Статический смеситель

 

Использование: смещение и разбавление водных растворов полимеров. Сущность изобретения: в трубе со смещением по длине установлены цилиндрические обечайки с последовательным увеличением диаметров. Обечайки имеют насадки конфузорного или диффузорного типа. Поток при переходе от обечаек с малым диаметром к обечайкам с большим диаметром приобретает плавное ускорение, что позволяет избежать дополнительного разрушения полимерного материала при больших градиентах скоростей на границе двух потоков. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для смешения жидкостей и может быть использовано для смешения и разбавления водных растворов полимеров, например полиакриламида, подверженных деструкции в поле сдвиговых скоростей.

Известен статический смеситель для смешения жидких сред, включающий трубопровод и смесительные элементы, выполненные в виде усеченных конусов [1].

Недостатки - сложность изготовления и монтажа, а также малая эффективность применения для перемешивания склонных к деструкции материалов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является смеситель, включающий корпус, смесительные элементы и установленные на входе в элементы турбулизирующие элементы [2].

Однако этот смеситель не может эффективно использоваться для предотвращения деструкции полимера, так как устройство не позволяет регулировать градиент скоростей на границе смешения двух жидкостей.

Цель изобретения - повышение эффективности смешения путем регулирования градиента скоростей на границе двух смешиваемых потоков и уменьшение деструкции материалов.

Расположение цилиндрических обечаек и наличие конических насадок позволяет регулировать скорость потока в обечайках и градиент скоростей на границе двух смешиваемых жидкостей, т. е. плавно ускорять или затормаживать входной поток с минимальной величиной разности скоростей смешиваемых потоков и уменьшать деструкцию полимеров при смешении двух потоков.

На фиг. 1 представлен продольный разрез устройства, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - насадок конфузорного типа.

Смеситель содержит корпус 1, выполненный из трубы, с фланцем 2, входной патрубок 3, цилиндрические обечайки 4, крепления 5 и конические насадки 6.

Смеситель работает следующим образом.

Высокоскоростной поток в корпусе 1 входит во внутреннюю полость цилиндрических обечаек 4, где скорость потока снижается за счет конических насадок 6 диффузорного типа на входе в обечайки. При этом за счет увеличения площади проходных сечений между обечайками скорость потока увеличивается при переходе к обечайкам с большим диаметром. Низкоскоростной поток полимерного материала через входной патрубок 3 поступает во внутреннюю полость обечайки малого диаметра, где получает небольшое ускорение, так как скорость течения потока в обечайке меньше, чем скорость потока в трубопроводе, но выше, чем скорость потока полимерного материала. После ускорения и смешения поток поступает в цилиндрическую обечайку большего диаметра, где получает дополнительное ускорение и смешение (разбавление раствора полимера). Таким образом, при переходе от обечаек с малым диаметром к обечайкам с большим диаметром происходит плавное ускорение потока полимерного материала, что позволяет избежать дополнительного разрушения полимерного материала при больших градиентах скоростей на границе двух потоков. Необходимое регулирование скорости в обечайках может достигаться изменением конических насадок с диффузорного на насадок конфузорного типа, например в обечайке большого диаметра.

В сравнении с прототипом данный смеситель предотвращает разрушение полимерного материала в точке ввода потока полимерного материала в трубопровод. Смеситель несложен по своей конструкции, технологичен при изготовлении и может быть выполнен разборным, что упрощает его монтаж в трубопровод. Высокая стоимость полимерного материала обеспечивает достаточно высокую технико- экономическую эффективность использования предлагаемого технического решения.

Формула изобретения

СТАТИЧЕСКИЙ СМЕСИТЕЛЬ, содержащий смесительные элементы различных диаметров, установленные осесимметрично входному патрубку с увеличением диаметров в направлении обрабатываемой жидкости со смещением по длине относительно друг друга, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности смешения путем регулирования градиента скоростей на границе двух смешиваемых потоков и уменьшения деструкции материалов, смесительные элементы выполнены в виде цилиндрических обечаек и снабжены установленными на входе коническими насадками диффузорного или конфузорного типа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3