流体混合装置制造方法及图纸

一种流体混合装置，它包括至少一个混合元件，它们相对于流经该装置的流体方向成特别的取向。该混合元件的这个新颖取向导致提高了流体混合。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术在其一个方面中涉及一种流体混合装置。本专利技术在其另一个方面中涉及一种混合流体的方法。已经采用了混合的反应器工程中的一个特定领域是在流体处理装置尤其是流体辐射处理装置的设计中。一种具体的这种流体辐射处理装置包括用于水和污水处理的紫外线(UV)消毒装置。UV消毒装置的性能至少部分取决于提供给所有穿过该装置(或以其它方式受到该装置处理)的流体元件的UV辐射的预定剂量。由流体元件接收到的UV剂量被定义为UV强度和曝露时间的乘积。由离开该装置的流体元件所接收到的累计UV剂量是在每个位置处接收到的各个剂量的总和。由于UV强度随着离UV源的距离越远而衰减，所以最好从远离UV源的区域将流体元件混合到离UV源更近的强度更高的区域上，从而确保它们接收到足够剂量的UV辐射。这种混合在UV辐射穿过受到处理的流体的穿透性较低时尤其理想，在这种情况中UV强度随着离UV源的距离的衰减增加-这种情况通常在用于污水处理的UV消毒装置中会遇到。转让给本申请的受让人的US5,846,437披露了在UV系统中进行湍流混合。更具体地说，Whitby披露了使用位于在该系统中的每个灯装置的外表面上的预定位置处的一个或多个环形装置(例如，垫圈)和/或位于每个灯装置上游的环形装置来增强经过这些灯装置的流体的湍流混合。虽然使用如在Whitby中所披露的这种环形装置能够增强这些灯装置之间的湍流，但是流体的湍流容易具有随机或无序(例如无向性)的特性。在许多系统中，例如其中混合区域相对于从中流过的流体的方向是纵向的那些系统中，最好沿着轴向方向具有活塞流并且沿着径向方向存在有效的混合。在混合区域中出现具有特定或有序流型的流体流是理想的(例如，流体的“质点”在它相对于灯纵向通过时朝着并且远离灯震荡)，这与通常沿着所有方向进行混合相反(即，与由Whitby所披露的随机混合或湍流相反)。纵向涡流是这种流型的一个示例。涡流可以通过将能量输入给流体例如通过采用机动流体推动器来主动地形成。实现涡流产生的另一种方法是通过使用被动元件，该元件设计成引起所要求的流型的形成(涡流发生器)。美国专利5,696,380、5,866,910和5,994,705披露了一种流通式光化学反应器。由Cooke所披露的该反应器包括细长的环形通道，其中设有细长的辐射源。该通道包括固定的流体动力元件，用来在流体穿过该通道时在该流体内产生出相当大的涡流。根据Cooke，每个这种固定流体动力元件优选在流经每个元件的流体流中产生一对“顶端涡流”。“该顶端涡流”据说是绕着与细长环形腔室平行的轴线反方向转动。转让给本申请的受让人的US6,015,229披露了一种流体混合装置。该流体混合装置包括一系列“三角翼”混合元件，它们引起涡流的形成，从而增强流体混合。在Cormack中所述的这种装置的一个具体实施方案是使用“三角翼”混合元件来在一排这种UV源中的UV辐射源之间产生这种涡流混合。这就产生出位势以增加在该排中的相邻UV辐射源之间的距离，这又使得流经包括流体混合装置在内的UV消毒系统的流体流的液压压头损失降低。尽管由Cooke和Cormack在现有技术中所作出的这些进步，但是仍然还有改进的空间。例如，一直需要这样的流体混合装置，该装置在用于流体处理装置例如UV消毒系统中时能够增强由消毒系统提供给所要处理的流体上的UV辐射剂量当量(这个术语将在下面进行更详细地说明)。另外，由Cooke和Cormack披露的涡流产生装置利用流动流体的动能来产生混合。这必然导致在明渠系统中的流体压力或流体压头损失。这在UV消毒系统中尤其是在那些用在处理城市废水的系统中非常不理想，因为UV消毒系统通常是多站处理厂的最后一站。同样，进入处理厂的废水通常在它在站之间通过时会受到压头损失，因此，当废水到达UV消毒系统时，没有太多的空间用于液压压头的进一步显著损失。