混液混气装置及其混合方法 所属技术领域 [0001] 本发明涉及流体混合设备技术领域，具体地说是一种混液混气装置及其混合方法。 背景技术 [0002] 众所周知，采用次氯酸钠和二氧化碳混合模式可以减少污染，且原材料不受限制，生成的次氯酸水氯味低，但由于二氧化碳在常压下溶于水后PH值最低降低到5.3 左右，次氯酸水的氧化还原电位随PH的降低而升高，在消毒过程中，消毒效果也随PH值的降低和氧化还原电位的升高而变得又快又好，有效氯较低的阶段次氯酸分子含量的多少决定了氧化还原电位的大小和消毒能力，有效氯浓度达到一定程度后，有效氯含量的增加有利于次氯酸水减少有机物干扰的影响，在实际应用中，对提高消毒效果有力，而过高的消毒液浓度可能会引起残留。因此需要有效的控制PH值、有效氯含量。 [0003] 次氯酸钠目前消毒过程中，存在的问题是需要将次氯酸钠水解或者与酸性物质接触生成次氯酸后方可发挥较大的作用，而次氯酸钠溶液呈碱性，在碱性环境下，次氯酸钠容易与有机物成成氯仿、三氯硝基甲烷等。在酸性环境下，则不容易形成该有机物，但不同环境仍存在生成的可能性。 [0004] 电解形式生成次氯酸水，有少量的臭氧产生，有痕量的过氧化氢产生。臭氧作为消毒剂，对消毒效果有较好的促进作用，根据实验得出，臭氧能够抑制次氯酸(次氯酸)产生氯仿等有害物质，但单纯臭氧容易与水中含溴物质发生反应生成三溴甲烷、溴化氢等，而联合次氯酸、臭氧、双氧水联合消毒，可有易于减少有害产物的产生，增强杀毒效果，降低单独使用臭氧和次氯酸的浓度。而由于臭氧、次氯酸和加入双氧水的该溶液若加工时间长则会使得性能不稳定，因此必须现制现用。电解水由于其不能调节其各个物质浓度及比例，经试验证明，调整各物质的浓度有利于消毒效果的提升，有利于抑制有害物质的产生，有利于减少单个消毒产品单独使用时的浓度，可根据试验结论调整不同的物质之间的比例可针对各种不同场合实现不同级别，不同速度的消毒效果。因此复合式方法相对于电解式次氯酸水有更大的好处，及有更大的灵活性。 [0005] 次氯酸水或目前化工行业及化工设备中应用较多的两种及多种流体混合的方法可以分为对流混合、扩散混合和剪力混合三种方法，装置有各种结构的反应釜、射流器和静态混合器等。 [0006] 次氯酸消毒水生产过程中，尤其是消毒液产量每小时十吨及以下的生产装置中，采用蠕动泵或计量泵作为定量加料装置，其中一种或几种液体输入为脉动输入，脉动间隔时间较长，输入液体为腐蚀性液体，反应液体压力较高，通常生产次氯酸水的设备运行压力为0.4～0.6Mpa，在受到压力冲击时可以达到 1～1.6Mpa，如果采用普通形状塑料材质反应釜，则反应釜体积至少应在几十到几百升以上才能混合充分，反应釜耐受压力大则需要壁厚达到10mm以上，体积大，密封不好，成本高。如果采用金属反应釜，则壁厚也需要5mm以上，由于腐蚀性，需要特殊金属制成，成本及重量极高，如果再在反应釜内增加搅拌装置，则成本及重量更加惊人。在现有条件下，使用反应釜，如果未进行搅拌处理，液体会出现不同程度的分层现象，尤其是针对具有脉动输入的液体。虽然通过带有搅拌反应釜的混合结构可以实现搅拌、混合功能，但增大了反应釜的制作难度，同时承受的水压有限，外加保护装置不仅整体重量加大，成本很高，带有搅拌需要加入接头、搅拌叶片、搅拌电机及保护装置，体积笨重而繁琐，成本较高，一个反应釜市价一般在一万以上，且制作耐腐蚀性反应釜成本更高，实现耐压力高的反应釜通常壁厚要达到5mm以上，整个反应釜重量要达到几百公斤，显然不是最优选择。 [0007] 此时，用户对设备的体积、成本、重量提出了苛刻要求时，同时要求在浓度切换时，尽快达到稳定，因此要求较高要求液体混合或气液混合过程中混合效率高、耐腐蚀性好、耐压力高，同时要求混合反应装置体积小，结构简单、成本低，稳定性好等。 [0008] 由于采用射流器及静态混合器也可以实现液体的混合，且整个过程为无搅拌混合，混合效果较好，但较小体积的射流器和静态混合器不能应对脉动浓度液体混合，从而造成输出浓度波动大，反应不充分，混合效率不高等问题。若采用大体积射流器或静态混合器，不断加大静态混合器至接近反应釜容积时，针对脉动输入仅能在一定程度上解决浓度波动问题，但成本造价成倍增加，体积、重量随之增加，也限制了复合次氯酸消毒液生产设备的小型化、轻量化。 [0009] 经检索，为了解决上述技术问题，CN201821042487.X公开了一种复合消毒液生产装置的实用新型专利，其设有药液箱、药液输入机构、臭氧发生器、混液机构，其特征在于药液箱的出口与药液输入机构的输入端相连接，药液输入机构及臭氧发生器的输出端分别与混液机构的输入端相连接；所述药液箱由一号药液箱、二号药液箱、三号药液箱组成，每个药液箱上均设有出液口以及液位检测器，液位检测采用超声波式或电容式或光电式或称重式中的一种或多种，药液箱采用塑料桶或软袋。这种结构的实质性不足是：一是管件组装，管件连接点多，导致管件连接部位的密封性很难保证；二是混液时需要有蠕动泵带动流体运动混合，导致成本高、重量大、体积大；三是在混合时，由于设有很多的检测电子器件，其必然有电磁阀，导致设备成本高。 发明内容 [0010] 本发明针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种结构简单、占用空间小、重量轻、成本低、反应充分、混合效果显著、稳定性好、可靠性高、耐腐蚀性好，耐压力高、加工方便的混液混气装置及其混合方法。 [0011] 本发明解决上述技术问题采用的技术手段是： 一种混液混气装置，其特征在于混液板1，所述混液板内设有无动力驱动混合的混液混气通道2，通过混液混气通道的无动力混合，将液液、液气充分按比例快速完全混合，不但节省了利用混液机构的动力泵来提供动力，而且还节省了很多管路接头，显著降低了成本、重量，大大缩小了占用体积，并具有反应充分、混合效果显著、稳定性好、可靠性高、耐腐蚀性好，耐压力高、密封性能高的作用。 [0012] 本发明所述混液板1是由下底板11和上盖板12密封固定连接而成，所述下底板11上设有上凹槽21‑1，所述上盖板12上设有下凹槽21‑2，所述上凹槽21‑1与下凹槽21‑2相密封对接固定连接而形成混液混气通道，以达到加工方便的作用。 [0013] 本发明可在所述上凹槽21‑1外侧的下底板11上设有定位插槽或定位插条111，所述下凹槽21‑2外侧的上盖板12上设有定位插条或定位插槽121，所述定位插槽与定位插条密封固定插接，以利于安装时通过定位插槽和定位插条的快速插接，对上凹槽21‑1和下凹槽21‑2进行精确定位和进一步密封，达到密封性能高、稳定性好、可靠性高、耐压力高的作用。 [0014] 本发明所述混液混气通道2包括进水接口211、进水通道212、原液接口213、原液通道214、水提速通道215、液液加速通道216、液液扩散混合通道217、液液减压提速通道218、液液提速通道219、气体接口220、气体通道221、液气加速通道222、液气扩散混合通道223、液气混合提速通道224、液气混合腔225、混液减压提速通道226和混液排出接口227，所述水提速通道215、液液扩散混合通道217、液液提速通道219、液气扩散混合通道223分别为锥形通道， 