[发明专利]混沌混合器

说明书

本发明是用于将流体进行混合的装置。

目前，在应用的流体混合器有两种，一种是搅拌槽式，利用搅拌桨将待混合流体进行搅拌混合，另一种是静态混合器，利用装置在混合器内部的许多档板或叶片，对流经混合器的流体实行强行分割，形成强烈的湍流而达到混合目的。由于上述混合器是借助搅拌桨或档板、叶片对流体进行直接切割，所以会使待混合流体的性质发生不利变化，甚至还会使有些聚合物的分子结构发生改变。搅拌槽混合器只适用于离线生产情况，不能进行连续生产，静态混合器虽能进行连续的流体混合操作，但混合过程中要强迫流体处于湍流流动状态，故能耗较大。

本发明的目的是提供一种能耗小，无剪切，不影响混合物性质，适于流体连续混合操作、混合高效、结构简单的混沌混合器。

本发明提供的混沌混合器是由若干个圆弧形弯管按相邻弯管所处两平面互成直角的方式延续连接而成的具有进口和出口的扭管。工作时，将待混合流体强迫入混沌混合器，由于离心力的作用，待混合流体在第一段弯管流动中将出现二次流动，在弯管截面上形成一对对称的涡流，使流入的流体在混合器的截面上有对流现象发生，产生类似搅拌的作用。当待混合流体进入第二段弯管时，同样会受到这一对涡对的搅拌作用，但此时，由于相邻的两段弯管扭转了90度，使得涡流的搅拌方向也旋转了90度。当流体依次流经混沌混合器的各段弯管时，它实际上就受到了一对按一定周期改变方向的涡对的搅拌作用，这一周期性的涡对使待混合流体流经混沌混合器时，产生复杂的混沌现象，使其中的流体受到迅速的拉伸与折迭，从而实现连续、高效的无切割混合操作。

由于本发明的混沌混合器内没有档板、叶片对流体进行直接的机械切割，所以在混合过程中不会对流体本身的性质产生影响，同时，其仅有弯管流动中的沿程损失，故能耗很小，由于混沌混合器，只是由简单的弯管组成，流体运动处于层流状态，即使待混合流体的粘度较大，在较小的雷诺数下，也能产生二次流的搅拌作用，实现高效混合。

以下结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明构成示意图；

图2是本发明一种实例；

图1所示为两个所处平面互成直角的圆弧形弯管1和弯管2相连形成的由两个圆弧形弯管构成的扭管。按此方式延续连接，可得到由若干个圆弧形弯管形成的混沌混合器，如图2所示，即为由4个圆弧形弯管构成的混沌混合器，图中3为进口，4为出口，此例中，各弯管利用法兰5相连，或者也可采用螺纹连接。通常，为增强管内涡对的搅拌作用，将圆弧形弯管制成半圆形弯管，其弯曲半径为弯管截面半径的10～20倍。