Гидродинамический эмульгатор

 

Изобретение относится к гидродинамическим эмульгаторам и позволяет интенсифицировать процесс эмульгирования. Гидродинамический эмульгатор содержит корпус, по оси которого расположено сообщенное с подводящим патрубком сопло. Напротив сопла установлен конус рассекателя, сопряженный с внутренней стенкой полуторовой кольцевой канавки. Рассекатель снабжен ступенчато увеличивающимися по ходу потока цилиндрами с кольцевыми полуторовыми канавками на торцах, на меньшем из которых установлен конус. При этом стенки каждого цилиндра сопряжены с внутренней стенкой канавки последующего цилиндра. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (191 (И) (51)4 В 01 F 11 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

>1 !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4343683/24-26 (22) 15. 12.87 (46) 23.12.89. Вюл. № 47 (71) Всесоюзный государственный научно-исследовательский и проектно-KQH структорский институт "ВНППИэнергопром" (72) Г.С. Кабалдин, В.Е. Аракелов, С.А. Лапкин, И.A. Кочергин и С.А.Донченко (53) 66.063(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 332211339977, кл. В 01 Г 7/06, 1970. (54 ) ППРОДШИЯ1ЧЕСКИЙ Э11УЛЬГАТОР (57) Изобретение относится к гидродинамическим эмулы аторам и позволяет

Изобретение относится к технике смешения жидких сред и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, химической, энергетической и других отраслях промышпенности.

Целью изобретения является интенсификация процесса эмульгирования.

На фиг. 1 изображен предлагаемый эмульгатор, продольный разрез на фиг. 2 — рассекатель с дополнительными конусами и цилиндрами, на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2.

Эмульгатор содержит корпус 1, по оси которого расположено сообщенное с подводящим патрубком 2 сопло 3.

Корпус имеет отводящий патрубок 4.

Напротив сопла 2 установлен конус 5 рассекателя, сопряженный с внутренней стенкой полуторовой кольцевой канавки 6.

Рассекатель снабжен ступенчато увеличивающимися в диаметре по ходу интенсифицировать процесс эмульгирования. Гидродинамический эмульгатор содержит корпус, по оси которого расположено сообщенное с подводящим патрубком сопло. Напротив сопла установлен конус рассекателя, сопряженный с внутренней стенкой полуторовой кольцевой канавки. Рассекатель снабжен ступенчато увеличивающимися по ходу потока цилиндралщ с кольцевыми полуторовыми канавками на торцах, на меньшем из которых установлен конус .

При этом стенки каждого цилиндра сопря>кены с внутренней стенкой канавки последующего цилиндра. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. потока >цилиндрами 7 с кольцевыми полуторовыми канавками 8 на торцах.

На меньшем из цилиндров установлен конус 5. Стенки каждого цилиндра сопряжены с внутренней стенкой канавки последующего цилиндра.

В том случае, когда потоки жидкости имеют большое поперечное сечение при большой производительности, рассекатель снабжен дополнительными конусами 9 и ступенчатого увеличивающимися цилиндрами 10. При этом конусы 9 с цилиндрами 10 размещены равномерно по поперечному сечению корпуса.

Гидродинамический эмульгатор работает следующим образом.

Предварительно перемешанные жидкости, например вода — нефть, подают струей в корпус 1 под давлением 80130 кПа через патрубок 2, сопло 3, Струю жидкости в корпусе 1 направляют на конус 5 рассекателя. При ударе

153023б

40

55 струи жидкости о конус 5 в нем возбуждают колебания, которые передаются от центра к периферии струи. При дальнейшем перемещении возбужденной струи жидкости по цилиндрам 7 с кольцевыми канавками 8 осуществляется разделение струи на отдельные индивидуальные коаксиальные п6токи, в которых возбуждаются дополнительные турбулентные завихрения, 3а счет гидродинамических колебаний, возникающих в слоях жидкости, а также при взаимодействии слоев жидкости между собой, интенсифицируется процесс эмульгирования жидкостей. Физическая сущность процесса интенсификации эмульгирования жидкостей в предлагаемой конструкции гидродинамического эмульгатора заключается в том, что при расслоении сгруи жидкости на коаксиальные потоки и возбуждении колебаний в каждом слое и на их границах возникают мощные кавитационные вихревые потоки, под действием которых интенсивно эмульгируют слои разнородных жидкостей в направлении от оси струи по радиусу к периферии, а также вдоль оси.

После прохождения через рассекатель поток жидкости поворачивается на 180 и направляется к патрубку 4 отвода эмульгированных жидкостей.

При обратном движении жидкости на нее повторно воздействуют гидродинамические колебания, возбуждаемые конусом и цилиндрической ступенчатой поверхностью.

В случае, когда потоки жидкости имеют большое поперечное сечение при больших производительностях, то рассекатель следует снабжать дополнительными конусами 9 с цилиндрами 10 (фиг. 2 и 3), что позволяет также интенсифицировать процесс перемешивания жидкостей. В этом случае поток жидкости попадает в зону интенсивных колебаний, возбуждаемых на острие конусов потоком жидкости, и вода разбивается на мельчайшие капельки, создавая однородную взвесь. При набегании потока жидкости на рядом стоящие конусы возбуждаемые колебания накладываются друг на друга, при этом возникают мощные кавитационные потоки, под действием которых жидкости хорошо перемешиваются. Когда амплитуды колебаний двух соседних конусов направлены встречно, наблю10

25 даются эффект эмулы ирования при ударении потоков, а в случае, когда амплитуды направлены последователь" но, интенсивность эмульгирования достигают за счет проникновения (скольжения) потоков между собой при взаимном трении слоев жидкостей.

При эмульгировании высоковязких жидкостей, например нефть — вода, це. лесообразно вести эмульгирование путем подачи потока предварительно перемешанных жидкостей в полость гидродинамического источника колебаний, в котором профиль поверхности, огибающей вершины конусов, соответствует профилю скорости истечения жидкости из сопла. В данном случае процесс эмульгирования осуществляют одновременно во всем объеме потока.

При этом в периферийных конусах возбуждают колебания с меньшей частотой, но с большей амплитудой, что также интенсифицирует процесс эмульгирования.

При эмульгировании менее вязких предварительно перемешанных жидкостей источник гидродинамических колебаний выполнен так, что профиль поверхности 1,огибающей вершины конусов, соответствует профилю скорости истечения жидкости из сопла и направлен встречно. В этом случае эмульгирование жидкостей осуществляют путем возбуждения более мощных колебаний в центре потока с последующей передачей их на периферию потока.

Формула изобретения

1. Гидродинамический эмульгатор, содержащий корпус, по оси которого расположено сообщенное с подводящим патрубком сопло, напротив которого установлен конус рассекателя, сопряженный с внутренней стенкой полуторовой кольцевой канавки, отводящий патрубок, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса эмульгирования, рассекатель снабжен увеличивающимися в диаметре по ходу потока цилиндрами с концевыми полуторовыми канавками на торцах, на меньшем из которых установлен конус, при этом стенки каждого цилиндра сопряжены с внутренней стенкой канавки последующего цилиндра.

5 1

2. Эмул»гатор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, рассекатель снабжен дополнительными конусами и увеличивающимися в диаметре цилинд53()236 рами с кольцевыми канавками на торцах, при этом установленные на цилиндрах конусы раэмещены равномерно по поперечному сечению корпуса.

7 7 7 7

1530236

Составитель H.Ôåäoðîâà

Техред Л.Олийнык Корректор М.Bаcил»eвa

Редактор И.Горная

Заказ 7800/7 Тираж 547 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям нри ГКНТ СССР

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

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