所述进水接口211、原液接口213、混液排出接口227和气体接口220分别间隔设置在混液板一侧，所述进水通道212进口与进水接口211相连通，出口与水提速通道215大径端相连通，所述水提速通道215小径端出口与液液加速通道216进口相连通，所述液液加速通道216一侧的原液入口经原液通道214与原液接口213相连通，所述原液通道214原液的压力大于水提速通道215内水的压力，以使原液通道214内的高压原液对水提速通道215内的低压水产生抽吸作用一同进入液液加速通道216进行混合，所述液液加速通道216出口与液液扩散混合通道217小径端进口相连通，液液加速通道216内初步混合的液体再通过液液扩散混合通道217的锥形通道内壁旋流并逐渐降速，以延长混合时间，使之进一步充分混合，所述液液扩散混合通道217大径端出口与所述液液减压提速通道218进口相连通，所述液液减压提速通道218的内径小于液液扩散混合通道217大径端内径，所述液液减压提速通道218出口与液液提速通道219大径端进口相连通，使水和次氯酸钠达到提速混合的作用，所述液液提速通道219小径端出口与液气加速通道222进口相连通，所述液气加速通道222一侧入口经气体通道221与气体接口220相连通，所述气体通道221内气体的压力大于液气加速通道222内混合液体的压力，气体通道221内的气体形成高压、高速流动的气体对混液液体产生抽吸作用并在液气加速通道222内进行混合，所述液气加速通道222出口与液气扩散混合通道223小径端相连通，所述液气扩散混合通道223大径端出口与液气混合提速通道224进口相连通，且所述液气混合提速通道224的内径小于液气扩散混合通道223大径端内径，使三种流体达到提速混合的作用，所述液气混合提速通道224出口与液气混合腔225进口相连通，所述液气混合腔225出口经混液减压提速通道226与混液排出接口227相连通，所述液气混合腔225的内径大于液气混合提速通道224内径，以利于通过液气混合提速通道224对液气混合液进行减压增速，使之快速混合，当混合液进入液气混合腔225内，再通过液气混合腔225对混合液进行降速，一方面增大混合空间，另一方面延长混合路径，增大反应空间，使之完全充分混合反应成次氯酸液，充分混合后的次氯酸液经混液排出接口227流出，达到了混合效果显著，混液输出浓度无波动，反应充分的作用。 [0015] 本发明可在所述液液减压提速通道218和液液提速通道219间设有液液混合腔 228，所述液液混合腔228的内径大于液液减压提速通道218内径，以利于增大混合液体的混合空间，延长混合路径，进一步使得液液充分混合。 [0016] 本发明可在所述液气混合腔225至少设有一个，当所述液气混合腔225数量为2个以上时，所述液气混合腔225依次串联在液气混合提速通道224上，以利于延长气体与溶液混合反应路径，加大反应时间和反应空间，使之达到完全混合、充分反应的作用。 [0017] 本发明所述进水接口211、原液接口213、混液排出接口227和气体接口220与上盖板12一体制成，所述进水接口211、原液接口213、混液排出接口227和气体接口220的外壁设有定位凸缘3和卡槽4，所述下底板11上对应设有凸缘定位槽5和卡槽定位台6，所述定位凸缘3与凸缘定位槽5相配合密封固定连接，所述卡槽4和卡槽定位台6相配合密封固定连接，以达到进一步提高接口的密封性，防止流体泄漏的作用。 [0018] 本发明所述混液板可以采用耐腐蚀的金属制成，也可以采用耐腐蚀、耐高压的非金属制成。 [0019] 本发明混合方法为：混合时，所述进水接口211经水泵对接水罐，原液接口213经原液泵对接原液罐，气体接口220经气泵对接气体罐，混液排出接口227对接混液罐，然后通过控制装置分别启动水泵、原液泵和气泵，水经进水通道212进入，经过水提速通道215时开始提速，当进入液液加速通道216时，与一侧的原液通道214内的高压高速原液碰撞混合，通过液液加速通道216的加速旋转碰撞后进入液液扩散混合通道217，在液液扩散混合通道217内形成旋流，并沿着液液扩散混合通道的喇叭形侧壁逐渐延长旋流路径，使流体逐渐减速进而充分混合，混合后的液液在进入液液减压提速通道218时，由于液液减压提速通道218的内径小于液液扩散混合通道大径，使得液液扩散混合通道大径端壁对液液产生扰流，使之再次混合，然后流入液液减压提速通道218再次提速，再