Смеситель

 

Изобретение относится к навигационным смесителям и позволяет повысить его эффективность. Смеситель содержит трубчатый корпус 1 с патрубками подвода 2 и отвода 3 среды. В корпусе расположен кавитатор в виде расположенных внутри и снаружи направляющего цилиндра 4 крыльчаток с закрученными в противоположные стороны крыльчатками 5 и 7 с лопастями суперкавитирующего профиля. Внутренняя крыльчатка 7 закреплена в направляющем цилиндре 6 и ее ступица 8 снабжена приводом 9 продольного перемещения. Кавитатор снабжен дополнительным направляющим цилиндром 4, охватывающим цилиндр 6 и закрепленным внутри наружной крыльчатки 5, прикрепленной к корпусу. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение касается перемешивания и размола и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для интенсивного перемешивания. Цель изобретения повышение эффективности работы. На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство, продольный разрез. Смеситель содержит трубчатый корпус 1 с патрубками 2 подвода и патрубком 3 отвода среды. В корпусе размещен кавитатор в виде неподвижного направляющего цилиндра 4, снаружи к которому прикреплена крыльчатка 5, прикрепленная к внутренней поверхности корпуса. Внутри цилиндра 4 расположен направляющий цилиндр 6, к внутренней поверхности которого прикреплена крыльчатка 7, ступица 8 которой снабжена приводом 9 продольного перемещения. Крыльчатки 5 и 7 имеют лопасти суперкавитирующего профиля, закрученные в противоположные стороны. Направляющие цилиндры 4 и 6 соединены между собой посредством резьбового соединения. Смеситель работает следующим образом. Поток жидкости поступает в корпус 1 через патрубок 2 и отводится через патрубок 3. В корпусе 1 на цилиндрах 4 и 6 происходит разделение потока. Одна часть потока поступает на лопасти крыльчатки 7, где за счет сужения проходного сечения и закручивания скорость потока возрастает, а давление понижается. При достижении величины давления насыщенных паров после крыльчатки 7 образуется кавитационная каверна, в хвостовой части которой образуется поле микропузырьков. В результате схлопывания кавитационных микропузырьков возникают поля кумулятивных микроструй со скоростями порядка 10⁵ м/с и ударными давлениями до 10⁵ МПа. Кроме того, за счет закручивания потока происходит образование микровихрей, способствующих образованию кавитационных пузырьков. Другая часть потока компонента поступает на суперкавитирующие лопатки крыльчатки 5, за которыми также возникает каверна, причем последняя взаимодействует с каверной, образованной лопатками крыльчатки 7. Ввиду разнонаправленного закручивания потоков происходит взаимное проникновение кавитационных микроструек и их ударное взаимодействие. Кроме того, наблюдается взаимодействие микровихрей. Суммарная каверна характеризуется высокой интенсивностью образования кавитационных пузырьков, микроструек и микровихрей. Максимальная интенсивность процесса наблюдается при совпадении длин каверны (точнее зон схлопывания кавитационных микропузырьков, расположенных в хвосте каверны), образованных за крыльчатками 5 и 7. При этом зоны максимальной интенсивности кавитационной обработки не просто совпадают, а происходит интенсивное взаимодействие этих зон, заключающееся во взаимном обмене ударами кумулятивных микроструй, образованных при схлопывании кавитационных микропузырьков в различных зонах двух каверн. Это новое явление обеспечивает достижение сверхсуммарного эффекта. При необходимости увеличения интенсивности кавитационной обработки привод 9 перемещает направляющий цилиндр 6 с крыльчаткой 7 относительно направляющего цилиндра 4, добиваясь совпадения зон схлопывания каверн. Наилучшие результаты с точки зрения надежности и точности установки достигнуты при соединении цилиндров 4 и 6 при помощи резьбового соединения. В этом случае привод 9 (выполнен в виде реверсивного двигателя) вращает шток 10 и через ступицу 8 вращает цилиндр 6, который перемещается вдоль цилиндра 4, добиваясь заданной интенсивности кавитационной обработки. Пример. Интенсивность кавитационной обработки прямо пропорционально зависит от величины длины каверны. Обычно используется безразмерный параметр относительная длина каверны, являющаяся отношением длины каверны к диаметру корпуса. С другой стороны, интенсивность смешения оценивается по технологическому признаку. Применительно к производству технического углерода (где производились испытания) это выход сажи и количество механических примесей в саже, что является важнейшими параметрами, определяющими физико-механические свойства резинотехнических изделий. Таким образом, мерой интенсивности перемешивания будет увеличение выхода сажи и снижение механических примесей. В данном случае исследовалось изменение интенсивности кавитационной обработки при различных взаимных положениях зон схлопывания кавитационных микропузырьков (см. таблицу). Анализ приведенных данных подтверждает эффективность предлагаемого изобретения. Испытания показали надежную и эффективную работу, они проводились в условиях подготовки сырья для получения технического углерода в производстве осернения нефтепродуктов.

Формула изобретения

1. Смеситель, содержащий трубчатый корпус с патрубками подвода и отвода среды, в котором размещен кавитатор в виде расположенных внутри и снаружи направляющего цилиндра крыльчаток с закрученными в противоположные стороны лопастями суперкавитирующего профиля, внутренняя крыльчатка закреплена в направляющем цилиндре и ее ступица снабжена приводом продольного перемещения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, кавитатор снабжен дополнительным направляющим цилиндром, охватывающим основной направляющий цилиндр и закрепленным внутри наружной крыльчатки, прикрепленной к корпусу. 2. Смеситель по п.1, отличающийся тем что направляющие цилиндры соединены между собой посредством резьбового соединения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2