用于分散流体中的微粒的设备和方法技术

一种用于分散流体（F）中的微粒（P）的设备，包括：用于接收流体（F）且用于将流体（F）分成第一流体流（F1）和第二流体流（F2）的分流器（10）；用于接收流体流（F1,F2）的第一流体分支和第二流体分支（11,12）；用于接收流体流（F1,F2）的分支接合区段（14），分支接合区段（14）具有用于允许第一流体流和第二流体流（F1,F2）碰撞的碰撞区（141）；布置在第一流体分支（11）中的第一喷嘴（30）；以及布置在第二流体分支（12）中的第二喷嘴（40），第一喷嘴（30）包括孔（33），孔随后是流体发散区段（36）。

Apparatus and method for dispersing particles in fluids

A device for particulate matter (P) in a dispersed fluid (F) includes a distributor (10) for receiving fluid (F) and for dividing fluid (F) into first fluid flow (F1) and second fluid flow (F2); a first fluid branch and a second fluid branch (11,12) for receiving fluid flow (F1, F2); Branch junction section (14) of fluid flow (F1, F2), branch junction section (14) has a collision zone (141) for allowing collision between the first fluid flow and the second fluid flow (F1, F2); a first nozzle (30) in the first fluid branch (11); and a second nozzle (40) in the second fluid branch (12). The first nozzle (30) includes a hole (33), followed by a fluid diverging section (36).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分散流体中的微粒的设备和方法
本专利技术涉及一种用于分散流体中的微粒的设备，其中分流器将带有微粒的流体分成允许在设备的碰撞区中碰撞的两股流体流。还描述了一种用于分散流体中的微粒的方法。
技术介绍
在多个行业中，存在将微粒混合到流体中的需要。这包括诸如以下的行业：奶制品、食品、化妆品、饮料、药物、化学制品、塑料、房屋建筑、浆纸、油气行业。混合的目的在于实现例如流体中的微粒的分散、微粒尺寸减小和均匀化。使用用于获得充分混合的多种技术，包括旋转剪切单元、常规搅拌技术、基于振动的技术、流体流碰撞的技术等。混合在一个或多个阶段中执行且典型地在流体经受“剪切”的一个或多个剪切区中产生，当流体相对于相邻区域或流体体积以不同速度行进时发生“剪切”。混合器类型的一个示例在描述所谓的喷射混合器的专利文献US3833718中示出。此混合器用于提供流体的高剪切混合（诸如在用于井处理的浆体溶液的准备中）。混合原理是基于在流体和微粒的混合物的相反的流的交汇处形成剪切区。混合器是基于：将流体分成两股流且然后将流朝彼此引导，且在混合区中喷射两股相反的流以在合并流的交汇处形成剪切区。流从与彼此大致成直角的地方引导到混合区中，这有效地实现混合（剪切）。描述的混合器似乎提供充分的混合。然而，估计可改进此类型的混合器，例如，关于它在流体的较宽范围的流率下有效地混合微粒的能力。同样，期望的是所述类型的混合器应能够有效地混合较多种流体类型和微粒类型。
技术实现思路
