Смеситель

 

Изобретение относится к устройствам для перемешивания и может найти применение в нефтехимической, нефтеперерабатывающей , пищевой и других отраслях промышленности С целью повышения эффективности перемешивания смеситель содержит корпус с патрубками подвода и отвода смешиваемого материала конфузором, диффузором и проточной частью, внутри которой установлен с возможностью возвратно-поступательного движения кавитационный элемент, выполненный в виде конуса Смеситель снабжен вставкой с тор цовои частью направленной навстречу потоку смешиваемого материала выполненной в виде усеченного конуса Диаметр меньшего основания конуса рапен диаметру канала выполненного по оси вставки и сужающегося в направлении потока смешиваемого материала в котором размещен кавитационныи элемент Во вставке выполнены дополнительные, сужающиеся в направлении потока каналы боль шие основания которых расположены на поверхности усеченного конуса а меньшие - на внутренней поверхности основного су жающегося канала за кавитационным элементом Оси дополнительных каналов расположены по касательной окружности расположенной в месте пересечения осей дополнительных каналов и внутренней поверхности основного сужающегося канала 2 ил со С

СОЮЗ СОВЕ1СКИХ

СОЦИЛЛИС I ИЧЕСКИХ

РЕСПУБДИК

IcIIc В 01 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИ1ЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКI bi I VIRM

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М

С (21) 4682759/26 (22) 24.04.89 (46) 07.09.91. Бюл. N 33 (75) Л. И. Пищенко и Н. Г. Килимник (53) 66.063(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 781240, кл, D 21 В 1/36, 1978, (54) СМЕСИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к устройствам для перемешивания и может найти применение в нефтехимической, нефтеперерабатывающей, пищевой и других отраслях промышленности. С целью повышения эффективности перемешивания смеситель содержит корпус с патрубками подвода и отвода смешиваемого материала, конфуэором, диффузором и проточной частью, внутри которой установлен с возможностью возвратно-поступательного движения кавитационный элемент, выполненный в виде

Изобретение относится к устройствам для перемешивания и может найти применение в нефтехимической, нефтеперерабатывающей, пищевой и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение эффективности перемешивания.

Нэ фиг. 1 приведен смеси1ель, разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Смеситель содержит корпус с патрубками подвода 1 и отвода 2 смешиваемого материала, конфузором 3, диффузором 4 и проточной частью 5, внутри которой установлен с возможностью возвратно-поступательного движения кавитационный элемент

6, выполненный в виде конуса. Смеситель

„, SU 1674939 А1 конуса. Смеситель снабжен вставкой с торцовой частью, направленнои навстречу потоку смешиваемого материала, выполненной в виде усеченного конуса. Диаметр меньшего основания конуса равен диаметру канала, выполненного по оси вставки и сужающегося в направлении потока смешиваемого материала, в котором размещен кавитационный элемент. Во вставке выполнены дополнительные, сужающиеся в направлении потока каналы, большие основания которых расположены на поверхности усеченного конуса, а меньшие — на внутренней поверхности основного сужающегося канала за кавитационным элементом. Оси дополнительных каналов расположены по касательной окружности, расположенной в месте пересечения осей дополнительных каналов и внутренней поверхности основного сужающегося канала.

2 ил. снабжен вставкой 7 с торцовой частью, направленной навстречу потоку смешиваемого материала. выполненной в виде усеченного конуса 8. Диаметр меньшего основания конуса 8 равен диаметру канала 9 (на фиг. 1 диаметр 02), выполненного по оси вставки 7 и сужающегося в направлении потока смешиваемого материала, в котором размещен кавитационный элемент б, Во вставке 7 выполнены дополнительные, сужающиеся в направлении потока каналы 10, большие основания которых расположены на поверхности усеченного конуса 8, а меньшие на внутреннеи поверхности основного сужающегося канала 9 за кэвитационным элементом б. Оси дополнительных каналов

1674939

10 расположены по касательной к окружности, расположенной в месте пересечения осей дополнительных каналов 10 и внутренней поверхносги основного сужающегося канала 9.

Смеситель работает следующим образом.

Смешиваемый материал через патрубок 1 подвода и конфузор 3 подают в проточную часть 5, в которой установлен кавитационный элемент, выполненный в виде конуса 6, Часть потока материала поступает в сужающийся канал 9, при этом возрастает его скорость и достигает максимальной величины в месте наименьшего проходного сечения между поверхностью канала 9 и наружной поверхностью конуса

6, а давление среды понижается, При достижении величины давления насыщенных паров возникают кавитационные пузырьки (каверны), при схлопывании которых образуются поля высокоскоростных микроструй и ударных давлений. Эти микроструи оказывают размалывающее воздействие на обрабатываемую среду.

