Проточное смесительное устройство для приготовления суспензий

 

Использование изобретения: изобретение относится к смесительному оборудованию, позволяющему вести смешение по непрерывному циклу с высокой производительностью при малых габаритах рабочей емкости. Предназначено для использования в мобильных установках, например, нефтяной промышленности. Сущность изобретения: смесительное устройство для приготовления суспензий состоит из камеры, в которой смонтированы шнеки и окна для подачи в камеру порошкового компонента. Улучшение эксплуатационных свойств смесительного устройства достигается тем, что устройство для подвода жидкого компонента выполнено в виде трубного коллектора, помещенного в камере почти горизонтально. На коллекторе против окон установлены блоки струйных форсунок, за счет чего достигается равномерное перемешивание суспензии в минимальном объеме и устраняется интенсивный износ шнеков. 2 ил.

Изобретение относится к смесительному оборудованию, позволяющему вести смешение по непрерывному циклу с высокой производительностью при малых габаритах рабочей емкости и предназначенному для использования в различных отраслях промышленности: химической, нефтехимической, пищевой, целлюлозно-бумажной и др.

Известно струйное устройство для смешивания порошкообразных материалов с жидкостью [1] Устройство не содержит подвижных частей, подверженных интенсивному износу от действия твердой фазы суспензии. Недостатком устройства является то, что качество перемешивания степень однородности поля концентраций в нем недостаточно высокое из-за сепарирующего действия центробежных сил, которые перемещают твердую фазу суспензии к стенке канала.

Известно проточное смесительное устройство для смешивания твердых частиц с жидкостью, содержащее корпус с окном для подачи сыпучего компонента и разгрузочным патрубком, трубный коллектор для подачи жидкого компонента, размещенный снаружи корпуса, установленный в корпусе вал с лопастями [2] Недостатком упомянутого устройства является то, что при использовании его для приготовления суспензии, в нем срок службы шнека мал, из-за износа его лопастей при взаимодействии с твердой фазой суспензии, концентрация которой в начальный момент перемешивания высокая.

Вызвано это особенностями размещения форсунок в устройстве. В нем при подаче жидкости производится ее распыливание одиночными форсунками, при этом против каждой форсунки, помещенной на одной стороне корпуса, установлена форсунка на другой стороне корпуса.

Устройство [2] разработано с целью тонкого напыления жидкого компонента на поверхность частиц.

Если использовать такую систему форсунок для интенсификации процесса перемешивания путем подачи жидкости компактной струей, то значительная доля кинетической энергии струй теряется при их встречном соударении, поэтому интенсификация процесса перемешивания не достигается.

В последнем случае для обеспечения высокого качества перемешивания компонентов, непрерывно протекающих через камеру, необходимо увеличивать время взаимодействия шнека и смеси и, следовательно, время пребывания смеси в камере. Последнее можно достигнуть только за счет увеличения объема камеры.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков известного смесительного устройства быстрого износа шнека и значительных габаритов камеры смешивания.

Цель достигается тем, что в проточном смесительном устройстве, содержащем камеру с окнами (окном) для засыпки порошкообразного компонента и разгрузочным патрубком, трубный коллектор для подачи жидкого компонента и шнек, установленный в камере, коллектор установлен в камере, а форсунки смонтированы параллельно одна другой в блок (блоки) и установлены на коллекторе, при этом сопла форсунок обращены в сторону вертикали, опущенной из окна.

Совокупность указанных признаков проявляет в предлагаемом устройстве в сравнении с известными техническими решениями иные свойства, заключающиеся в создании особых условий смешения компонентов и их взаимодействия с лопастями шнека.

Упомянутые условия заключаются в том, что "плоская компоновка" струйных элементов подвода жидкости размещение их вдоль периметра окон обеспечивает направление сопла каждой форсунки на соответствующую ей погонную часть периметра окна. Этим достигается дробление обширного объема зоны смешения на отдельные элементарные объемы с заданной пропорцией в соотношении расходов жидкость порошок. Энергию, необходимую для перемешивания компонентов, несет в себе каждая струя, вытекающая из форсунки с высокой скоростью.

С учетом вышеизложенного, нетрудно заключить, что потребный объем камеры для получения суспензии заданного качества уменьшается с увеличением форсунок в блоке.

Вместе с тем устраняется интенсивный износ шнека, так как исключен контакт лопастей шнека с суспензией, содержащей высокий процент порошка.

Конструкция предлагаемого устройства приведена на фиг.1, 2, где 1 - камера; 2 шнек; 3 окно; 4 порошковый компонент; 5 жидкий компонент; 6 трубный коллектор; 7 блок форсунок; 8 патрубок подвода; 9 разгрузочный патрубок.

Смесительное устройство состоит из камеры 1, в которой смонтированы шнеки 2 и окна 3 для подачи в камеру порошкового компонента 4.

Устройство для подвода жидкого компонента 5 выполнено в виде патрубка 8 и трубного коллектора 6.

На трубном коллекторе установлены блоки струйных форсунок 7, сопла которых обращены в сторону вертикали, опущенной из окна. Готовая смесь выгружается из камеры через патрубок 9.

Устройство работает следующим образом. Порошковый 4 и жидкий 5 компоненты непрерывно подаются в камеру 1 раздельными системами подачи (на фиг.1 и 2 системы подачи компонентов не изображены). Через патрубок трубный 8 и коллектор 6 жидкий компонент поступает к форсункам 7 с давлением выше атмосферного. Избыток давления преобразуется блоком форсунок 7 в кинетическую энергию струй, которые истекают из форсуночных сопел со скоростью 10-30 м/с. Струи размывают сыпучий материал, поступающий через окна 3, и транспортируют его за счет кинетической энергии, способствуя равномерному распределению порошка в объеме камеры. При этом достигается высокое качество суспензии до ее поступления к шнекам 2.

Шнеки 2 транспортируют смесь к разгрузочному патрубку 9, попутно улучшая перемешиванием ее качество. При этом исключается интенсивный износ рабочих поверхностей шнеков концентрированным порошком.

Применение изобретения, например, в нефтяной промышленности позволит создавать малогабаритные высокопроизводительные смесительные устройства мобильных установок, предназначенных для восстановления работоспособности нефтяных скважин.

Формула изобретения

Проточное смесительное устройство для приготовления суспензий, содержащее камеру с окном для засыпки порошкообразного компонента и разгрузочным патрубком, трубный коллектор для подачи жидкого компонента, установленный в камере и сообщенный с форсунками, вал с лопастями, размещенный в камере, отличающееся тем, что форсунки смонтированы параллельно друг другу в блок или блоки и установлены вдоль периметра окон на трубном коллекторе, при этом их сопла обращены в направлении падающего из окна порошкообразного компонента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2