專利名稱：一種流體混合方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體混合方法及其裝置，特別是化工、醫(yī)藥、涂料、化妝品、環(huán)境保護(hù)等行業(yè)的流體混合方法及其裝置。
為了克服攪拌器的不足，中國專利012112216公開了一種《振動(dòng)混合乳化機(jī)》，該振動(dòng)混合乳化機(jī)包括罐體、加料口、進(jìn)出料管、上水管，其特征在于在罐體上蓋安裝振動(dòng)器，振動(dòng)器上套振動(dòng)拉環(huán)，振動(dòng)拉環(huán)與固定在罐體上的兩個(gè)拉簧連接，罐體底部安裝攪拌器，罐體上蓋安裝進(jìn)料口，在罐體上部安裝進(jìn)出料管、上水管。振動(dòng)器的頻率每分鐘達(dá)4萬次，所發(fā)的力有300公斤。從說明書附圖分析，所述振動(dòng)器是一個(gè)與豎向布置電動(dòng)機(jī)連接的懸臂軸(說明書和權(quán)利要求書沒有給出定義)，高速旋轉(zhuǎn)的懸臂軸和拉環(huán)直接接觸流體進(jìn)行攪拌混合，其運(yùn)動(dòng)軌跡基本上是一個(gè)圓錐面，也就是說它們的工作范圍還不夠大，所以，該振動(dòng)器所能達(dá)到的混合速度和生產(chǎn)效率并不理想。該振動(dòng)器所體現(xiàn)出來的混合方法實(shí)質(zhì)上仍然是轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌條件下的宏觀混合，而不是微觀混合意義上的振動(dòng)混合。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種流體混合方法，其特征在于，包括以下操作步驟a.啟動(dòng)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)打擊器高速旋轉(zhuǎn)，b.打擊器的打擊頭打擊振蕩器的剛體，c.剛體產(chǎn)生高頻振蕩并把具有確定頻率和振幅的能量傳遞給剛體周圍的流體，使兩種或兩種以上的流體相互碰撞、剪切、分散、混合。
一種實(shí)施所述流體混合方法的裝置，包括一個(gè)由原動(dòng)機(jī)和一根懸臂軸通過聯(lián)軸器連接組成的振動(dòng)器，其特征在于，所述裝置還包括a.所述的懸臂軸即打擊器由一根軟軸與軟軸上端的聯(lián)軸器和軟軸下端的打擊頭連接組成，
b.一個(gè)由支架和剛體組成的振蕩器，該振蕩器的剛體包圍著高速旋轉(zhuǎn)的打擊頭，承受打擊頭的打擊而產(chǎn)生高頻振蕩。
上述的流體混合裝置，所述軟軸是螺旋彈簧或者是多股鋼絲繩。
上述的流體混合裝置，所述打擊頭是金屬棒或者是金屬球。
上述的流體混合裝置，所述剛體是一個(gè)上端開口下端封閉的鋼管。
上述的流體混合裝置，在所述剛體外壁上安裝有若干具有彈性的振蕩翼片。
上述的流體混合裝置，所述振蕩翼片是由若干條放射狀板片構(gòu)成，或者是設(shè)置有若干孔洞的整體板片，或者是帶有網(wǎng)子的整體板片。本發(fā)明的有益效果是1 采用本發(fā)明方法和流體混合裝置可以實(shí)現(xiàn)全方位的充分的宏觀混合，混合時(shí)間短，能源消耗低。
在環(huán)保領(lǐng)域，氣浮是廢水處理最常用的預(yù)處理方法之一，其效果取決于絮凝劑與廢水的混合程度和空氣在水中的分散程度以及微氣泡與絮體的粘附效果。常用氣液混合泵將廢水加壓到0.4-0.6Mpa，在泵前加入絮凝劑，在泵體吸入空氣，經(jīng)泵葉輪攪拌切割、加壓溶氣后，進(jìn)入氣浮池釋放微氣泡進(jìn)行氣浮。常用的QY50-12氣液混合泵的技術(shù)參數(shù)處理廢水12m3/h，動(dòng)力5.5KW，氣浮去除率35-40％。
