Прямоточный вихревой смеситель


 


Владельцы патента RU 2414283:

ГОУ ВПО "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Изобретение относится к смесителям и предназначено для приготовления эмульсий, суспензий и получения гомогенных систем (растворов), а также для интенсификации химических, тепловых и диффузионных процессов, протекающих на границе раздела фаз «газ - жидкость», «жидкость - жидкость». Смеситель содержит две коаксиально расположенные цилиндрические трубы, внутренняя из которых короче внешней, однозаходные закручивающие устройства, установленные во внутренней трубе и межтрубном пространстве, а также штуцеры для ввода компонентов и вывода смеси. Входные патрубки смешиваемых компонентов, расположенные на торцевой части внутренней трубы, и патрубок для вывода смеси из межтрубного пространства находятся с одной стороны устройства, а с другой стороны торцевая часть внешней трубы смесителя герметично закрыта. Закручивающие устройства во внутренней трубе и в межтрубном пространстве могут иметь разные направления закрутки. Технический результат состоит в упрощении конструкции устройства и повышении эффективности смешения компонентов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к смесителям и предназначено для приготовления эмульсий, суспензий и получения гомогенных систем (растворов), а также для интенсификации химических, тепловых и диффузионных процессов, протекающих на границе раздела фаз «газ - жидкость», «жидкость - жидкость».

Известен смеситель жидкостей и газов, содержащий торообразную камеру смешения, входные и выходной патрубки, подсоединенные к камере смешения по касательной, согласно изобретению, подачу продуктов по входным патрубкам производят по одному направлению относительно вращения часовой стрелки, а выход смеси по выходному патрубку производят в противоположном направлении относительно вращения часовой стрелки. (Патент на изобретение №2333789, B01F 3/04. Заяв. 11.08.2006, опубл. 20.08.2008, Бюл. №26).

Недостатком данного устройства является то, что при тангенциальном подводе на интенсивность закрутки потоков и, соответственно, на качество смешения существенно влияют скорости ввода компонентов. Также к недостаткам следует отнести крупные габаритные размеры устройства, т.к. в процессе смешения не используется пространство, ограниченное внутренней стенкой торообразного корпуса, и низкую эффективность смешения при однопроходном проведении процесса.

Также известен смеситель жидкостей, содержащий цилиндрический корпус, расположенные на противоположных концах корпуса патрубки подвода смешиваемых жидкостей, отличающийся тем, что внутри корпуса на его оси против друг друга с зазором установлены два завихрителя, выполненные в виде радиальных лопаток, установленных под углом к оси корпуса и обеспечивающих противоположное вращение смешиваемых жидкостей, а цилиндрический корпус в центральной части зазора выполнен перфорированным и над зазором размещена труба, имеющая диметр, больший диаметра перфорированного участка корпуса, с патрубком вывода смеси жидкостей. (Заявка на изобретение №2007121399, B01F 5/00. Заяв. 07.06.2007, опубл. 20.12.2008, Бюл. №35).

К недостаткам конструкции данного, устройства относится низкая эффективность процесса, так как смешение производится только в зазоре между двумя завихрителями, выполненными в виде радиальных лопаток, установленных под углом к оси корпуса.

Смеситель для жидкостей, содержащий корпус с загрузочными и выгрузочным патрубками, перемешивающий элемент, выполненный в виде многозаходного шнека с двумя рядами пластин, внутренний из которых закреплен на валу перемешивающего элемента, отличающийся тем, что внешний ряд пластин прикреплен к внутреннему ряду пластин или к внутренней поверхности корпуса в зависимости от смешиваемых компонентов, при этом внутренний ряд пластин имеет правый заход, а внешний - левый заход. (Патент на изобретение №2150993, B01F 7/24 Заяв. 02.06.1999, опубл. 20.06.2000).

Недостатком данного смесителя для жидкостей является сложность конструкции и необходимость подвода внешней энергии. Также использование в устройстве многозаходных шнеков ограничивает смешение компонентов, поступивших в разные каналы перемешивающего устройства.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению (прототипом) является вихревой аппарат, содержащий камеру, в которой коаксиально расположены винтовые перемешивающие устройства с параллельно расположенными винтовыми каналами и штуцеры для ввода реагентов и вывода продуктов реакции, согласно изобретению ширина периферийных винтовых каналов составляет 1,4÷1,6 ширины внутренних каналов (SU №1292822, В01J 9/20. Заяв. 30.10.85, опубл. 28.02.87, Бюл. №8).

Основным недостатком конструкции является низкая эффективность смешения компонентов, так как процесс протекает только в реакционной камере расположенной после закручивающих устройств.

Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение эффективности смешения компонентов.

Указанная задача решается за счет того, что прямоточный вихревой смеситель, содержащий две коаксиально расположенных цилиндрических трубы, внутренняя из которых короче внешней, однозаходные закручивающие устройства, установленные во внутренней трубе и межтрубном пространстве, также штуцеры для ввода компонентов и вывода смеси, согласно изобретению, входные патрубки смешиваемых компонентов, расположенные на торцевой части внутренней трубы, и патрубок для вывода смеси из межтрубного пространства находятся с одной стороны устройства, а с другой стороны торцевая часть внешней трубы смесителя герметично закрыта.

Также однозаходные закручивающие устройства во внутренней трубе и в межтрубном пространстве могут иметь разные направления закрутки.

На чертеже представлен общий вид прямоточного вихревого смесителя.

Прямоточный вихревой смеситель содержит две коаксиально расположенных цилиндрических трубы, внутренняя 1 из которых короче внешней 2, однозаходные закручивающие устройства, установленные во внутренней трубе 3 и межтрубном пространстве 4, также штуцеры для ввода компонентов 5 и вывода смеси 6, согласно изобретению входные патрубки смешиваемых компонентов 5, расположенные на торцевой части внутренней трубы, и патрубок для вывода смеси из межтрубного пространства 6 находятся с одной стороны устройства, а с другой стороны торцевая часть внешней трубы смесителя герметично закрыта.

