本发明涉及一种混合单元，具体涉及一种多曲面高效混合单元。
背景技术：
已知的，混合器是将两种或多种介质混合在一起的工具，在石油、化工、能源、环保等行业中使用最多的是管道混合器。管道混合器也叫静态混合器，静态混合器没有运动部件，不依靠机械运动对流体进行混合，而是采用剪切结构元件，使流体在流动过程中不断地被混合元件导流产生自身旋转或剪切分离而后撞击，达到混合的效果。因此，混合器的性能主要由其内部的混合单元的性能决定，但现有静态混合器的混合单元由于结构及工作原理所限，在实际使用中往往存在工作阻力大、混合压降大的弊端；为了保证混合效果，需要较长的设备尺寸等。因此，如何提供一种低压降、短距离的多曲面高效混合单元就成了本领域技术人员的长期技术诉求，以提高现有静态混合器的性能等。
技术实现要素：
为克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种多曲面高效混合单元，本发明通过在曲面混合体的内、外表面分别设置内曲面流通通道和外曲面流通通道，当多路未混合均匀的介质流经曲面混合体时，被曲面混合体的内曲面流通通道和外曲面流通通道导流，在流出曲面混合体后形成一对互为反向的旋流，旋转的两股流体充分混合，在最短的混合过程内达到高效混合的效果等。
为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：
一种多曲面高效混合单元，包括曲面混合体，所述曲面混合体为左端开口小右端开口大的喇叭形结构，在曲面混合体的外表面设有外曲面流通通道，在曲面混合体的内表面设有内曲面流通通道形成所述的多曲面高效混合单元。
所述的多曲面高效混合单元，所述曲面混合体的左端面设有向左延伸的混合单元主体，在混合单元主体左端面的中部设有贯通至混合单元主体右端面的内孔。
所述的多曲面高效混合单元，所述混合单元主体的外形为圆形或椭圆形或多角形中的任意一种。
所述的多曲面高效混合单元，所述内孔的形状为圆形或椭圆形或多角形中的任意一种。
所述的多曲面高效混合单元，所述内曲面流通通道由复数个内分流通道组成，每两个内分流通道的夹角为15°～90°，所述外曲面流通通道由复数个外分流通道组成，每两个外分流通道的夹角为15°～90°。
所述的多曲面高效混合单元，所述内分流通道设置为八个，八个内分流通道呈米字形设置。
所述的多曲面高效混合单元，所述外分流通道设置为八个，八个外分流通道呈米字形设置。
所述的多曲面高效混合单元，所述混合单元主体的外缘尺寸小于内切虚拟圆，混合单元主体的外缘尺寸大于外切虚拟圆。
所述的多曲面高效混合单元，所述曲面混合体收缩段的收缩角为1°～60°。
所述的多曲面高效混合单元，所述曲面混合体扩张段的扩张角为1°～60°。
采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的优越性：
本发明通过在曲面混合体的内、外表面分别设置内、外曲面流通通道，当多路未混合均匀的介质流经曲面混合体时，被曲面混合体的内曲面流通通道、外曲面流通通道导流，在流出曲面混合体后形成一对互为反向的旋流，旋转的两股流体充分混合，在最短的混合过程内达到高效混合的效果等，本发明具有结构简单，可一次成型加工，便于制造，生产成本较低等优点，且使用效果好，适合大范围的推广和应用。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的左视结构示意图；
图3是图2的a-a剖视结构示意图；
图4是图2的b-b剖视结构示意图；
图5是本发明的右视结构示意图；
在图中：1、混合单元主体；2、内孔；3、曲面混合体；3-1、外切虚拟圆；3-2、内曲面流通通道；3-3、内切虚拟圆；3-4、外曲面流通通道。
具体实施方式
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；
首先需要说明的是，本发明在描述结构时采用的“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
结合附图1～5所述的一种多曲面高效混合单元，包括曲面混合体3，在所述曲面混合体3的左端面设有向左延伸的混合单元主体1，所述混合单元主体1的外形为圆形或椭圆形或多角形中的任意一种，具体实施时，优选圆形结构，在混合单元主体1左端面的中部设有贯通至混合单元主体1右端面的内孔2，所述内孔2的形状为圆形或椭圆形或多角形中的任意一种，其中优选圆形，内孔2可以与混合单元主体1同心设置，也可以不同心设置，所述曲面混合体3为左端开口小右端开口大的喇叭形结构，实施时，如图1、3、4所示，所述曲面混合体3左端头的外缘尺寸小于右端头的外缘尺寸；在曲面混合体3的外表面设有外曲面流通通道3-4，在曲面混合体3的内表面设有内曲面流通通道3-2形成所述的多曲面高效混合单元。
在具体实施时，如图2所示，曲面混合体3由内曲面流通通道3-2和外曲面流通通道3-4组成，所述内曲面流通通道3-2由复数个内分流通道组成，每两个内分流通道的夹角为15°～90°，所述外曲面流通通道3-4由复数个外分流通道组成，每两个外分流通道的夹角为15°～90°。实施时，所述内分流通道优选设置为八个，八个内分流通道呈米字形设置；或外分流通道设置为四个，四个外分流通道呈十字形设置。或外分流通道设置为二十四个，二十四个外分流通道呈花瓣形设置。
进一步，所述混合单元主体1的外缘面尺寸小于内切虚拟圆3-1，混合单元主体1的外缘面尺寸大于外切虚拟圆3-3；所述曲面混合体3收缩段的收缩角为1°～60°；所述曲面混合体3扩张段的扩张角为1°～60°。