采用本發(fā)明方法和流體混合裝置進(jìn)行氣水混合試驗(yàn)表明15m3/h的污水以0.07Mpa的壓力進(jìn)入本裝置，進(jìn)口處經(jīng)一個(gè)簡易的射流器吸入空氣和絮凝劑溶液，在本裝置內(nèi)混合15秒鐘，氣水充分混合，乳白色混合液進(jìn)入氣浮池，氣浮去除率40-45％，氣浮效果比氣液混合泵好。本裝置的提升泵電機(jī)和振動(dòng)器電機(jī)的總功率小于1.5KW，動(dòng)力消耗僅是氣液混合泵的1/3。
2 具有微觀上快速混合的效果，促進(jìn)分子擴(kuò)散，使兩種物質(zhì)在分子尺度上交替排列或互相分隔，本發(fā)明方法和流體混合裝置特別適宜于兩流體之間的快速反應(yīng)。
水胺硫磷農(nóng)藥合成屬于非均相有機(jī)反應(yīng)，由于水相和有機(jī)相之間有一個(gè)界面，反應(yīng)只能在界面進(jìn)行，因此反應(yīng)很難發(fā)生。一般采用增加攪拌速度和加入催化劑促進(jìn)反應(yīng)發(fā)生。攪拌速度是有限的，宏觀混合不能完全滿足分子之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的要求，在催化劑幫助下，合成總收率只有60％。而且，水楊酸異丙酯∶二氯硫代磷酸甲酯∶液堿∶氨水的比例，理論值是1∶1∶1∶2，實(shí)際值是1∶1.1-1.4∶1.3-2.5∶2.6-3.5，浪費(fèi)和污染嚴(yán)重。
采用本發(fā)明方法和流體混合裝置進(jìn)行水胺硫磷農(nóng)藥合成1)把計(jì)量好的水楊酸異丙酯、甲苯、相轉(zhuǎn)移催化劑一次投入原料釜中-攪拌-開啟冷凍鹽水閥門-釜內(nèi)5℃時(shí)加入二氯硫代磷酸甲酯-用耐腐蝕泵將原料打入第一流體混合裝置(振動(dòng)頻率100-300Hz)。
2)加入液堿，控制溫度15-20℃-出料進(jìn)入緩沖罐，保持pH11-13-經(jīng)換熱進(jìn)入第二流體混合裝置。
3)在30-40℃時(shí)緩慢投加氨水-出料進(jìn)入緩沖罐，保持pH8-9-在40℃時(shí)恒溫1小時(shí)，水胺硫磷農(nóng)藥合成反應(yīng)完成-出料進(jìn)入第三流體混合裝置。
萃取、分層、回收原油等步驟同已知技術(shù)。
采用本發(fā)明方法和流體混合裝置進(jìn)行水胺硫磷農(nóng)藥合成總收率達(dá)到67％，化學(xué)反應(yīng)顯著加快。
可以不采用上述三級振動(dòng)方案，將流體混合裝置放入合成釜中，按照原有工藝參數(shù)，振動(dòng)和攪拌同時(shí)進(jìn)行。
本發(fā)明方法和流體混合裝置的其他效果還體現(xiàn)在實(shí)施例結(jié)構(gòu)分析中。
如

圖1所示，一種實(shí)施上述方法的流體混合裝置，由振動(dòng)器和振蕩器組成，其中的振動(dòng)器由原動(dòng)機(jī)(1)和打擊器通過聯(lián)軸器(2)連接組成，打擊器由一根軟軸(3)與軟軸上端的聯(lián)軸器(2)和軟軸下端的打擊頭(4)連接組成。其中的振蕩器由支架(5)和剛體(6)組成，該振蕩器的剛體(6)包圍著高速旋轉(zhuǎn)的打擊頭(4)，承受打擊而產(chǎn)生高頻振蕩。
如圖1所示，所述軟軸(3)是螺旋彈簧或者是多股鋼絲繩。所述打擊頭(4)是金屬棒或者是金屬球。軟軸和打擊頭既可以焊接在一起也可以熔鑄為一體。所述振蕩器的剛體(6)是一個(gè)上端開口下端封閉的鋼管。在所述剛體的外壁上安裝有若干具有彈性的振蕩翼片(7)。所述振蕩翼片(7)是由若干條放射狀板片構(gòu)成，或者是設(shè)置有若干孔洞的整體板片，或者是帶有網(wǎng)子的整體板片。
如圖1所示，振蕩器通過支架(5)上下兩端的法蘭盤分別與容器(8)和原動(dòng)機(jī)(1)連接。流體物料(9)既可以從上管口(10)進(jìn)入容器，也可以從下管口(11)進(jìn)入容器。
