一種自吸式混合器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種自吸式混合器及其應(yīng)用，包括腔體、混合器蓋和物料輸送管，所述物料輸送管具有物料導入段、中間段和至少一個物料導出段，物料導出段位于混合器的混合區(qū)內(nèi)并通過中間段與物料導入段連通，其中，每個物料導出段內(nèi)各自設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸以及至少一個物料傳送元件和至少一個導流元件，物料傳送元件和導流元件設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸上并由旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，導流元件用于引導填充在物料導出段內(nèi)的物料進入混合區(qū)中，物料傳送元件設(shè)置在導流元件的上游。該自吸式混合器能夠?qū)⑽锪腺A存裝置內(nèi)的物料抽吸進入物料輸送管并及時送入混合器的混合區(qū)中，實現(xiàn)清潔、平穩(wěn)和定量進料。
【專利說明】一種自吸式混合器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種自吸式混合器。

【背景技術(shù)】
[0002] 在粉煤灰提鋁生產(chǎn)工藝中，粉煤灰首先需要與氫氧化鈉溶液進行預(yù)脫硅反應(yīng)。目 前常規(guī)的預(yù)脫硅反應(yīng)器為連續(xù)操作的攪拌釜式反應(yīng)器，粉煤灰進料采用直接投料法、預(yù)混 合法和壓縮空氣進料法。
[0003] 直接投料法是利用人工或定量給料機，直接將粉煤灰原料由反應(yīng)釜上方敞口區(qū)域 投入到反應(yīng)釜內(nèi)進行反應(yīng)。直接投料法存在粉塵飛揚、工作環(huán)境惡劣、對人體健康危害大等 缺點；且投入灰料在墜入液相后，易結(jié)塊、分散不均；此外，在天氣干燥地區(qū)，投送粉料易與 反應(yīng)釜上方機械部件摩擦產(chǎn)生靜電，導致爆炸隱患。
[0004] 為避免上述問題，可在預(yù)脫硅反應(yīng)器前設(shè)置一預(yù)混合器，將粉煤灰與氫氧化鈉溶 液迅速混合后，再通過排料管送入預(yù)脫硅反應(yīng)器內(nèi)進行反應(yīng)。但采用預(yù)混合攪拌釜仍存在 如何將粉煤灰送入預(yù)混合攪拌釜的問題；此外，物料在預(yù)混合攪拌釜內(nèi)已開始反應(yīng)，導致預(yù) 脫硅反應(yīng)時間控制不準確等問題；最后從投資角度來看，由于需增設(shè)預(yù)混合攪拌釜，將帶來 設(shè)備投資增加和運行費用增多的問題。
[0005] 壓縮空氣進料法采用壓縮空氣，通過進料管將粉煤灰輸送到反應(yīng)器內(nèi)，由于進料 系統(tǒng)密閉，能很好避免粉塵飛揚等問題，但由于操作中進料管內(nèi)易存在粉體節(jié)涌流，導致管 路內(nèi)壓降不均，系統(tǒng)壓力波動頻繁，使得粉體進料不均，最終導致反應(yīng)器操作不穩(wěn)定，反應(yīng) 轉(zhuǎn)化率降低。
[0006] 在礦山浮選行業(yè)中，常采用氣體自吸式浮選機進行選礦。這些浮選機一般采用主 攪拌槳作為自吸槳，并在主攪拌槳外安裝一空心套管作為吸氣管。例如，董干國等（BF-T型 浮選機在鐵精礦提鐵降雜工藝中的應(yīng)用，礦冶，14 (4) :20-22)公開了一種BF-T型浮選機， 該浮選機(如圖1所示)的工作原理為：當電機1驅(qū)動主軸2帶動葉輪3旋轉(zhuǎn)時，葉輪腔內(nèi)的 礦漿受離心力的作用向四周甩出，葉輪腔內(nèi)產(chǎn)生負壓，空氣通過吸氣管4吸入上葉輪腔；與 此同時，葉輪下部的礦漿通過葉輪下錐盤中心孔吸入下葉輪腔內(nèi)與空氣混合，然后通過蓋 板5與葉輪之間的通道向四周甩出，其中一部分氣液固混合物在離開蓋板通道后，向浮選 槽上部運動參與浮選過程。
[0007] 但是，在礦山浮選行業(yè)中廣泛使用的浮選機由于主攪拌槳直徑大，浸沒深度高、攪 拌軸長、主攪拌槳與空心套管末端的混合齒間距小，導致主攪拌槳只能低速運轉(zhuǎn)，以避免長 軸晃動、攪拌槳與混合齒碰擊和扭矩過大等情況發(fā)生。但是，攪拌轉(zhuǎn)速低又必然導致產(chǎn)生的 負壓小，吸力有限，操作液位不能過高。因此，在礦山浮選行業(yè)中使用的浮選機不適用于粉 煤灰的預(yù)脫硅反應(yīng)。 實用新型內(nèi)容
[0008] 本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有的粉煤灰預(yù)脫硅方法存在的粉煤灰難以清潔、定 量且穩(wěn)定地進料的技術(shù)問題，提供一種自吸式混合器，該自吸式混合器無需額外的混合裝 置即可清潔、順暢地將粉煤灰與堿液定量混合并進行反應(yīng)。
[0009] 本實用新型提供了一種自吸式混合器，該自吸式混合器包括腔體、混合器蓋和至 少一個物料輸送管，所述物料輸送管用于將物料由物料貯存裝置送入所述腔體的混合區(qū) 中，所述物料輸送管具有物料導入段、中間段和至少一個物料導出段，所述物料導入段用于 連接物料貯存裝置，所述中間段固定于所述混合器蓋或腔體的內(nèi)壁，所述物料導出段位于 所述混合區(qū)內(nèi)并通過所述中間段與所述物料導入段連通，其中，每個物料導出段內(nèi)各自設(shè) 置有旋轉(zhuǎn)軸以及至少一個物料傳送元件和至少一個導流元件，所述物料傳送元件和所述導 流元件設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)軸上并由所述旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，所述導流元件用于引導填充在所述 物料導出段內(nèi)的物料進入所述混合區(qū)中，以物料在物料導出段內(nèi)的流動方向為基準，所述 物料傳送元件設(shè)置在所述導流元件的上游。
[0010] 本實用新型提供的自吸式混合器，使物料導入段的入口與物料貯存裝置中的物料 接觸，在將液體物料置于該反應(yīng)器的混合區(qū)內(nèi)時，液體物料浸沒物料導出段并進入物料輸 送管中與混合區(qū)內(nèi)的液位高度平齊，此時開啟導流元件，在導流元件的作用下，物料導出段 中的液體物料向外流動，從而在物料導出段中形成負壓，在該負壓的作用下，物料貯存裝置 中的物料被抽吸進入導入段，進而通過中間段進入導出段，進入導出段的物料在物料傳送 元件和導流元件的作用下進入混合區(qū)中。
[0011] 本實用新型的自吸式混合器具有如下優(yōu)點。
[0012] (1)物料貯存裝置、混合器的進料管以及混合器可以形成一個封閉結(jié)構(gòu)，能夠有效 地避免物料外泄，實現(xiàn)清潔進料。
[0013] (2)與在礦山浮選行業(yè)中使用的浮選機相比，本實用新型的自吸式混合器通過設(shè) 置在物料導出段中的導流元件在物料導出段中形成驅(qū)動物流流動的負壓，該導流元件旋轉(zhuǎn) 半徑小，即使在高速下也能平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，一方面能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生更高的負壓，獲得足以將粉狀 固體物料送入混合器中的抽吸力，實現(xiàn)平穩(wěn)進料；另一方面通過調(diào)節(jié)導流元件的運行狀態(tài) 能夠獲得預(yù)期的進料速率，實現(xiàn)定量進料。
