專利名稱：多相流體射流滲溶反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體混合設(shè)備，尤其是一種多相流體射流滲溶反應(yīng)器。
目前，國內(nèi)外各種混和器和乳化器的結(jié)構(gòu)大都是容器加攪拌裝置的形式，用這種設(shè)備處理后的流體不能形成新的密度體，物理性質(zhì)不穩(wěn)定，易發(fā)生分裂，沉淀現(xiàn)象，而且處理時間長，能耗大，效率低。在本發(fā)明提出之前，本人曾于1994年6月2日向中國專利局申請了名稱為“管式多相流體滲溶反應(yīng)器”的實(shí)用新型專利，專利號為94237489.4授權(quán)日為95年7月14日，該專利雖然解決了上述背景技術(shù)存在的問題，但它的效果不太理想。
本發(fā)明的目的是為了解決上述背景技術(shù)存在的不足，提出一種技術(shù)更為先進(jìn)，效果更為理想的多相流體射流滲溶反應(yīng)器，使其能激化各相流體表面的張力，讓流體自發(fā)收縮，并出現(xiàn)局部擾動、分裂、振蕩，引起流體界面波動，產(chǎn)生激烈作用，造成流體內(nèi)質(zhì)量、動量、熱量和能量的相互傳遞，以使多相流體相互作用后形成一種新的密度體。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
一種多相流體射流滲溶反應(yīng)器，包括沿軸向依次串聯(lián)布置的球形多孔聚焦射流器，導(dǎo)流管、擴(kuò)容器和滲溶腔，其中，滲溶腔內(nèi)均布有數(shù)根導(dǎo)流板，球形多孔聚焦射流器中有一球面體位于一大圓錐孔的大端，該球面體上開有許多小園錐孔，小園錐孔軸線指向位于大園錐孔錐頂部位的球面體球心，上述大園錐孔小端與導(dǎo)流管的入口相接，其特征是所述球形多孔聚焦射流器球面體表面的小園錐孔分別與多相流體輸送管線相連，所述擴(kuò)容器由園錐形腔體和與該腔體相配的擴(kuò)容園錐體組成，園錐形腔體的內(nèi)壁與擴(kuò)容園錐體外表面之間有間隙，該擴(kuò)容器的錐頂入口處與導(dǎo)流管出口相連，尾部出口處與滲溶腔相連，上述位于球面體上的小園錐孔的錐頂端是帶有內(nèi)凸型螺旋鏜線的園柱孔，在導(dǎo)流管末端的內(nèi)壁上有一小段內(nèi)凸型螺旋鏜線。
在上述方案中，所述球形多孔聚焦射流器的球面體表面有許多相互分割開的腔室，每個腔室至少包含有一個小園錐孔，并分別與多相流體輸送管線相連。各相流體通過流體輸送管線分別以1kg/cm2以上的正壓進(jìn)入上述相互分割開的腔室內(nèi)，多相流體在球面體表面交叉均勻布置，避免從小園錐孔射流時，同相流體過早集聚一起。
在上述方案中，所述球形多孔聚焦射流器中小園錐孔頂端帶螺旋鏜線的園柱孔孔長為2-6mm，螺旋角為0.5-10°所述導(dǎo)流管末端螺旋鏜線沿導(dǎo)流管軸線長度為2.5-6mm，螺旋角為0.5-2°。當(dāng)多相流體通過球面體上的小園錐孔時，在小園錐孔頂部的內(nèi)凸螺旋鏜線作用下，產(chǎn)生多股射流束聚焦沖擊一點(diǎn)(球心)，必然會造成不同相流體相互作用，激化反應(yīng)，其中也有添加劑的化學(xué)作用。導(dǎo)流管的活塞效應(yīng)造成射流束聚焦點(diǎn)附近腔室負(fù)壓升高，加上各路流體進(jìn)入小園錐孔是1kg/cm2以上的正壓，射流束出來的速度勢必較高，必然會使聚點(diǎn)激化各相流體界面，產(chǎn)生波動，相互作用。多相流體在導(dǎo)流管內(nèi)滑動加速，流體中各顆粒之間距離被拉開，變成松散流體。由于導(dǎo)流管末端有一小段內(nèi)凸旋鏜線，造成經(jīng)過此處的流體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使其沿導(dǎo)流管內(nèi)壁向徑向散射。
在上述方案中，所述擴(kuò)容腔內(nèi)園錐形腔體內(nèi)壁與擴(kuò)容園錐體外表面之間的間隙為5-15mm，擴(kuò)容園錐體大頭直徑是導(dǎo)流管內(nèi)壁直徑的2.5-3倍。流體經(jīng)導(dǎo)流管流出后，被強(qiáng)制性的向擴(kuò)容器狹縫沖去，因擴(kuò)容園錐體的突變徑，造成流體擴(kuò)大體積，流體顆粒之間的距離進(jìn)一步被拉大，流體在狹縫中流動產(chǎn)生空爆，顆粒溫度高的向溫度低的傳遞能量，流體顆粒間相互作用，這種作用的能量比普通機(jī)械攪拌傳遞給流體的能量大許多倍。