Другая часть потока поступает в сужающиеся каналы 10, выполненные во вставке

7, и выходят из них в виде струй, которые взаимодействуют с центральным потоком таким образом, что начинают его закручивать. Это взаимодействие проявляется во вращении каверны, образованной за конусом б. При вращении каверны ее хвостовая часть становится более размытой, при этом наблюдается существенный рост количества генерируемых кавитационных пузырь-. ков, Положительный эффект в смесителе достигается за счет того, что кавитационная каверна возникает при течении материала в кольцевом пространстве между наружной поверхностью конуса 6 и поверхностью сужающегося канала 9 вставки 7 (иными словами в образовании каверны принимают участие оба элемента), а также за счет того, что в результате взаимодействия струй, истекающих иэ каналов 10. выполненных во вставке 7 с каверной, образованной эа конусом 6, последняя получает вращательный импульс (ввиду тангенциального выхода каналов). Кроме того. размывается хвостовая часть каверны и генерируются дополнительные кавитационные пузырьки, что интенсифицирует кавитационное воздействие, В смесителе имеет место перераспределение потоков. Так, часть по1ока, протекающая через канал 9, является первопричиной создания кавитационной каверны, а истекающие из каналов 10 струи интенсифицируют образование каверны.

Ввиду того, что в жидкости, окружающей каверну, давление ниже давления жидкости перед конусом б и на входе в сужающиеся каналы 10 вставки 7 создаются условия зжектирования второй части потока через каналы 10. Поэтому не происходит значительного повышения гидравлического сопротивления на цставке 7.

Необходимо отметить. что существует оптимальное соотношение между частями потока, направляемого через сужающийся канал 9 и канал 10. Наилучшие результаты достигаются при расходе через каналы 10 в диапазоне 15 — 20 / от суммарного расхода.

Сечение в месте установки конуса 6 выбирают иэ услîBèé наступления развитой кавитации и отношение диаметра внутренней поверхности сужающегося канала 9 во вставке 7 и диаметра конуса б (d ) равно

0,75 — 0,15. Суммарное сечение каналов 10 выбирают из условия пропускания 10 — 20 /, суммарного расхода.

Соотношение между частями потоков, направляемых через канал 9 и каналы 10, обеспечивается путем изменения проходного сечения кольцевого зазора между конусом 6 и поверхностью канала 9. При уменьшении проходного сечения кольцевого зазора расход через каналы 10 растет, при увеличении — падает.

После прохода вставки 7 поток смешиваемого материала поступает в диффузор 4 и патрубок 2 отвода, где скорость его понижается до первоначальной величины (с учетом потерь на гидравлическое сопротивление).

Положение конуса 6 относительно сужающегося канала 9 может изменяться с помощью привода 11 возвратно-поступательного перемещения, к мембране которого жестко прикреплена ось 12 кавитационного элемента 5.

Работой привода управляет задатчик 13 положения, Результаты испытания предлагаемого смесителя показали существование оптимального соотношения между расходом смеси через канал 9 и расходом смеси через каналы 10. Кроме того, испытания показали повышение эффективности работы смесителя и интенсификацию процесса перемешивания в 2 — 2,5 раза.

Таким образом, предлагаемое изобретения позволяет интенсифицировать процесс перемешивания, повысить реакционную способность перемешиваемой среды, снизить удельные энергоэатраты на обработку среды, повысить качество обработанной среды.

167 1!139

Формула иэобретения

Смеситель, содержащий корпус с пзтрубками подвода и отвода смешиваемого материала, конфуэором, диффуэором и проточной частью, внутри которой установлен с воэможност ью возврат но-поступательного движения кавитационный элемент, выполненный в виде конуса, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности перемешивания, он снабжен вставкой с торцовой частью, направленной навстречу потоку смешиваемого материала, выполненной в виде усеченного конуса, диаметр меньшего основания которого равен диаметру канала, выполненного по оси вставки и сужающегося в направлении потока смешивземо 0 материала. в котором рзэмегцен кавигационныи элемен . при ом вп вcòзвкp. выпол IåHы дополниTåëьные сужз5 ющиеся в направлении потока каналы, большие основзния которых расположены на поверхности усеченного конуса, з меньшие на внутренней поверхности основного сужающегося канала эз кзвитзционным

10 элементом, и оси дополнительных канзлов расположены по касательной к окружности, расположенной в месте пересечения осей дополнительных каналов и внутренней поверхности основного сужающегося

15 канзл.а.