[0014] (3)本實用新型的自吸式混合器在物料導出段內(nèi)設(shè)置導流元件的同時，還設(shè)置物 料傳送元件，在進料為粉狀固體物料時，能夠?qū)⒎蹱罟腆w物料及時送出物料輸送管，避免物 料堵塞物料輸送管。
[0015] (4)本實用新型的自吸式混合器的結(jié)構(gòu)靈活，可以根據(jù)具體進料量以及進料的種 類，設(shè)置多個物料輸送管或在一個物料輸送管上設(shè)置多個物料導出段。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面 的【具體實施方式】一起用于解釋本實用新型，但并不構(gòu)成對本實用新型的限制。
[0017] 圖1是在礦山浮選行業(yè)中使用的BF-T型浮選機的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖2是本實用新型的自吸式混合器的一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖3是圖2所示的本實用新型的自吸式混合器的俯視圖。
[0020] 圖4a用于說明本實用新型的自吸式混合器中，設(shè)置在物料輸送管的物料導出段 的側(cè)壁上的開口。
[0021] 圖4b用于說明本實用新型的自吸式混合器中，設(shè)置在所述中間段位于混合區(qū)內(nèi) 的側(cè)壁上的開口。
[0022] 圖5為本實用新型的自吸式混合器中的物料輸送管的物料導出段的一種實施方 式的剖面不意圖。
[0023] 圖6為本實用新型的自吸式混合器中的物料輸送管的物料導出段的另一種實施 方式的剖面示意圖。
[0024] 圖7用于說明的本實用新型的自吸式混合器中的物料導出段的一種設(shè)置方式，在 該圖中，物料導出段為多個，且多個物料導出段分成至少兩組，以物料在中間段內(nèi)的運動方 向為基準，各組沿中間段由下至上間隔設(shè)置。
[0025] 圖8用于說明本實用新型的自吸式混合器中的物料導出段的另一種設(shè)置方式，在 該圖中，物料導出段為多個，多個物料導出段分成一組，設(shè)置在中間段的底部，且各物料導 出段以中間段為對稱中心為對稱設(shè)置。
[0026] 圖9是本實用新型的自吸式混合器的一種優(yōu)選實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，在該優(yōu)選 實施方式中，物料導出段的軸線與中間段的軸線之間的夾角為大于90°且小于180°。
[0027] 圖10用于說明本實用新型的自吸式混合器中的物料導出段以中間段為對稱中心 為對稱設(shè)置時的一種實施方式。
[0028] 圖11用于說明本實用新型的自吸式混合器中的物料導出段以中間段為對稱中心 為對稱設(shè)置時的另一種實施方式。
[0029] 圖12用于說明本實用新型的自吸式混合器中的物料導出段以中間段為對稱中心 為對稱設(shè)置時的又一種實施方式。
[0030] 圖13用于說明本實用新型的自吸式混合器中的物料輸送管在腔體中的一種布置 方式，在該圖中，自吸式混合器設(shè)置有一根物料輸送管。
[0031] 圖14用于說明本實用新型的自吸式混合器中的物料輸送管在腔體中的另一種布 置方式，在該圖中，自吸式混合器設(shè)置有兩根物料輸送管。
[0032] 附圖標記說明
[0033] 1:電機 2 :主軸
[0034] 3:葉輪 4 :吸氣管
[0035] 5 :蓋板 6 :腔體
[0036] 7 :混合器蓋 81 :物料導入段
[0037] 82:中間段 83 :物料導出段
[0038] 831 :縮徑區(qū) 832 :強化混合區(qū)
[0039] 9 :導流元件 10 :旋轉(zhuǎn)軸
[0040] 11:電機 12:開口
[0041] 13 :沖洗機構(gòu) 14 :主軸
[0042] 15:攪拌元件 16:用于強化混合的元件
[0043] 17 :物料傳送元件 18 :減縮喉管

【具體實施方式】
[0044] 以下對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。應(yīng)當理解的是，此處所描述的

【具體實施方式】僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。
[0045] 如圖2和圖3所示，根據(jù)本實用新型的自吸式混合器包括腔體6、混合器蓋7和至 少一個物料輸送管。物料輸送管用于將物料由物料貯存裝置送入腔體的混合區(qū)中。
[0046] 本文中，所述混合區(qū)是指物料進行混合的區(qū)域，在還需要使物料進一步進行反應(yīng) 時，該區(qū)域也可以被稱為反應(yīng)區(qū)。本文中，出于清楚的目的，即使物料還需要進一步進行反 應(yīng)，也將該區(qū)域稱為混合區(qū)。
[0047] 如圖2所示，物料輸送管具有物料導入段81、中間段82和至少一個物料導出段 83。物料導入段81用于連接物料貯存裝置(未示出），中間段82固定于混合器蓋7或者固 定于腔體6的內(nèi)壁，物料導出段83位于混合區(qū)內(nèi)并通過中間段82與物料導入段81連通。
[0048] 如圖5和圖6所示，每個物料導出段83內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸以及至少一個物料傳送元 件和至少一個導流元件，所述物料傳送元件和所述導流元件設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)軸上并由所述 旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
[0049] 所述導流元件用于引導填充在物料導出段83內(nèi)的物料進入混合區(qū)。由于所述導 流元件能夠引導填充在物料導出段內(nèi)的物料進入混合區(qū)，這樣在將液體物料置于混合區(qū) 中，并使物料導入段81的出口與置于物料貯存裝置中的另一種物料(可以為粉狀固體物 料、液體物料和氣體物料中的至少一種）接觸時，處于混合區(qū)內(nèi)的部分液體物料進入物料輸 送管中并與混合區(qū)中的液位高度相同，此時如果啟動導流元件，填充在物料導出段中的液 體物料向混合區(qū)內(nèi)運動，從而在物料導出段中形成負壓（也就是形成壓力降)，在該負壓的 作用下，處于物料貯存裝置中的物料被抽吸進入物料輸送管繼而進入混合區(qū)中。
[0050] 所述導流元件可以為各種能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能的元件，優(yōu)選地，所述導流元件為軸 流型推進元件，如軸流型攪拌元件和/或軸流型葉輪。作為導流元件的軸流型攪拌元件的 具體形式可以包括但不限于：軸流型槳式攪拌元件、軸流型渦輪式攪拌元件和軸流型螺帶 式攪拌元件中的一種或至少兩種的組合。
[0051] 如圖5和6所示，物料導出段83內(nèi)還設(shè)置有至少一個物料傳送元件17,以物料在 物料導出段83內(nèi)的流動方向為基準，物料傳送元件17設(shè)置在導流元件9的上游。物料傳 送元件能夠輔助導流元件將抽吸進入物料導出段內(nèi)的物料及時輸送出物料導出段，提高物 料輸送的通暢性和輸送效率。如圖5和圖6所示，以物料在物料導出段83內(nèi)的流動方向為 基準，物料傳送元件17和導流元件9先后設(shè)置在同一旋轉(zhuǎn)軸10上。
[0052] 所述物料傳送元件可以為常見的各種能夠輸送物料的元件。在本實用新型的一種 實施方式中，如圖5和圖6所示，所述物料傳送元件為螺旋傳送元件。
