阅读说明：本技术 一种射流混合喷头 (Jet flow mixing nozzle ) 是由 宫伟力 李江龙 刘佳 赵菁菁 侯梦媛 于 2021-08-24 设计创作，主要内容包括：本发明属于物料混合领域,涉及一种射流混合喷头,包括：射流混合器、加速喷管和涡流混合器；射流混合器与加速喷管连接,加速喷管与涡流混合器连接；射流混合器用于：初步混合需要混合的物料；加速喷管用于：对初步混合的物料进行加速和降压；涡流混合器用于：最终混合各种物料。本发明的有益效果如下：1.实现了连续化在线高效混合,保证了物料出料的一致性；2.混合时间短,适合一些混合后迅速发生反应的工况,例如豆腐的点卤等；3.混合效果好,均匀性高,例如油水混合后的粒径分布集中；4.射流混合的线速度可通过进液压力调节,适合不同的混合工况。(The invention belongs to the field of material mixing, and relates to a jet mixing nozzle, which comprises: a jet mixer, an accelerating jet pipe and a vortex mixer; the jet flow mixer is connected with the accelerating spray pipe, and the accelerating spray pipe is connected with the vortex mixer; jet mixers are used for: preliminarily mixing materials to be mixed; the accelerating spray pipe is used for: accelerating and depressurizing the preliminarily mixed materials; the vortex mixer is used for: the various materials are finally mixed. The invention has the following beneficial effects: 1. continuous online efficient mixing is realized, and the consistency of material discharging is ensured; 2. the mixing time is short, and the method is suitable for some working conditions of rapid reaction after mixing, such as bittern dropping of bean curd and the like; 3. the mixing effect is good, the uniformity is high, and the particle size distribution after oil-water mixing is concentrated; 4. the linear speed of jet flow mixing can be adjusted by the liquid inlet pressure, and the jet flow mixing device is suitable for different mixing working conditions.)

一种射流混合喷头

技术领域

本发明属于物料混合领域，涉及一种主要流体物料按比例添加一种及其以上的其他物料，尤其涉及一种射流混合喷头。

背景技术

传统的流体物料混合技术，通常采用搅拌式设备，用于提高加热或冷却的效率，使物料的温度均匀化，同时促进物料中各成分的均匀混合。搅拌式设备的结构有多种形式，包括：桨叶式搅拌器、涡轮式搅拌器和旋桨式搅拌器等，通常根据物料的粘度和混合的要求选择最适合的搅拌器形式。

但是，现有的搅拌式混合设备，通常需要在固定的容器中进行混合操作，而且一般需要一定的混合时间。这样操作存在以下的问题：

1)对于某些在混合后很短的时间就发生化学或生物反应、结晶沉淀或其它变化的工况下，在混合的罐体内就会发生上述的变化；

2)在罐体内混合好的物料，需要一定的排出时间，导致前后出料不均匀；

3)在某些混合工况下，需要较高的剪切速度，但是受制于搅拌器转速的限制，而导致剪切速度无法提升。

4)无法实现在线添加，某些混合工况下，两种物料的比例差别很大，特别是像油水混合这样的不混溶的体系，容易导致混合不均匀。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本申请提供一种射流混合喷头，具体技术方案如下：

一种射流混合喷头，包括：射流混合器3、加速喷管4和涡流混合器5；

所述射流混合器3与加速喷管4连接，所述加速喷管4与涡流混合器5连接；

所述射流混合器3用于：初步混合需要混合的物料；

所述加速喷管4用于：对初步混合的物料进行加速和降压；

所述涡流混合器5用于：最终混合各种物料。

在上述技术方案的基础上，所述射流混合器3包括：上喷嘴301、若干加料接头302、射流混合腔303和下喷嘴304；

所述上喷嘴301与射流混合腔303一体成型，所述若干加料接头302与射流混合腔303连接，所述射流混合腔303与下喷嘴304连接；

所述上喷嘴301、射流混合腔303和下喷嘴304的轴线共线；

主物料经所述上喷嘴301进入所述射流混合腔303，需要配比添加的物料经所述加料接头302进入所述射流混合腔303，在所述射流混合腔303进行初步混合。

在上述技术方案的基础上，所述若干加料接头302与射流混合腔303螺纹连接。

在上述技术方案的基础上，所述上喷嘴1包括：一个圆锥状空腔和一个圆柱状空腔，所述圆锥状空腔与圆柱状空腔一体成型。

在上述技术方案的基础上，所述加速喷管4包括：直管道401和扩张型管道402；

所述直管道401与所述扩张型管道402连接；

所述直管道401和扩张型管道402一体成型，所述直管道401和扩张型管道402的轴线共线；

初步混合的物料经所述直管道401获得加速，并经所述扩张型管道402降压。

在上述技术方案的基础上，所述扩张型管道402采用逐级扩张式结构。

在上述技术方案的基础上，所述扩张型管道402采用喇叭口形式。

在上述技术方案的基础上，所述涡流混合器5包括：分流锥头501、湍流栅502和涡流混合腔503；

在所述涡流混合腔503的中间内安装设置分流锥头501；

在所述涡流混合腔503内的分流锥头501上安装湍流栅502；

所述分流锥头501和涡流混合腔503的轴线共线；

各种物料进入所述涡流混合腔503，并进行最终混合。

在上述技术方案的基础上，所述分流锥头501包括：圆锥台5011和芯轴5012；

所述圆锥台5011的大端与芯轴5012相连，且所述圆锥台5011与芯轴5012一体成型；

所述圆锥台5011与芯轴5012的轴线共线；

所述圆锥台5011与涡流混合腔503的内壁存在间隙

所述圆锥台5011的小端朝向与物料进入涡流混合腔503的方向相反。

在上述技术方案的基础上，所述涡流混合器5还包括：两个卡盘504；

两个卡盘504均固定安装在所述涡流混合腔503内；

两个卡盘504通过其中间设有的孔同时安装在所述芯轴5012上，其中一个卡盘504位于靠近圆锥台5011的位置，另一个卡盘504位于靠近涡流混合腔503出口的位置；

