Смеситель

 

Изобретение относится к технологии получения эмульсии. Сущность изобретения: в смесителе, содержащем n входных патрубков, один из которых вертикальный и соединен непосредственно со смесительной камерой, узел смешения, выходной патрубок, входной патрубок встроен в распределительную камеру, расположенную вокруг вертикального патрубка. Камера состоит по крайней мере из двух полостей, сообщающихся между собой и соединенных со смесительной камерой через каналы, количество распределительных камер равно n - 1. Каждая полость распределительной камеры образована примыкающими друг к другу коаксиально расположенными цилиндрическими элементами, причем цилиндрические элементы, делящие камеру на полости, перфорированы в верхней части выше уровня входного патрубка. В нижней части все цилиндрические элементы имеют расположенные по окружности выступы. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технологии получения эмульсий, в частности к устройствам для смешения компонентов и может быть использовано в энергетической, судостроительной, машиностроительной отраслях промышленности, например, для приготовления высокодисперсных водотопливных эмульсий.

Приготовление высококонцентрированных, высококачественных водотопливных эмульсий связано с необходимостью диспергирования в смесителях больших объемов водной фазы, что является сложной технической задачей. Если условия размельчения частиц воды окажутся недостаточными, в составе эмульсии появляются крупные капли, что отрицательно сказывается на состоянии топливной аппаратуры.

Известен гидродинамический излучатель, используемый для диспергирования и перемешивания технологических жидкостей из трудносмешиваемых компонентов [1] который содержит корпус, концентрично расположенные ряды зубцов ротора и статора. Зубцы ротора закреплены на валу излучателя, который получает вращение от привода. При вращении ротора обрабатываемые компоненты загружаются через входной патрубок внутрь излучателя, где под воздействием центробежных сил и давления происходит диспергирование и дробление компонентов. В этом устройстве подача компонентов смеси происходит напрямую в зону смешивания, что не обеспечивает равномерного распределения их во всем объеме протекающей среды и тем самым не обеспечивается высокая степень однородности и высокое качество смеси.

Известно устройство для смешивания текучих сред [2] принятое в качестве прототипа, которое содержит коаксиально размещенные на входе в корпус патрубки подвода основной и подмешиваемых сред, снабженные завихрителями. Потоки попадают на устройство смешения и далее в выходной патрубок. Так как патрубки подвода подмешиваемых сред расположены на разных уровнях, то при подаче компонента смеси, составляющего меньшую часть, не обеспечивается его равномерного распределения во всем объеме протекающей среды, а это приводит к тому, что не обеспечивается высокая степень однородности и высокое качество смеси.

Технический результат изобретения состоит в интенсификации процесса перемешивания и повышении качества смеси за счет равномерной подачи компонентов смеси в зону смешения.

Это достигается посредством смесителя, содержащего смесительную камеру, распределительные камеры, соединенные с входными патрубками и смесительной камерой, вертикальный входной патрубок, соединенный непосредственно со смесительной камерой, узел смешения, выходной патрубок, причем распределительные камеры размещены коаксиально вокруг вертикального патрубка, при этом распределительные камеры разделены по крайней меpе на две полости, сообщающиеся между собой. Каждая полость распределительной камеры образована коаксиально расположенными цилиндрическими элементами, зазоры между которыми в верхней части заглушены, при этом цилиндрические элементы, делящие камеру на полости, перфорированы в верхней части выше уровня входного патрубка. Каждая полость распределительной камеры в нижней части, примыкающей к смесительной камере, имеет расположенные по окружности выступы. Распределительные камеры встроены одна в другую так, что цилиндрический элемент, замыкающий ближнюю к центру полость камеры, является продолжением наружного цилиндрического элемента следующей камеры.

На фиг. 1 изображен смеситель, продольный разрез; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1.