[0053] 如圖5和圖6所不，導流兀件9和物料傳送兀件17先后設(shè)置在同一旋轉(zhuǎn)軸10上， 旋轉(zhuǎn)軸10的一端密封穿過腔體6的側(cè)壁并延伸至自吸式混合器的外部，與驅(qū)動裝置(如電 機11)相連，以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸10旋轉(zhuǎn)并帶動導流元件9和物料傳送元件17運轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)引 導填充在物料導出段83內(nèi)的物料向混合區(qū)運動。
[0054] 所述旋轉(zhuǎn)軸的一端與驅(qū)動裝置相接，另一端則位于物料導出段83內(nèi)。位于物料導 出段內(nèi)的一端可以為自由端，也可以為固定端。從進一步提高導流元件以及物料傳送元件 的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的角度出發(fā)，所述旋轉(zhuǎn)軸的位于物料導出段內(nèi)的一端優(yōu)選為固定端。一般地， 如圖5和圖6所示，可以將旋轉(zhuǎn)軸10的位于物料導出段83內(nèi)的一端固定于物料導出段83 的側(cè)壁。
[0055] 可以通過常用的各種方法使旋轉(zhuǎn)軸密封穿過腔體的側(cè)壁。具體地，可以在腔體的 內(nèi)壁和外壁各設(shè)置至少一道密封，從而防止?jié)B漏和腐蝕。所述密封可以為機械密封，也可以 為密封墊密封，還可以為二者的組合。所述機械密封可以通過設(shè)置密封環(huán)而實現(xiàn)，所述密封 環(huán)可以為靜環(huán)和/或動環(huán)。所述密封墊可以為各種由耐化學腐蝕的橡膠制成的密封墊。
[0056] 優(yōu)選地，所述物料導出段的側(cè)壁上和/或所述中間段位于混合區(qū)內(nèi)的側(cè)壁上設(shè)置 有至少一個開口，以物料在所述物料導出段內(nèi)的流動方向為基準，所述開口的下游設(shè)置有 至少一個所述導流元件。由于導流元件的作用，物料導出段內(nèi)為負壓狀態(tài)，處于混合區(qū)內(nèi)的 部分液體物料可以通過開口進入物料導出管并與物料導出管中的物料共同進入混合區(qū)，在 導流元件產(chǎn)生的剪切力的作用下，進入物料導出管的液體物料與物料導出管內(nèi)的物料能夠 均勻地混合，特別是在物料導出管內(nèi)的物料為粉狀固體物料時，能夠使粉體聚團破碎，促進 粉體物料在液體物料中的均勻混合。
[0057] 在所述中間段位于混合區(qū)內(nèi)的側(cè)壁上設(shè)置有所述開口時，所述開口優(yōu)選設(shè)置為靠 近中間段與物料導出段的結(jié)合部。
[0058] 在本實用新型的一種實施方式中，如圖3、圖4a和圖4b所示，物料導出段83的側(cè) 壁上和/或中間段82位于混合區(qū)內(nèi)的側(cè)壁上設(shè)置有至少一個開口 12,以物料在物料輸送管 內(nèi)的流動方向為基準，開口 12的下游設(shè)置有至少一個導流元件9。
[0059] 所述開口與所述物料傳送元件之間的位置關(guān)系沒有特別限定，以物料在物料導出 段內(nèi)的流動方向為基準，所述開口可以設(shè)置在所述物料傳送元件的下游，也可以設(shè)置在所 述物料傳送元件的上游，還可以設(shè)置在所述物料傳送元件所處部位的側(cè)壁上(如圖5和圖6 所示)，或者上述三個部位的組合。優(yōu)選地，所述開口設(shè)置在所述物料傳送元件所處部位的 側(cè)壁上和/或設(shè)置在所述物料傳送元件的上游。
[0060] 如圖4a所示，開口 12設(shè)置在物料導出段83的側(cè)壁上時，開口 12的開口方向與物 料導出段83的軸線方向之間的夾角α優(yōu)選為小于90°，如15° -75° ;相應(yīng)地，在中間段 82位于混合區(qū)的側(cè)壁上設(shè)置有開口 12時，如圖4b所示，開口 12的開口方向與中間段82的 軸線之間的夾角優(yōu)選為小于90°，如15° -75°。這樣能夠確保混合區(qū)內(nèi)的液體物料以與 物料導出段和/或中間段內(nèi)的物料流動方向一致的方向進入物料導出段和/或中間段中， 從而更好地將二者混合。
[0061] 所述開口的大小和數(shù)量可以根據(jù)物料導出段和/或中間段的內(nèi)徑以及物料輸送 管的進料速度進行適當?shù)倪x擇，以既能夠使得混合區(qū)內(nèi)的液體物料進入物料導出段，又不 會對物料導出段的力學性能產(chǎn)生不利影響為準。
[0062] 優(yōu)選地，所述開口設(shè)置在所述物料導出段的側(cè)壁上時，所述開口的內(nèi)徑為所述物 料導出段的內(nèi)徑的4至所述開口設(shè)置在所述中間段位于混合區(qū)內(nèi)的側(cè)壁上時，所述開 口的內(nèi)徑為所述中間段的內(nèi)徑的|至
[0063] 一般地，所述開口的數(shù)量可以為一個或多個，更優(yōu)選為2-12個。在所述開口的數(shù) 量為多個時，如圖4a所示，多個開口 12優(yōu)選沿物料導出段83的周向間隔設(shè)置，優(yōu)選沿物料 導出段83的周向均勻設(shè)置；相應(yīng)地，如圖4b所示，在所述中間段位于混合區(qū)的側(cè)壁上設(shè)置 有多個開口時，多個開口優(yōu)選沿所述中間段的周向間隔設(shè)置。在所述開口的數(shù)量為多個時， 也可以將開口分成至少兩組，每組內(nèi)有一個或至少兩個開口，各組沿物料導出段和/或中 間段的軸向間隔設(shè)置，每組內(nèi)的開口優(yōu)選沿物料導出段和/或中間段的周向均勻設(shè)置。
[0064] 優(yōu)選地，在物料導出段的側(cè)壁上和/或中間段位于混合區(qū)內(nèi)的側(cè)壁上設(shè)置有前文 所述的開口 12時，如圖5和圖6所示，在每個物料導出段83內(nèi)設(shè)置縮徑區(qū)831，以物料在物 料導出段83內(nèi)的流動方向為基準，縮徑區(qū)831的上游設(shè)置有至少一個導流元件9。通過在 物料導出段內(nèi)設(shè)置縮徑區(qū)能夠在物料導出段內(nèi)形成物料流動加速區(qū)，一方面能夠促進由所 述開口進入的液體物料與物料導出段內(nèi)的物料的混合，另一方面還能夠進一步提高物料流 動的順暢性，進一步降低物料堵塞物料導出段的幾率。從進一步提高物料流動的順暢性的 角度出發(fā)，如圖6所示，以物料在物料導出段內(nèi)的流動方向為基準，縮徑區(qū)831的下游優(yōu)選 還設(shè)置有至少一個導流元件9。
[0065] 所述縮徑區(qū)的徑縮比可以根據(jù)物料導出段的內(nèi)徑進行選擇。一般地，所述縮徑區(qū) 的徑縮比可以為2-10,優(yōu)選為2-4。所述徑縮比是指以物料在物料導出段內(nèi)的流動方向為 基準，位于縮徑區(qū)的上游且與縮徑區(qū)相接的區(qū)域的內(nèi)徑與所述縮徑區(qū)的最小內(nèi)徑的比值。
[0066] 在本實用新型的一種優(yōu)選實施方式中，如圖5和圖6所示，縮徑區(qū)831的軸向截面 的輪廓線呈弓形，這樣以物料在物料導出段內(nèi)的流動方向為基準，縮徑區(qū)的內(nèi)徑變化趨勢 為逐漸變小再逐漸變大，從而能夠使物料平穩(wěn)變速。在實際操作過程中，如圖5和6所示， 可以在物料導出段內(nèi)設(shè)置減縮喉管18,以形成縮徑區(qū)。
