Кавитационный струйный смеситель

 

Изобретение относится к перемешиванию, в частности к кавитационным смесителям, и может быть использовано для осуществления процессов химической технологии в различных-отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение интенсивности перемешивания. Кавитационный смеситель содержит корпус с патрубками подачи и отвода и проточной камерой, в которой размещен кавитатор, выполненный в виде пружины, закрепленной на стержне. Пружина и стержень выполнены полыми. Один конец стержня соединен с пружиной, в витках которой выполнены отверстия. Пружина имеет вид конуса, основание которого направлено в сторону патрубка отвода. Стержень и пружина установлены с возможностью осевого перемещения. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4709360/26 (22) 23,06.89 (46) 23.02.92. Бюл. |ч7 (75) С.В.Волейник и А.С.Мачинский (53) 66.063 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1472543, 1989. (54) КАВИТАЦИОННЫЙ СТРУЙНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к перемешиванию, в частности к кавитационным смесителям, и может быть использовано для осуществления процессов химической технологии в различных отраслях промышленИзобретение относится к перемешиванию, в частности к кавитационным смесителям, и может быть использовано для осуществления процессов химической технологии в различных отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение интенсивности перемешивания.

На фиг.1 представлен кавитационный смеситель, разрез; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1.

Кавитационный смеситель содержит корпус с патрубками подачи 1 и отвода 2 и проточной камерой 3, в коТорой размещен кавитатор, выполненный в виде пружины 4, закрепленной на стержне 5. Пружина 4 и стержень 5 выполнены полыми, Один конец стержня 5 соединен с концом пружины 4, в витках которой выполнены отверстия 6, Пружина 4 имеет вид конуса, основание которого направлено в сторону патрубка отвода, Стержень 5 и пружина 4 установлены с возможностью осевого. перемещения.

». Ы 1713629 А1 ности. Целью изобретения является повышение интенсивности перемешивания. Кавитационный смеситель содержит корпус с патрубками подачи и отвода и проточной камерой, в которой размещен кавитатор, выполненный в виде пружины, закрепленной на стержне. Пружина и стержень выполнены полыми. Один конец стержня соединен с пружиной, в витках которой выполнены отверстия, Пружина имеет вид конуса, основание которого направлено в сторону патрубка отвода. Стержень и пружина установлены с возможностью осевого перемещения. 1 з,п.ф-лы, 2 ил, Смеситель работает следующим образом.

Перемешиваемая среда поступает по патрубку 1 в проточную камеру 3, в которой скорость потока среды увеличивается, достигая величины 15 — 30 м/c, а статическое давление падает. При обтекании потоком среды витков конической пружины 5 образуется присоединенная кавитационная полость (каверна), давление в которой меньше парциальных давлений растворенных в жидкости газов, Разность статических давлений в рабочей среде и в кавитационной полости вызывает инжекцию газа, поступающего через полый стержень 5, пружину 4 и отверстия 6 в обрабаты ваемую среду. П роцесс образования каверны может быть реализован только при стабильной подаче среды в проточную камеру 3. Следовательно, происходит непрерывное обновление поверхности контакта фаз (рабочая жидкость — газ), что,способствует постоянной инжекции газа в полость каверн ы. Конструк1713629

50 ция кавитатора, выполненного в виде конической пружины, позволяет повысить турбулентность потока, При этом на поверхности кавитационной полости, образованной за витками пру- 5 жины, появляются высокочастотные колебания-волны, амплитуда которых возрастает вниз по потоку, Пульсации хвостовой части каверны, заполненной газожидкостной смесью, сопровождаются 10 периодическими выбросами смеси из каверны, длина которой при этом периодически меняется. Изменения размеров кавитационной полости, а также пульсации давления внутри нее вызывают упругие ко- 15 лебания пружины с частотой, равной частоте колебания каверны.

Наложение вынужденных колебаний пружины на собственные колебания каверны вызывает резонансные колебания по- 20 следней, Это сопровождается ростом кавитационной полости, а также резким увеличением количества генерируемых ею газонаполненных пузырьков. Унос газа через хвостовую часть каверны увеличивает 25 эжекционный эффект и повышает коэффициент инжекции.

Образованная плотноупакованная кавитационными пузырьками по всему сечен и ю и ото ка газожидкостна я смесь 30 поступает на выход проточной камеры, где происходит выравнивание скоростей и повышение давления. В патрубке 2 отвода кинетическая энергия потока преобразуется в потенциальную. Этот процесс сопровожда- 35 ется уменьшением скорости и повышением статического давления потока обрабатываемой среды, что способствует образованию зоны охлопывания кавитационных пузырьков, характеризующейся возникновением 40 интенсивного быстроизменяю.цегося поля давлений и высокоскоростных кумулятивных микроструй, оказывающих перемешивающее воздействие на поток. При этом двухфазная смесь преобразуется в однофазную.

Перемещение полого стержня 5 с закрепленной на нем пружиной 4 позволяет установить кавитатор в зоне с наиболее благоприятными гидродинамическими параметрами, обуславливающими полную реализацию кавитационно-кумулятивного воздействия на перемешиваемые компоненты обрабатываемой среды.

Предложенная конструкция кавитационного смесителя дает возможность повысить интенсивность процесса смешения за счет резонансных колебаний кавитационной полости, генерирующей большое количество газонаполненных микропузырьков, при схлопывании которых поток смешиваемых компонентов подвергается кавитационно-кумулятивной обработке.

Формула изобретения

1, Кавитационный струйный смеситель, содержащий корпус с патрубками подачи и отвода и проточной камерой, в которой размещен кавитатор, выполненный в виде пружины, закрепленной на стержне, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения интенсивности перемешивания, пружина и стержень выполнены полыми, при этом пружина соединена со стержнем одним концом, в витках пружины выполнены отверстия, и она имеет форму конуса, основание которого направлено в сторону.патрубка отвода.

2. Смеситель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что стержень с пружиной установлены с возможностью осевого перемещения.

1713629

Фиг. 2

45

Составитель В.Боев

Техред М,Моргентал Корректор О.Кундрик

Редактор А,Козориз

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

Заказ 646 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5