本发明的原理是当多路未混合均匀的介质流经此混合单元时，以混合单元入口端面为界分成外部流和中心流，当外部流和中心流分别流经混合单元，被混合单元的内曲面流通通道3-2、外曲面流通通道3-4导流，在流出混合单元后形成一对互为反向的旋流（涡流），旋转的两股流体充分混合，在最短的混合过程内达到高效混合的效果。
本发明在具体实施时，混合单元主体1左端的介质入口方向为直段圆管，介质入口方向端面形状为同心圆环，曲面混合体3的右端为介质出口方向，曲面混合体3的右端端面形状如图1、2、5所示，具体为曲面混合体3的右端端面由与直径大于介质入口方向端面外缘面的内切虚拟圆3-1相内切的圆环段、与通过内切虚拟圆3-1圆心的轴线相平行的直段、与直径小于介质入口方向端面内孔2的内缘面的外切虚拟圆3-3相外切的圆环段、与通过内切虚拟圆3-1圆心的轴线成15°～90°夹角且通过内切虚拟圆3-1圆心的轴线相平行的直段连续连接并以虚拟圆圆心为中心、沿圆周对称连续连接构成米字形结构；曲面混合体3的外曲面流通通道3-4形状为由介质入口方向端面的外缘面向介质出口方向端面的外环均匀过渡形成的连续多曲面；曲面混合体3的内曲面流通通道3-2形状为由介质入口方向端面内孔2的内缘面向介质出口方向端面的内环均匀过渡形成的连续多曲面，曲面混合体3的外表面与所在混合器管道内表面构成外部流通通道，曲面混合体3的内表面的内部形成内部流通通道。
如图3所示，本发明中自轴线剖视外部流通通道扩张段扩张角为1°～60°。
如图4所示，本发明中自轴线剖视内部流通通道收缩段收缩角为1°～60°。
本发明在实际应用时安装于管道混合设备内部，前路未混合均匀的介质自左端的介质入口进入，在进入混合单元时，以混合单元入口端面为界分成外部流和中心流。外部流经过外曲面流通通道3-4，被外曲面流通通道3-4导流；内部流经过内曲面流通通道3-2，被内曲面流通通道3-2导流。在到达混合单元出口端面时，由于曲面的导向作用，内部流和外部流会分为多股，每股流体分别会有横向速度分量，在离开混合单元出口端面时，由于横向速度分量的作用，每股流体会形成一对互为反向的旋流（涡流），旋转的两股流体充分混合，在最短的混合过程内达到高效混合的效果，同时多股流体在离开本混合单元后，再经过后续多个混合单元的多重作用，最终达到充分混合的目的。
上述实施方式为本发明的最佳实施方式，但本发明的实施方式不仅限于上述方式，除此上述方式之外的类似的置换方式，如将介质出口方向端面的形状由多齿瓣形状改为多矩形瓣形状、将介质出口方向端面上的虚拟圆与介质入口方向端面上的圆环由同心改为不同心等，都应包含在本发明的保护范围之内。
本发明具有以下优点：
1、本发明具有结构简单，可一次成型加工，便于制造，成本较低的优点；
2、本发明具有工作压降低，由于曲面混合体3全部为曲面，对流体无阻挡作用，流体在任意位置停留时间短，所以流通阻力小、整体压降低；
3、本发明具有混合效率高，由于采用了多曲面导流结构，在流出混合单元后形成一对互为反向的旋流（涡流），可在最短的混合过程内达到最大的混合效果，也就是说体积极小的混合单元的即可达到较好的混合效果；
4、本发明可有效降低设备成本，由于混合效率高，所以在同等混合效果的前提下，与现有混合设备相比减少混合单元数量，缩小设备尺寸，也就是意味着降低的设备成本等。
本发明未详述部分为现有技术。
为了公开本发明的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。
1.一种多曲面高效混合单元，包括曲面混合体（3），其特征是：所述曲面混合体（3）为左端开口小右端开口大的喇叭形结构，在曲面混合体（3）的外表面设有外曲面流通通道（3-4），在曲面混合体（3）的内表面设有内曲面流通通道（3-2）形成所述的多曲面高效混合单元。
2.根据权利要求1所述的多曲面高效混合单元，其特征是：所述曲面混合体（3）的左端面设有向左延伸的混合单元主体（1），在混合单元主体（1）左端面的中部设有贯通至混合单元主体（1）右端面的内孔（2）。
3.根据权利要求2所述的多曲面高效混合单元，其特征是：所述混合单元主体（1）的外形为圆形或椭圆形或多角形中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的多曲面高效混合单元，其特征是：所述内孔（2）的形状为圆形或椭圆形或多角形中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的多曲面高效混合单元，其特征是：所述内曲面流通通道（3-2）由复数个内分流通道组成，每两个内分流通道的夹角为15°～90°，所述外曲面流通通道（3-4）由复数个外分流通道组成，每两个外分流通道的夹角为15°～90°。
6.根据权利要求5所述的多曲面高效混合单元，其特征是：所述内分流通道设置为八个，八个内分流通道呈米字形设置。
7.根据权利要求5所述的多曲面高效混合单元，其特征是：所述外分流通道设置为八个，八个外分流通道呈米字形设置。
8.根据权利要求2所述的多曲面高效混合单元，其特征是：所述混合单元主体（1）的外缘尺寸小于内切虚拟圆（3-1），混合单元主体（1）的外缘尺寸大于外切虚拟圆（3-3）。
9.根据权利要求1所述的多曲面高效混合单元，其特征是：所述曲面混合体（3）收缩段的收缩角为1°～60°。
10.根据权利要求1所述的多曲面高效混合单元，其特征是：所述曲面混合体（3）扩张段的扩张角为1°～60°。
技术总结