[0067] 縮徑區(qū)的長度可以根據(jù)物料導出段的長度進行選擇，沒有特別限定。
[0068] 優(yōu)選地，在所述物料導出段的側(cè)壁上和/或所述中間段位于混合區(qū)的側(cè)壁上還設(shè) 置有前文所述的開口時，如圖5和圖6所示，物料導出段83內(nèi)還設(shè)置有強化混合區(qū)832,強 化混合區(qū)832內(nèi)設(shè)置有用于強化混合的元件16,以物料在物料導出段83內(nèi)的流動方向為 基準，強化混合區(qū)832位于導流元件9的下游(在物料導出段內(nèi)還設(shè)置有縮徑區(qū)831時，強 化混合區(qū)832位于縮徑區(qū)831的下游，并優(yōu)選與縮徑區(qū)831相接)。所述強化混合區(qū)優(yōu)選延 伸至所述物料導出段的出口。通過設(shè)置強化混合區(qū)能強化由所述開口進入的液體物料與物 料導出段內(nèi)的物料的混合效果，在至少部分物料為固體物料時還能使可能存在的團聚塊粉 碎。特別是在物料導出段內(nèi)還設(shè)置有前文所述的縮徑區(qū)時，能夠?qū)τ伤隹s徑區(qū)輸出的以 較高的速度流動的物料的流動狀態(tài)進行擾動，強化物料流動的湍急程度，獲得更好的混合 效果。
[0069] 用于強化混合的元件16可以為常見的各種能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能的元件。在本實用 新型的一種實施方式中，用于強化混合的元件16為折流板。所述折流板可以為常見的各種 能夠改變物流流動方向的元件。具體地，所述折流板的截面形狀可以為方形或弓形。如圖 5和圖6所示，用于強化混合的元件16 -般固定在強化混合區(qū)832的側(cè)壁上。
[0070] 在物料導出段內(nèi)還設(shè)置有強化混合區(qū)且縮徑區(qū)的下游還設(shè)置有至少一個導流元 件時，位于所述縮徑區(qū)的下游的導流元件優(yōu)選設(shè)置在所述縮徑區(qū)與所述強化混合區(qū)相接的 部位。
[0071] 根據(jù)本實用新型的自吸式混合器，在一種優(yōu)選的實施方式中，所述導流元件至 所述物料導出段的出口的距離為D d，所述縮徑區(qū)的長度為Ls，所述強化混合區(qū)的長度為 L,，所述強化混合區(qū)與所述縮徑區(qū)相接并延伸至物料導出段的出口，其中，= 1 : 0· 2-0. 5 :0· 2-0. 5。優(yōu)選地，Dd :LS :Lq = 1 :0· 4-0. 5 :0· 4-0. 5。
[0072] 根據(jù)本實用新型的自吸式混合器，所述物料導出段的數(shù)量為至少一個，優(yōu)選為多 個，這樣能夠?qū)⑽锪纤腿牖旌蠀^(qū)內(nèi)的不同位置，避免物料在混合區(qū)內(nèi)局部區(qū)域發(fā)生累積結(jié) 塊，從而能夠獲得更好的分散混合效果。
[0073] 在所述物料導出段的數(shù)量為多個時，多個物料導出段可以分成一組或至少兩組， 每組有至少一個、優(yōu)選至少兩個物料導出段。
[0074] 在將多個物料導出段分成至少兩組時，如圖7所示，以物料在中間段82中的流動 方向為基準，各組可以沿中間段82的長度方向由下至上間隔設(shè)置。
[0075] 在每組內(nèi)有兩個以上物料導出段時，如圖7和圖8所示，每組內(nèi)的物料導出段83 的出口優(yōu)選以中間段82為對稱中心對稱設(shè)置，這樣能夠進一步擴大物料導出段出口的覆 蓋區(qū)域，獲得更好的分散混合效果。
[0076] 在物料導出段為多個時，無論是將多個物料導出段分成一組，還是分成至少兩組， 優(yōu)選地，如圖10、圖11和圖12所示，以所述中間段為對稱中心，各物料導出段的出口為對稱 設(shè)置。
[0077] 所述物料導出段在腔體中的深度以能夠確保各物料導出段的出口處于混合區(qū)為 準。
[0078] 所述物料導出段的根部固定在中間段上，并通過中間段與所述物料導入段連通。 如圖9所示，物料導出段83的軸線方向與中間段82的軸線方向的夾角β各自可以處于 90°至小于180°的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，物料導出段83的軸線方向與中間段82的軸線方向的 夾角β各自為大于90°，這樣能夠避免物料導出段與中間段的結(jié)合部出現(xiàn)應(yīng)力集中。更優(yōu) 選地，物料導出段83的軸線方向與中間段82的軸線方向的夾角β各自處于105° -135° 的范圍內(nèi)。
[0079] 根據(jù)本實用新型的自吸式混合器，所述中間段固定于混合器蓋或者固定于腔體內(nèi) 壁，用于連通物料導入段和物料導出段。所述中間段優(yōu)選垂直設(shè)置?？梢圆捎酶鞣N方法將 物料輸送管固定在混合器蓋上或固定在腔體的內(nèi)壁上。具體地，在將物料輸送管固定在混 合器蓋上時，可以使物料輸送管的中間段密封穿過混合器蓋；在將物料輸送管固定在腔體 的內(nèi)壁上時，可以在腔體的內(nèi)壁上設(shè)置固定臂，通過該固定臂將物料輸送管固定。
[0080] 在本實用新型的一種優(yōu)選的實施方式中，如圖2和圖9所示，中間段82的上部設(shè) 置有沖洗機構(gòu)13,沖洗機構(gòu)13用于向中間段82中送入沖洗液，以對中間段82的側(cè)壁進行 沖洗。由于將液體物料置于腔體中時，液體物料通過物料導出段也會進入中間段，這樣中間 段的部分內(nèi)壁被液體物料所浸濕，在隨后進入中間段的物料為粉狀固體物料時，部分粉狀 固體物料可能附著在被浸濕的內(nèi)壁上，隨時間的延長，可能在內(nèi)壁上結(jié)塊，減少了物料輸送 管的物料輸送量。另外，粉狀固體物料在輸送過程中也易于附著在中間段的內(nèi)壁上。通過 在中間段的上部設(shè)置沖洗機構(gòu)，按一定的時間間隔向中間段送入沖洗液對側(cè)壁進行沖洗， 能夠及時將附著在中間段側(cè)壁上的粉狀固體物料沖洗下來，避免物料在中間段的內(nèi)壁上結(jié) ±夬和堵塞，影響物料輸送效率。
[0081] 在腔體的混合區(qū)中充滿液體物料時，在液體壓力的作用下，液體物料進入物料輸 送管并且在物料輸送管中的液位與混合區(qū)外的液位平齊，因此，所述沖洗機構(gòu)優(yōu)選設(shè)置為 在至少與混合區(qū)的高度一致的位置。一般地，可以將所述沖洗機構(gòu)設(shè)置在中間段與物料導 入段相接的部位，并優(yōu)選使沖洗機構(gòu)的沖洗液出口方向與中間段的軸線方向一致。
[0082] 所述沖洗機構(gòu)可以為常見的各種能夠輸送沖洗液并能夠使沖洗液沖洗中間段的 側(cè)壁的機構(gòu)。具體地，所述沖洗機構(gòu)可以具有用于輸送液體物料的管道，該管道的一端開口 與沖洗液貯存裝置連通，另一端開口位于中間段內(nèi)。可以采用常用的各種液體輸送裝置(例 如：泵）將液體物料送入該管道中。從進一步提高沖洗效果的角度出發(fā)，位于中間段內(nèi)的開 口優(yōu)選形成為噴嘴，這樣能夠?qū)_洗液分散成向四周噴灑的液滴，一方面能夠獲得較好的 沖洗效果，另一方面能夠降低沖洗液的使用量。
[0083] 根據(jù)本實用新型的自吸式混合器，可以設(shè)置一根或多根物料輸送管。優(yōu)選設(shè)置多 根物料輸送管，這樣一方面能夠?qū)⑽锪陷斔椭粱旌掀鞯牟煌瑓^(qū)域，另一方面能夠?qū)⒍喾N物 料同時輸送至混合區(qū)中。在設(shè)置多根物料輸送管時，如圖14所示，優(yōu)選將物料輸送管設(shè)置 成以腔體的軸線為中心對稱設(shè)置。
