静态混合装置和生产分散物、特别是具有水的液体燃料的分散物的方法制造方法及图纸

一种静态混合装置（１），以便在汽油中乳化水和／或其他添加剂，其包括空心结构件（２），其中设有两个混合机构（２３、２７），各混合机构包括的和第二混合体（２４、２５、２８、２９），各混合体具有各自的截锥形状的边界表面（２４ａ、２５ａ、２８ａ、２９ａ）。所述边界表面（２４ａ、２５ａ、２８ａ、２９ａ）相互平行相对设置，并且形成狭窄的、相互面对的截锥形状的混合间隙（２６、３０），混合物在基本上呈层流形状条件下通过混合间隙（２６、３０），并且受剪切力作用引起乳化。还提供了生产这种分散物的方法，这种方法由静态混合装置（１）来执行。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种静态混合装置和生产至少两种基本上不相互融合的流体的分散物的方法，分散物特别是具有水的液体燃料的分散物，在该方法中，采用本专利技术的静态混合装置。
技术介绍
在本专利技术的说明书和权利要求书中，对于术语“分散物”被用于表示异源体系统，在这个系统包括至少一种连续相物质和至少一种分散相物质，所述连续相物质由第一流体(即，下文中所述的“主流体”)构成，所述分散相物质由第二流体(即，下文中所述的“第二种流体”)构成，所述第二种流体基本上不与第一种流体融合，所述分散相呈颗粒或小微滴形式，其平均尺寸总体上小于5微米，最好小于1微米。通过添加至少一种乳化剂(或者表面活性剂)可以保持这种系统的稳定性。在上面最后所述的情况下，以更合适的方式，分散也可以被称为“乳化”或者也可以称为“微乳化”。而且在上面所述的定义中，分散物由几种主流体和/或几种第二种流体构成，即，在分散物中的分散相和/或连续相由多种产品的混合物构成的分散物。在本专利技术的说明书和权利要求书中，术语“静态混合装置”总体上用来表示不包括运动部件的装置，并且该装置适合于使基本上不能相互融合的流体分散。在这种设备中，通过被固定的混合元件施加在供给的主流体和第二种流体上的非常强的剪切力，获得机械分散作用，其中固定的混合元件使流动的流体发生偏离，和/或迫使流体通过优先通道。众所周知，用于供给内燃机或者用于生产热的液体烃的燃烧会构成许多污染物，特别是油烟、颗粒、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOX)、硫氧化物(SOX)、未燃烧的烃，这些物质大大造成了污染。还知道添加控制数量的水进入燃料中，可以在相当大程度上减少部分污染物的产生。可以相信这种效果来源于在燃烧区域由于存在着水而引起的不同现象。例如，水通过降低燃烧峰值温度，减少了氮氧化物(NOX)的散发，因为在高温条件下有利于产生氮氧化物(NOX)。此外，水蒸汽的及时蒸发，有利于燃料在燃烧腔内的分散，因此能够显著减少形成油烟、颗粒物和一氧化碳。这些现象的发生，不会威胁燃烧过程的效率。在欧洲专利申请EP-A-630398中描述了燃料与水乳化，并且在特殊的压力和温度条件下，其中加入由失水山梨糖醇油酸酯(sorbitane-oleate)、聚(亚烷基)二醇(polyalkylene glycol)、乙氧基化烷基(苯)酚(ethoxylated alkylphenol)构成的表面活性的混合物，通过静态混合器的混合元件，可以获得燃料与水的乳化效果。另一种生产乳化物的加工方法，特别是液体燃料和水的乳化，公开在欧洲专利申请EP-A-958853中，其中将要被乳化的流体喷射进入乳化腔中，在所述乳化腔内设有喷射系统，所述喷射系统具有这种性质，即产生基本上沿着正交于流体自身通过乳化腔的方向运动。在现有技术中已知具有不同类型的静态混合装置，其特别适合于分散低粘度的流体。在美国专利US 5575561中公开了这种类型的混合装置。更详细地说，在这篇文章中公开的混合装置被设置用于分散不同的流体，其中借助至少一个设置在空心结构件中的狭窄的通道，所述狭窄通道构成要被分散的流体混合物的前进通道。由成对的刚性体构成狭窄通道，首先，由输送环直接和空心结构件的内表面接触配合构成狭窄的通道，其次，由和输送环同心的剪切头与空心结构件构成狭窄通道。输送环具有圆柱形部分，从圆柱形部分具有延伸的圆锥形部分，其终止于靠近剪切头的周边尖锐的交角边缘。所述剪切头部分聚中，通过第一锥形部分插入输送环中。第一锥形部分的延伸部分是中间圆柱形部分，所述中间圆柱形部分连接第二锥形部分，其朝向方向和第一锥形部分的相反。剪切头和输送环的周边尖锐交角的边缘分开很短的距离，以便在它们之间形成狭窄的间隔通道。此外，与剪切头相关的是截锥形环状物，所述环状物在第一圆锥形部分的表面延伸。截锥形环状围绕剪切头的中间部分，并且具有中央开口，所述中央开口的直径大于中间部分的直径。这个截锥形环状物和剪切头之间的尺寸差形成辅助通过通道，其靠近剪切头，从靠紧输送环的周边边缘区域延伸到剪切环自身的第二锥形部分。供给的流体混合物通过输送环，并且直接通过输送环的锥形部分，和剪切头的第一锥形部分，朝向间隔通道和辅助通过通道。因此，部分流体通过间隔通道的狭窄截面，在此处流体经受剪切作用，在此产生紊乱运动。于是在混合装置中，在截锥形环状物和空心结构件之间产生分散作用，直到流体通过环状物。
