Гидродинамический излучатель

 

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ по авт.св. 944628, отличающийся тем, что, с целью повышения качества смешения, входной патрубок снабжен дополнительной пружиной с механизмом регулирования ее жесткости и тягой, соединяющей дополнительную пружину с пятой, а , в пер форированном диске дополнительно выполнено по крайней мере одно отверстие, ось которого направлена по касательной к потоку. (Л 00 :л

591 A

СОК)З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (!9) (Ш

3(51) В 01 F 11/00; В 01 F 5 06

«1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,:!

H ABT0PCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 944628 (21) 3400313/23-26 (22) 25.02.82 (46) 07.12.83. Бюл. 9 45 (72) М.Н.Бабекин, В.Н.Большанов, A.E,Îëüãèí и A.Ô.Øàëàéêèí (71) Научно-.производственное объединение, по термическим методам добычи нефти Союэтермнефть (53) 66.063(088 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 944628 кл. В 01 Р ll/00, В 01 F 5/06, 1981. (54) (57) ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ по авт.св. Р 944628, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества смешения, входной патрубок снабжен дополнительной пружиной с механизмом регулирования ее жесткости и тягой, соединяющей дополнительную пружину с пятой, а ,в перфорированном диске дополнительно выполнено по крайней мере одно отверстие, ось которого направлена по касательной к потоку.

1058591

Изобретение относится к устройствам для перемешинания в системах жидкость-жидкость и предназначено для смешения добавочного жидкого компонента с основным потоком в химической, нефтехимической, лакокрасочной, нефтедобывающей промышленностях, и, в частности, для ввода деэМульгатора н процессах подготовки нефти на промыслах.

Известен гидродинамический излучатель, содержащий камеру, по оси которой размещены входной патрубок и пята, при этом входной патрубок ныполнен с продольными прорезями и снабжен закрепленной на нем снаружи одним концом цилиндрической пружиной с плотно прилегающими витками, другой конец которой соединен с пятой, при этом пята снабжена перфорированным диском, установленным протин потоКа. Частота и амплитуда продольного колебания пружины (сжатиераэжатие пружины) зависит от соотношения давления подмешиваемого компо»нента (его расхода) к сумме усилий, образующихся вследствие перепада давления на перфорированном диске (расхода осноаого потока) и величины жидкости пружины. Наиболее оптимальные условия работы гидродинамического излучателя (максимальная степень гомогенизации, качество смешения) создаются при определенном этом соотношении (.1 ).

Однако под действием потоков жидкостей перфорированный диск.совершает только возвратно-поступательное движение, что не создает дополнительных условий, улучшающих гидродинамику перемешивания.

Целью изобретения является повышение качества смешения.

Поставленная цель достигает =я тем, что в гидродинамическом излу.чателе, содержащем камеру, по оси которой размещены входной патрубок и пята, входной патрубок выполнен с продольными прорезями и снабжен закрепленной на нем снаружи одним концом цилиндрической пружины с плотно прилегающими витками, другой конец которой соединен с пятой, при этом пята снабжена перфорированным диском, установленным против потока, входной патрубок снабжен дополнительной пружиной с механизмом регулирования ее жесткости и тягой, соединяющей дополнительную пружину с пятой, а в перфорированном диске дополнительно выполнено по крайней мере одно отверстие, ось которого на- . правлена по касательной к потоку.

При помощи дополнительно установленной пружины создается воэможность плавного регулирования суммарной жесткости системы пружин, что позволяет в зависимости от конкрет60

Подмешивающий компонент (реагент) поступает по патрубку 2 в полость пружины 4, которая находится в сжатом состоянии в результате усилия, образующегося вследстние -перепада давления основного потока на перфорированном диске 9 и усилия, разви ваемого пружиной 13, ного соотношения потоков и расхода подмешинаемого компонента устанав,ливать оптимальную частоту и амплитуду колебаний пружины. Практйчески .для этого необходимо устанавливать

5 максимальную жесткость дополнительной пружины путем ее сжатия, при котором обеспечивается заданный расход подмешинаемого компонента. Дополнительным преимуществом предла-!

О гаемого изобретения является также возможность регулирования расхода подмешиваемого компонента. Для улучшения условий перемешивания и перфорированном диске выполнено отверстие, ось которого направлена по касательной к потоку. Это приводит к закручиванию периферийных слоев потока после прохождения их через укаэанное отверстие и появлению закручинающего усилия на самом диске.

