[0041] 实施例二

[0042] 本实施例与实施例一的不同之处仅在于：如图4所示，本实施例中，扩张段133内设有扰流件300，扰流件300用于改变高速雾化物料的流动路径，从而进一步提高反应物料的混合程度，进而进一步提高反应物料的传质效率。本实施例中的扰流件300包括转轴301和若干同轴固定连接于转轴301上的叶片302，叶片302的数量为六片，叶片302焊接于转轴301 上，转轴301转动连接于扩张段133的内壁上。

[0043] 本实施例在实际使用时，反应物料经雾化后得到高速雾化物料，高速雾化物料冲击在叶片302上，从而带动叶片302和转轴301转动，而转动的叶片302能够改变反应物料的流动路径，进而实现对反应物料的扰流，提高反应物料的混合效果，从而提高反应物料的传质效率。

[0044] 实施例三

[0045] 本实施例与实施例一或实施例二的不同之处仅在于：本实施例中分隔件200的结构稍有不同，本实施例如图5所示，横向部210的数量为五个，竖向部220的数量为六个，相邻两个横向部210之间的间隙值为3 .5mm。横向部210上设有若干弯折部211，弯折部211呈方型。

[0046] 本实施例中，横向部210上的弯折部211能够使得反应物料在布料腔110内形成具有起伏的膜状物料，从而进一步增加两种反应物料的接触面积，进而进一步提高反应物料的传质效率。

[0047] 实施例四

[0048] 本实施例与实施例三的不同之处仅在于：如图6所示，本实施例中的弯折部211呈半圆型。

[0049] 本实施例提供了另一种弯折部211的形状，且本实施例中的弯折部211呈半圆型，外表更为圆滑，更利于反应物料在布料腔110内形成具有起伏的膜状物料。

[0050] 实施例五

[0051] 本实施例与实施例一或实施例二的不同之处仅在于：如图7所示，本实施例中，横向部 210的数量为五个，竖向部220的数量为六个，相邻两个横向部210之间的间隙值为 3.5mm。横向部210呈波浪型，且间隔设置的两个横向部210平行设置，相邻两个横向部210镜像对称设置。

[0052] 本实施例中，波浪型的横向部210能够使得进入布料腔110内的反应物料形成起伏更大的膜状物料，从而进一步增加反应物料的接触面积，进而进一步提高反应物料的传质效率。

[0053] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。