[0084] 根據(jù)本實用新型的自吸式混合器，根據(jù)具體需要還可以包括用于對所述混合區(qū)內(nèi) 的物料進行攪拌的至少一個攪拌元件。所述攪拌元件可以為常見的各種能夠?qū)崿F(xiàn)攪拌功能 的元件。具體地，如圖2和圖9所示，攪拌元件15設(shè)置在主軸14上，主軸14 一端位于該自 吸式混合器的外部并與驅(qū)動裝置(未示出）相連。攪拌元件15的數(shù)量可以為一個或多個。 在攪拌元件15的數(shù)量為多個時，如圖2和圖9所示，多個攪拌元件15優(yōu)選沿主軸14的長 度方向間隔設(shè)置，這樣能夠獲得更好的攪拌效果。
[0085] 攪拌元件15可以為常規(guī)選擇，其具體形式可以包括但不限于：槳式攪拌元件、渦 輪式攪拌元件和螺帶式攪拌元件中的一種或至少兩種的組合。優(yōu)選地，攪拌元件15為軸流 式攪拌元件。
[0086] 根據(jù)本實用新型的自吸式混合器，如圖3、圖13和圖14所示，用于設(shè)置攪拌元件 15的主軸14設(shè)置在腔體6的軸線上，物料輸送管8的中間段82設(shè)置在偏離腔體6的軸線 的位置處，其中，中間段82偏離腔體6的軸線的距離能夠確保攪拌器15不觸及物料輸送管 8。
[0087] 根據(jù)本實用新型的自吸式混合器中的各部件的材質(zhì)可以根據(jù)混合器的具體應(yīng)用 場合進行選擇。一般地，混合器中需要與混合物料接觸的部件，如物料輸送管、導流元件和 導流元件的旋轉(zhuǎn)軸、攪拌裝置以及腔體內(nèi)壁，由耐化學腐蝕的材料(如聚四氟乙烯和/或不 銹鋼）制成。
[0088] 本實用新型的自吸式混合器適用于將其中至少一種物料為液體物料的多種物料 混合并任選進行反應(yīng)的場合。在使用時，將至少一種液體物料置于混合器的混合區(qū)中，將 物料輸送管的物料導入段與置于物料貯存裝置中的另外一種或多種物料(如粉狀固體物 料、液體物料和氣體物料中的一種或多種）接觸，在液體壓力的作用下，混合區(qū)中的部分液 體物料進入物料輸送管的物料導出段和中間段中，并與混合區(qū)中的液位高度平齊；接著開 啟設(shè)置在物料導出段內(nèi)的導流元件以及物料傳送元件，使得物料導出段內(nèi)的液體物料被排 出，從而在物料導出段內(nèi)形成負壓，在該負壓的作用下，物料貯存裝置中的物料被抽吸進入 物料導入段中，繼而進入中間段和物料導出段，最終進入混合區(qū)中，實現(xiàn)混合以及任選的反 應(yīng)。
[0089] 本實用新型的自吸式混合器特別適用于需要將粉狀固體物料與液體物料混合并 任選進行反應(yīng)的場合。
[0090] 具體地，可以將液體物料置于本實用新型的自吸式混合器的混合區(qū)中，使物料導 入段的入口與置于物料貯存裝置中的粉狀固體物料接觸，并啟動設(shè)置在物料導出段中的導 流元件，從而將所述粉狀固體物質(zhì)送入混合區(qū)中與液體物質(zhì)混合。在需要將所述粉狀固體 物料與所述液體物料進行反應(yīng)時，本實用新型的自吸式混合器還可以作為反應(yīng)器使用。
[0091] 在需要將多種粉狀固體物料與液體物料混合時，可以在本實用新型的自吸式混合 器上設(shè)置多個物料輸送管，從而將多種粉狀固體物料送入混合器中。
[0092] 本實用新型提供的自吸式混合器可以用作硅鋁質(zhì)物料預(yù)脫硅的混合器和反應(yīng)器。 具體地，可以將為粉狀的硅鋁質(zhì)物料與堿的水溶液混合并使所述硅鋁質(zhì)物料中的硅元素與 所述堿反應(yīng)。
[0093] 具體操作時，將所述堿的水溶液置于腔體的混合區(qū)內(nèi)并至少浸沒所述物料導出段 的出口，同時使物料導入段的入口與置于物料貯存裝置內(nèi)的所述粉狀硅鋁質(zhì)物料接觸，接 著啟動所述導流元件，在物料導出段中形成負壓，從而將粉狀硅鋁質(zhì)物料抽吸進入混合器 中與堿的水溶液混合并反應(yīng)。
[0094] 堿的水溶液在物料輸送管內(nèi)的液位高度以能夠確保產(chǎn)生的負壓足以將粉狀硅鋁 質(zhì)物料抽吸進入物料導入段為準。一般地，以所述堿的水溶液在所述腔體內(nèi)的深度為H3，所 述物料導出段的出口的最小浸沒深度為H4，H4/H3可以處于0. 1-0.8的范圍之內(nèi)，優(yōu)選處于 0. 15-0. 6的范圍之內(nèi)，如處于0. 4-0. 5的范圍之內(nèi)。
[0095] 所述硅鋁質(zhì)物料可以為各種以硅和/或鋁作為主體材料的物料，其具體實例可以 包括但不限于粉煤灰、爐灰、礦渣和赤泥中的一種或多種。所述粉狀硅鋁質(zhì)物料還可以為由 硅鋁分子篩形成的粉末狀物料。優(yōu)選地，所述粉狀硅鋁質(zhì)物料為粉煤灰。
[0096] 所述堿可以為各種能夠與粉狀硅鋁質(zhì)物料中的硅反應(yīng)，從而將粉狀硅鋁質(zhì)物料中 的硅溶出的堿，如氫氧化鈉和/或氫氧化鉀，優(yōu)選為氫氧化鈉。
[0097] 所述堿的水溶液的濃度可以為常規(guī)選擇，一般可以為50_200g/L。
[0098] 將粉狀硅鋁質(zhì)物料與堿的水溶液接觸的條件可以根據(jù)硅鋁質(zhì)物料的種類以及所 選用的堿的種類進行適當?shù)倪x擇。一般地，溫度可以為333. 15-383. 15K。
[0099] 以下結(jié)合實驗例和實施例詳細說明本實用新型。
[0100] 以下實驗例采用冷模試驗裝置驗證本實用新型的自吸式混合器在粉體自吸、液固 分散和混合方面的優(yōu)勢。具體實驗方法如下：
[0101] 采樣固定量粉體的完全進料時間作為衡量裝置自吸效果的參數(shù)；
[0102] 采用液固混合時間t2作為衡量裝置混合效果的參數(shù)。
[0103] 固定量粉體的完全進料時間h的具體試驗方法如下：
[0104] 首先向混合器的腔體中填充實驗所需液體，并到達指定刻度；在與物料導入段的 入口相連的物料貯存裝置中，裝入10kg粉煤灰，并使所述物料導入段的入口與粉煤灰接 觸；開啟分別驅(qū)動主軸和旋轉(zhuǎn)軸的電機，并開始計時，粉煤灰開始經(jīng)物料導入段自吸進入裝 置；當10kg粉煤灰完全被吸入混合器時，計時終止，得到粉體的完全進料時間ti。
[0105] 液固混合時間t2的具體試驗方法如下：
[0106] 在與混合器腔體的主軸的水平距離為100mm的位置上沿軸向豎直布置3個測量 點，3個測量點距離腔體底部的距離分別為130mm、510mm和890mm，分別實時測量3個位置 處的固相濃度隨時間的變化。當混合器開始運轉(zhuǎn)后，連續(xù)測量上述3個測量點處的固相濃 度（以g/mL計)，將各點處的固相濃度值由零逐漸增大并穩(wěn)定為某一值所需的時間作為該點 的混合時間；將上述3點所測混合時間的平均值，作為裝置的混合時間。其中，穩(wěn)定為某一 值是指在10分鐘內(nèi)固相濃度的變化范圍在±5%的范圍內(nèi)。
[0107] 固相濃度測量采用中國科學院過程工程研究所研制的PC-6A型粉體濃度測量儀 進行，該測量儀采用光導纖維傳感器作測量探頭對裝置內(nèi)顆粒的局部濃度進行測量，測量 系統(tǒng)包括發(fā)射和接收兩部分，先由發(fā)射光源發(fā)射一定強度的紅外光，紅外光遇到顆粒后反 射，反射信號由接收系統(tǒng)接收，然后處理系統(tǒng)根據(jù)反射光的強弱得到測量體系的局部濃度。 由于使用了直徑僅為3mm的光纖探針，測量設(shè)備對流場的影響可忽略不計。
[0108] 實驗例1-6用于說明本實用新型的自吸式混合器。
[0109] 實驗例1
[0110] 本實驗例中使用的自吸式混合器如圖9所示，其中，物料導出段如圖5所示，該自 吸式混合器的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下。
