Аппарат для смешивания текучих сред

 

Изобретение относится к устройствам для смешивания жидкостей и газов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в том числе в коммунальном хозяйстве при обработке природных и сточных вод, например, озоном и хлором и позволяет повысить интенсивность и качество перемешивания сред. Аппарат содержит трубопровод 1 подачи одной из сред, распределитель потока 2, камеры смешивания 4,5, первой и второй ступени , трубопровод 3 ввода второй среды, осевое сопло 6, подающие трубы 10. Камера смешения 5 второй ступени выполнена с винтовыми каналами 11, направленными под углом 60-75° к оси камеры, выходные отверстия 12 каналов 11 расположены от выходного отверстия камеры смешивания первой ступени на расстоянии, равном 2,5-4 диаметрам камеры. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 В 01 F 5 04

ВСЕСОЮЗИАЯ

MTERTh --;.. "сИйя

5riE));itQ L., g, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4229014/31-26 (22) 10.03.87 (46) 23.04.89. Бюл. № 15 (71) Горьковский инженерно-строительный институт им. В. П. Чкалова и Государственный проектный институт «Горьковский Сантехпроект» (72) В. В. Найденко, Л. А. Васильев, А. Д. Жмудь, В. А. Суслов и М. К. Алиев (53) 62! .929. (088.8) (56) Патент ФРГ № 2432431, кл. В 01 F 5/04, 1976.

Патент ФРГ № 2410570, кл. В 01 F 5/04, 1982.

Патент ФРГ № 1557043, кл. В 01 F 5/04, 1972.

Патент ФРГ № 2823604, кл. В Ol F 5/04, 1978.

Л0„„1473820 А1 (54) АППАРАТ ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ

ТЕКУЧИХ СРЕД (57) Изобретение относится к устройствам для смешивания жидкостей и газов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в том числе в коммунальном хозяйстве при обработке природных и сточных вод, например, озоном и хлором и позволяет повысить интенсивность и качество перемешивания сред. Аппарат содержит трубопровод 1 подачи одной из сред, распределитель потока 2, камеры смешивания 4, 5 первой и второй ступени, трубопровод 3 ввода второй среды, осевое сопло 6, подающие трубы 10. Камера смешения 5 второй ступени выполнена с винтовыми каналами 11, направленными под углом 60 — 75 к оси камеры, выходные отверстия 12 каналов 11 расположены от выходного отверстия камеры смешивания первой ступени на расстоянии, равном 2,5 — 4 диаметра камеры. 2 ил., 2 табл.

1473820

Изобретение относится к устройствам для смешивания жидкостей и газов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в том числе коммунальном хозяйстве при обработке природных и сточных вод, например, озоном и хлором.

Цель изобретения — повышение интенсивности и качества смешивания.

На фиг. 1 представлена конструкция аппарата для смешивания жидкостей и газов; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Аппарат содержит трубопровод 1 подачи жидкости, распределитель 2 потока, трубопровод 3, установленные последовательно на одной оси камеры 4 и 5 смешивания первой и второй ступеней соответственно. Камера 4 первой ступени включает осевое сопло 6 с диффузором 7, окруженное камерой 8 ввода газа с выпускными отверстиями 9.

Камера 5 смещения второй ступени соединена подающими трубами 10 с распределителем 2 потока. В стенках камеры 5 выполнены каналы 11, подключенные к подающим трубам 10 и выполненные по винтовои линии под углом 60 — 75 к оси камеры, при этом выходные отверстия 12 каналов 11 расположены от выходного отверстия камеры смешивания первой ступени на расстоянии, равном 2,5 — 4 диаметра камеры. Камера 8 снабжена патрубком 13 ввода газа.

Аппарат работает следующим образом.

Жидкость подается по трубопроводу 1 в распределитель 2 потока, откуда часть ее через подающие трубы 10 поступает в камеру 5. Основной поток жидкости подается по трубопроводу 3 в камеру 4.

Поступая в сопло 6 жидкость через отверстия 9 захватывает газ, поступающий из патрубка 13. В диффузоре 7 смесь расширяется, происходит смешивание ее компонентов (жидкости и газа), после чего смесь поступает в камеру 5 смешивания второй ступени, куда через трубы 10 и каналы 11 подается жидкость из распределителя 2 потока. 3а счет винтового направления каналов 11 под углом 60 — 75 к оси камеры потоки добавляемой жидкости движутся в камере 5 по винтовой траектории и смешиваются с газоводяной смесью, поступающей из смесительной камеры 4 первой ступени.

Ислледуют работу аппарата по озонированию водопроводной воды подачей озона непосредственно в трубопровод через смесительный аппарат предлагаемой конструкции с вводом жидкости во вторую ступень под углом 75 и расстоянием Н, равным Çd. На обработку подают воду с расходом 4 л/с. В разделителе 2 потока 2/5 части от общего расхода воды, т. е. 1/6 л/с, отбирают трубами 10 в камеру 5 второй ступени смешивания.

10 !

55 г

Основной поток расходом 2,4 л/с поступает в камеру 4 первой ступени, куда подается озон с расходом 0,45 л/мин.