经液液提速通道219提速后在液气加速通道222内与一侧进入的高压、高速的气体通道221内的气体碰撞混合形成旋流，并流入到液气扩散混合通道223内，在液气扩散混合通道223内的喇叭形侧壁继续以旋流方式进行混合，同时降低混合流速，延长反应时间，混合后的液气在进入液气加速通道222时，由于液气加速通道222的内径小于液气扩散混合通道223大径，使得液气扩散混合通道223大径端壁对混合的液气产生扰流，使之再次混合，然后流入液气加速通道222再次提速，再流入到液气混合腔225内形成低速的混合液，使之反复充分混合反应，最后生成所要的混合液后经混液通道、混液排出接口227流入到混液罐内。 [0020] 本发明可在所述液液减压提速通道218和液液提速通道219间设有液液混合腔228时，混合液经所述液液减压提速通道218提速后流入到液液混合腔内形成低速流体，使之充分混合，液液混合后的流体再流入到液液提速通道219，以使液液更进一步充分混合。 [0021] 本发明由于采用上述结构方法，不但节省了利用混液机构的动力泵来提供动力，而且还节省了很多管路接头，显著降低了成本、重量，大大缩小了占用体积，并具有结构简单、占用空间小、重量轻、成本低、反应充分、混合效果显著、稳定性好、可靠性高、耐腐蚀性好，耐压力高优点。 附图说明 [0022] 图1是本发明的实施例的结构示意图。 [0023] 图2是本发明上盖板的结构示意图。 [0024] 图3是图2的立体图 图4是本发明下底板的结构示意图。 [0025] 图5是图4的立体图。 [0026] 附图标记：混液板1、混液混气通道2、定位凸缘3、卡槽4、凸缘定位槽5、卡槽定位台 6、下底板11、上盖板12、上凹槽21‑1、下凹槽21‑2、进水接口211、进水通道212、原液接口 213、原液通道214、水提速通道215、液液加速通道216、液液扩散混合通道217、液液减压提速通道218、液液提速通道219、气体接口220、气体通道221、液气加速通道222、液气扩散混合通道223、液气混合提速通道224、液气混合腔225、混液减压提速通道226、混液排出接口 227、液液混合腔228。 具体实施方式 [0027] 下面结合附图和实施例对本发明进行说明。 [0028] 如附图所示，一种混液混气装置，其特征在于混液板1，所述混液板内设有无动力驱动混合的混液混气通道2，通过混液混气通道的无动力混合，将液液、液气充分按比例快速完全混合，不但节省了利用混液机构的动力泵来提供动力，而且还节省了很多管路接头，显著降低了成本、重量，大大缩小了占用体积，并具有反应充分、混合效果显著、稳定性好、可靠性高、耐腐蚀性好，耐压力高、密封性能高的作用。 [0029] 本发明所述混液板1是由下底板11和上盖板12密封固定连接而成，所述下底板11上设有上凹槽21‑1，所述上盖板12上设有下凹槽21‑2，所述上凹槽21‑1与下凹槽21‑2相密封对接固定连接而形成混液混气通道，以达到加工方便的作用。 [0030] 本发明可在所述上凹槽21‑1外侧的下底板11上设有定位插槽或定位插条111，所述下凹槽21‑2外侧的上盖板12上设有定位插条或定位插槽121，所述定位插槽与定位插条密封固定插接，以利于安装时通过定位插槽和定位插条的快速插接，对上凹槽21‑1和下凹槽21‑2进行精确定位和进一步密封，达到密封性能高、稳定性好、可靠性高、耐压力高的作用。 [0031] 本发明所述混液混气通道2包括进水接口211、进水通道212、原液接口213、原液通道214、水提速通道215、液液加速通道216、液液扩散混合通道217、液液减压提速通道218、液液提速通道219、气体接口220、气体通道221、液气加速通道222、液气扩散混合通道223、液气混合提速通道224、液气混合腔225、混液减压提速通道226和混液排出接口227，所述水提速通道215、液液扩散混合通道217、液液提速通道219、液气扩散混合通道223分别为锥形通道， 所述进水接口211、原液接口213、混液排出接口227和气体接口220分别间隔设置在混液板一侧，所述进水通道212进口与进水接口211相连通，出口与水提速通道215大径端相连通，所述水提速通道215小径端出口与液液加速通道216进口相连通，所述液液加速通道216一侧的原液入口经原液通道214与原液接口213相连通，所述原液通道214原液的压力大于水提速通道215内水的压力，以使原液通道214内的高压原液对水提速通道215内的低压水产生抽吸作用一同进入液液加速通道216进行混合，所述液液加速通道216出口与液液扩散混合通道217小径端进口相连通，液液加速通道216内初步混合的液体再通过液液扩散混合通道217的锥形通道内壁旋流并逐渐降速，以延长混合时间，使之进一步充分混合，所述液液扩散混合通道217大径端出口与所述液液减压提速通道218进口相连通，所述液液减压提速通道218的内径小于液液扩散混合通道217大径端内径，所述液液减压提速通道218出口与液液提速通道219大径端进口相连通，使水和次氯酸钠达到提速混合的作用，所述液液提速通道219小径端出口与液气加速通道222进口相连通，所述液气加速通道222一侧入口经气体通道221与气体接口220相连通，所述气体通道221内气体的压力大于液气加速通道222内混合液体的压力，气体通道221内的气体形成高压、高速流动的气体对混液液体产生抽吸作用并在液气加速通道222内进行混合，所述液气加速通道222出口与液气扩散混合通道223小径端相连通，所述液气扩散混合通道223大径端出口与液气混合提速通道224进口相连通，且所述液气混合提速通道224的内径小于液气扩散混合通道223大径端内径，使三种流体达到提速混合的作用，所述液气混合提速通道224出口与液气混合腔225进口相连通，所述液气混合腔225出口经混液减压提速通道226与混液排出接口227相连通，所述液气混合腔225的内径大于液气混合提速通道224内径，以利于通过液气混合提速通道224对液气混合液进行减压增速，使之快速混合，当混合液进入液气混合腔225内，再通过液气混合腔225对混合液进行降速，一方面增大混合空间，另一方面延长混合路径，增大反应空间，使之完全充分混合反应成次氯酸液，充分混合后的次氯酸液经混液排出接口227流出，达到了混合效果显著，混液输出浓度无波动，反应充分的作用。 [0032] 本发明可在所述液液减压提速通道218和液液提速通道219间设有液液混合腔 228，所述液液混合腔228的内径大于液液减压提速通道218内径，以利于增大混合液体的混合空间，延长混合路径，进一步使得液液充分混合。 [0033] 本发明可在所述液气混合腔225至少设有一个，当所述液气混合腔225数量为2个以上时，所述液气混合腔225依次串联在液气混合提速通道224上，以利于延长气体与溶液混合反应路径，加大反应时间和反应空间，使之达到完全混合、充分反应的作用。 [0034] 本发明所述进水接口211、原液接口213、混液排出接口227和气体接口220与上盖板12一体制成，所述进水接口211、原液接口213、混液排出接口227和气体接口220的外壁设有定位凸缘3和卡槽4，所述下底板11上对应设有凸缘定位槽5和卡槽定位台6，所述定位凸缘3与凸缘定位槽5相配合密封固定连接，所述卡槽4和卡槽定位台6相配合密封固定连接，以达到进一步提高接口的密封性，防止流体泄漏的作用。 [0035] 本发明所述混液板可以采用耐腐蚀的金属制成，也可以采用耐腐蚀、耐高压的非金属制成。 [0036] 本发明混合方法为：混合时，所述进水接口211经水泵对接水罐，原液接口213经原液泵对接次氯酸钠原液罐，气体接口220经气泵对接二氧化碳气体罐，混液排出接口227对接混液罐，然后通过控制装置分别启动水泵、原液泵和气泵，水经进水通道212进入，经过水提速通道215时开始提速，当进入液液加速通道216时，与一侧的原液通道214内的高压高速次氯酸钠原液碰撞混合，通过液液加速通道216的加速旋转碰撞后进入液液扩散混合通道 217，在液液扩散混合通道217内形成旋流，并沿着液液扩散混合通道的喇叭形侧壁逐渐延长旋流路径，使流体逐渐减速进而充分混合，混合后的液液在进入液液减压提速通道218时，由于液液减压提速通道218的内径小于液液扩散混合通道大径，使得液液扩散混合通道大径端壁对液液产生扰流，使之再次混合，然后流入液液减压提速通道218再次提速，再经液液提速通道219提速后在液气加速通道222内与一侧进入的高压、高速的气体通道221内的气体碰撞混合形成旋流，并流入到液气扩散混合通道223内，在液气扩散混合通道223内的喇叭形侧壁继续以旋流方式进行混合，同时降低混合流速，延长反应时间，混合后的液气在进入液气加速通道222时，由于液气加速通道222的内径小于液气扩散混合通道223大径，使得液气扩散混合通道223大径端壁对混合的液气产生扰流，使之再次混合，然后流入液气加速通道222再次提速，再流入到液气混合腔225内形成低速的混合液，使之反复充分混合反应，最后生成次氯酸液后经混液通道、混液排出接口227流入到混液罐内。 [0037] 本发明可在所述液液减压提速通道218和液液提速通道219间设有液液混合腔228时，混合液经所述液液减压提速通道218提速后流入到液液混合腔内形成低速流体，使之充分混合，液液混合后的流体再流入到液液提速通道219，以使液液更进一步充分混合。 [0038] 实施例，如附图2、3所示，本发明混液混气通道中的液气混合腔225优选串接有2个，液液混合腔优选设置一个，混合时，所述进水接口211经水泵对接水罐，原液接口213经原液泵对接次氯酸钠原液罐，本装置不限于次氯酸钠原液的混合，原液还可以是次氯酸钙或次氯酸钾或其它液体，气体接口220经气泵对接二氧化碳气体罐，混液排出接口227对接混液罐，然后分别启动水泵、原液泵和气泵，水经进水通道212进入，经过水提速通道215时开始提速，当进入液液加速通道216时，与一侧的原液通道214内的高压高速次氯酸钠原液碰撞并经原液通道214内的高压原液对水提速通道215内的低压水产生抽吸作用一同旋转进入液液加速通道216进行混合， 通过液液加速通道216的加速旋转碰撞后进入液液扩散混合通道217，在液液扩散混合通道217内形成旋流，并沿着液液扩散混合通道的喇叭形侧壁逐渐延长旋流路径，使流体逐渐减速进而充分混合，在进入液液减压提速通道218时，由于液液减压提速通道218的内径小于液液扩散混合通道大径，使得液液扩散混合通道大径端壁对液液产生扰流，使之再次混合，然后通过液液减压提速通道218再次提速，再流入到液液混合腔内再次进行降速，使之充分混合，液液混合后再经液液提速通道219提速、并在液气加速通道222内与一侧进入的高压高速的气体通道221内的气体碰撞并形成旋流，形成旋流的流体沿着液气扩散混合通道223的喇叭形侧壁逐渐延长旋流路径，使流体逐渐减速进而充分混合，混合后的液气在进入液气加速通道222时，由于液气加速通道222的内径小于液气扩散混合通道223大径，使得液气扩散混合通道223大径端壁对混合的液气产生扰流，使之再次混合，然后流入液气加速通道222再次提速，再流入到液气混合腔225内形成低速的混合液，使之反复充分混合反应，最后生成次氯酸液后经混液通道、混液排出接口227流入到混液罐内。 [0039] 本发明由于采用上述结构和方法，不但节省了利用混液机构的动力泵来提供动力，而且还节省了很多管路接头，显著降低了成本、重量，大大缩小了占用体积，并具有结构简单、占用空间小、重量轻、成本低、反应充分、混合效果显著、稳定性好、可靠性高、耐腐蚀性好，耐压力高优点。