Смеситель

 

Использование: перемешивание высоковязких и маловязких жидкостей. Сущность изобретения: смеситель снабжен теплообменником, входной патрубок которого сообщен с патрубком подвода смесителя , а выходной патрубок - с основным и дополнительным патрубками ввода подмешиваемого вещества и коллектором. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ф (я)5 В 01 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1699567 (21) 4779859/26 (22) 08.01.90 (46) 23.05.93. Бюл. N. 19 (75) Л.И.Пищенко и Д.Т.Денежный (56) Авторское свидетельство СССР

М 1699567, кл. В 01 F 5/00, 1989. (54) СЧЕСИТЕЛЬ

Изобретение относится к области перемешивания высоковязких и маловязких веществ и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности, где необходимо осуществлять перемешивание указанных веществ.

Цель изобретения — интенсификация процесса смешивания.

На фиг. 1 представлен смеситель в разрезе; на фиг. 2 — вид по стрелке А; на фиг. 3 — разрез по А-А.

Смеситель содержит корпус. выполненный в виде патрубков 1 подвода, отвода 2 и проточной камеры 3. В камере 3 установлена крыльчатка с лопастями 4 суперкавитирующего профиля с острой передней кромкой и установленными на ступице 5 и патрубок

6 подачи подмешиваемого вещества. Смеситель снабжен коллектором 7 с устройством 8 подачи подмешиваемого вещества и дополнительными патрубками 9 подачи подмешиваемого вещества. Выходное отверстие патрубка 6 подачи подмешиваемого вещества установлено против ступицы 5. коллектор 7 с устройством 8 подачи подмешиваемого вещества установлен перед вхо„„5iJ „„1816489 А2 (57) Использование: перемешивание высоковязких и маловязких жидкостей. Сущность изобретения: смеситель снабжен теплообменником, входной патрубок которого сообщен с патрубком подвода смесителя, а выходной патрубок — с основным и дополнительным патрубками ввода подмешиваемого вещества и коллектором. 3 ил, дом в проточную камеру 3. Дополнительные патрубки 9 подачи подмешиваемого вещества выполнены в виде полых обтекателей 10 с острыми кромками, направленными в сторону патрубка 1 подвода, выходные отверстия 11 которых установлены против острых кромок лопастей 4.

Входной патрубок теплообменника 12 сообщен с патрубком 1 смесителя, а выходной патрубок теплообменника 12 —. с основным 6 и дополнительным 9 патрубками подачи подмешиваемого вещества и с коллектором 7.

Смеситель работает следующим образом.

Через патрубок 1 подачи высоковязкое вещество поступает в проточную камеру 3.

При движении вещества через крыльчатку за лопастями 4 скорость потока, за счет сужения проходного сечения и закручивания потока, возрастает. а давление снижается.

При достижении величины давления насыщенных паров вещество вскипает с образованием микропузырьков (каверн), при схлопывании которых образуются поля микроструй со скоростью порядка 10 м/с и

5 ударными давлениями в сотни атмосфер.

1816489

Эти микроструи оказывают размалывающее воздействие на обрабатываемые вещества.

При смешивании высоковязких жидкостей интенсивность смешения резко снижается. Для создания кавитационного режима смешивания необходимы значительные энергозатраты.

Вы пол не ни е коллектора 7 с устройством 8 подачи подмешиваемого компонента позволяет подавать через них часть потока смеси нагретой до температуры кипения в теплообменник 12. При таком вводе части нагретой смеси образуется пристенный слой маловязкой жидкости, по которому скользит основной поток оысоковязкого вещества. После прохождения лопастей 4 происходит смешение. Такое решение позволяет существенно снизить энергозатраты на смешение. Нагретая жидкость легколетуча и за счет высокого давления насыщенных паров вскипает в первую очередь при прохождении лопаток 4 и схлопываясь, интенсифицирует процесс смешения. Величина гидравлического сопротивления при этом существенно снижается.

Дальнейшим развитием этого решения является подача нагретой жидкости в патрубок 6, что обеспечивает создание пристенного слоя на ступице,5.

Установка патрубков 9 в виде обтекателей 10 с выходными отверстиями 11 перед лопастями 4 обеспечивает создание пристенного слоя на лопастях 4.

Установка теплообменника 12 позволит нагреть часть основного потока особо высоковязкой жидкости до температуры кипения. Подача части смеси, нагретой до температуры кипения в проточную камеру 3 таким образом, чтобы внутренняя поверхность проточной камеры 3 была покрыта пленкой жидкости, при температуре кипения позволяет основной массе двигаться скользя по такой пленке, при этом резко снижаются потери давления на вязкое трение. При этом рецептура смеси не нарушается, и после прохождения кавитирующего элемента смесь гомогенизируется. Снижение сил трения позволяет разогнать поток до больших скоростей и, как следствие, интенсифицировать процесс кавитационного смешения, и очень важно, что это достигается за счет экономии энергозатрат и позволяет применять насосы меньшей энергоемкости.

Формировацие слоя жидкости при температуре кипения при обтекании ступицы и лопастей, где скорости достигают наибольших величин, позволяет достигать наиболью шего снижения потерь давления.

Применение в качестве жидкости ее части нагретой до температуры кипения, при обтекании лопастей и ступицы привели к новому эффекту. Часть жидкости нагретой до температуры кипения первым частично вскипает, облегчая наступление кавитации и одновременно вязкая часть основного потока соприкасается уже не с жидкостью, а с паро-жидкостной фазой, при этом йродол20 жается интенсивное снижение потерь давления.

При смешении высоковязких и особенно высоковязких веществ с маловязкими, последние образуют в высоковязких макро25 полости, заполненные маловязким веществом. которые устойчивы к разрушению и не позволяют гомогенизировать смесь, и требует проведения дополнительной гомогенизации.

30 В предложенном устройстве в результате снижения затрат энергии на преодоление гидравлического сопротивления удается использовать эту энергию на проведение процесса смешения и гомогенизации.

35 Обработанная смесь после проточной камеры 3 поступает в патрубок 2 отвода, где скорость потока снижается до 1-2 м/с, и выводится из устройства.

Предложенное изобретение позволяет

40 s 2-2,5 раза интенсифицировать процесс перемешивания и значительно повысить размалывающее воздействие в очень вязких жидкостях.

Формула изобретения

Смеситель по авт. св. N 1699567, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса смешения. он снабжен теп50 лообменником, входной патрубок которого сообщен с патрубком подвода смесителя, а выходной пзтрубок-с основным и дополнительными патрубками подачи подмешиваемого вещества и коллектором.

1816489

Составитель В.Боев

Редактор Техред М.Моргентал Корректор С.Юско

Заказ 1693 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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