在上述方案中，所述滲溶腔內(nèi)的導(dǎo)流板有三根，它們沿擴(kuò)容園錐體大頭端的園周方向均勻分布，一頭固定其上，另一頭懸空伸向滲溶腔軸線，上述三根導(dǎo)流板長度之比為1∶2/3∶1/3。流體從擴(kuò)容器出來后受流體本身張力慣性作用，在滲溶腔內(nèi)無序向軸心方向翻滾沖擊導(dǎo)流板，以致導(dǎo)流板懸空振動，擾動流體，導(dǎo)流板起到整理流體作用。
本發(fā)明在使用時，可將多個多相流體滲溶反應(yīng)器串接在一起，即將前一級反應(yīng)器尾部的滲溶腔與后一級反應(yīng)器前部的球形多孔聚焦射流器連接在一起，并可在本發(fā)明入口處設(shè)置1kg/cm2以上的正壓，在出口處設(shè)置380mm汞柱以上的負(fù)壓。
本發(fā)明利用液體介質(zhì)本身的能量，將多相密度體變成非原密度體，改變原介質(zhì)分子外圍條件，可以使不同粘度、張力、密度的流體滲溶反應(yīng)成包含多相密度體粒子的小顆粒，并能保持這種形態(tài)在多種條件下不分解，不溶解，不會因剪切、拉伸變形。經(jīng)武鋼鋼研所晶像分析，對本發(fā)明混合能力測試，以70％20號重柴油與30％乳化劑(水溶性)進(jìn)行混合反應(yīng)，靜止22小時以上，用KONTROW公司生產(chǎn)的IBAS-2000自動圖像分析系統(tǒng)進(jìn)行測試，水珠顆粒直徑在2.5μm以下，其中1μm以下占40％，全部水珠分布100％，每平方毫米上的顆粒個數(shù)為16084.2個，油包水狀態(tài)穩(wěn)定。后作奧里油滲溶混零號柴油試驗(yàn)，效果完全一樣，并且也作了測試，其加工出的油品可以在中低速柴油機(jī)上使用，可以通過120目/寸過濾網(wǎng)而不發(fā)生破乳，剪切壓力可達(dá)180kg/cm2。
本發(fā)明適用于石油、化工、食品、醫(yī)藥、染料、涂料、油柒、油脂加工、輕紡等行業(yè)需要混合、滲溶反應(yīng)的工序，它可以節(jié)省大量的人力、物力和時間。
以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例，詳細(xì)描述本發(fā)明。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中A-A剖視圖。
圖3是圖1中B-B剖視圖。
圖4是圖1中的C-C剖視圖。
圖5是球面體中小園錐孔示意圖。
圖6是圖5中P向視圖。
參照圖1，本發(fā)明由多孔聚焦射流器1、導(dǎo)流管2、擴(kuò)容器3和滲溶腔4組成。在多孔聚焦射流器1、導(dǎo)流管2和擴(kuò)容器及滲溶腔外裝有一個管狀殼體5，該殼體5是為有特殊要求混合反應(yīng)的流體如升溫、降溫、磁感應(yīng)、超聲波振動等預(yù)留的空間。在多孔聚焦射流器1中有一個倒錐形大園錐孔6和一個位于該大園錐孔6大端的球面體7，在球面體7上均勻開有許多錐度為30°的小園錐孔8，這些小園錐孔8的方向都聚焦于球面體7的球心，小園錐孔8的錐頂端有一帶有內(nèi)凸型螺旋鏜線的園柱孔9，該園柱孔9的長度為2-6mm，螺旋鏜線的螺旋角為10°。在球面體7的表面有許多相互分割開的腔室10，每個腔室10包含有2-3個小園錐孔8，并與多相流體輸送管線11相連，這些管線11與比例調(diào)節(jié)分配器相連，該比例調(diào)節(jié)分配器可控制，變換流經(jīng)各腔室10流體的相互比例關(guān)系，也可控制流經(jīng)各腔室流體的種類。導(dǎo)流管2的長度為0.5m，它的前端與大園錐孔6的小端相連，末端的內(nèi)壁上有一小段長度為2.5-6mm的內(nèi)凸型螺旋鏜線12，該螺旋鏜線12的螺旋角為2°，螺旋鏜線12的高度為導(dǎo)流管內(nèi)徑的三分之一。擴(kuò)容器3包括園錐形腔體13和擴(kuò)容園錐體14，在園錐形腔體13的內(nèi)壁與擴(kuò)容園錐體14外表面之間有5-15mm的間隙，擴(kuò)容園錐體14的大頭直徑是導(dǎo)流管2內(nèi)壁直徑的2.5-3倍，該擴(kuò)容園錐體14的下端是一園柱體15，在園柱體15表面的園周方向均勻安置有三根導(dǎo)流板16，這三根導(dǎo)流板16朝滲溶腔4軸線漸懸伸出。