本专利技术的目标是至少部分地改进上文确定的现有技术。另一目标可为对于多种流体类型和微粒类型获得合适的混合。为解决这些目标，提供一种用于分散流体中的微粒的设备。该设备包括：用于接收流体且用于将流体分成第一流体流和第二流体流的分流器；用于接收第一流体流的第一流体分支；用于接收第二流体流的第二流体分支；以及用于从第一流体分支和第二流体分支接收第一流体流和第二流体流的分支接合区段，分支接合区段具有用于允许第一流体流和第二流体流碰撞的碰撞区。第一喷嘴布置在第一流体分支中且第二喷嘴布置在第二流体分支中，第一喷嘴包括孔，孔随后是流体发散区段。第二喷嘴可与第一喷嘴相同，尽管可能使用不同的喷嘴。发散区段可具有线性发散、弯曲发散或用于发散的另一形状。发散区段的优点在于它给出流体速度和压降之间的关系，其看来改进流体中的微粒的分散。根据另一方面，还提供一种分散流体中的微粒的方法。该方法包括：将带有微粒的流体引入设备的入口中，设备包括：用于接收流体且用于将流体分成第一流体流和第二流体流的分流器；用于接收第一流体流的第一流体分支；用于接收第二流体流的第二流体分支；用于从第一流体分支和第二流体分支接收第一流体流和第二流体流的分支接合区段，分支接合区段具有用于允许第一流体流和第二流体流碰撞且随后朝出口流动的碰撞区；其中第一喷嘴布置在第一流体分支中且第二喷嘴布置在第二流体分支中，第一喷嘴包括孔，孔随后是流体发散区段。该方法包括测量设备的入口和出口上的压差，以及依据所测量的压差调节带有引入入口中的微粒的流体的流率。该设备可包括如下文描述的多个不同特征（单独的或组合的）。在该方法中使用的设备可包括相同的特征。本专利技术的目标、特征、方面和优点将从以下详细描述以及从附图显现。附图说明现在将参照附随的示意图通过示例描述本专利技术的实施例，其中：图1是用于分散流体中的微粒的设备的后视图，图2是图1的设备的截面顶视图，图3是布置在图1的设备中的喷嘴的侧视图，图4是图3的喷嘴的截面侧视图，图5是图3的喷嘴的前视图，图6是图3的喷嘴的后视图，图7是图3的喷嘴的截面透视图，以及图8是分散流体中的微粒的方法的示意图。图9是用于分散流体中的微粒的设备的实施例的截面图。具体实施方式参照图1和图2，示出用于分散流体F中的微粒P的设备1。设备1具有三角形管道构件的主要形式，带有在三角形的基部的中间处的入口2，且带有在三角形的顶部处的出口3。流体F在其进入入口2时包括微粒P，且当流体F在设备1内部时，然后微粒P如下文将详细描述的那样分散在流体F中，之后流体F经由出口3离开设备1。当流体F进入设备1时，微粒P可在某种程度上分散在流体F中。在流体F通过设备1之后，然后微粒更加或甚至完全地分散在流体F中。详细地，设备1包括呈t区段管道的形式的分流器10，其中入口2是分流器10的基部。从入口2，分流器10将流体F分成第一流体流F1和第二流体流F2。设备1具有第一流体分支11，第一流体分支11连接到分流器10以用于接收第一流体流F1。在与第一流体分支11连接的侧相反的侧上，第二流体分支12连接到分流器10。第二流体分支12接收第二流体流F2。第一流体分支11包括连接到分流器10的直区段121、连接到直区段121的90°管道弯头122、连接到管道弯头122的角形弯头123以及连接到角形弯头123的第二直区段124。角形弯头123以角度α的一半成角度。第二流体分支12包括直区段131，直区段131在分流器10中第一流体分支11的直区段121所连接之处的相反侧连接到分流器10。第二流体分支12类似于第一流体分支11且具有连接到直区段131的90°管道弯头132、连接到管道弯头132的角形弯头133以及连接到角形弯头133的第二直区段134。角形弯头133以角度α的一半成角度。第一流体分支11和第二流体分支12的第二直区段124,134连接到分支接合区段14，分支接合区段14从第一流体分支11和第二流体分支12接收第一流体流F1和第二流体流F2。分支接合区段14具有y区段管道的形状。分支接合区段14包括出口3且分支接合区段14具有内部碰撞区141，第一流体流F1和第二流体流F2在该处汇合和碰撞。当流体流F1,F2碰撞时，它们经受剪切，这是由于流F1,F2在它们在碰撞区141中汇合时相对彼此以不同的速度行进。大体上，流体流F1,F2的速度在流率方面是相同的，但它们具有不同的方向，这产生剪切。碰撞区141也可称为剪切区。两个流体分支11,12的部分典型地由金属（诸如钢）制成，且可通过焊接接合至彼此。然而，两个流体分支11,12的第二直区段124,134典型地由两个常规夹具接合至它们相应的相邻部分。例如，第一夹具113将第一流体分支11的第二直区段124的第一端部接合至角形弯头123。第二夹具114将第一流体分支11的第二直区段124的另一端部接合至分支接合区段14。两个类似的夹具以类似方式将第二流体分支12的第二直区段134接合至它的相邻角形弯头133且接合至分支接合区段14。夹具可具有适合于接合管道构件的任何常规夹具的形式，且由夹具接合的区段123,124,14,134,133配备有与夹具相容的常规凸缘。