技术实现思路
本专利技术的申请人已经察觉到取得基本上不能相互相融的流体的分散物的可能性，特别是，具有水的液体燃料的分散物，迫使要被分散的流体的混合物通过一个或多个由平行的、相互对置、以靠近距离面对面相互设置的边界表面形成的间隙。以这种方式使流体混合物基本上在层流的状态经受非常强的剪切力作用，使得第二种液体以非常细小的颗粒，通过高效率的能量转换，分散进入主液体中，这是由于在以不同的速度运行的相邻的流体层之间，产生分子内聚力和动量转换。更详细地说，按照本专利技术的第一方面涉及一种静态混合装置，其包括至少一个空心结构件，所述空心结构件具有至少一个输入口，所述输入口适合于液压连接供给流体的管道，至少一个输出口适合于液压连接流体释放管道；至少一个混合机构设置在所述空心结构件内部；其特征是所述至少一个混合机构包括第一混合体和第二混合体，所述第一混合体和第二混合体各自具有至少一个第一边界表面和至少一个第二边界表面，所述第一边界表面和第二边界表面相互对置，并且基本上相互平行，其相互之间具有预定的距离，以便形成至少一个混合间隙，所述流体流动通过所述混合间隙，使所述液体受剪切力的作用。按照本专利技术的另一方面涉及一种分散物的生产方法，所述分散物中具有至少一种流体，和至少一种第二种流体，所述流体基本上不能相互融合，步骤包括引导所述主流体和第二种流体的混合物通过至少一个混合间隙，所述混合间隙由至少一个第一边界表面和至少一个第二边界表面构成，所述第一边界表面和第二边界表面相互对置，并且基本上相互平行，其相互之间具有预定的距离，以便使所述混合物受剪切力的作用。通过下面详细描述本专利技术的静态混合装置和生产分散物的加工方法的优选实施例，并非唯一实施例，特别是按照本专利技术分散具有水的液体燃料，可以更清楚地理解本专利技术的其他特征和优点。下面参照附图描述本专利技术的非限制性的实施例。附图说明图1是按照本专利技术的静态混合装置的剖视图。图2是图1所示静态混合装置的详细部分放大的视图。具体实施例方式参照附图，按照本专利技术静态混合装置通常由代号1表示。静态混合装置1包括至少一个空心结构件2，所述空心结构件2和管道3形成液压连接，由管道3供给要被分散的流体混合物，例如，所述的混合物包含液体烃(特别是柴油燃料)以及水，和可能的下文中特别指定的添加剂。如图1所示，在供给管道3的终端4具有第一固定法兰5。设置的供给管道3用于向输入口6输送混合物，所述输入口6在空心结构件2中形成，并且供给管道3通过螺栓元件或者未图示的其他连接元件与空心结构件2形成刚性连接。在空心结构件2的内部设有至少一个混合区域8，在所述混合区域8限定至少一个具有合适宽度的混合物通过截面，所述的合适宽度小于在空心结构件2本身内可以找到的任何通过截面的宽度，因此被供给的混合物可以受到分散作用，在分散运动的过程中，分散相物态被分布在连续相中。第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静态混合装置，其包括：至少一个空心结构件（２），所述空心结构件（２）具有至少一个入口（６）和至少一个输出口（１７ａ），所述入口（６）适合于液压连接供给流体的管道（３），所述输出口适合于液压连接流体释放管道（２０）；至少一 个混合机构（２３）设置在所述空心结构件（２）内部；其特征是：所述至少一个混合机构（２３）包括第一混合体（２４）和第二混合体（２５），所述第一混合体（２４）和第二混合体（２５）分别具有至少一个第一边界表面（２４ａ）和至少一个第二边界表 面（２５ａ），所述第一边界表面（２４ａ）和第二边界表面（２５ａ）相互对置，并且基本上相互平行，其相互之间具有预定的距离，以便形成至少一个混合间隙（２６），所述流体流动通过所述混合间隙（２６），使所述液体受剪切力的作用。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：圭多里沃塔，阿尔伯托德阿米希斯，欧金尼奥巴比亚诺迪贝尔吉奥约索，卡罗A伯托格里奥，
申请(专利权)人：CAM技术股份公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]