Смеситель содержит вертикальный входной патрубок 1, подающий жидкий или порошкообразный компонент, и входные патрубки 2 и 3, через которые подают только жидкие компоненты. Входной патрубок 3 встроен в распределительную камеру, образованную примыкающими друг к другу цилиндрическими элементами наружным кожухом 4, стенкой 5 и удлинением 6 наружного кожуха 7 следующей распределительной камеры. Эти элементы образуют полости 8 и 9, сообщающиеся со смесительной камерой 10. Между цилиндрическими элементами 4, 5 и 6 имеются выступы 11 и 12, которые расположены по окружности и делят полости 8 и 9 в нижней части на участки 13, которыми эти полости сообщаются со смесительной камерой 10. Цилиндрический элемент, делящий камеру на полости стенка 5, имеет в верхней части ряд отверстий 14, через которые полости 8 и 9 сообщаются между собой. Отверстия 14 расположены на уровне выше входного патрубка 3. Входной патрубок 2 встроен в другую распределительную камеру, котоpая также, как и первая, образована примыкающими друг к другу цилиндрическими элементами наружным кожухом 7, стенкой 15 и наружным корпусом входного вертикального патрубка 1. Полости 16 и 17, образованные этими элементами, сообщаются между собой через отверстия 18 и со смесительной камерой 10. Между цилиндрическими элементами 15, 7, 1, имеются выступы 19 и 20. Смесительная камера 10 содержит узел смешения в виде вращающегося ротора 21 с винтовыми пластинами 24, установленного на валу 12. На корпусе камеры расположены неподвижно лопатки 23, на которые поступают компоненты смеси.

Смеситель работает следующим образом.

Жидкий или порошкообразный компонент поступает через вертикальный патрубок 1 непосредственно в смесительную камеру 10 на неподвижные лопатки 23. Одновременно через входные патрубки 2 и 3 в распределительные камеры поступают компоненты, составляющие меньшую часть. В зависимости от состава компонентов смеси один из патрубков может быть закрыт.

Рассмотрим работу одной распределительной камеры.

Жидкий компонент, поступая через патрубок 3 в цилиндрическую кольцевую полость 9 распределительной камеры, заполняет ее, равномерно распределяется по кольцевому пространству и далее поступает в зону смешения камеры 10. При увеличении подачи жидкого компонента полость 9 заполняется, и он перетекает через отверстия 14 в стенке 5 в полость 8 и через канавки в конце полости поступает в зону смешения камеры 10. То же самое происходит при подаче компонента через патрубок 2. Таким образом, при подаче компонентов происходит их равномерное распределение по кольцевым полостям распределительных камер и подачи на вращающийся со скоростью n > 3000 об/мин ротор 21. Происходит интенсивное перемешивание компонентов. Лопасти 23 препятствуют закручиванию смеси, а винтовые пластины 24 работают как осевой насос и способствуют дополнительному перемешиванию компонентов смеси.

Использование данного устройства совместно с виброкавитационным гомогенизатором позволяет непрерывно получать стабильную эмульсию углеводородов с присадками, которая может использоваться в топливной, энергетической, химической и др. отраслях промышленности.

Формула изобретения

1. Смеситель, содержащий смесительную камеру, распределительные камеры, соединенные с входными патрубками и смесительной камерой, вертикальный входной патрубок, соединенный непосредственно со смесительной камерой, узел смешения, выходной патрубок, отличающийся тем, что распределительные камеры размещены коаксиально вокруг вертикального патрубка, при этом распределительные камеры разделены по крайней мере на две полости, сообщающиеся между собой.

2. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что каждая полость распределительной камеры образована коаксиально расположенными цилиндрическими элементами, зазоры между которыми в верхней части заглушены, при этом цилиндрические элементы, делящие камеру на полости, перфорированы в верхней части выше уровня входного патрубка.

3. Смеситель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что каждая полость распределительной камеры в нижней части, примыкающей к смесительной камере, имеет расположенные по окружности выступы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2