本發(fā)明所述流體一般是指液體、氣體或固體顆粒。如圖1所示，流體物料(9)連續(xù)的從上管口(10)或下管口(11)進(jìn)入混合裝置，高速旋轉(zhuǎn)的原動(dòng)機(jī)(1)通過聯(lián)軸器(2)帶動(dòng)軟軸(3)下端的打擊頭(4)高速擺動(dòng)，打擊剛體(6)使其產(chǎn)生高頻振蕩，振蕩翼片(7)隨著剛體(6)一起振蕩，并把具有確定頻率和振幅的能量傳遞給剛體和翼片周圍的流體物料，物料之間產(chǎn)生相對的高頻振動(dòng)、剪切、碰撞、分散、混合。物料(9)完成混合和反應(yīng)后從另一個(gè)管口出料。
權(quán)利要求
1.一種流體混合方法，其特征在于，包括以下操作步驟a.啟動(dòng)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)打擊器高速旋轉(zhuǎn)，b.打擊器的打擊頭打擊振蕩器的剛體，c.剛體產(chǎn)生高頻振蕩并把具有確定頻率和振幅的能量傳遞給剛體周圍的流體，使兩種或兩種以上的流體相互碰撞、剪切、分散、混合。
2.一種實(shí)施權(quán)利要求1所述方法的裝置，包括一個(gè)由原動(dòng)機(jī)和一根懸臂軸通過聯(lián)軸器連接組成的振動(dòng)器，其特征在于，所述裝置還包括a.所述的懸臂軸即打擊器由一根軟軸(3)與軟軸上端的聯(lián)軸器和軟軸下端的打擊頭(4)連接組成，b.一個(gè)由支架(5)和剛體(6)組成的振蕩器，該振蕩器的剛體包圍著高速旋轉(zhuǎn)的打擊頭(4)，承受打擊而產(chǎn)生高頻振蕩。
3.按照權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述軟軸(3)是螺旋彈簧或者是多股鋼絲繩。
4.按照權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述打擊頭(4)是金屬棒或者是金屬球。
5.按照權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述振蕩器的剛體(6)是一個(gè)上端開口下端封閉的鋼管。
6.按照權(quán)利要求2或5所述的裝置，其特征在于在所述剛體的外壁上安裝有若干具有彈性的振蕩翼片(7)。
7.按照權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述振蕩翼片(7)是由若干條放射狀板片構(gòu)成，或者是設(shè)置有若干孔洞的整體板片，或者是帶有網(wǎng)子的整體板片。
全文摘要
一種實(shí)現(xiàn)微觀混合的流體混合方法，啟動(dòng)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)打擊器高速旋轉(zhuǎn)，打擊頭打擊振蕩器的剛體，剛體產(chǎn)生高頻振蕩并把具有確定頻率和振幅的能量傳遞給剛體周圍的流體，使兩種或兩種以上的流體相互碰撞、剪切、分散、混合。一種實(shí)施所述方法使容器內(nèi)所有流體得到全方位混合的裝置，打擊器由一根軟軸(3)與軟軸上端的聯(lián)軸器和軟軸下端的打擊頭(4)連接組成，振蕩器的剛體包圍著高速旋轉(zhuǎn)的打擊頭，承受打擊頭的打擊而產(chǎn)生高頻振蕩。采用本方法和裝置，混合時(shí)間短，能源消耗低。促進(jìn)分子擴(kuò)散，特別適宜于兩流體之間的快速反應(yīng)。適用于化工、醫(yī)藥、涂料、化妝品、環(huán)境保護(hù)等行業(yè)。
文檔編號(hào)B01F11/00GK1456385SQ0311882
公開日2003年11月19日 申請日期2003年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月21日
發(fā)明者貢有成 申請人:貢有成