Также однозаходные закручивающие устройства во внутренней трубе 3 и в межтрубном пространстве 4 могут иметь разные направления закрутки.

Прямоточный вихревой смеситель работает следующим образом.

Смешиваемые компоненты поступают во внутреннюю трубу 1 прямоточного вихревого смесителя через патрубки 5, в которой располагается закручивающее устройство 3, придающее потоку вихревое движение. Повышение эффективности перемешивания при закрученном движении обеспечивается ростом интенсивности, как микро- так и макросмешения компонентов. Увеличение эффективности макросмешения происходит при появлении крупномасштабных вихревых образований в поперечном, относительно движения потока, направлении, а рост микросмешения обусловлен увеличением скорости за счет появления тангенциальной составляющей, что в целом приводит к повышению турбулизации потока. Далее смесь, через торцевую часть выходит из внутренней трубы 1 и попадает в межтрубное пространство, в объеме которого содержится закручивающее устройство 4. Прохождение потоком межтрубного пространства проходит в условиях закрученного движения. Использование в смесителе закручивающих устройств с разным направлением вращения позволит интенсифицировать процесс смешения за счет дополнительной турбулизации потока. После этого смесь выводится через патрубок 6, расположенный на внешней трубе 2.

Основными достоинствами прямоточного вихревого смесителя являются:

- простота конструкции;

- высокая эффективность смешения за счет двухстадийного проведения процесса;

- процесс протекает за счет энергии потока, т.е. нет необходимости в подводе внешней дополнительной энергии.

Таким образом, применение данной конструкции прямоточного вихревого смесителя в химической и нефтеперерабатывающей промышленности является перспективным.

1. Прямоточный вихревой смеситель, содержащий две коаксиально расположенные цилиндрические трубы, внутренняя из которых короче внешней, однозаходные закручивающие устройства, установленные во внутренней трубе и межтрубном пространстве, также штуцеры для ввода компонентов и вывода смеси, отличающийся тем, что входные патрубки смешиваемых компонентов, расположенные на торцевой части внутренней трубы, и патрубок для вывода смеси из межтрубного пространства находятся с одной стороны устройства, а с другой стороны торцевая часть внешней трубы смесителя герметично закрыта.

2. Прямоточный вихревой смеситель по п.1, отличающийся тем, что однозаходные закручивающие устройства во внутренней трубе и в межтрубном пространстве имеют разные направления закрутки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области переработки жидких сред, в частности к физико-химическому изменению исходного жидкого углеводородного сырья, например нефти и нефтепродуктов, получению жидких композиционных материалов, в том числе наноструктурированных жидкостей, и может использоваться в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей пищевой, фармацевтической промышленности.

Изобретение относится к оборудованию для проведения процессов диспергирования, гомогенизации и смешения в целлюлозно-бумажной промышленности, в массоподготовительном отделе производства бумаги и картона.

Изобретение относится к микроканальному устройству, включающему микроканалы с элементами на внутренних поверхностях, и может использоваться для взаимодействия сред в различных отраслях промышленности, в частности для испарения, химического разделения, дистилляции, конденсации, нагревания, охлаждения, образования эмульсии, газожидкостных реакций, жидкостно-жидкостных разделений.

Изобретение относится к смешиванию и завихрению жидкости, пара и газа и может найти применение при обработке воды, производстве пищи и напитков, в медицине, фармацевтической промышленности, биологии, физике и химии.

Изобретение относится к устройствам для очистки загрязненного газового потока с помощью форсунки, распыляющей пароводяную смесь, и может использоваться на предприятиях, работа которых связана с загрязнением атмосферного воздуха.

Изобретение относится к технологиям смешивания растительных и синтетических компонентов для получения биодизельного топлива, которое предназначено для замещения обычного дизельного топлива.

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено для диспергирования, эмульгирования и обеззараживания технологических, например, смазывающих и охлаждающих жидкостей.

Изобретение относится к устройству для пропитки полимерного расплава текучей средой, которая предусмотрена в качестве вспенивающего агента или присадки, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Изобретение относится к смешивающему устройству и может использоваться при очистке дымовых газов, в производстве серной кислоты. .

Изобретение относится к смешению текучих сред и может быть использовано для смешивания малых добавок с большим объемом движущейся среды, в частности, в химической промышленности или при приготовлении лекарственных веществ.

Изобретение относится к устройству для смешивания и может использоваться для смешивания, в частности амина и фосгена, при получении карбамоилхлорида и изоцианата

Изобретение относится к смесителям и может быть применено для приготовления однородных смесей и эмульсий

Изобретение относится к устройствам для диспергирования и может быть использовано в нефтяной промышленности для приготовления, например, газожидкостной смеси (ГЖС) - пены, эмульсии или суспензии необходимой степени дисперсности

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к адаптеру для надежного и устойчивого соединения двух шприцов с различной конструкцией для приготовления подлежащих введению шприцом средств, таких как диагностические средства, терапевтические средства и модифицированная собственная (аутологичная) кровь

Изобретение относится к установкам смешения двух и более текучих сред, в том числе газов, жидкостей и сыпучих тел, и может быть использовано в теплоэнергетике, нефтеперерабатывающей, химической промышленности, а также в других отраслях промышленности

Изобретение относится к химической промышленности

Изобретение относится к устройствам для смешивания жидкостей и может быть использовано в химической и нефтехимической отрасли, а также в автотракторостроении, для смешивания жидкостей переменных расходов
Наверх