依靠夹具，对于操作者来说可能移除第一流体分支11和第二流体分支12的第二直区段124,134。第一流体分支11和第二流体分支12布置成将第一流体流F1和第二流体流F2以60°-120°的角度α朝彼此引导。结果，第一流体流F1和第二流体流F2以60°-120°的相同角度α在碰撞区141中汇合。流体流F1,F2之间的碰撞角度α通过使角形弯头123,133中的各个以角度α的一半成角度来实现。第一喷嘴30布置在第一流体分支11中且第二喷嘴40布置在第二流体分支12中。第二喷嘴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分散流体（F）中的微粒（P）的设备，包括：用于接收所述流体（F）且用于将所述流体（F）分成第一流体流（F1）和第二流体流（F2）的分流器（10），用于接收所述第一流体流（F1）的第一流体分支（11），用于接收所述第二流体流（F2）的第二流体分支（12），用于从所述第一流体分支和第二流体分支（11, 12）接收所述第一流体流和第二流体流（F1, F2）的分支接合区段（14），所述分支接合区段（14）具有用于允许所述第一流体流和第二流体流（F1, F2）碰撞的碰撞区（141），其中第一喷嘴（30）布置在所述第一流体分支（11）中且第二喷嘴（40）布置在所述第二流体分支（12）中，所述第一喷嘴（30）包括孔（33），所述孔随后是流体发散区段（36）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.23 US 15/0785511.一种用于分散流体（F）中的微粒（P）的设备，包括：用于接收所述流体（F）且用于将所述流体（F）分成第一流体流（F1）和第二流体流（F2）的分流器（10），用于接收所述第一流体流（F1）的第一流体分支（11），用于接收所述第二流体流（F2）的第二流体分支（12），用于从所述第一流体分支和第二流体分支（11,12）接收所述第一流体流和第二流体流（F1,F2）的分支接合区段（14），所述分支接合区段（14）具有用于允许所述第一流体流和第二流体流（F1,F2）碰撞的碰撞区（141），其中第一喷嘴（30）布置在所述第一流体分支（11）中且第二喷嘴（40）布置在所述第二流体分支（12）中，所述第一喷嘴（30）包括孔（33），所述孔随后是流体发散区段（36）。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一喷嘴（30）包括位于所述孔（33）和所述流体发散区段（36）之间的中间流动区段（35），所述中间流动区段（35）具有恒定的截面面积。3.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第一喷嘴（30）包括朝所述孔（33）会聚的流体会聚区段（32）。4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的设备，其特征在于，所述孔（33）包括中间区域（331）和围绕所述中间区域（331）的外围的多个成角度地间隔开的外部区域（332），使得通过所述外部区域（332）中的各个的流体流产生涡流流型。5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一喷嘴（30）由塑料制成且布置在所述第一流体分支（11）内部。6.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一喷嘴（30）包括周向凸缘（38），所述周向凸缘邻接所述第一流体分支（11），使得所述第一喷嘴（30）相对所述第一流体分支（11）固定，如在所述第一流体（F1）的流的方向上看到的那样。7.根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一流体分支（11）和所述第二流体分支（12）布置成将所述第一流体流（F1）和所述第二流体流（F2）以60°-120°的角度（α）朝彼此引导，使得所述流体流（F1,F2）以所述角度（α）在碰撞区（141）中汇合。8.根据权利要求1至权利要求7中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A维赖尔瑞纳斯瓦米，
申请(专利权)人：阿法拉伐股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE