[实用新型]管道流通截面可调的气液混合器

说明书

本实用新型涉及一种新型的管道流通截面可调的气液混合器，它是属于对静态混合器的结构改进。它主要是通过在混合器中设置可调整管道流通截面的可调试弹性隔离膜片，从而达到改变混合器流通截面的目的。

多相流的研究在流体力学理论、实际工艺操作以及分相流量的检测技术等方面都是急需解决又长期未能解决的难题，其中：气液两相流及其测量在化工、动力、石油等工业中广为存在，进行气液两相流的工艺研究、测量研究具有重要的现实意义。为此，国内外的流体力学专家、工程技术人员以及自动检测人员进行了大量的研究，为解决陆上/沙漠/海上的石油多相管流输送过程相关问题，也建立了“多相流实验系统”。介于描述多相流动的偏微分方程都是非线性的，且存在着各相介质间的传热传质问题，一般情况下无法求出其解析解，只能通过数值方法简化得到近似解。现阶段，实验研究辅以必要的理论研究仍然是多相流问题研究的主要方法。然而，现有的混合器有静态混合器和动态混合器，二者的区别是混合器本身是否有可动部件或者外力施加于被混合流体，其目的都是使液—液、液—固、液—气、固—固、气—气两种流体进行混合，经过混合后的两相流体的不均匀程度越小越好，混合器主要用于吸收、萃取、反应、强化传热等工艺过程；而多相流的实验中则要求两相流体的平稳混合，尽可能的使气相、液相流量、压力稳定，经过混合器后两相流体并未真正混合均匀(相互掺混在一起)，而是依靠两相流体在流动过程中自然发展、形成各种与实际流动类似的流型，所以两相流实验过程中的混合并不要求在混合器内完成均匀混合过程，而是要求气液两相在混合器处平稳地流入混合器以后的管道，然后依靠流体的流动自然完成两相间的混合过程。此外，现有的混合器的结构多为填料式(内部填料为拉西环、小波纹板等)或喷射式，它们在一定的气液流量范围内工作情况良好，但超出这一范围，混合效果就很差，并且不能保证混合器前后压力的相对稳定。可见，现有的混合器作用与两相流实验气液混合要求是不同的，并且现有混合气压降较大，压降大小与两相流体的流动状态有关，难于控制经过混合器后的两相压力，必须开发新的结构形式的混合器。那么，在多相流的实验研究过程中，如何得到稳定的、能够充分混合的气液相流量，模拟实际流体的各种流动状态是进行有效实验的前提条件，一般情况下多用可以调节的气体流量与液体流量进行混合，对混合后流动过程中的流体特性进行测试。因此，开发出能够使气液相的均匀、稳定混合的混合器则成为研究人员所一直探索和研究问题。

本实用新型的目的就在于避免上述现有技术的不足之处而提供了一种新型的管道流通截面可调的气液混合器。它主要是通过在混合器的内壁设置可调节截面的弹性隔离膜片，使得上述问题迎刃而解。该混合器它主要是由混合器壳体(8)、液体舱(1)、气体舱(2)、可调式弹性隔离膜片(3)及截面调节机构(4)构成，其主要的技术特点在于可调式弹性隔离膜片(3)沿纵轴设置在混合器壳体(8)的内部，并将混合器壳体(8)隔离成为液体舱(1)和气体舱(2)，液体舱入口(6)即为混合器壳体(8)的入口，气体舱入口(7)则设置在由弹性隔离膜片(3)所隔离出的气体舱的管壁处，其弹性隔离膜片(3)的出口端连接有截面调节机构(4)。

附图即为本实用新型的结构示意图。

为了更好地实现本实用新型的上述目的，设计者将截面调节机构(4)设计成可以是螺栓螺母式的调节装置，即在弹性隔离膜片(3)的出口端设置一个螺栓，在壳体外壁设置有螺母，并在外壁上设置有标尺(5)。其混合器壳体(8)可以采用等径圆管即可。

附图的图面说明如下：1---液体舱  2---气体舱      3---弹性隔离膜片  4---截面调节机构5---标尺    6---液体舱入口  7---气体舱入口    8---混合器壳体

下面将结合附图和实施例来详述本实用新型的结构特点：

在实际设计和制造中，本实用新型的设计者是将弹性隔离膜片设置在混合器的壳体内部，并在隔离膜片的出口端连接截面可调机构，从而在混合器的内部构成了液体舱和气体舱，而且，两个舱的相对体积比可通过截面调节机构进行调整。这样，在实际运行时需要根据实际操作的气液流量的大小(气液比例)，初步计算运行状态(温度/压力/流量)下混合器处气液两相的截面含液率与截面含气率，根据刻度标尺的指示调整调节螺栓，改变混合器出口气液所占的截面面积比，就可以保证混合过程的流量、压力平稳，减小混合器前后设备的压力/流量波动，保证实验/工艺操作的精确性。

本实用新型适用于石油、化工、制药等部门的气液两相混合、反应、传热等生产过程，尤其是对大范围的气液流量变化和要求混合过程中两相流体压力、流量平稳的场合更为适用。实验证明，本实用新型气液压力的稳定性均大大高于套中管式混合器，并且适用的流量变化范围大。