Прямоточный смеситель жидкостей и газов

Изобретение относится к смесителям жидкостей и газов и может использоваться в химической промышленности. Смеситель жидкостей и газов содержит левую и правую гильзы, соединенные резьбовым соединением с уплотняющей контргайкой, и две турбины в форме лопастных колес с осями, перпендикулярными оси смесителя на входе и выходе. Технический результат состоит в упрощении устройства при возможности регулирования качества смешения. 4 ил.

 

Изобретение относится к области гидравлики, может использоваться при получении встречных потоков жидкости в прямоточных смесителях направляющих аппаратов после входа и до выхода в трубных сечениях химических аппаратов и технических устройств.

Эти технические устройства способны производить высокодисперсные смеси.

Известен «Смеситель жидкостей и газов», патент №2333789, бюл. №26 от 20.02.08.

Он содержит полую торовую камеру с подводящим и отводящим патрубком.

Недостаток: сложность при изготовлении торовой камеры, качество смешения регулируется только величиной напора на входе.

Известны также малообъемные смесители, см. книгу «Эффективные малообъемные смесители», Богданов В.В. и др., Л-д, Химия, 1989. Это статические, роторно-пульсационные, электрогидравлические смесители, табл.2.1, рис.2.1, 2.2, 2.4, 2.7, 2.8, 2.10, 2.16, 2.18, 2.20, 2.21, 2.29, 2.30-2.34.

Они содержат цилиндрические и конические гильзы, стержни, гнезда фиксации торцевых кромок, роторы, статоры, зубья, лопасти, втулки, стержни, изоляторы, электродные иглы.

Недостаток: множество внутренних заполнителей внутри гильз не характеризуются технологичностью при изготовлении.

Прототипом изобретения принят смеситель с винтовыми элементами, рис.2.1 и 2.4, см. книгу «Эффективные малообъемные смесители», Богданов В.В. и др., Л-д, Химия, 1989. Это статические смесители, табл.2.1.

Он содержит цилиндрическую гильзу, гнезда фиксации торцевых кромок, винтовые элементы.

Недостаток. Высокая эффективность таких смесителей сомнительна.

Техническая задача изобретения - приготовление высококачественных эмульсий с регулируемым качеством смешения.

Технический результат достигается расположением в торцевых частях цилиндрической гильзы, паразитных турбин с лопастями, имеющими форму полукругов (секторов с углом 180°) в нечетном количестве (например, пяти или семи) с осью, находящейся в плоскости, перпендикулярной оси цилиндрической гильзы. Цилиндрическая гильза разделена на две части, соединенные между собой сгоном с одинаково направленной резьбой и уплотняющими контргайками.

Прямоточный смеситель жидкостей и газов имеет левую 1 и правую гильзу 2, соединенные резьбой, уплотняющую контргайку 3. В левой и правой части гильз смесителя установлены вышеописанные турбины - левая 4 и правая 5. Подвод смешиваемого продукта осуществляется слева, выход готовой смеси осуществляется справа.

Пример конкретного выполнения. Смешиваемый продукт подается через левую 1 гильзу, проходя левую 4 турбину, а она находится в положении неустойчивого гидравлического равновесия и может приобрести любое направление вращения, начинает вращение в удобном для нее направлении. При этом рабочий поток с избыточным давлением проникает в правую гильзу 2, проходя правую турбину 5, а она находится в положении неустойчивого гидравлического равновесия и может приобрести любое направление вращения, начинает вращение в удобном для нее направлении. При этом рабочий поток с избыточным давлением устремляется только по одну сторону от оси турбины. Далее поток выходит из смесителя. Так как описанный поток занимает одну половину сечения смесителя, то другая половина сечения не может быть незаполненной, и она заполняется встречным потоком, подталкиваемым лопатками турбин 4 и 5. Уплотняющая контргайка 3 служит также, при ее ослаблении, для поворота правой 2 гильзы для поворота оси вращения турбины 5, соответственно, увеличения или уменьшения потерь напора при изменении угла между плоскостями с расположенными в них оси смесителя - оси вращения левой турбины 4 и оси смесителя - оси вращения правой турбины 5, см. фиг.4. Резьбовое соединение не является единственным устройством, для поворота оси правой турбины, изменяющим потери напора, влияющим на качество смешения при фиксированном напоре на входе. Это может быть скользящий сальник.

На фиг.1 показан разрез смесителя по его оси в плоскости, перпендикулярной оси вращения турбин, при минимальных потерях напора.

На фиг.2 показан разрез смесителя по его оси в плоскости, перпендикулярной оси вращения турбин, при максимальных потерях напора.

На фиг.3 показан разрез турбины 4 и 5 в плоскости ее оси.

На фиг.4 показан угол между плоскостью, в которой находится ось смесителя и ось вращения турбины 4, и плоскостью, в которой находится ось смесителя и ось вращения турбины 5: при α=0° возможен режим двух параллельных встречных потоков с минимальной потерей напора в смесителе; при α=90° возможен режим двух непараллельных встречных винтовых потоков с максимальной потерей напора в смесителе. Промежуточное положение гильз 2 и 3 помогает подобрать нужное качество смешения.

Прямоточный смеситель жидкостей и газов, содержащий левую и правую гильзы, резьбовое соединение с уплотняющей контргайкой, турбины с лопастями, отличающийся тем, что турбины имеют форму лопастных колес со своими осями, перпендикулярными оси смесителя на входе потока в смеситель и выходе потока из смесителя.