因此，非常理想的是具有这样一种流体混合装置，该装置除了在用于UV消毒系统中时增强如上所述的剂量当量之外，还能够降低由UV消毒系统处理的流体的液压压头损失。本专利技术的一个目的在于提供一种新颖的用于混合流体的方法，该方法消除或避免了现有技术的上述缺点中的至少一个。本专利技术的一个目的在于提供一种新颖的流体处理系统，该系统包括一种流体混合装置，该装置消除或避免了现有技术的上述缺点中的至少一个。因此，本专利技术在其一个方面中提供一种用来混合具有流体流动方向的流体混合装置，该装置包括至少一个混合元件，用来在混合元件下游的表面附近产生至少一个涡流，所述混合元件具有位于其质心处的第一垂线和具有在质心处与第一垂线相交的第二垂线的表面，其中第一垂线、第二垂线和流体流动方向成不共面关系。本专利技术在其另一个方面提供一种流体混合装置，该装置包括至少一个用来混合具有流体流动方向的流体流的混合元件，所述至少一个混合元件包括具有第一垂线的表面，该表面(i)相对于具有与流体流的方向基本上垂直的第二垂线的第一平面成锐角；并且(ii)相对于与流体流动方向平行并且与第一平面垂直的第二平面成锐角。本专利技术在其还有一个方面中提供一种流体混合装置，它包括至少一个用来混合具有一个流体流动方向的流体流的混合元件，所述至少一个混合元件包括具有垂线的表面，该垂线相对于相互垂直的两个平面中的每一个成锐角，每个平面在与流体流动方向基本上平行的直线上相交。本专利技术在其还有一个方面中提供一种流体混合装置，它包括至少一个用来混合具有一个流体流动方向的流体流的混合元件，所述至少一个混合元件包括具有垂线的表面，该垂线相对于第一平面和与该第一平面垂直的第二平面成锐角，第一平面和第二平面在与流体流动方向基本上平行的直线上相交。本专利技术在其还有一个方面中提供一种用于混合具有流体流动方向的流体的流体混合装置，该装置包括至少一个用来在位于混合元件下游的表面附近产生至少一个涡流的混合元件，该混合元件以这样一种方式取向，从而绕着其离表面最近的边缘的一次转动使得混合元件在离混合元件最近的位置处变成与表面的切线平行，从而形成与流体流动方向倾斜的转动轴线。本专利技术在其还有一个方面中提供一种用于混合具有流体流动方向的流体的方法，该方法包括以下步骤(i)将至少一个混合元件设置在流体流中；并且(ii)将所述至少一个混合元件设置成在混合元件下游的表面附近产生至少一个旋涡，从而该混合元件具有位于其质心的第一垂线，并且该表面具有在质心处与所述第一垂线相交的第二垂线。其中所述第一垂线、第二垂线和流体流动方向成不共面关系。本专利技术在其还有一个方面中提供一种用于混合具有流体流动方向的流体的方法，所述方法包括以下步骤(i)将至少一个混合元件设置在流体流中；并且(ii)将所述至少一个混合元件设置成其表面具有相对于第一平面和与所述第一平面垂直的第二平面成锐角的垂线，所述第一平面和第二平面每个具有基本上与流体流动方向平行的转动轴线。因此，本专利技术已经设计出一种具有至少一个混合元件的新颖流体装置，所述混合元件如此取向以实现改善流体的混合。为了理解本专利技术流体混合装置的一个实施方案的新颖结构，最好想到一种用于混合具有流体流动方向的流体的流体混合装置，该装置包括至少一个混合元件。该混合元件设计成在位于混合元件下游的混合装置的表面附近产生至少一个旋涡。该混合元件包括一个质心。在整个说明书中，术语“本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体混合装置，用于混合具有流体流动方向的流体，该装置包括至少一个混合元件，用来在混合元件下游的表面附近产生至少一个旋涡，该混合元件包含设在其质心处的第一垂线以及具有第二垂线的表面，所述第二垂线在质心处与第一垂线相交，其中所述第一垂线、第二垂线和流体流动方向成不共面关系。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特AH布鲁内特，马克奥利维尔巴费尔，仇光苹，吕东明，法里博尔兹塔吉普奥尔，
申请(专利权)人：特洛伊人技术公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]