[0111] (1)腔體6的內(nèi)徑為380_，高度為1. 5m。
[0112] (2)主軸14上共設(shè)置三層攪拌槳，各層攪拌槳之間的距離為380mm，最底層的攪 拌槳至腔體底部的距離為130_，所使用的攪拌槳為軸流式下推型攪拌槳，攪拌槳的外徑為 130mmη
[0113] (3)物料輸送管的內(nèi)徑為50mm，物料輸送管的中間段固定在混合器蓋上，物料導出 段的數(shù)量為1個，固定在中間段的底部，物料導出段的軸線與中間段的軸線之間的夾角β 為105°，物料導出段的長度為180mm ;中間段至腔體的主軸14的距離為100mm。
[0114] (4)設(shè)置在物料導出段內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸上的導流元件為攪拌槳(數(shù)量為1個)，其外徑為 40mm，該攪拌槳為軸流式攪拌槳。導流元件至物料導出段的出口的距離為105mm。設(shè)置導流 元件的主軸還設(shè)置有物料傳送螺旋，其長度為80mm，大徑為46mm，小徑為30mm。旋轉(zhuǎn)軸位于 物料導出段內(nèi)的一端固定于物料導出段的側(cè)壁。
[0115] (5)如圖4a所示，在物料導出段的側(cè)壁上沿圓周對稱設(shè)置兩個開口，開口的直徑 為物料輸送管內(nèi)徑的開口的開口方向與該開口所處的物料導出段的截面的軸線之間 的夾角α為15°。開口至物料導出段的出口的距離為140mm。
[0116] (6)物料導出段內(nèi)的縮徑區(qū)的徑縮比為2,長度為50mm ;強化混合區(qū)（長度為50mm) 與縮徑區(qū)相接并延伸至物料導出段的出口，用于強化混合的元件為折流板，且截面形狀為 方形（3mm X 3mm X 5mm)。
[0117] (7)在物料輸送管的中間段上端設(shè)置沖洗機構(gòu)。
[0118] 本實驗例將粉煤灰與自來水進行混合，并測量固定量粉煤灰的完全進料時間和液 固混合時間。具體操作如下。
[0119] 首先將自來水引入腔體中，使腔體中水的深度為1. 2m，物料輸送管的浸沒深度 (即，物料導出段的出口至液面的高度)為510mm，并將混合器內(nèi)的水溫控制為298K。在與物 料導入段入口相連的物料貯存裝置中，裝入l〇kg粉煤灰。使物料導入段的入口與置于物料 貯存裝置中的粉煤灰接觸。啟動電機驅(qū)動主軸14轉(zhuǎn)動并帶動設(shè)置在主軸14上的攪拌器15 轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)電機使得主軸14的轉(zhuǎn)速為300rpm。接著啟動導流元件，并使導流元件的轉(zhuǎn)速為 806rpm，裝置開始將粉煤灰抽吸進入混合器中。
[0120] 測試結(jié)果為：粉體的完全進料時間t^SOmin ;混合過程中，每隔5s對固液濃度進 行測量和數(shù)據(jù)采樣，經(jīng)數(shù)據(jù)采樣及軟件分析，確定固液混合時間t2=52min。實驗過程中對混 合器底部的固相懸浮狀況進行觀察，發(fā)現(xiàn)：混合器底部固相懸浮狀況良好，在混合器底部基 本沒有沉積的粉煤灰結(jié)塊。
[0121] 實驗例2
[0122] 本實驗例使用的混合器與實驗例1所述混合器的區(qū)別在于：物料導出段內(nèi)未設(shè)置 強化混合區(qū)。
[0123] 測試結(jié)果為：粉體的完全進料時間teSOmin ;固液混合時間t2=57min。實驗過程 中對混合器底部的固相懸浮狀況進行觀察，發(fā)現(xiàn)：混合器底部固相懸浮狀況良好，在混合器 底部基本沒有沉積的粉煤灰結(jié)塊。
[0124] 實驗例3
[0125] 本實驗例中使用的混合器與實驗例2所述混合器的區(qū)別在于：物料導出段內(nèi)未設(shè) 置縮徑區(qū)。
[0126] 測試結(jié)果為：完全進料時間tfSSmin ;固液混合時間t2=62min。實驗過程中對混 合器底部的固相懸浮狀況進行觀察，發(fā)現(xiàn)：混合器底部固相懸浮狀況良好，在混合器底部基 本沒有沉積的粉煤灰結(jié)塊。
[0127] 實驗例4
[0128] 本實驗例中使用的混合器與實驗例1所述混合器的區(qū)別在于：物料導出段內(nèi)未設(shè) 置縮徑區(qū)。
[0129] 測試結(jié)果為：粉體的完全進料時間teSZmin ;固液混合時間t2=56min。實驗過程 中對混合器底部的固相懸浮狀況進行觀察，發(fā)現(xiàn)：混合器底部固相懸浮狀況良好，在混合器 底部基本沒有沉積的粉煤灰結(jié)塊。
[0130] 實驗例5
[0131] 本實驗例中使用的混合器與實驗例1所述混合器的區(qū)別在于：物料導出段如圖6 所示，即在縮徑區(qū)與強化混合區(qū)相接的部位還設(shè)置有一個導流元件。
[0132] 測試結(jié)果為：粉體的完全進料時間1^=471^11 ;固液混合時間t2=50min。實驗過程 中對混合器底部的固相懸浮狀況進行觀察，發(fā)現(xiàn)：混合器底部固相懸浮狀況良好，在混合器 底部基本沒有沉積的粉煤灰結(jié)塊。
[0133] 對比實驗例1
[0134] 本對比實驗例中使用的混合器與實驗例1所述混合器的區(qū)別在于：物料導出段內(nèi) 未設(shè)置物料傳送元件。
[0135] 測試結(jié)果為：粉體的完全進料時間teeSmin ;固液混合時間t2=70min。實驗過程 中對混合器底部的固相懸浮狀況進行觀察，發(fā)現(xiàn)：混合器底部固相懸浮狀況良好，在混合器 底部基本沒有沉積的粉煤灰結(jié)塊。但是，實驗過程中，物料輸送管的導入段與中間段出現(xiàn)局 部堵塞現(xiàn)象，需人工振打消除堵塞。
[0136] 對比實驗例2
[0137] 本對比實驗例中使用的混合器與實驗例1所述混合器的區(qū)別在于：物料導出段內(nèi) 未設(shè)置導流元件。
[0138] 實驗開始后，發(fā)現(xiàn)裝置無法吸入固體粉體，裝置無法正常運行。
[0139] 實驗例6
[0140] 本實驗例中使用的混合器與實驗例1所述混合器的區(qū)別如下。
[0141] (1)如圖14所示，以混合器的腔體的軸線為基準，對稱設(shè)置有兩個物料輸送管，每 個物料輸送管上各設(shè)置有一個物料導出段，物料導出段的軸線與中間段的軸線之間的夾角 β 為 135。。
[0142] (2)如圖4b所示，在中間段位于混合區(qū)內(nèi)的側(cè)壁上沿圓周對稱設(shè)置兩個開口，開 口的直徑為物料輸送管內(nèi)徑的開口的開口方向與該開口所處的中間段的截面的軸線之 Ο 間的夾角α為60°，開口至中間段與物料導出段的結(jié)合部的距離為50mm。
[0143] 測試結(jié)果為：粉體的完全進料時間tfZSmin ;固液混合時間t2=30min。
[0144] 反應(yīng)過程中對混合器底部的固相懸浮狀況進行觀察，發(fā)現(xiàn)：混合器底部固相懸浮 狀況良好，在混合器底部基本沒有沉積的粉煤灰結(jié)塊。
[0145] 以下實施例和對比例中，采用動物膠凝聚質(zhì)量法(詳見國家標準：GB/T1574-2007 煤灰成分分析方法）測定粉煤灰中硅的含量，通過以下公式計算脫硅率：
[0146] k = [ (S0 - Si) / S0] X 100%
[0147] 其中：k 一脫娃率，
[0148] SQ-脫硅前粉煤灰中硅的含量，
[0149] Si一脫娃后粉煤灰中娃的含量。
[0150] 實施例1-4用于說明本實用新型的自吸式混合器。