В результате этого диск начинает сонершать:сложное колебание, состоящее в одновременной реализации нозвратно-поступательного и возвратно-вращательного (колебания нокруг своей оси) движения. Закручивание периферийных слоев потока и сложное колебание диска создает дополнительные условия для улучшения гидродинамики смешения.

З0 На чертеже схематически изображен гидродинамический излучатель, продольный разрез.

Гидродинамический излучатель состоит из камеры смешения 1, в цент35еральной части которой смонтирован входной патрубок 2. Горизонтальная часть патрубка 2 выполнена с продольными прорезями 3 и снабжена цилиндрической пружиной 4 с плотно

40 прилегающими винтами. Один конец пружины 4 закреплен гайкой 5, другой ее конец крепится конусом б с пятой и разрезной втулкой 7 к заглушке 8, на которой смонтирован

45 перфорированный диск 9. Конус б, заглушка 8 и перфорированный диск 9 стягиваются при помощи шпильки 10 и гайки 11. В перфорированном диске 9, в периферийной части, выполнено отверстие 12, ось которого направлена по касательной к потоку. Пята конуса б соединена с дополнительной пружиной 13 при помощи тяги 14 и механизма 15 регулирования жесткости пружины.

55 Устройство работает следующим образом.

1058591

4 у

2 ц2 где Т„, Т2

+Т„ + У =%.х, (Э)

Зу

Составитель Н. Федорова

Техред Т.Фанта

Корректор A. Тяоко

Редактор А. Гулько

Заказ 9643/ .4 Тираж .688

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, r.Óæroðoä, ул. Проектная, 4

11ад действием давления реагента на пяту конуса б пружины 4 и 13 преодолевают свою жесткость и давление основного потока, в результате чего ,, пружина 4 разжимается, а пружина 13 сжимается. Через продольные прорези 3 и образующееся межвитковое пространство происходит впрыск реагента в камеру смешения 1, в результате чего давление во внутренней полости пружины 4 падает и,пружина сжимается.

Раэжатие пружины происходит при условии

+ *а X„ç а сжатие при условии

4 13 где Р— давление потока реагентау я - площадь пяты конуса 6;

P — перепад давления на перфорированном диске 9;

S+ — эффективная площадь дискау

Ж4,ж„Э- жесткость пружин 4 и 13, Под действием периодически изменяющихся противоположно направленных сил пружина 4 совершает вынужденные колебания, динамика которых описывается диФференциальным урав-. нением

1 постоянные времени, зависящие от величин жесткости пружин 4 и 13, величины перепада давления основного потока на перфорированном диске 9 его эффективной площади, и вязкости среды; амплитуда колебаний пружины; величина, зависящая от расхода реагента (подмешиваемого компонента) и отношения межвит ковой поверхности к, величине удлинения пружины; коэффициент пропорцио-, нальности.

Частота колебаний гидродинамического излучателя зависит от величины постоянных времени Т„ и Т, которые определяются жесткостью пружин 4 и 13.

Жесткость пружины 4 является постоянной, а жесткость дополнительной пружины 13 регулируется в процессе эксплуатации устройства в зависимости от расхода реагента и дав ления, развиваемого его нагнетателем. Процесс регулирования осуществляется с помощью механизма 15.

В общем случае при постоянном давлении, развиваемом нагнетателем реагента (подача реагента осуществляется центробежным насосом или же из монтежю), частота вынужденных колебаний пружины совпадают с,ее

Щ собственной частотой и, в основном, определяется жесткостью пружин 4 и 13, а также скоростью основного потока.

25 При подаче реагента поршневыМ насосом частота вынужденных колебаний пружины определяется только частотой пульсаций давления в линии нагнетания реагента. В этом случае, регулиЗо руя жесткость пружины 13, можно изменять время и давление впрыска реа.— гента. Вследствие перепада давления, образующегося при прохождении основного потока через отверстие 12, ось которого расположена касательно к направлению потока, перфорированный диск 9 совершает сложные возвратно-поступательные вращательные движения, улучшая гидродинамику смешения, чему также спосоáствует

4О закручивание периферийных струй потока.

ТакиМ образом, предлагаемый гидродинамический смеситель позволяет

45 существенно повысить качество смеше ния. При эксплуатации гидродинамического излучателя в процессах подготовки нефти на промыслах эа счет улучшения качества смешения становится возможным уменьшить расход деэмульгатора и сократить время отстоя нефти.