Смеситель

 

Изобретение относится к перемешивающим устройствам, в которых смешиваемые материалы подвергают кавитационной обработке, и может быть использовано в химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности. Цель изобретения - интенсификация процесса смешения. Смеситель содержит корпус с патрубками подвода и отвода смешиваемых материалов и размещенным внутри него кавитатором, выполненным в виде лопаток суперкавитирующего профиля, установленных на ступице. Ступица выполнена полой и закреплена на корпусе кронштейнами. В полости ступицы размещено устройство для создания гидравлических колебаний. Устройство для создания гидравлических колебаний выполнено в виде шара, свободно размещенного в полости ступицы, при этом в выходном отверстии полой ступицы коаксиально ему установлена опора плавного профиля. Передняя часть лопатки суперкавитирующего профиля имеет нулевой угол атаки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к перемешивающим устройствам, в которых смешиваемые материалы подвергают кавитационной обработке, и может быть использовано в химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности. Цель изобретения интенсификация процесса смешения. На фиг. 1 изображен смеситель, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг.2. Смеситель содержит корпус 1 с патрубками подвода 2 и отвода 3 смешиваемых материалов и размещенным внутри него кавитатором, выполненным в виде лопаток 4 суперкавитирующего профиля, установленных на ступице 5. Ступица 5 выполнена полой и закреплена на корпусе 1 кронштейнами 6. В полости ступицы размещено устройство 7 для создания гидравлических колебаний. Устройство 7 для создания гидравлических колебаниц выполнено в виде шара, свободно размещенного в полости ступицы 5, при этом в выходном отверстии полой ступицы 5 коаксиально ему установлена опора 8 плавного профиля. Передняя часть лопатки 4 суперкавитирующего профиля имеет нулевой угол атаки. Смеситель работает следующим образом. Смешиваемые материалы подают в патрубки подвода 2 и кольцевые коллекторы 9. При движении материала, подаваемого в патрубки 2 за лопатками 4, скорость потока за счет сужения проходного сечения и закручивания потока возрастает, а давление понижается, в результате чего за лопатками 4 образуются микропузырьки, при схлопывании которых создаются поля микроструй со скоростями порядка 10⁵ м/с и ударными давлениями в сотни атмосфер. Эти микроструи оказывают размалывающее воздействие на смешиваемые материалы. Выполнение ступицы 5 полой и размещение в ней устройства 8 для создания гидравлических колебаний приводит к возникновению пульсационного режима истечения из полости ступицы 5. В результате выполнения устройства 7 для создания гидравлических колебаний в виде шара, свободно размещенного в полости ступицы 5 и соприкасающегося с опорой 8, создаются условия неустойчивого состояния шара. При обтекании его потоком он начинает колебаться с частотой 300-500 Гц. При взаимодействии пульсирующего потока, выходящего из полости ступицы 5 с каверной, образованной за лопатками 4, происходит деформация каверны. Наложение дополнительных пульсаций потока из полости ступицы 5 на собственные пульсации каверны, с одной стороны, деформирует ее, создает дополнительные макровихри, генерирующие дополнительное количество микропузырьков, а с другой стороны, при достижении резонансных частот резко растет интенсивность смешения. При этом происходит интенсивное взаимное проникновение каверны и пульсирующего потока жидкости из полости ступицы 5. Выполнение передней части лопаток 5 суперкавитирующего профиля позволяет снизить величину гидравлического сопротивления и обеспечивает смещение зоны образования кавитационного режима течения в конец лопаток 4, что исключает их эрозию в широком диапазоне скоростей. В дальнейшем смешиваемые материалы попадают в патрубки отвода 3, направленные навстречу друг другу. В результате такого направления потоков происходит интенсивное взаимное проникновение каверн с одновременным их взаимодействием, что также обеспечивает резкое, более чем в 2 раза, повышение интенсивности перемешивания. После этого поток попадает в камеру 10, откуда со скоростью 1-2 м/с транспортируется по трубопроводу 11. В предлагаемом смесителе за счет высоких скоростей потоков и ударных явлений при взаимодействии потоков интенсивность перемешивания возрастает. Наложение на кавитационно-кумулятивное воздействие гидравлических ударов, происходящих при пульсации каверны, позволяет в 2-3,5 раза повысить интенсивность перемешивания.

Формула изобретения

1. Смеситель, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода смешиваемых материалов и размещенным внутри него кавитатором, выполненным в виде лопаток суперкавитирующего профиля, установленных на ступице, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса смешения, ступица выполнена полой и снабжена устройством для создания гидравлических колебаний, размещенным в ее полости. 2. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что в выходном отверстии полой ступицы коаксиально ему установлена опора плавного профиля, а устройство для создания гидравлических колебаний выполнено в виде шара, свободно размещенного в полости ступицы. 3. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что передняя часть лопатки суперкавитирующего профиля имеет нулевой угол атаки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3