[0151] 實施例1
[0152] 本實施例采用實驗例1所述混合器將粉煤灰與氫氧化鈉水溶液混合均勻并進行 預(yù)脫硅反應(yīng)，具體操作如下。
[0153] 將136L氫氧化鈉水溶液(濃度為150g/L)泵入腔體中，并開啟加熱裝置，將混合器 內(nèi)的溶液溫度控制為368K。其中，氫氧化鈉水溶液在腔體中的深度為1. 2m，物料輸送管的 浸沒深度（即，物料導出段的出口至液面的高度）為510_。使物料導入段的入口與置于物 料貯存裝置中的粉煤灰接觸。
[0154] 啟動電機驅(qū)動主軸14轉(zhuǎn)動并帶動設(shè)置在主軸14上的攪拌器15轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)電機使 得主軸14的轉(zhuǎn)速為300rpm。接著啟動導流元件，并使導流元件的轉(zhuǎn)速為806rpm，將粉煤灰 抽吸進入混合器中。
[0155] 反應(yīng)過程中，通過沖洗機構(gòu)按2次/h的頻率向中間段中送入氫氧化鈉水溶液(濃 度為150g/L)，對中間段的內(nèi)壁進行沖洗。
[0156] 反應(yīng)過程中，每隔20min對反應(yīng)器內(nèi)的物料組成進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)過程中，混合 器中的固體含量平穩(wěn)增加，液固質(zhì)量比逐漸增大。經(jīng)計算，確定粉煤灰的平均進料速率為 12±0· 2kg/h。
[0157] 反應(yīng)進行到2小時時,取樣進行分析，確定預(yù)脫娃率為43%。
[0158] 反應(yīng)過程中對混合器底部的固相懸浮狀況進行觀察，發(fā)現(xiàn)：混合器底部固相懸浮 狀況良好，在混合器底部基本沒有沉積的粉煤灰結(jié)塊。
[0159] 物料輸送管能夠順暢并定量的輸送物料的周期為300小時。
[0160] 實施例2
[0161] 采用與實施例1相同的方法將粉煤灰與氫氧化鈉水溶液接觸反應(yīng)，不同的是，使 用實驗例2所述混合器。
[0162] 反應(yīng)過程中，每隔20min對反應(yīng)器內(nèi)的物料組成進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)過程中，混 合器中固體含量平穩(wěn)增加，液固質(zhì)量比逐漸增大。經(jīng)計算，確定粉煤灰的平均進料速率為 12±0· 2kg/h。
[0163] 反應(yīng)進行到2小時時,取樣進行分析，確定預(yù)脫娃率為39%。
[0164] 反應(yīng)過程中對混合器底部的固相懸浮狀況進行觀察，發(fā)現(xiàn)：混合器底部固相懸浮 狀況良好，在混合器底部基本沒有沉積的粉煤灰結(jié)塊。
[0165] 物料輸送管能夠順暢并定量的輸送物料的周期為300小時。
[0166] 實施例3
[0167] 采用與實施例2相同的方法將粉煤灰與氫氧化鈉水溶液接觸反應(yīng)，不同的是，使 用實驗例3所述混合器。
[0168] 反應(yīng)過程中，每隔20min對反應(yīng)器內(nèi)的物料組成進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)過程中，混 合器中固體含量平穩(wěn)增加，液固質(zhì)量比逐漸增大。經(jīng)計算，確定粉煤灰的平均進料速率為 11. 5±0· 2kg/h。
[0169] 反應(yīng)進行到2小時時，取樣進行分析，確定預(yù)脫硅率為36%。
[0170] 反應(yīng)過程中對混合器底部的固相懸浮狀況進行觀察，發(fā)現(xiàn)：混合器底部固相懸浮 狀況良好，在混合器底部基本沒有沉積的粉煤灰結(jié)塊。
[0171] 物料輸送管能夠順暢并定量的輸送物料的周期為300小時。
[0172] 對比例1
[0173] 在與實施例1相同的條件下將粉煤灰與氫氧化鈉水溶液接觸反應(yīng)，不同的是，將 實施例1所使用的混合器中物料輸送管摘除，將粉煤灰按使混合器內(nèi)的液固質(zhì)量比為4 :1 的量由混合器的上方直接投加到混合器中。
[0174] 結(jié)果反應(yīng)過程中，粉塵飛揚；粉煤灰投入混合器后，容易在液面上方局部區(qū)域短暫 漂浮，形成聚團，分散效果差，混合器底部懸浮狀況一般，存在一些固體結(jié)塊。
[0175] 反應(yīng)進行到2小時時,取樣進行分析，確定預(yù)脫娃率為31%。
[0176] 實施例4
[0177] 采用與實施例1相同的方法將粉煤灰與氫氧化鈉水溶液混合均勻并進行預(yù)脫硅 反應(yīng)，不同的是，采用實驗例6所述混合器。同時使主軸16的轉(zhuǎn)速為300rpm，使導流元件的 轉(zhuǎn)速為530rpm。
[0178] 反應(yīng)過程中，每隔20min對反應(yīng)器內(nèi)的物料組成進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)過程中，混合 器中的固體含量平穩(wěn)增加，液固質(zhì)量比逐漸增大。經(jīng)計算，確定每根物料輸送管的粉煤灰的 平均進料速率為6±0. 2kg/h。
[0179] 反應(yīng)進行到2小時時,取樣進行分析，確定預(yù)脫娃率為45%。
[0180] 反應(yīng)過程中對混合器底部的固相懸浮狀況進行觀察，發(fā)現(xiàn)：混合器底部固相懸浮 狀況良好，在混合器底部基本沒有沉積的粉煤灰結(jié)塊。
[0181] 每根物料輸送管能夠順暢并定量的輸送物料的周期為500小時。
[0182] 以上詳細描述了本實用新型的優(yōu)選實施方式，但是，本實用新型并不限于上述實 施方式中的具體細節(jié)，在本實用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本實用新型的技術(shù)方案進 行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實用新型的保護范圍。
[0183] 另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛 盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本實用新型對各 種可能的組合方式不再另行說明。
[0184] 此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違 背本實用新型的思想，其同樣應(yīng)當視為本實用新型所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1. 一種自吸式混合器，該自吸式混合器包括腔體、混合器蓋和至少一個物料輸送管，所 述物料輸送管用于將物料由物料貯存裝置送入所述腔體的混合區(qū)中，所述物料輸送管具有 物料導入段、中間段和至少一個物料導出段，所述物料導入段用于連接物料貯存裝置，所述 中間段固定于所述混合器蓋或腔體的內(nèi)壁，所述物料導出段位于所述混合區(qū)內(nèi)并通過所述 中間段與所述物料導入段連通，其特征在于，每個物料導出段內(nèi)各自設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸以及至 少一個物料傳送元件和至少一個導流元件，所述物料傳送元件和所述導流元件設(shè)置在所述 旋轉(zhuǎn)軸上并由所述旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，所述導流元件用于引導填充在所述物料導出段內(nèi)的物 料進入所述混合區(qū)中，以物料在物料導出段內(nèi)的流動方向為基準，所述物料傳送元件設(shè)置 在所述導流元件的上游。