本發(fā)明在使用時可將多個多相流體滲溶反應(yīng)器串接在一起，即將前一級反應(yīng)器尾部的滲溶腔4與后一級反應(yīng)器前部的球形多孔聚焦射流器1連接在一起。這樣可以提高滲溶質(zhì)量。
本發(fā)明分立式和臥式安裝方式，它可以處理重油、柴油、汽油和水煤粉。本實(shí)施例主要是處理流體、微小顆粒與液體的，它是依燃油而設(shè)計的機(jī)型，其余機(jī)型大同小異，原理不變。
權(quán)利要求
1.一種多相流體射流滲溶反應(yīng)器，包括沿軸向依次串聯(lián)布置的球形多孔聚焦射流器、導(dǎo)流管、擴(kuò)容器和滲溶腔，其中，滲溶腔內(nèi)均布有數(shù)根導(dǎo)流板，球形多孔聚焦射流器中有一球面體位于一大園錐孔的大端，該球面體上開有許多小園錐孔，小園錐孔軸線指向位于大園錐孔錐頂部位的球面體球心，上述大園錐孔小端與導(dǎo)流管的入口相接，其特征是所述球形多孔聚焦射流器球面體表面的小園錐孔分別與多相流體輸送管線相連，所述擴(kuò)容器由園錐形腔體和與該腔體相配的擴(kuò)容園錐體組成，園錐形腔體的內(nèi)壁與擴(kuò)容園錐體外表面之間有間隙，該擴(kuò)容器的錐頂入口處與導(dǎo)流管出口相連，尾部出口處與滲溶腔相連，上述位于球面體上的小園錐孔的錐頂端是帶有內(nèi)凸型螺旋鏜線的園柱孔，在導(dǎo)流管末端的內(nèi)壁上有一小段內(nèi)凸型螺旋鏜線。
2.按照權(quán)利要求1所述多相流體射流滲溶反應(yīng)器，其特征是所述球形多孔聚焦射流器的球面體表面有許多相互分割開的腔室，每個腔室至少包含有一個小園錐孔，并分別與多相流體輸送管線相連。
3.按照權(quán)利要求1所述多相流體射流滲溶反應(yīng)器，其特征是所述球形多孔聚焦射流器中小園錐孔頂端帶螺旋鏜線的園柱孔孔長為2-6mm，螺旋角為0.5-10°，所述導(dǎo)流管末端螺旋鏜線沿導(dǎo)流管軸線長度為2.5-6mm螺旋角為0.5-2°。
4.按照權(quán)利要求1或2所述多相流體射流滲溶反應(yīng)器，其特征是所述擴(kuò)容腔內(nèi)園錐形腔體內(nèi)壁與擴(kuò)容園錐體外表面之間的間隙為5-15mm，擴(kuò)容園錐體大頭直徑是導(dǎo)流管內(nèi)壁直徑的2.5-3倍。
5.按照權(quán)利要求1或2所述多相流體射流滲溶反應(yīng)器，其特征是所述滲溶腔內(nèi)的導(dǎo)流板有三根，它們沿擴(kuò)容園錐體大頭端的園周方向均勻分布，一頭固定其上，另一頭懸空伸向滲溶腔軸線，上述三根導(dǎo)流板長度之比為1∶2/3∶1/3。
6.按照權(quán)利要求1或2所述多相流體射流滲溶反應(yīng)器，其特征是在所述球形多孔聚焦射流器、導(dǎo)流管和擴(kuò)容器及滲溶腔外裝有一個管狀殼體。
7.按照權(quán)利要求1或2所述多相流體滲溶反應(yīng)器，其特征是本發(fā)明在使用時可將多個多相流體射流滲溶反應(yīng)器串接在一起，即將前一級反應(yīng)器尾部的滲溶腔與后一級反應(yīng)器前部的球形多孔聚焦射流器連接在一起。
8.按照權(quán)利要求1或2所述多相流體射流滲溶反應(yīng)器，其特征是本發(fā)明在使用時，在其入口處設(shè)置1kg/cm2以上的正壓，在其出口處設(shè)置380mm汞柱以上的負(fù)壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多相流體射流滲溶反應(yīng)器,它包括球形多孔聚焦射流器,導(dǎo)流管,擴(kuò)容器和滲溶腔,特征是球形多孔聚焦射流器球面體表面的小圓錐孔分別與多相流體輸送管線相連,擴(kuò)容器由圓錐形腔體和擴(kuò)容圓錐體組成,它們之間有間隙,位于球面體上的小圓錐孔的錐頂端是帶有內(nèi)凸型螺旋鏜線的圓柱孔,在導(dǎo)流管末端的內(nèi)壁上有一小段內(nèi)凸型螺旋鏜線。本發(fā)明適用于兩種以上的多相流體滲溶,滲溶效果很理想。
文檔編號B01F5/02GK1201712SQ98113470
公開日1998年12月16日 申請日期1998年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月16日
發(fā)明者符知民 申請人:符知民