Смеситель
Изобретение относится к кавитационным смесителям и позволяет повысить эффективность процесса смешения за счет регулирования размеров кавитационных пузырьков. Смеситель содержит корпус с патрубками ввода и вывода среды, внутри которого первой по ходу потока установлена основная крыльчатка с лопатками суперкавитирующего профиля с острой передней кромкой. За этой крыльчаткой по ходу потока размещена дополнительная крыльчатка, соединенная посредством вала с приводом возвратно-поступательного движения. При этом основная крыльчатка жестко закреплена в корпусе. 1 ил.
Изобретение касается перемешивания и может быть использовано в нефтехимической промышленности. Целью изобретения является повышение эффективности процесса смешения за счет регулирования размеров кавитационных пузырьков. На чертеже изображен предлагаемый смеситель, продольный разрез. Смеситель содержит корпус 1 с патрубками ввода 2 и вывода 3 среды. Внутри корпуса первой по ходу потока установлена основная крыльчатка 4 с лопатками суперкавитирующего профиля с острой передней кромкой. За этой крыльчаткой по ходу потока размещена дополнительная крыльчатка 5, соединенная посредством вала 6 с приводом возвратно-поступательного движения 7. Основная крыльчатка 4 жестко закреплена в корпусе посредством ступицы 8, размещенной коаксиально валу 6, и ножей 9. Дополнительная крыльчатка 5 закреплена на ступице 10. Смеситель работает следующим образом. Поток перемешиваемой среды через патрубок ввода 2 поступает в корпус 1 и движется со скоростью 5-9 м/с. Попадая на крыльчатку 4 суперкавитирующего профиля, на лопатках последней образуются кавитационные микропузырьки. На дополнительной крыльчатке 5 скорость потока увеличивается до 10-15 м/с и происходит рост микропузырьков. Схлопываясь за крыльчаткой 5, микропузырьки образуют кумулятивные микроструи со скоростями 250-300 м/с и ударными местными давлениями до 105 атм, которые оказывают перемешивающее, диспергирующее, растворяющее микрокинетическое воздействие на обрабатываемые вещества. За счет набегания кавитационной каверны на дополнительную крыльчатку 5 возрастают размеры каверны, снижается порог скорости, при которой наступает режим кавитации. Микропузырьки, образовавшиеся на лопатках крыльчатки 4, проходят расстояние по направлению движения потока больше, чем расстояние между крыльчатками 4 и 5. Поэтому схлопывание микропузырьков происходит за крыльчаткой 5. В случае, если время движения пузырька между крыльчатками 4 и 5 меньше времени его существования, то на крыльчатке происходит рост размеров микропузырьков, что интенсифицирует процесс перемешивания. Приводом 7 перемещается крыльчатка 5 и устанавливается расстояние между крыльчатками 4 и 5, обеспечивающее режим роста пузырьков на крыльчатке 5. Пройдя через смеситель, готовая смесь выгружается через патрубок вывода среды. В предложенном решении невозможно схлопывание пузырьков на крыльчатке 5, что повышает надежность и долговечность аппарата. Перемещение крыльчатки 5 в зоне от 0 до (0,7-0,8)L1, где L1 путь, проходимый пузырьком за время его существования, позволяет размещать крыльчатку 5 в зоне зарождения пузырьков с различными величинами радиусов, что при знании приращения радиуса пузырька на крыльчатке 5 позволяет управлять величиной размера пузырька, а значит и интенсивностью кавитационной обработки, что является важным с точки зрения качества получаемой смеси.
Формула изобретения
Смеситель, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода среды, внутри которого первой по ходу потока установлена основная крыльчатка с лопатками суперкавитирующего профиля с острой передней кромкой, за которой по ходу потока размещена дополнительная крыльчатка, соединенная посредством вала с приводом возвратно-поступательного движения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса смешения за счет регулирования размеров кавитационных пузырьков, основная крыльчатка жестко закреплена в корпусе.РИСУНКИ
Рисунок 1