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自吸式混合器，其特征在于，所述物料導出段的側(cè)壁上和/或 所述中間段位于混合區(qū)內(nèi)的側(cè)壁上設(shè)置有至少一個開口，以物料在所述物料導出段內(nèi)的流 動方向為基準，所述開口的下游設(shè)置有至少一個所述導流元件，所述開口優(yōu)選設(shè)置在所述 物料傳送元件所處的物料導出段的側(cè)壁上和/或設(shè)置在所述中間段位于混合區(qū)內(nèi)的側(cè)壁 上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自吸式混合器，其特征在于，所述開口設(shè)置在所述物料導出 段的側(cè)壁上，所述開口的開口方向與所述物料導出段的軸線之間的夾角為小于90°，優(yōu)選 為15° -75° ;和/或 所述開口設(shè)置在所述中間段位于混合區(qū)內(nèi)的側(cè)壁上，所述開口的開口方向與所述中間 段的軸線之間的夾角為小于90°，優(yōu)選為15° -75°。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的自吸式混合器，其特征在于，所述開口設(shè)置在所述物料導 出段的側(cè)壁上，所述開口的內(nèi)徑為所述物料導出段的內(nèi)徑的4至和/或 所述開口設(shè)置在所述中間段位于混合區(qū)內(nèi)的側(cè)壁上，所述開口的內(nèi)徑為所述中間段的 內(nèi)徑的^至
5. 根據(jù)權(quán)利要求2-4中任意一項所述的自吸式混合器，其特征在于，所述開口的數(shù)量 優(yōu)選為多個，更優(yōu)選為2-12個，多個所述開口優(yōu)選沿所述物料導出段和/或所述中間段的 周向間隔設(shè)置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2-5中任意一項所述的自吸式混合器，其特征在于，所述物料導出段 內(nèi)還設(shè)置有縮徑區(qū)，以物料在所述物料導出段內(nèi)的流動方向為基準，所述縮徑區(qū)的上游設(shè) 置有至少一個導流元件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的自吸式混合器，其特征在于，所述縮徑區(qū)的徑縮比為2-10。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2-7中任意一項所述的自吸式混合器，其特征在于，所述物料導出段 內(nèi)還設(shè)置有強化混合區(qū)，所述強化混合區(qū)內(nèi)設(shè)置有用于強化混合的元件，以物料在所述物 料導出段內(nèi)的流動方向為基準，所述強化混合區(qū)位于所述導流元件的下游；在物料導出段 內(nèi)設(shè)置有縮徑區(qū)時，所述強化混合區(qū)位于所述縮徑區(qū)的下游并優(yōu)選與所述縮徑區(qū)相接；所 述強化混合區(qū)優(yōu)選延伸至所述物料導出段的出口。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的自吸式混合器，其特征在于，所述用于強化混合的元件為折 流板。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6-9中任意一項所述的自吸式混合器，其特征在于，以物料在物料導 出段內(nèi)的流動方向為基準，所述縮徑區(qū)的下游還設(shè)置有至少一個導流元件；在物料導出段 內(nèi)設(shè)置有強化混合區(qū)時，位于所述縮徑區(qū)的下游的導流元件優(yōu)選設(shè)置在所述縮徑區(qū)與所述 強化混合區(qū)相接的部位。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中任意一項所述的自吸式混合器，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸的 一端密封穿過所述腔體的側(cè)壁并延伸至自吸式混合器的外部，以與驅(qū)動裝置相連。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1-11中任意一項所述的自吸式混合器，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸的 位于所述物料導出段內(nèi)的一端固定于所述物料導出段的側(cè)壁。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自吸式混合器，其特征在于，所述物料傳送元件為螺旋傳送 元件。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1-13中任意一項所述的自吸式混合器，其特征在于，所述導流元件 為軸流型推進元件，優(yōu)選為軸流型攪拌元件。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1-14中任意一項所述的自吸式混合器，其特征在于，所述物料導出 段的軸線與所述中間段的軸線的夾角各自處于90°至小于180°的范圍內(nèi)，優(yōu)選各自處于 105° -135°的范圍內(nèi)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1-15中任意一項所述的自吸式混合器，其特征在于，所述腔體的深 度為1，所述物料導出段與所述中間段的結(jié)合部至所述腔體的底部的距離各自為H 2, 4/? 處于0. 1-0. 8的范圍內(nèi)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1-16中任意一項所述的自吸式混合器，其特征在于，所述物料導出 段為多個，多個所述物料導出段分成一組或至少兩組，每組有至少一個、優(yōu)選至少兩個物料 導出段，以物料在中間段中的流動方向為基準，各組沿所述中間段的長度方向由下至上間 隔設(shè)置。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1-17中任意一項所述的自吸式混合器，其特征在于，所述中間段的 上部設(shè)置有沖洗機構(gòu)，所述沖洗機構(gòu)用于向所述中間段中送入沖洗液，以對所述中間段的 側(cè)壁進行沖洗。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自吸式混合器，其特征在于，該自吸式混合器還包括用于對 所述混合區(qū)內(nèi)的物料進行攪拌的至少一個攪拌元件，所述攪拌元件設(shè)置在一主軸上，所述 主軸的一端位于該自吸式混合器的外部并與驅(qū)動裝置相連，所述攪拌元件優(yōu)選為多個，多 個所述攪拌元件沿所述主軸的長度方向間隔設(shè)置。
【文檔編號】B01F15/02GK203842535SQ201420057394
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月29日
【發(fā)明者】禹耕之, 孫琦, 王寶冬, 劉曉婷, 王曉歡, 肖永豐, 趙利軍 申請人:神華集團有限責任公司, 北京低碳清潔能源研究所