[发明专利]用于混合流体的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于使流体与液体介质相混合的方法及设备。具体而言，本发明公开了一种方法和设备，借助其，流体与液体介质相混合使得混合器设备完全不必设有驱动马达，换言之，驱动转子所需的至少一部分动力是通过使用流体来使混合器转子旋转而布置的。

背景技术

大多数现有技术的混合装置或为没有运动机件的静态混合器，或为具有在混合室内旋转的转子的动态混合器，其中，转子借助于驱动单元(通常为电动机)受到驱动。时常的是，市场上出现的此类动态混合装置没有驱动单元。采用此类装置有可能的是往往借助于特别设计的转子，利用进入混合室的介质动能来使混合器转子旋转。

在US-B1-6,193,406中公开了此类混合装置的实例。该美国专利阐述了一种在木材加工行业中用于将既有液态又有气态的不同化学制品或蒸汽混合到浆料悬浮液中的方法及设备。在根据该专利的方法及设备中，浆料悬浮液和液体介质进给到混合器壳体中，在其中借助于可自由旋转的混合器转子来混合和从壳体中移除。设有混合叶片的可自由旋转的混合器转子安置在壳体内，且借助于浆料悬浮液的进入流与转子混合叶片相接触而旋转。流体介质，也就是将与纤维悬浮液相混合的介质，或者在混合器壳体的上游引入浆料流中，或者直接进入混合器壳体中在旋转转子的有效区域内引入浆料流中。因此，混合器转子和混合室两者均已设计成使得进入混合室的纤维悬浮液使转子旋转。换言之，混合功能与旋转功能同时且在相同腔内进行。

然而，由于混合功能对腔提出的要求不同于由旋转功能所提出的要求，故将转子的旋转与两种或多种介质的混合安排在相同腔内会带来问题。由于转子的旋转将会受到尽可能少地使用能量的影响，并且由于混合应当尽可能高效地进行，故实际上不太可能研发出可同时履行该两项任务要求的设备。

当期望气态物质与液体相混合时，此类混合器会出现另一问题。一般而言，当混合气体和液体时，转子必须设计成使得转子防止气体聚集在混合室的中心。这是通过布置转子以影响混合室内的强湍流场以便在径向方向上形成强大的流动分量来实现的。然而，为了能够执行上述功能，转子导叶的设计在使转子旋转方面远非理想的。因此，如果转子导叶的主要任务在于使转子旋转，则转子导叶的设计便使得它们能够形成的径向力场明显较弱，这导致转子至少部分地在气泡中旋转，且因此，转子不能高效地在液体中混合气态物质。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于克服现有技术的混合装置的至少一些问题，以及提供动态混合器，该动态混合器可设计成用以匹配一方面由混合功能而另一方面由涡轮功能(即，旋转功能)所提出的不同要求。

上述目的可借助于新型动态混合器装置来实现，该混合器装置具有不同的室用于使旋转器转子旋转和用于混合介质。

因此，上述目的可通过在设备中将流体混合到介质中的方法来实现，该设备包括外壳，该外壳具有：入口通道，其带有用于所述介质的入口开口；出口通道，其带有用于所述介质和所述流体的混合物的出口开口；处在所述通道之间的混合室；以及混合器转子，其具有布置在该混合室中的轴，该方法包括将所述流体和所述介质引入所述混合室中，以及使所述混合器转子在所述混合室中旋转以便在所述介质中混合所述流体，该方法还包括如下步骤：

●将涡轮室布置成与所述混合室操作连通，

●将涡轮叶轮布置在所述涡轮室中，

●将所述涡轮叶轮可操作地连接到所述混合器转子上，

●将驱动流体引入所述涡轮室中用于使所述涡轮叶轮旋转，

●由此，涡轮叶轮的旋转将旋转给予混合器转子，从而影响将流体混合到所述介质中。

上述目的还可通过一种用于在介质中混合流体的设备来实现，所述设备包括外壳，该外壳对于所述介质而言具有：入口通道，其带有用于介质的入口开口；出口通道，其带有用于所述介质和所述流体的混合物的出口开口；处在所述通道之间的混合室；以及处在混合室中的混合器转子，该设备包括布置成与所述混合室操作连通的涡轮室，该涡轮室具有用于驱动流体的入口导管和出口导管，以及可旋转地布置在所述涡轮室内且与所述混合器转子可操作地连接的涡轮叶轮。

本发明的方法及设备的其它特性化的特征将根据所附权利要求而变得清楚。

附图说明

下文通过举例的方式参照附图更为详细地描述了根据本发明的方法及设备：在附图中，

图1示出了现有技术的混合装置，

图2作为沿转子轴轴线的截面示出了本发明的第一优选实施例，

图3示出了沿图2中的线A-A截取的本发明的第一优选实施例，

图4示出了沿图2中的线B-B截取的本发明的第一优选实施例，