Смешивание в аппарате происходит в две стадии. после аппарата на расстоянии 1,5 м от отверстий 12 винтовых каналов 11 содержание остаточного озона в воде составляет 51 мг/л на расстоянии 4 м

l,34 мг/л. Незначительное (0,17 мг/л) изменение содержания растворенного озона в воде на протяжении 2,5 м свидетельствует об устойчивости, образовавшейся при смешивании газожидкостной фазы, что обеспечивает наилучшие условия для химического воздействия озона с органическими загрязнениями воды.

Экспериментально полученные данные представлены в табл. 1, где d — диаметр камеры смешивания второй ступени, Н вЂ” расстояние выходного отверстия винтового канала от выходного отверстия камеры смешивания первой ступени. Они соответствуют общему расходу воды 0,6 л/с, расходу озона 0,07 л/мин, углу ввода жидкости во вторую ступень 75, соотношению расходов воды на первой и второй ступенях смешивания 0,6 и 0,4 соответственно.

Табл. 1 свидетельствует о том, что наибольшая концентрация остаточного озона в воде (0,18 — 0,22 мг/л — насыщение) достигается при соотношении размеров Н=

= (2,5 — 4) 4. При уменьшении этого соотношения (Н(2,56) зона смешивания первой ступени уменьшается по длине и ухудшается конечный результат: резко снижается содержание остаточного озона в воде, т. е. увеличивается выход непрореагировавшего озона, снижается эффективность его использования. При увеличении соотношения (H)4d) длина зоны смешивания увеличивается. Но это увеличение не способствует турбулизации потока, а следовательно, не может повысить эффективность смешивания. Содержание остаточного озона в воде не только не увеличивается, но и несколько падает.

В табл. 2 представлены результаты испытания предлагаемого аппарата для смешивания жидкости и газа при различных углах а ввода жидкости во вторую ступень смешивания (соотношение размеров: H=3d, отношение расходов жидкости на первой и второй ступенях смешивания к общему расходу 0,6 и 0,4 соответственно) где а угол наклона канала к оси камеры.

Из табл. 2 следует, что наилучшие результаты смешивания достигаются при вводе жидкости во вторую ступень по винтовой траектории под углом 60 — 75 к оси трубопровода. При этом не наблюдается наибольшее содержание остаточного озона в воде в пределах (1,38.1,48 мг/л) и наибольшая устойчивость газожидкостной фазы в трубопроводе. На расстоянии между крайними точками отбора проб (1,5 и 4 м) со1473820

Таблица 1

Расстояние

Н, равное d 2d

6d 7d

Концентрация остаточного озона в воде после аппарата, мг/л Следы 0,12 0,22 0,18 0,16 0,15 0,15

Т а б л и ц а 2

Концентрация остаточного озона, мг/л, в воде в зависимости от угла, град

Расход воды, л/с

Расстояние

Расход озонной от выхода винтовых смеси, л/мин

30

75

95 каналов во вторую сту пень смешивания до точки отбора проб, м

1,5 (после аппарата)

2,5

3,5

4

4

0,45

0 45

0,45

0,45

0 45

0,45

1,44

1,32

1,08

0,96

0,84

0,84 1 38 1,44

1,32 1,44

1,24 i 38

1,19 1,34

1,08 i 26

1,08 1,26

I 51 1,43 1,39

1,48 1,34 1,3

1,44 1,06 i,28

1,4 0,9 1,22

1 36 0 86 1,18

1,34 0,86 1,16

3 держание озона в воде уменьшается всего на 0,17 мг/л. При уменьшении угла менее 60 и увеличении его более 75 содержание остаточного озона в воде уменьшается, т. е. не происходит максимального насыщения воды озоном.

Кроме того, это уменьшение тем значительнее, чем дальше отстоит точка отбора проб от аппарата смешивания, что свидетельствует о недостаточной устойчивости озоноводяной смеси за пределами значений угла 60 (n(75, т. е. об ухудшении качества смешивания.

Таким образом, в аппарате для смешивания предложенное выполнение камеры смешивания второй ступени позволяет интенсифицировать смешивание жидкости и газа, повысить его качество, создать устойчивую газожидкостную фазу в течении времени, необходимого для практически полного насыщения жидкости газом, что не4 обходимо при обработке природных и сточных вод озоном или хлором.

Формула изо бр е тек ая

Аппарат для смешивания текучих сред, содержащий трубопровод подачи одной среды с распределителем потока, последовательно установленные на одной оси камеры смешивания первой и второй ступени, патрубок ввода второй среды в осевое сопло камеры смешивания первой ступени, подаю10 щие трубы, соединенные с распределителем жидкости и камерой смешения второй ступени, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности и качества смешения, в стенках камеры смешения второй ступени выполнены каналы, подключенные к подающим трубам и выполненные по винтовой линии под углом 60 — 75 к оси камеры, при этом выходные отверстия каналов расположены от выходного отверстия первой камеры смешивания первой ступени на расстоянии, равном 2,5 — 4 диаметра камеры.

A-А

Составитель Е. Сотникова

Редактор А.Мотыль Техред И. Верес Корректор М. Васильева

Заказ 1736/5 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101