在两个卡盘504的盘面上中间孔的周围均布若干开孔；

所述若干开孔用于：

①过流；

②产生一部分涡流，以加强物料混合的效果。

本发明还保护上述射流混合喷头在物料混合中的应用。

本发明所述射流混合喷头的工作过程简述如下：

需要混合的物料经过所述射流混合器3，主物料经所述上喷嘴301进入所述射流混合腔303，需要配比添加的物料经所述加料接头302进入所述射流混合腔303，在所述射流混合腔303进行初步混合。初步混合的物料经所述直管道401获得加速，并经所述扩张型管道402降压。各种物料进入所述涡流混合腔503进行最终混合。

本发明的有益效果如下：

1.实现了连续化在线高效混合，保证了物料出料的一致性；

2.混合时间短，适合一些混合后迅速发生反应的工况，例如豆腐的点卤等；

3.混合效果好，均匀性高，例如油水混合后的粒径分布集中；

4.射流混合的线速度可通过进液压力调节，适合不同的混合工况。

附图说明

本发明有如下附图：

图1是本发明所述射流混合喷头的剖面结构示意图；

图2是本发明所述射流混合器3的剖面结构示意图；

图3是本发明所述加速喷管4的剖面结构示意图一；

图4是本发明所述加速喷管4的剖面结构示意图二；

图5是本发明所述涡流混合器5的剖面结构示意图；

图6是本发明所述卡盘504的结构示意图；

图7是采用不同射流混合喷头结构的射流混合效果对比示意图。

附图标记：

3、射流混合器；4、加速喷管；5、涡流混合器；301、上喷嘴；302、加料接头；303、射流混合腔；304、下喷嘴；401、直管道；402、扩张型管道；501、分流锥头；502、湍流栅；503、涡流混合腔；504、卡盘；5011、圆锥台；5012芯轴。

具体实施方式

以下结合附图1～7对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，射流混合喷头由三部分组成，包括：射流混合器3、加速喷管4和涡流混合器5。

如图1-2所示，射流混合器3由上喷嘴301、两个加料接头302、射流混合腔303和下喷嘴304组成。需要混合的物料经过所述射流混合器3，主物料经所述上喷嘴301进入所述射流混合腔303，需要配比添加的物料经所述加料接头302进入所述射流混合腔303，在所述射流混合腔303对主物料和需要配比添加的物料进行初步混合。

如图1和图3所示，加速喷管4由直管道401和采用逐级扩张式结构的扩张型管道402组成。初步混合后的物料经所述直管道401获得加速，并经所述扩张型管道402降压。

所述加速喷管4中的扩张型管道402也可以采用如图4所示的喇叭口形式，但混合分散的效果不如图3中扩张型管道402采用的逐级扩张式结构。

如图1和图5所示，所述涡流混合器5由分流锥头501、湍流栅502、涡流混合腔503和两个卡盘504组成；

各种物料进入所述涡流混合腔503进行最终混合。

所述分流锥头501包括：圆锥台5011和芯轴5012；

所述圆锥台5011的大端与芯轴5012相连，且所述圆锥台5011与芯轴5012一体成型；

所述圆锥台5011与芯轴5012的轴线共线；

所述圆锥台5011与涡流混合腔503的内壁存在间隙

所述圆锥台5011的小端朝向与物料进入涡流混合腔503的方向相反。

两个卡盘504均固定安装在所述涡流混合腔503内；

两个卡盘504通过其中间设有的孔同时安装在所述芯轴5012上，

其中一个卡盘504位于靠近圆锥台5011的位置，另一个卡盘504位于靠近涡流混合腔503的出口位置；

如图6所示，在两个卡盘504的盘面上中间孔的周围均布4个开孔，用于：①过流；②产生一部分涡流，以加强物料混合的效果。

如图7所示，为射流混合效果对比示意图，以在植物油中添加水的混合为例，以粒度分级为横坐标(单位为：μm)，体积密度为纵坐标，分为以下3种情况：

1.传统高剪切式混合：转速13000rpm，时间2min、加水4％的条件下，粒径d90＝48.8微米，如图7中三角形标记连线所示的高剪切式混合；

2.采用喇叭口型(即喇叭口形式的扩张型管道402)的射流混合喷头，1MPa条件下加水4％，粒径d90＝43.1微米，效果基本可以达到传统高剪切式混合一致的程度，但采用射流混合喷头，实现了连续化在线混合，如图7中圆形标记连线所示的射流混合-喇叭口型；

3.采用逐级扩散口型(即逐级扩张式结构的扩张型管道402)射流混合喷头，1MPa条件下加水4％，粒径d90＝23.1微米，由图7可见，相比于喇叭口型射流混合喷头，其粒径更细，粒径分布更窄，混合的均匀性更好，如图7中正方形标记连线所示的射流混合-逐级扩展口型。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

本说明书中未做详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。